Sonntag, 25. August 2019

Verkabelung

Nun geht es an den spannenden Teil, das Board muss mit dem 64 Pin Stecker verkabelt werden.

Dazu sollte man zunächst Wissen wie der 64 Pin Stecker zu "lesen" ist. Wenn man auf den Stecker schaut ist rechts 1, in der Mitte 2 und links 3. Die Buchstaben fangen in jedem Stecker rechts oben mit A an.


Wenn man jetzt auf einen Schaltplan sieht findet man zu dem passenden Steckplatz das dazugehöriges Kabel und somit auch das daran angeschlossene Bauteil.


Da man später nicht alle Anschlüsse nutzen wird (oder kann) habe ich für mich eine Tabelle erstellt welche den jeweiligen Platz am 64 Pin Stecker und den am Speeduino UA4C zeigt.


Bei der Tabelle fehlt das Breakoutboard mit dem Zusatzstecker. Falls man nur die originalen Funktionen des MX5 nutzen möchte reicht die Verkabelung nach der Tabelle. Wenn man ggf. später Einzelzündung fahren möchte kann man über Jumper das Signal zum Zusatstecker senden.



Zündung

Bei Wasted Spark geben nur zwei Kanäle vom Board Signale aus (Ign1-> Zündspule für Zylinder 1+4, Ign2-> Zündspule für Zylinder 2+3). Bei sequentieller Zündung (also COP´s) sendet das Board vier Signale aus(Ign1-> Zylinder1, Ign2-> Zylinder3, Ign3-> Zylinder4, Ign4-> Zylinder2).
Das Speeduino Zündet immer numerisch, man muss die Verkabelung dementsprechend anpassen.

Einspritzung

Das gleiche gilt für die Einspritzung, man muss die jeweiligen Einspritzdüsen dem richtigen Punkt auf dem Board zuteilen. Hier arbeitet das Speeduino wieder Numerisch (Inj1-> Zylinder1, Inj2-> Zylinder3, Inj3-> Zylinder4, Inj4-> Zylinder2)

VICS 

Im Ansaugtrakt des 1.8L BP4W sind Klappen verbaut welche ab 5000U/Min eine Hemigholtz Kammer öffnet. Diese Kammer hat eine positive Wirkung auf die Strömung.
VICS ist an den VVT Anschluss des UA4C gelötet da wir später im TunerStudio über die VVT-Tabelle eine An/Aus Schaltung Programmieren können. Da der BP4W keine VVT hat können wir den Anschluss anderweitig nutzen.

Nockenwellen- und Kurbelwellensensor

Da im MX5 NB Hallsensoren verbaut sind kann man diese direkt mit dem Speeduino verbinden, man muss später nur die Jumper auf Hall setzen. Bei Auto´s die andere Sensoren verbaut haben muss unter Umständen ein VR-Conditioner verbaut werden.

Kraftstoffpumpe

Entgegen des Schaltplans liegt bei mir die Pumpe auf 3P und nicht auf 3N. Am besten sollte man vorher prüfen welches Kabel zum Stecker geht. Dass kann man indem man in der Diagnosedose GND und F/P verbindet und prüft ob die Pumpe läuft. Anschließend muss man die Dose unten öffnen und schauen welche Kabelfarbe von der F/P abgeht, diese muss man an dem Kabelbaumstecker ebenfalls finden um die Pin Position zu bestimmen.


O2

Wenn man die originale Schmalband Lambdasonde nutzen möchte ist das möglich. Die originale Lambdasonde ist jedoch sehr ungenau, sie gibt lediglich ein 0-1V Signal aus. Zum genauen abstimmen benötigt man eine Breitband Lambdasonde, diese gibt ein 0-5V Signal aus.
Man muss in TunerStudio später die verbaute Lambdasonde einstellen.

 Verkabelung




Fast fertig Verkabelt sieht es so aus. Es fehlt noch das Board mit dem Zusatzstecker, dafür ist Übergangsweise das kleine grüne Board installiert.

Jumper

JP2 und JP3 müssen auf Hall verbunden werden
JP4 und JP5 müssen Verbunden werden
JP6 (Tacho) muss auf 12V gelötet werden
JP14  muss für IAT und CLT verlötet werden

Samstag, 17. August 2019

Kurzes Update


Ich habe eine Platte aus Plastik ausgeschnitten und darauf provisorsisch das UA4C, die Laderegelung und den 64 Pin Stecker verschraubt. Hierbei fehlt noch das Board wo später der zusätzliche 20 Pin Stecker verbaut wird.


Donnerstag, 15. August 2019

Dumme Lichtmaschine- Lichtmaschinenregelung

Die Lichtmaschine beim NB hat keine interne Laderegelung, eine Regelung findet durch das originale Steuergerät statt. Ein Speeduino kann das ohne Hilfsmittel nicht. Dieses Problem kann man beheben indem man eine andere Lichtmaschine (z.B. vom MX5 NA8) oder eine Laderegelschaltung verbaut.
Ich habe mich für das Laderegelungs-PCB von WestfieldMX5 entschieden weil man dort einen Anschluss für die Batteriewarnleuchte (LBL=Low Batterie Light) und einen Anschluss für die Lade-Abschaltung (Disable) beim Starten hat.


Mittwoch, 14. August 2019

Ready for TunerStudio

Um mit dem Arduino später über TunerStudio die Werte anpassen zu können muss zunächst die Firmware installiert werden.
Falls noch nie ein Arduino am PC angeschlossen war könnte es sein dass die Treiber fehlen. Dafür muss man zusätzlich die Arduino Software herunterladen und installieren.

Anschließend befolgt man die Anleitung aus dem Wiki. Am schnellsten geht es mit dem SpeedyLoader, der immer die neuste Firmware bietet. Man kann es aber auch über das Arduino IDE selbst auf das Board installieren.

Sobald Speeduino auf dem Board installiert ist kann man TunerStudio downloaden, installieren und öffnen. Man muss nun einfach nach der Anleitung des Wiki in Tunerstudio die Firmware einstellen.
Jetzt ist das Arduino bereit alle Funktionen die das Speeduino Board (z.B. ein v0.4) bietet zu unterstützen.







64 Pin +

Ich habe mich dazu entschieden eine Plug-n-Play Lösung zu bauen mit einem 64 Pin Stecker, wie es auch das originale Steuergerät verwendet, zusätzlich werde ich aber einen zweiten Stecker mit 20 Pins verbauen. Somit kann der originale Kabelbaum weiter verwendet werden und wenn man zusätzliche Funktionen haben möchte kann man diese über den zweiten Stecker anschließen.
Das heißt wenn man zum Beispiel die Wasted Spark Zündung vom NB nutzt, kann man dieses über den originalen Anschluss vom Kabelbaum ansteuern. Wenn man später auf eine Coil on Plug Zündung Umbauen möchte kann man den originalen Kabelbaum unangetastet lassen und einfach nur zusätzliche Kabel an den zweiten Stecker anschließen, für mich die Ideale Lösung.

Diesen 64Pin Stecker bekommt man nicht an jeder Ecke, nach langer Suche ob man den Stecker einzeln kaufen kann bin ich zu dem Entschluss gekommen mir ein altes Steuergerät zu kaufen, dort den Stecker auszulöten und für mein Speeduino zu verwenden.
Verschiedene Hersteller haben in den 90ger diesen zwei Reihen 64Pin Stecker in ihren Steuergeräten verbaut. Meine Wahl ist auf ein Honda Prelude Steuergerät gefallen. Bei dem eBay-Angebot konnte man nicht genau den Stecker erkennen aber kosten sollte es mit Versand nur 20€, ein Risiko was ich gerne eingegangen bin.
Als dann wenige Tage später das Paket ankam war ich positiv überrascht, es passt.

Das Steuergerät wurde dann sofort auseinander gebaut um den Stecker auszulöten.





Zum schnellen entlöten von dem 64Pin Stecker habe ich eine Lötlampe und einen Kompressor benutzt. Ein paar Lötpunkte mit dem Brenner heiß machen und dann sofort das flüssige Lötzinn mit Druckluft wegpusten. Das spender Steuergerät ist danach zu 100% nicht mehr zu gebrauchen weil überall auf der Platine Lötzinn liegt, den Stecker hat man aber innerhalb von wenigen Minuten draußen.





Ich habe auch noch ein PCB für den Stecker bestellt. Von hier aus gehen später alle Ein- und Ausgänge zum Speeduino.






Montag, 12. August 2019

Sichtung für das Speeduino

Als erstes habe ich geschaut ob jemand vor mir schon einen NB mit Speeduino zum laufen bekommen hat, dabei bin ich im Speeduino Forum auf ein How-To gestoßen.
Hierbei ist ganz gut beschrieben wie vorgegangen wird wenn man sich für das Speeduino v0.4 entschieden hat. Interessant ist dabei wie die Benzinpumpe, der Lüfter und der Tacho angesteuert werden. Es wird ein ULN2803 (Darlington Transistor Array) auf das Board gelötet um die Low Outputs vom Speeduino auf Erdung zu schalten sodass dieser die Relais schalten kann. Ebenfalls ist in dem How-To gut beschrieben welche Punkte vom 64 Pin Anschluss (vom Kabelbaum) zu dem IDC 40 Stecker auf dem Board verbunden werden.

Ich persönlich habe mich gegen das v0.4 entschieden und das UA4C bestellt, finde die saubere Bauweise, die Funktionen und das Design super. Es hat den Vorteil das neben dem MAP Sensor auch ein BARO Sensor verbaut ist, womit später Barometrische Korrekturen in der Programmierung berücksichtigt werden können.
Das UA4C hat mehr Low current outputs wie das v0.4, was bedeutet das neben der Benzinpumpe, dem Tacho und der Lüfter noch vier weitere AUX Ausgänge, die frei belegbare sind, verfügbar sind. Diese Low current outputs haben einen den Chip vorgeschaltet sodass das Arduino die Möglichkeit hat die Relais anzusteuern und durchzuschalten.

Anbei ein Bild von dem UA4C und ein Link zu einer Schematische Zeichnung






Speeduino Daten

Man sollte sich vorher erkundigen welches Board man nehmen will. Im groben sind alle gleich, es gibt aber Unterschiede zum Beispiel in der Größe (damit einhergehend auch die möglichen Funktionen), der Anschlussmöglichkeiten der Ein- und Ausgänge und der Zusatzfunktionen.Bei der Entscheidung hilft das Speeduino Wiki sehr, deshalb sollte man sich die Seite öfter anschauen. Ich habe hier eine grobe Zusammenfassung von ein paar Boards erstellt, man sollte jedoch wirklich mehr Infos sammeln!

Speeduino v0.3


Board Größe 100x136mm

  • 4 Einspritzungsausgänge
  • 4 Zündungsausgänge
  • Abgesicherte Eingänge für Wasser-, Lufttemperatursensor, Drosselklappenpositionssensor und Schmalband/Breitband Lambda (CLT, IAT, TPS, O2)
  • Eingänge für Nockenwellen- und Kurbelwellensensoren (Mit zusätzlichen VR Conditioner kann von AC zu DC gewandelt werden)
  • MAP Sensor
  • 4 medium current Ausgänge für Benzinpumpe, Kühlerventilator, etc.
  • Alle Ein- und Ausgänge werden über Schraubanschlüsse am Board befestigt .
  • Proto area für Analoge Ausgänge, IC2 und SPI

Für Coil-on-plug Zündung für 4 Zylinder ideal, bei Wasted Spark bis zu 8 Zylinder möglich.

Speeduino-Wiki v0.3

Speeduino v0.4


Board Größe 100x100mm


  • 4 Einspritzungsausgänge
  • 4 Zündungsausgänge
  • Abgesicherte Eingänge für Wasser-, Lufttemperatursensor, Drosselklappenpositionssensor und Schmalband/Breitband Lambda (CLT, IAT, TPS, O2)
  • Eingänge für Nockenwellen- und Kurbelwellensensoren (Mit zusätzlichen VR Conditioner kann von AC zu DC gewandelt werden)
  • MAP Sensor
  • 4 medium current Ausgänge für Benzinpumpe, Kühlerventilator, etc.
  • Alle Ein- und Ausgänge werden über einen IDC 40 Pin am Board befestigt.
  • Proto area für low current Ausgänge.

Für Coil-on-plug Zündung für 4 Zylinder ideal, bei Wasted Spark bis zu 8 Zylinder möglich.

Speeduino-Wiki v0.4

NO2C (No overhang 2 channel)


Board Größe 53x101mm (so groß wie das Arduino)

  • 2 Einspritzungsausgänge
  • 2 Zündungsausgänge
  • Abgesicherte Eingänge für Wasser-, Lufttemperatursensor, Drosselklappenpositionssensor und Schmalband/Breitband Lambda (CLT, IAT, TPS, O2)
  • Eingänge für Nockenwellen- und Kurbelwellensensoren (Mit zusätzlichen VR Conditioner kann von AC zu DC gewandelt werden)
  • MAP Sensor
  • 4 medium current Ausgänge für Benzinpumpe, Kühlerventilator, etc.
  • Alle Ein- und Ausgänge werden direkt über einen Molex Stecker am Board befestigt.

Wenn man Wasted Spark Zündung nutzen möchte ist das Board für 4 Zylinder (Zündreihenfolge 1-3-4-2) Motoren geeignet. Durch die geringe Baugröße auch Ideal für Motorräder.

Speeduino-Wiki NO2C

UA4C (Under Arduino 4 channel)


Board Größe 100x100mm

  • 4 Einspritzungsausgänge
  • 4 Zündungsausgänge
  • Abgesicherte Eingänge für Wasser-, Lufttemperatursensor, Drosselklappenpositionssensor und Schmalband/Breitband Lambda (CLT, IAT, TPS, O2)
  • Eingänge für Nockenwellen- und Kurbelwellensensoren (Mit zusätzlichen VR Conditioner kann von AC zu DC gewandelt werden)
  • MAP und BARO Sensor
  • 8 Low current Ausgänge für Benzinpumpe, Kühlerventilator, etc
  • 4 high current Ausgänge VVT, Boost, etc
  • Alle Ein- und Ausgänge werden über einen Molex Stecker am Board befestigt.

Für Coil-on-plug Zündung für 4 Zylinder ideal, bei Wasted Spark bis zu 8 Zylinder möglich.

Leider kein Speeduino-Wiki Eintrag aber ein Link zu WTM-Tronics.




Steuergerät

Das Originale Steuergerät ist für alle normalen Ansprüche genügend. Es ist genau für das Auto entworfen worden, von Menschen die Ahnung von der Materie haben. Es funktioniert unter allen Bedingungen.
Wenn man aber mehr Leistung erzielen will hilft das originale Steuergerät eher weniger. Alle Anbauteile wie z.B. einen Fächerkrümmer oder einen anderen Luftfilter bringen relativ wenig. Klar man gibt dem Motor dadurch bessere Bedingungen zum arbeiten. Aber z.B. mehr Luft bedeutet man braucht mehr Sprit für die Verbrennung (so klein die Veränderung auch ist, theoretisch gesehen) und durch eine bessere Abführung der Abgase kann der ganze Prozess verbessert werden. Es läuft einfach darauf hinaus dass das Steuergerät sich den Gegebenheiten anpassen muss. Das tut es vermutlich auch aber nur in einem bestimmten festgelegten Rahmen. Bei Turbo- oder Kompressoraufladung wird der Rahmen sofort gesprengt.😂
Um die gesamte Leistung der angeschraubten Tuningteile nutzen zu können braucht man also ein Steuergerät wo man Werte anpassen kann- ein freiprogrammierbares Steuergerät.

Es gibt diverse Systeme auf dem Markt von AEM, BAR-TEC, ECUMASTER, Motortsport Electronics oder Megasquirt (Und noch viele mehr). Die letzten beiden sind in der MX5 Szene oft anzutreffen. Ganz billig ist der Spaß aber nicht! Motorsport Electronics ME221 oder die Megasquirt MS3 Mini liegen bei ungefähr 750€ aufwärts. Diese Systeme sind dann Plug-n-Play.

Ich wollte schon lange ein freiprogrammierbares Steuergerät zulegen, der Preis war mir aber für "Hey, ich kauf mir ein Steuergerät und probiere das einfach mal aus" zu hoch. Durch Zufall bin ich auf das Open Source Projekt Speeduino von Josh Stewart gestoßen. Ein preisgünstiges Steuergerät das mit einem Arduino Mega 2560 läuft. Grob hochgerechnet gibt man unter 200€ für ein ECU aus. Speeduino wird mit Tunerstudio programmiert, dass gleiche Programm womit auch Megasquirts  programmiert wird. (Falls man irgendwann doch ein Megasquirt kauft ist man schon geübt ✌)
Es gibt verschiedene Varianten von Speeduino Boards:
-> MX5 NA (NA6) PNP
-> v0.3
-> v0.4
-> NO2C
-> UA4C
-> CORE4
-> usw.

Es gibt diverse Plug-n-Play Lösungen für verschiedene Autos. Für den MX5 NB gibt es leider keine direkte Lösung, hierfür muss man sich selbst etwas bauen. In den nächsten Beiträgen zeige ich wie meine "Plug-N-Play" Lösung aussieht und wie man sich das Board bauen kann.

Spec-List bis dato.

Mazda MX5 NB 10th Anniversary Nr:2890
BP4W -> 1.8L -140PS, 6Gang Getriebe, Torsen-Differential, etc. (Gibt genug Daten im Internet)
Pleie Sport Überrollkäfig
Sparco Sprint
Takata 3" Gurte
IL-Motorsport Short Shifter
Coolant Rerout
55mm Alu Wasserkühler
Oil Rerout
16 Reihen Setrab Ölkühler
Pipercross Luftfilter
Bilstein B16 PSS9
Autec Wizard
Yokohama AD08r
Stahlflex Bremsleitung



Vorwort

Wieso dieser Blog existiert? Kurz und knapp: An meinem MX5 NB habe ich im Laufe der Zeit schon einiges umgebaut. Nie haben diese Umbau Maßnahmen den Motor einbezogen. Damit möchte ich mich nun verstärkt befassen.

In folgenden Blog Beiträgen werde ich meine Gedanken und meinen Weg zu (hoffentlich) mehr Leistung dokumentieren.