Mit TuneEngine habe ich ein eigenes System zur elektronischen Messwerterfassung entwickelt, das die Abstimmung von SU-Vergasern messtechnisch unterstützt. Es erfasst die Positionen der beiden Vergasernadeln sowie ein analoges Messsignal parallel und stellt die Daten zur späteren Auswertung bereit.
Ausgangspunkt und Idee
Die Anregung zu diesem Projekt kam unter anderem durch den Beitrag „SU-HS2 Vergaser: Düsennadeln selbst polieren“ von Armin Pressler. Dort wird eine Lösung beschrieben, mit der während der Fahrt die Nadelposition und das Lambda erfasst werden können. Das hat mich dazu inspiriert, eine eigene, modulare Messlösung aus Elektronik und Software aufzubauen.
Messkonzept
Das System erfasst drei Messgrößen gleichzeitig:
- die Position der Düsennadel im ersten SU-Vergaser,
- die Position der Düsennadel im zweiten SU-Vergaser,
- ein analoges Spannungssignal von 0 bis 5 V, beispielsweise vom Innovate LM-2.
Durch die parallele Erfassung lassen sich die Bewegungen beider Nadeln mit dem analogen Messsignal zeitlich vergleichen. Ein zweiter analoger Eingang ist in der Hardware bereits vorbereitet, derzeit aber noch nicht aktiviert.
Hardware und mechanischer Aufbau
Die zentrale Steuereinheit basiert auf einem Wemos D1 mini ESP32. Für die beiden Nadelpositionen kommen digitale Messschieber zum Einsatz. Deren Daten werden über die Takt- und Datenleitungen mit einem eigenen 24-Bit-Protokoll eingelesen. Die analoge Messung ist für ein Eingangssignal von 0 bis 5 V ausgelegt.
Die Elektronik wurde mit KiCad entwickelt. Das Gehäuse und alle weiteren mechanischen Bauteile entstanden als CAD-Konstruktionen in FreeCAD und wurden auf einem optimierten Ender-3-3D-Drucker gefertigt. Als Basismaterial kam PLA zum Einsatz, dessen Temperaturbeständigkeit für die im Betrieb auftretenden Temperaturen ausreichend ist. Dazu gehören auch die mechanischen Adapter, mit denen sich die Messschieber an den relevanten Messpunkten der SU-Vergaser positionieren lassen.
Nach dem mechanischen Aufbau zeigen die folgenden Bilder das System im praktischen Einsatz: zunächst die Montage am SU-Vergaser und anschließend den Messaufbau im Fahrzeug.
Firmware und Datenerfassung
Die Firmware ist in C++ mit der Arduino-Umgebung umgesetzt. Für die zeitliche Steuerung verwende ich die Bibliothek TaskScheduler. Die Messwerterfassung arbeitet nicht blockierend, sodass die einzelnen Aufgaben unabhängig voneinander in festen Intervallen ausgeführt werden können:
- Abfrage der beiden digitalen Messschieber alle 50 ms,
- Erfassung des analogen Eingangssignals alle 10 ms,
- Ausgabe der Messwerte über die serielle Schnittstelle alle 100 ms.
Für die Erfassung und Verarbeitung der Messwerte habe ich eigene Software-Komponenten entwickelt. Sie übernehmen das Einlesen der Sensoren, die Aufbereitung der Messdaten und deren Filterung. Außerdem stehen statistische Kennwerte wie Minimum, Maximum, Mittelwert und Median zur Verfügung.
Datenübertragung und Darstellung
Die Kommunikation zwischen ESP32 und PC erfolgt bidirektional über eine serielle Schnittstelle mit 115200 Baud. Neben der Übertragung der Messwerte können auch Parameter abgefragt und gesetzt werden. Eine CRC-8-Prüfsumme dient dazu, Übertragungsfehler zu erkennen.
Einsatz und Ziel
Hinweis zur Sicherheit: Der Messaufbau auf dem Beifahrersitz wird während der Fahrt nicht bedient. Die Messwerterfassung läuft selbstständig; die volle Aufmerksamkeit des Fahrers bleibt jederzeit auf dem Verkehrsgeschehen und der Straße.
Zum Projekt: TuneEngine ist ein privates Entwicklungsprojekt und wird nicht als fertige Lösung veröffentlicht oder allgemein zur Verfügung gestellt. Deshalb werde ich weder den Programmcode noch Schaltpläne oder CAD-Konstruktionszeichnungen herausgeben. Die Entwicklung ist auf meinen eigenen Bedarf ausgerichtet. Eine Weiterentwicklung zu einem für jedermann nutzbaren Produkt einschließlich laufender Pflege und möglicher Fehlerbehebung kann ich aus zeitlichen Gründen nicht leisten. Ich bitte daher um Verständnis. Jedoch kann jeder mit ein wenig Geschick, Erfahrung und Zeit ein solches Projekt selbst umsetzen. Die erforderlichen Grundlagen zum Messprotokoll etc. sind über entsprechende Recherchen zu finden. Dabei können LLM’s wie ChatGPT & Co. durchaus hilfreiche Assistenten sein 😉.
TuneEngine ist als Mess- und Datenerfassungssystem gedacht. Die aufgezeichneten Werte helfen dabei, das Verhalten der SU-Vergaser unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen nachvollziehbar zu machen und Messungen miteinander zu vergleichen. Die Auswertung und die daraus abgeleiteten Änderungen an der Vergasereinstellung erfolgen weiterhin manuell – das System nimmt keine automatische Abstimmung vor.
Das Projekt verbindet damit mechanische Konstruktion, Elektronik und Software zu einer modularen Messplattform, die sich bei Bedarf erweitern lässt.