DC 型 CDI 單晶片點火控制

好吧...老是講一些產業或產品觀念，也無濟於事，就來講個系統應用的技術文章，
講USB ？！有點老套，這個產品看來好像也沒有比較令人驚奇之處，因為大家都喜歡比速度，
而不喜歡比系統應用，如果搞電子產品動不動都喜歡靠IC 設計來比速度的話，
最後，大家比的都只是誰敢砸大錢而已，USB 1.1 用 0.35 製程就可以了，
而USB 2.0 就非得用0.25 以下製程...那未來USB 3.0 我想應該就是以奈米製程才有機會吧。
那搞這種用錢堆積的產品技術而言，哪有搞系統應用的樂趣呢？...



我們就拿古老的產品，而用不同的系統觀點來看。---CDI 點火系統應用。
目前，市面上的CDI 大概都是以所謂的DC Type CDI 為主，
因為DC type CDI 可以確保CDI 點火品質。
理論上是這樣子講是沒有錯啊。因為日本人都是如此這般嘛...（問業者也不知道，看日本的！）
那這個東西拿到我們台灣來作的話呢？！...卻完全不是這個樣子了。
因為台灣搞電子的人都喜歡去搞IC 設計，而不喜歡去作系統應用，而搞系統應用的人呢？！
慢慢的也不懂得系統應用的『眉眉角角』（台語）了，所以，做出來的東西就有點必彆彆扭扭的。
所謂DC type CDI 就是得靠CDI本身的電子控制回路來提供高壓電容的充電控制，
而不是用傳統磁電機線圈充電方式，等您看了我這一篇之後，您就恍然大悟了。
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好，我們來講一個很基礎的引擎機械觀念，要在固定的引擎C.C. 數之下， 如何提高引擎馬力呢？！
（因為一般政府機構法規 ，大概也只能依據這個標準來制訂規格！）
答案就是提高引擎轉速！（您不要跟我說是改噴油系統...那是非常有限的作法！）
所以，我們可以在一些國際賽車比賽中可以看到那些比賽用車，
一樣跟我們是市售車一樣2000~2500 C.C.。卻可以跑出 六、七百匹馬力（F1賽季剛開跑）....
而我們的市售車卻只有 150 匹馬力左右。（還在比德制馬力或是其他規格！）
因為我們可以看到的是：他們這些車的轉速，動不動就是15000 RPM 起跳...
當然啊，引擎轉速要提高，主要原因也有把引擎汽缸的衝程比改變...
但最主要的：還是引擎控制要改變！
供油系統？！其實沒什麼好改...因為這麼高的轉速，其實引擎的進氣閥、排氣閥都沒啥機會關閉，
所以，油就是一直噴、一直供就對了...您看F1 吃油，就像喝水一樣！
但點火，就不一樣了。尤其是像我要講的這一種DC Type CDI 就比較難一點，
尤其要寫單晶片程式的話。若一下子要寫這麼多控制變數在裡面！
我們先來看一張圖：這張圖是 RPM = 2000 左右的CDI 點火控制信號， 圖中的粉紅色的是上述的
CDI 本身的電子控制回路來提供高壓電容的充電控制...藍色就是所得到的升壓信號。

大概充個 5 mSec 就夠了。充太久沒用，浪費電；太早充，也沒用，會漏電，
就在點火前一刻充飽就好了。（過與不及都不是很好！）
看起來很容易，但是您知道嗎？這個 5 mSec 對 2000 RPM 是綽綽有餘，
但 5 mSec 也剛好是 12000 rpm。（那更不用說超過12000 rpm 了！）
要做到 12000 RPM 以上的點火是不容易的，程式控制是一定必要的啦。
所以啦...這個充電時間的起始點與充電時間是要用單晶片程式控制的，
而引擎點火也不是只要會點火就好了，
他也是要控制點火正時的，而點火正時也是要程式計算控制。
----我們就先來看結果：就從一般市售CDI 的規格上限來看：一般就是做到 8000 RPM 左右。
（其實，再做上去，國內的CDI 都作不到...就是我說：單晶片程式不好寫了！）
（圖一 RPM = 7600）
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（圖二 RPM = 10130）不只國內的不行，連我測的日本Y牌正廠零件也沒有。
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（圖三 RPM = 12150）就是我說那個 5 mSec 也不夠了...因為已經低於 5 mSec了。
據我所知，國內業者會比較日本規格開規格就是12000 rpm 。

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（圖四 RPM = 13500）已經是一般跑車上限了。
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（圖五 RPM = 17350）搞工程就是要有工程裕度的，我們不能只測到一般規格啊！）
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順便讓大家看一下，比較一下17350 rpm 與 一般機車引擎巡航 5050 rpm 之間火星塞跳火情形。
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因為17350 rpm 的點火間隔比較短，所以他的火花看起來就比較粗一點！
也順便給各位看一下，我不是唬爛大家的，是真的有點火跳火花的啦。
（如果沒跳火花，那個轉速表就不會感應顯示的啦！大家還可以看到那個盒子上面
淡淡的藍光反射！而且這麼高壓密集的放電，其實空氣中都會瀰漫一絲絲的異味，
因為可能連局部的空氣會被改變一些特性的！）
大家都會認為搞這麼高壓的點火控制，還要寫單晶片韌體，鐵定有很多干擾問題。
大家再看一下我的實驗版：是一片一般普通單晶片實驗版外加跳線到一棵市售CDI 做出來的實驗的！

搞這個實驗，我才發現其實國內這些業者在COPY 日本產品時，這些零件開發都還蠻厲害的，
但很可惜的是：真的在系統應用的調教與程式撰寫能力就真的比較不行了。
所以啦...還是我老話一句：科學園區養了這麼多工程師，大家都喜歡一窩蜂的寫ARM ，
搞USB ...多調一點USB 效能也沒有賣得比較好價格，大家還是在殺價。
還是得從IC 設計一路搞到系統應用產品，也看不到系統應用的價值，
大家都是抱著USB 規格書猛K 的啊。（多養兩個工程師就行了，要不然就找台清交的就好了！）
最後就讓大家看一下 17350 rpm 的點火升壓信號：（您看到密密麻麻的，但卻是很穩定的信號！）

順便跟各位說：這個單晶片的韌體程式，不只要計算RPM 轉速與點火進角正時，
（當然還包括上述的DC 升壓充電正時計算與控制...）
這個單晶片程式還包括PC 電腦連線功能，用的只是八位元的單晶片而已。
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後記：我記得一位業者朋友很熱心的跟我說，中部某大學教授，正在做一些引擎燃料研究，
（綠色環保議題！）他們正需要一個可以簡單調整點火正時的平台。
我就跟這位朋友說：您去跟教授說一下吧，若需要協助的，我也很樂意。
結果，一週後，這位朋友跟我說：這位教授說，這個東西應該很簡單，
那個博士生就專心搞燃料議題，這個『簡單的』的單晶片程式，我們會找研究生做就好了。
哈～哈～我說：很好 ...很有志氣，倒楣的不知道是那個研究生而已。
下回若他們研究生找網路資料時，找到我這裡來的話，我就請他回去請教他們教授：
這個東西對一位大學剛畢業的學生來說：簡單的在哪裡？！
他以為他們學校是MIT 嗎？！如果這個研究生夠優秀的話，他怎麼不會去念台清交呢？！