Mopon varkaudenesto – GPS paikannin mopoon

Mopoja varastetaan paljon ja yli puolet jää kadoksiin. Poliisi teki vuonna 2014  etsintäkuulutuksen 1446 varastetusta moposta. Niistä noin joka toinen oli mittaushetkellä kadoksissa. Luvut ovat pysyneet samassa suuruusluokassa viime vuodet. Kadoksiin jäämiselle ei tarkkaa selitystä tiedetä. On arvailuja, että mopovarkauksien suuri määrä selittynee yksinkertaisesti sillä, että mopoja on kokonsa puolesta helppo varastaa eikä kehittyneitä ajonestojärjestelmiä juuri ole. Lisäksi helpompi purkaa osiin ja sitten myydä eteenpäin. Mukana voi olla myös petosrikollisuutta (mopo on viallinen, se puretaan tai otetaan vaikka soramonttukäyttöön ja ilmoitetaan varastetuksi. Se, että esimerkiksi kaksipyöräisiä katoaisi merkittävästi ulkomaille, on urbaanilegendaa (Lähde: YLE 17.7.2015).

Kuten kaikki pienpyörämopot, Suzuki PV on erityisen helppo varastaa painonsa ja kokonsa puolesta. Perushuolehtiminen (lukitus, sisätiloissa pito, näkyvällä valaistulla paikalla pito jne.) on tärkeää, samoin ns. hidasteet, jotka estävät päähänpistovarkauksia. Tässä projektissa päätimme uusia ohjauslukon, laittaa virtalukon, jollaista vuosimallissa ei ollut (artikkeli ”6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – valosähköt, virtalukko”) sekä käyttää hyväksyttyä jämäkkää vaijerilukkoa mopon kiinnittämiseen.

Edellä mainittujen hidastimien lisäksi ostimme pienikokoisen, akkuvarmennetun ja vesitiiviin GPS-jäljittimen (eBay CCTR-800). Laitetta voi ladata (tai syöttää koko ajan) 12 VDC jännitteellä mukana tulleella muuntimella tai USB-johdolla. Mukana paketissa oli myös USB lähtö tupakansytytinliittimeen. Muuta paketissa olivat kätevät QR-koodilinkit laitteen ja jäljityspalvelun manuaaleihin sekä meille melko hyödyttömäksi osoittautunut CD-ROM. Ensivaikutelma laitteesta ja sen tarvikkeista ja ohjeista yllätti laadukkuudellaan.

Onko tällaisesta laitteesta sitten hyötyä? Päähänpistovarkauksiin ja ilkivaltaan kaikesta perusvarautumisesta ja hidasteista on hyötyä. Ammattimainen varas toki saa kaikki hidasteet ohitettua nopeasti ja löytää todennäköisesti hyvinkin piilotetun paikantimen. Mutta on aika iso riski alkaa etsimään kiireessä jäljitintä varkauspaikalla – ja laitteen löytyessä voi olla jo myöhäistä. Tieto ainakin varkaudesta on jo omistajan puhelimessa ja jos laite löytyy vasta myöhemmin, sen sijaintikin on. Poliisit on helppo saattaa jäljille ja tieto viimeisistä liikkeissä laittaa jakoon sosiaalisessa mediassa.

Vastaavaa jäljitintä oli kirjoitushetkellä myynnissä (kulutkin huomioiden n. tuplahintaan) myös Suomessa (Biltema 43-158), mikä vakuutti EU-säännösten mukaisuudesta sekä siitä, että ulkomailta ostamamme laite toimii Suomessa. Laitteen ilmoitetaan toimivan -20…+60 C lämpötila-alueella, mikä sopii useimpien kuskien mopoilukauden lämpötiloihin.

Pakkauksen sisältö

GPS jäljittimen pohjassa on voimakkaat magneetit ja tärkeä identifiointitarra

Laite on vähän aikuisen kämmentä pienempi.

Painike, signaaliledi ja latauspistoke ovat suojattu vedeltä. Ledi on kätevä käyttöönotossa ja vikadiagnostiikassa, ks. taulukko myöhemmin.

SIM-kortin aukko on myös suojattu vedeltä. Kortin kelkka tulee ulos keltaista nappia kynällä tms. painamalla

12 VDC latausjohto, esim. auton akulta.

GSM-liittymä

Laitteessa on GPS:n lisäksi GPRS paikannusdatan siirtämistä varten paikannuspalveluun sekä tekstiviestitietojen (SMS) lähetys sekä niillä tapahtuva laitteen ohjaus. Toimiakseen laite vaatii GSM liittymän, joka toimii 2G verkossa. SIM-kortin koko on MINI (normaali). Jos joudut kortin laittamaan vain NANO SIM-kokoa tukevaan puhelimeesi esim. liittymän konfigurointia varten ja siis riisumaan sen kehyksestä, tee se varovasti ja säästä kehykset. Meidän tapauksessamme pienemmän kortin sai painettua takaisin kehykseen.

---

HUOM: Kyseisen laitteen saamiseksi toimivaksi, liittymän GPRS data pitää olla enabloitu ja PIN-koodin kyselyn taas tulee olla disabloitu. Lisäksi sen tulee tukea 2G verkkoa.

Jos hankit prepaid-liittymän, muista aktivoida se operaattorin ohjeiden mukaan määrävälein.

---

Meille sopivin liittymä oli helppo prepaid-liittymä, joka tukee 2G verkkoa ja jossa on datamahdollisuus (esim. Sonera Easy Prepaid). Prepaid-liittymissä ei ole kuukausimaksuja eikä tule erikseen laskuja. Haittana on, että niissä data tulee raskaassa käytössä kalliiksi, koska se laskutetaan megatavuittain. Laitteen valmistajan mukaan laitte käyttää normaalisti 20-30 Mt/kk, riippuen latausintervalliasetuksista olettaen, että datan lataus serverille on päällä. Me päätimme olla käyttämättä datayhteyttä jatkuvasti ja laittaa se päälle tekstiviestiohjauksella, jos tilanne niin vaatii. Sijaintilinkin Google Maps -karttaan voi myös kysellä tekstiviestillä, mikä on edullista prepaid-liittymässäkin; kirjoitushetkellä hinta liittymässämme oli 0,08 €/viesti, mikä tarkoittaa esim. 40 € latauksella liittymään 500 tekstiviestiä.

SIM-kortiksi kelpaa esim. prepaid-liittymä, joka toimii 2G verkossa.

SIM-kortti tulee olla kokoa MINI (normaali) ja sen tulee toimia 2G verkossa. Muista disabloida PIN-koodin kysely ja enabloida GPRS data!

Laitteen asennus ja käyttöönotto

Tee akun peruslataus manuaalin ohjeiden mukaan. Tee myös ennen asennusta peruskäyttöönotto ja testaa laite. Piilota laite näkyviltä mopon rakenteisiin. Laite on helppo asentaa sen voimakkain magneetein. Kätevimmät voivat piilottaa sen jopa satulan sisälle tekemällä satulan pohjalevyyn luukku.

Laitteen voi kytkeä suoraan mopon akkuun tai USB-liittimeen (molempia varten tuli mukana johdot), jos sellainen löytyy. Tai sitten laitetta voi käyttää sisäisellä akulla. Lataustarpeesta muistuttaa kätevästi tekstiviesti.

Voimakkaat magneetit pitävät jäljittimen vaikka lokarissa kiinni. USB-pistokkeesta voi ladata myös GPS-jäljittimen sisäistä akkua. Laitteen voi toki myös kytkeä kiinteästi akkuun kiinni mukana tulevalla johtosarjalla.

Laitteen manuaalista löytyy kaikki oleellinen englanniksi. Huomaa, että markkinoilla on monia saman näköisiä laitteita, jotka ovat kuitenkin erilaisia. Lisäksi samalla tyyppikoodilla olevissa laitteissa on revisioeroja. Etsi aina omaa laitettasi tarkasti vastaava manuaali!

Oheisessa taulukossa on esitetty laitteen ledin antamat viestit.

Väri	Vilkkumistaajuus	Selitys
Vihreä	Kerran	GSM & GPS toimii hyvin
Vihreä	Kaksi kertaa	GSM toimii hyvin mutta ei GPS signaalia
Vihreä	Kolme kertaa	GSM & GPS toimii hyvin mutta akun varaustaso alhainen
Vihreä	Neljä kertaa	GSM toimii hyvin, akun varaustaso alhainen ja ei GPS signaalia
Vihreä	Palaa jatkuvasti	GSM etsii verkkoa
Vihreä	Sammuneena jatkuvasti	Laite suljettu (OFF)
Vihreä	Vilkkuu jatkuvasti, nopeasti	Saapuva puhelu tai lähettää SMS viestiä
Punainen	Kerran	Lataa jäljitystietoa (upload)
Punainen	Kaksi kertaa	Ei voi ladata jäljitystietoa
Punainen	Vilkkuu hitaasti	Lataus käynnissä

 

Laitteen ohjaus ja asetukset

Laitetta ohjataan tekstiviestein tai soittamalla. Ohjausviestejä lähetettäessä laite vastaa status- ja virheviestein.  Manuaalista löytyvät käskyt, niiden merkitykset ja vastaavat paluuviestit.

Perusasetukset:

• Salasana
• Sallitut puhelinnumerot
• Moodi
• Sijaintitietojen jatkuva lataus (upload)

Peruasetusten lisäksi tarvitaan varkaudenestoon sopivat asetukset. Emme halunneet kustannus- ja akkukestosyistä päivittää sijaintitietoa jatkuvasti pilvipalvelun serverille ja seurailla sitä. Haluamme sen sijaan tietää, jos mopo varastetaan. Tähän voi käyttää laitteen ohjelmoitavia hälytysominaisuuksia:

• Virtuaaliaitahälytys (Geo fence) hälyyttää, jos laite poistuu ohjelmointipisteestä asetetun ympyrän säteen määräämän kehän ulkopuolelle.
• Ylinopeushälytys (Overspeed alarm) hälyttää asetetun nopeuden ylityksestä. Kätevä esim. autokuljetusta havainnoimaan.
• Tärinäanturihälytys vahtii luvatonta käyttöönottoa ja ilkivaltaa.

Huom: on kätevää jatkon kannalta tallettaa tehdyt asetukset vaikka kännykän muistikirjaan!

Sallitun puhelinnumeron tallennus, salasanan vaihto.

Aluerajoituksen (10 km) ja nopeusrajoituksen (65 km/h) asetus sekä paikannuksen jatkuvan latauksen pysäytys.

Akkuhälytys (< 10%) tuli n. kuukauden kuluttua 82 % lataustasosta

Paikannuspalvelu

Laitteen valmistaja tarjoaa maksuttoman paikannuspalvelun, johon kirjaudutaan sisään laitteen ID -numeron seitsemällä viimeisellä numerolla, mikä toimii myös oletussalasanana. Palvelua pääsee demoamaan tunnuksella gpsdemo salasanalla 123456. Palvelussa voi hallita vaikka useita jäljittimiä lähes reaaliajassa. Myös mobiiliapplikaatioiden (iOS, Android) lataus onnistuu sivustolta. Pavelun manuaalista löytyy kaikki oleellinen englanniksi.

Testasimme palvelua. Sitä on loogisen helppo käyttää ilman ohjeitakin ja on yllättävän hyvän, laadukkaan ja monipuolisen oloinen ja varmasti tositilanteessa hyödyllinen. Kun otimme laitteen käyttöön ja loggauduimme ohjeiden mukaan sivuille, laite putkahti Suomen kartalle välittömästi ja sijainnin päivitys toimii. Laitteelle voi muodostaa palveluun kortin ajoneuvotietoineen.

Kuitenkin palvelu voisi olla hyödyllinen enemmän vaikkapa vuokra-ajoneuvoja välittävälle firmalle. Jos mopovarkaustilannetta ei oteta huomioon, mitä muuta palvelulla voisi tehdä? Kuka vanhempi haluaa valvoa teinien mopoilua ja kuka haluaa tulla valvotuksi – ja taitaa olla touhu kyseenalaista perhesovun lisäksi lainkin kannalta.

Laite ilmestyi palvelun kartalle oikeaan paikkaan välittömästi.

Tiekarttanäkymä

Satelliittinäkymä

Käyttökokemuksena muutaman kuukauden jälkeen laite on yllättänyt positiivisesti. Käyttö on erittäin yksinkertaista. Akku kestää hyvin ja paikannuskin toimii hyvällä luotettavuudella. Kosteuden kanssa ei ole tullut ongelmia. Toisinaan GPS ei saa haettua signaalia säädyllisessä ajassa ja paikannusviestiin tulee vain lähin GSM verkon linkkimasto.

---

Muita vaihtoehtoja mopon paikantamiseen

Paikannus kehittyy erittäin nopeasti. Markkinoille ja nyt myös Suomeen on tullut mm. erittäin pienikokoinen ja edullinen TrackR laite, joka keskustelee puhelinsovelluksen kanssa molempiin suuntiin. Ilmoitetun 25 € hintaisessa laitteessa on mielenkiintoisia ominaisuuksia:

• Etäisyysmittari (matka kohteeseen)
• Äänimerkki (tagi ilmoittaa äänellä sovelluksesta painettaessa)
• Äänimerkki puhelimeen (tagista painettaessa puhelin päästää äänen, vaikka äänettömällä)
• Joukkoetsinnän mahdollisuus (sovellus ilmoittaa, jos muita TrackR -käyttäjiä on etsimäsi kohteen lähettyvillä)
• Kaksisuuntainen hukkaamisvaroitus (tagi tai puhelin ilmoittaa, jos olet jättämässä jompaa kumpaa jälkeesi)

Sovellus on saatavilla iOS ja Android laitteille. Suomenkielinen sivusto täällä.

 

LED valot mopoon

Katso ledien yleisestä tekniikasta ja käsitteistä sivulta ”Sähköoppia mopoilijalle – leditekniikkaa”.

PeeVelin valosähköillä on kehityskaari 6 VAC -> 12 VAC -> 12 VDC. Tämän yksilön polttimoiden alkuperäiset 6V kantatyypit ovat:

• Etuvalo pitkät/lyhyet: 6V 15/15 W BA20d
• Takavalo: 6V 5 W tube S8 39mm
• Jarruvalo: 6V 10 W
• Mittarivalo: 6V 3 W T10 lasikanta

Nämä vaihdettiin 12 V polttimoiksi aikanaan:

• Etuvalo pitkät/lyhyet: 12V 25/25 W BA20d
• Takavalo: 12V 5 W tube S8 39mm
• Jarruvalo: 12V 10 W
• Mittarivalo: 12V 3 W T10 lasikanta

Seuraavassa on esitelty kokeiluun otetut valmiit ledipolttimot yhteenvetona taulukossa ja kuvina. Suomalaisissa kaupoissa ledipolttimot ovat melkoisen hintavia. Päätimme kokeilla, mihin kiinalaisista ledipolttimoista ja eBay:n niitä toimittavista kaupoista on. Alla olevat tekniset tiedot ovat ilmoitettuja, ts. peräisin eBay:n myynti-ilmoituksista. Virrat mitattiin yleismittarilla ja teho laskettiin kaavalla P = U * I. Syöttöjännite mitattiin myös yleismittarilla, jotta saataisiin oikea teholukema ja se oli 12,0 VDC

	Takavalo	Jarruvalo	Mittarivalo	Etuvalo 6 W	Etuvalo 12 W
Tyyppi	Festoon socket, DA36 mm	Festoon socket	T10 COB, lasikantaan sopiva, alumiininen kotelo lediosassa	BA20D, alumiininen jäähdytysripa, polttimossa ei merkintöjä, eBay kohdekuvauksessa merkintä: ”NAOM2S-80/W 5J200440”, lähi- ja kaukovalo	BA20D, alumiininen jäähdytysripa, polttimossa merkintä ”M2S-80/W 6B266543”, lähi- ja kaukovalo
Led	3 x SMD 5050	6 x SMD 5050	1 kpl (tyyppiä ei ilmoitettu)	2 kpl (tyyppiä ei ilmoitettu)	2 kpl (tyyppiä ei ilmoitettu)
Mitat	36 x 8 mm	36 x 13 x 8.5 mm	(ei ilmoitettu)	Noin 66 x 34mm	Noin 66 x 34mm
Valovirta	50-60 lm	50-60 lm	(ei ilmoitettu)	800 lm	800 lm
Värisävy	6000 K	Valkoinen 6000 K, ”xenon”	Valkoinen 6000 K	Valkoinen 6000 K	Valkoinen 6000 K
Valaistuskulma	180 astetta	180 astetta	(ei ilmoitettu)	(ei ilmoitettu)	(ei ilmoitettu)
Ilmoitettu käyttöikä	50000 h	50000 h	(ei ilmoitettu)	(ei ilmoitettu)	(ei ilmoitettu)
Lämpötila-alue	(ei ilmoitettu)	(ei ilmoitettu)	(ei ilmoitettu)	-40C~ + 105C	-40C~ + 105C
Jännite	12 VDC	12 VDC	12 VDC	9-80 VDC	6-80 VDC
Polariteettivaatimus (napaisuus)	Kyllä	Kyllä	Kyllä	Kyllä	Kyllä
Tehonkulutus	(ei ilmoitettu)	1 W	1 W	6 W	6 W x 2
Mitattu virta ja laskettu tehonkulutus 12 V syöttöjännitteellä	20 mA, 0,24 W	40 mA, 0,48 W	30 mA, 0,36 W	250 mA, 3 W (lyhyet), 270 mA, 3,24 W (pitkät)	410 mA, 4,92 W (lyhyet), 410 mA, 4,92 W (pitkät)
Hinta ostohetkellä postikuluineen ja tulleineen	1,79 € / 2 kpl (0,895 €/kpl)	1,61 € / 2 kpl (0,805 €/kpl)	2,65 € / 2 kpl (1,33 €/kpl)	3,98 € / kpl	4,73 € / kpl
Ilmoitettu toimitusaika Suomeen	10…30 vrk	10…30 vrk	30…60 vrk	15…30 vrk	15…30 vrk
Toteutunut toimitusaika Suomeen	8 vrk	13 vrk	15 vrk	11 vrk	14 vrk
Hakulinkki	eBay hakulinkki vastaaville	eBay hakulinkki vastaaville	eBay hakulinkki vastaaville	eBay hakulinkki vastaaville	eBay hakulinkki vastaaville

Takavalo

Tämän toimittajan versiossa näkyy elektroniikkaa piirilevyn palan toisella puolella.

Kokeeksi tilattiin 3-ledisiä polttimoita myös toisesta eBay-kauppiaalta. Pakkaus oli parempi.

Toisen toimittajan polttimoissa ei ollut elektroniikkaa piirilevyn toisella puolella. Polttimot olivat tehtaan jäljiltä hauskasti vielä kiinni toisissaan ja piti napsauttaa irti.

Takavaloksi aiottu 3-ledinen polttimo kulutti 20 mA ja valoteho vaikutti riittävältä.

Jarruvalo

Jarruvaloon ajateltiin ostaa takavaloa enemmän tehoa ja sitä kautta valovirtaa. Tämä tuli ledien määrän tuplauksen kautta.

Jarruvaloksi ajatellut tulivat ohuesti pehmustetussa muovipussissa.

Kuusi lediä mahtuu lähes normilasiputken leveyteen. Ledien tyyppi näyttää merkintöjen perusteella samalta kuin muissa vastaavissa polttimoissa.

Jarruvaloksi aiottu 6-ledinen kulutti 40 mA, mikä on tarkasti tuplavirta 3-lediseen takavaloon verrattuna.

Valoteho riittää jo pöytätestissä jarruvalolle varmasti.

Mittarivalo

Mittarivaloomme tarvittiin lasikantapolttimoon sopiva ledipolttimo.

Mittarivaloksi aiottu T10 kantainen polttimo kulutti 30 mA ja valon määärä (valovirta) varmasti riittävä.

Etuvalo 6W

6 W etuvalo tuli pahviaskissa ja ohuessa muovipussissa.

BA20D kanta on toteutettu hyvin. Jäähdytysripa on muhkea näky ledien kokoon nähden.

Lyhyiden valojen virrankulutus on 250 mA.

Lyhyet

Pitkät

Pitkien valojen virrankulutus on 270 mA.

 

Etuvalo 12W

12 W lamppu tuli mystisesti Virolaisesta osoitteesta tai sen kautta.

Alumiiniripa oli hieman erilainen 6 W polttimoon verrattuna…

…kuten elektroniikankin toteutus.

Lyhyet

Pitkät

Virrankulutus lyhyillä oli 410 mA

Virrankulutus pitkillä oli sama kulutus kuin lyhyillä.

Asennus mopoon ja testit

Polttimo sopi hyvin kantaan.

Myöskään mahtuminen umpioon ei tuottanut ongelmia.

Lyhyet

Pitkät

Mittarivalon vaihtamiseksi riitti aluslevyn kolmen kiinnitysruuvin irroitus. Ledipolttimo oli leveämpi ja hieman ahdas mutta meni tarpeeksi syvälle mittariin koteloon valaistakseen mittaritaulun.

Hehkulamppu on kirkas mutta vie tehoa ja säteilee hieman turhaankin joka suuntaan.

Ledivalo säteilee oikeaan suuntaan

Valoteho on täysin riittävä mittarin valaisemiseen (kuva otettu päivänvalossa)

Takalyhdyn polttimoita asennettaessa kielekkeitä piti taivuttaa vähän, jotta ledipolttimot istuisivat jämäkästi eivätkä lähtisi pyörimään tärinässä. Jälkiviisaana tilaisimme 39 mm polttimot 36 mm sijasta.

Taka- ja jarruvalot asennettuna. Muista napaisuus; jos valo ei toimi, vaihda toisin päin!

Takavalo

Taka- ja jarruvalo

Akun jännite valojen ollessa pois ja mopon ollessa sammutettuna.

Etuvalo, takavalo, jarruvalo ja mittarivalo päällä, mopo edelleen sammutettuna. Ledipolttimot pudottavat jännitettä vain 0,2 V.

Takavalo

Taka- ja jarruvalo.

Takavalo

Jarruvalon ero pelkkään takavaloon on riittävä

 

Sekä etu- että takalyhdyn sävyt ovat ok. Etuvalon keilassa lähietäisyydelle on toivomisen varaa.

Lyhyet

Pitkät

 

Yhteenveto

Tuotteiden ja toimituksen laatu yllätti positiivisesti. Toimitukset hoituivat luvattua nopeammin. Tulliin ei jäänyt yksikään. Kaikki polttimot toimivat moitteetta. 6- ja 3 -ledisten putkipolttimoiden korvaajien tehonkulutukset olivat tarkasti ledien määrän mukaiset.

Valon määrät eli valovirrat ovat täysin riittävät verrattuna vastaaviin hehkulankapolttimoihin. Sävyssäkään ei ole valittamista, vaikka ero on aivan selvä (ledivalo on sävyltään huomattavasti kylmempi).

Muutamia puutteitakin havaittiin. Mitattu sähkötehon kulutus etenkin etuvaloissa herätti kummastusta. eBay-kauppojen wattilukemat (6 W, 12 W) jäivät kauaksi testijännitteellä saaduista kulutuksista. Samoin myöskin jarruvaloksi aiotussa 1 W polttimossa kulutus oli 0,48 W. Oletamme tämän siis johtuvan siitä, että ledipolttimoiden jännitealue on paljon suurempi kuin käyttämämme 12 V ja ilmeisesti on kyse tehosta maksimijännitteellä. Tämä kuitenkin on hyvä asia projektillemme, sillä haluamme pienentää tehonkulutusta. Mitattu kokonaistehonkulutus ledeillä oli vain 14% laskennallisesta tehonkulutuksesta 12 V hehkulankapolttimoilla.

PeeVelin laskennallinen akkukesto (akku 2,3 Ah) moottorin ollessa sammutettuna ja takavalo, mittarivalo ja etuvalo päällä on ledipolttimoilla 5 h. Tosin varauksen purkautuessa ja akkujännitteen pudotessa valojen käyttökelpoisuus tietenkin putoaa jo ennen kuin ledivalot sammuvat. Joka tapauksessa ero on valtava. Vastaava luku olisi 6 V hehkulankapolttimoilla 1,2 h ja 12 V hehkulankapolttimoilla vain 0,8 h.

6 W etuvalopolttimo (mitattu 3W) lämpeni testeissä (kesäkelissä, mopon seisoessa) yllättävän kuumaksi. Pitää seurata, miten kanta ja umpio kestävät tämän.

Pieni miinus tulee myös hieman turhan ohuista pakkauspusseista. Lisäksi PV:n suorakaidelyhdyn valokeilassa olisi toivomisen varaa, hehkulankapolttimolla on parempi. Lisäksi hieman arveluttavaa on, miten paljas (suojalakkaamaton) polttimoelektroniikka kestää kosteat olosuhteet. Lakkaaminen johtamattomalla elektroniikkalakalla saattaisi olla viisasta.

6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – valosähköt, virtalukko

6V -> 12 V muutoksen artikkelisarjan aikaisemmat artikkelit järjestyksessä:

1. Sytytyspuolan ja valopuolan vaihto
2. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – esivalmistelut
3. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – osat
4. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – peruskytkennät: jännitteensäädin/tasasuuntaaja, akku
5. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – mittaukset
6. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – johtosarjan muutokset
7. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – kytkentäkotelo

Seuraavassa on toteutettu 12V tasavirralla toimivat valot ja virtalukko pääkytkimeksi, Osa kytkennöistä tehtiin johtosarjaan, osa esivalmisteltuun kytkentäkoteloon.

Sähkökaavio, jota mukaillen muutokset tehtiin on vuosimallin 2000 12V kaavio. Aikanaan tehty sähkökaavioversio ”PeeVeli” muutettiin, uusi versio ”PeeVeli 12V” ilmestyy sivuille myöhemmin.

Aikanaan projektiin hankkimamme 12V johtosarja (Mopo Sport 36610-17270-1) tuli muuttaa siten, että valopuola syöttää vaihtovirtaa vain jännitteensäädin/tasasuuntaajalle sekä äänimerkille. Tutkimme johtosarjan tarvitsemat muutokset artikkelissa.

On muistettava, että PeeVelissä olevaa johtosarjaa modifioitiin jo käyttöentisöinnin yhteydessä hieman 6V järjestelmäämme varten, ks. artikkelit ”Sähköjärjestelmän kunnostus ja uusiminen” ja ”Sähköjärjestelmän muutokset, kytkentä ja testaus”. Reititys on selitetty artikkelissa ”Sähköjärjestelmän suojaus ja reititys”.

Valosähköjärjestelmä 12 VDC

Seuraavassa on esitetty johtosarjan muutokset ja testaus.

Tankin alta paljastuivat aikaisemmat johtojen niputukset. Siistinä ovat pysyneet.

Myös aikaisemmin tehdyt peruskytkennät ovat toimineet (ks. erillinen artikkeli!)

Johtojen nippusidekiinnitykset purettiin ja alettiin purkamaan itse johtosarjaa aikaisemman artikkelin oppien mukaan, huolellisesti, tehden niin vähän vahinkoa suojauksille kuin mahdollista. Aluksi kaivettiin johtosarjan jännitejakokohdat esiin leveän suojasukan alta. HUOM: mitään sarjan johtoja ei tarvitse katkaista, kuten erillisessä artikkelissa todettiin!

Leveä kutistesukka liu’utettiin sivuun

Leveän suojasukan päissä olevat teipit poistettiin ja sukka liu’utettiin sivuun.

Suojatut jakopisteet esillä. Y/B ei ollut suojattu tässä valmissarjassa.

Teipit pois jakopisteistä. Molemmat jakopisteet purettiin.

Molemmista jakopisteistä irroitettiin Y/W -johtolenkit. Etummaiseen kiinnitettiin irroituksen jälkeen oranssi takaisin. Molemmat suojattiin teipillä (tässä sininen teippi). Tämä johtolinja on 12 VDC tasasähkölinja.

12 VDC linjan kohtien suojaus purkamisen jälkeen. Oranssi liitettiin takaisin.

Seuraavaksi yhdistettiin Y/W-johtolenkit keskenään. Väliin oli laitettava pieni jatkojohto.  Tämä johtolinja on 12 VAC vaihtosähkölinja.

Y/W lenkit yhdistettiin. Väliin tarvittiin pieni jatkopätkä. Tämä johtolinja on 12 VAC vaihtosähkölinja.

Johdot merkattiin.

Kutistesukkaa käytettiin aina kun voitiin.

12 VAC (edessä) ja 12 VDC (takana) linjat valmiit.

Paksu suojasukka liu’utettiin takaisin tehtyjen kytkentämuutosten päälle.

Suojasukan päät suojattiin uudelleen teipillä.

Testausta varten akku kiinni. 12 VDC ja 12 VAC johdot eivät saa mennä sekaisin ja ne on todellakin syytä merkata ja irralliset päät suojata!

Valot paloivat kirkkaasti ja tasaisesti akun syöttämänä. Mopo ei valojen testauksissa vielä ollut käynnissä.

Valojen testaus

 

Virtalukon kytkentä johtosarjaan

Virtalukon OFF-asento (johtimet G ja B/W) kytkettiin maadoittamaan sytytysjohdin runkoon. Mitään johtosarjan johtimia ei katkaistu, vaan liitos tehtiin yksinkertaisesti ryöstöliittämällä (kierreliitos+juotos).

Virtalukon ”ryöstökytkentä” ja valosähkökytkentä.

Virtalukon johdoista musta (B) ja punainen (R) kierrättävät virtalukon kautta valosähköt. Näille tehtiin jatkojohdot, jotka vietiin kytkentäkotelolle.

Kutistesukkasuojaus. Punainen ja musta menevät kytkentäkotelolle; valosähköt kiertävät siis lukon kautta.

Virtalukko tullaan asentamaan polttoainehanan viereen. Taustalevyn teosta myöhemmin.

Punainen ja musta tulevat virtalukolta, Y/W -johdot ovat 12 VDC ja 12 VAC (merkattu sinisellä teipillä).

Kytkentäkotelon kytkentä

Kytkentäkotelo oli esivalmisteltu etukäteen (katso erillinen artikkeli!)

Johdot tuodaan koteloon vesitiiviiksi kiristyvistä läpivienneistä, joissa on samalla myös vedonpoisto.

Kytkentäkotelo valmiina

Liitynnät akulle

Seuraavaksi tehtiin akun ja kytkentäkotelon välinen kytkentä, joka syöttää kytkentäkotelon kautta 12 VDC laitteille tasasähköä. Jännitteen säädin/tasasuuntaajan kytkentöjä (ks. artikkeli ”6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – peruskytkennät: jännitteensäädin/tasasuuntaaja, akku”) ei tarvinnut muuttaa muuten kuin että akun positiiviseen napaan tuli nyt kaksi johtoa: toinen jännitteen säätimeltä, toinen lähtö kytkentäkotelolle.

Akulle menevien johtojen rakentelu

Akulle tulee latausjohto jännitteensäädin/tasasuuntaajalta ja myös lähtee valosähköjä syöttävä johdin kytkentäkotelolle.

Kaikki johdot kannattaa suojata tarkasti päähän asti.

Kytkentäkotelo paikoillaan työkalukotelon kyljessä.

Testaus

12 V hehkulankapolttimot vievät kohtuullisen paljon tehoa (etuvalo 25W, takavalo 5W ja jarruvalo 10W). Kun mopo ei ole käynnissä, uudenkin täyteen ladatun 2,3 Ah kapasiteetin akun jännite akun yli putoaa jonkin verran. Alkaakin syntyä ajatus ledivaloista, joista myöhemmin lisää erillisessä artikkelissa.

Virrat päällä, mutta valot ei.

Valojen päälläolo pudottaa akun jännitettä vajaan voltin, kun mopo ei ole käynnissä ja siis lataa akkua.

USB-pistokekin toimii, ladaten tässä puhelinta.

Virtalukon testaus, ON-asento

Virtalukon testaus, OFF-asento

Myös käynnistyminen luonnollisesti testattiin. Virtalukon OFF-asennossa mopo ei käynnistynyt. Latauksen testaus jännitti ehkä eniten, sillä vastaavaa valoja syöttävää kytkentää ei vuosimallin 2000 sähkökaaviossa ollut. Magneeton syöttämän jännitteensäädin/tasasuuntaajan akulle antamasta lataustehosta ei ole etukäteen tietoa. Käytännössä akun varauksen kestävyys käytössä selviää vasta käytössä.

Latauksen testaus, mopo ei käynnissä

Mopon ollessa käynnissä akun yli oleva jännite nousee jo tyhjäkäynnillä.

Sähköistys valmis

PeeVelin 6V – 12 V sähköistysmuutos ei päälle päin juuri näy.

 

6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – kytkentäkotelo

6V -> 12 V muutoksen artikkelisarjan aikaisemmat artikkelit järjestyksessä:

1. Sytytyspuolan ja valopuolan vaihto
2. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – esivalmistelut
3. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – osat
4. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – peruskytkennät: jännitteensäädin/tasasuuntaaja, akku
5. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – mittaukset
6. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – johtosarjan muutokset

Seuraavassa on esivalmisteltu varsinaista kytkemistä mopoon kytkentäkotelo, johon asennettiin USB latauspistoke ja sulakesuojaukset sekä akun jännitteen mittari.

Kytkentäkoteloon rakennettiin seuraavat toiminnot:

• Valosähköjen +12 VDC syötön sulake (=akun sulake)
• +12 VDC jako ja samalla mittauspiste (virtalukon takana)
• USB pistoke
• Akun ja samalla sen latauksen jännitemittari
• 12 VAC jako (lähinnä mittauspisteen takia)
• Maa, -12 VDC

Akullinen 12 VDC järjestelmä mahdollistaa monta asiaa. Nykypäivänä USB latauspistoke on  tarpeellinen lisä mopoonkin. Latauspistoke mahtui yhteen läpivientireikään nätisti, kunhan purettiin pistoke-elektroniikka kotelostaan.

Akun yli olevasta jännitteestä tietoa antava minikokoinen mittari asennettiin myös läpinäkyvään kytkentäkoteloon. Mittari toimitettiin johtimet irroitettuna ja ne juotettiin ensin kiinni. Mittari suunniteltiin aktivoitumaan, kun virtalukko käännetään ON -asentoon ja mittaa tässä asennossa jatkuvasti, siis mopon ollessa käynnissä. Näin saadaan tietoa myös latauksen toimivuudesta.

USB-pistokkeen elektroniikka otettiin pois kotelostaan.

Kotelon takakansi aukeaa kun nipsut painaa sisään

Elektroniikka irroitettu kotelostaan

Jännitemittarin hyvä paikka on ”etupaneelissa” USB-pistokkeen vieressä. Pistoke on hyvä olla keskipaikassa ja johdot mopon sähköjärjestelmästä tuodaan kahdesta läpiviennistä vastakkaiselta sivulta.

Sijoittelun hahmottelua, myös sokeripalojen ja sulakepitimien osalta.

Jännitemittari tuli johtimet irtonaisena ja ne juotettiin kiinni

Ohut holkkisukka pitää johdot nipussa.

Turhat ripustuspaikat napsaistiin pois, muuten kotelon kansi ei mene kiinni kun mittari laitetaan pystyyn

Lopuksi irroitetaan jännitemittarin suojakalvo

USB-pistokkeiden johtojen juottaminen. Muista napaisuus!

USB pistokkeen syöttöjohdot juotettu.

Mittarin johdot juotettiin USB-pistokkeen johdojen rinnalle. Näin vähennettiin kytkentäpaikkojen tarvetta.

Jännitemittarin paikka tulee pystyyn USB-pistokkeen viereen

Kaikki mahdolliset kytkennät kannattaa tehdä valmiiksi ennen mopoon asennusta. Myös sulakepidin valmisteltiin.

Johdon asentaminen sulakepitimeen

USB-pistokkeen etupaneelin irrotus Dremelin katkaisulaikalla. Irroituksen jälkeen paneelin pohja hiottiin tarkasti kytkentäkotelon läpivientiin sopivaksi.

Paneelin lisäksi suoja myös pistokkeen suoja uusiokäytetään

Kytkentäripojen paikkojen hahmottelua

USB-pistoke sekä sen paneeli liimattiin kirkkaalla Bisonin liimalla.

Bison läpinäkyvä ja luja muoviliima

Lopullinen kotelosijoittelu. Jännitemittari, USB-pistoke ja sulakekotelo liimattu paikoilleen.

Tästä lähdettiin kytkemään mopon sähköjärjestelmään.

6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – johtosarjan muutokset

6V -> 12 V muutoksen artikkelisarjan aikaisemmat artikkelit järjestyksessä:

1. Sytytyspuolan ja valopuolan vaihto
2. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – esivalmistelut
3. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – osat
4. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – peruskytkennät: jännitteensäädin/tasasuuntaaja, akku
5. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – mittaukset

Aikanaan hankkimamme 12V tarvikejohtosarja (Mopo Sport 36610-17270-1) tuli muuttaa siten, että valopuola syöttää vaihtovirtaa vain jännitteensäädin/tasasuuntaajalle ja äänimerkille ja valot ja muut käyttökohteet ovat tasasähköjärjestelmässä. Haasteena oli tietenkin se, että sähkökaavionkin mukaan johtosarjassa kaikki käyttösähköt (valosähköt, Y/W -johdot) oli kytketty yhteen ja tämä tietenkin piti muuttaa.

Johtosarjasta ei löydy mitään rakenteellista dokumentaatiota mutta onneksi saimme sellaisen käsiimme tutkittavaksi. Seuraavassa tutkitaan perusteellisemmin, miten johtosarja on rakennettu.

Ensiksi tarkastelimme johtosarjaa kaaviota vasten ja merkitsimme osat teipillä.

Johtosarja selitteineen

Johtosarjan käyttösähkötoteutuksen tutkiminen

HUOM: älä turhaan katkaise mitään johtoja tai leikkaa muovisukkaa auki, se ei ole tarpeen!

1. Avataan teipit paksumman kiiltävän muovisukan päistä. Jätetään muut teippaukset ennalleen.
2. Liu’utetaan muovisukka sivuun. Alta paljastuvat seuraavat johtojen niputukset ja jaot:
   1. Jarrukatkaisimilta tulevat johdot (W/B, 2 kpl) kytketty yhteen johtoon (W/B) kohti takajarruvaloa. Näillä ei ole merkitystä aikomamme 6V->12V muutoksen kanssa.
   2. Käyttösähköjen (valosähköt) jako on toteutettu kahdessa pisteessä:
      • Magneetolta tuleva johto (Y/W)
      • Valokatkaisijalle lähtevä johto (Y/W)
      • Äänimerkille lähtevä johto (Y/W)
      • Jarruvalokatkaisimille lähtevät johdot (O, 2 kpl)
      • Jännitteensäätimelle lähtevät johdot (Y/W, 3 kpl)
3. Poistetaan jakoliitoksista teipit
4. Avataan ensimmäinen käyttösähköjako kiertämällä parittaiset liitokset auki. Ei katkaista johtimia!
5. Paikannetaan yleismittarin vastusmittauksella valokatkaisijalle menevä Y/W johto. Tässä sarjassa se oli se ”pääjohto”, joka jatkoi toiseen käyttösähköjakoon (kohti jännitteensäädintä).
6. Jäljelle jakoon jäivät oranssit johdot, joilla 6V->12V muutoksessa ei ole merkitystä sekä äänimerkin ja magneeton Y/W johto. Todetaan jälkimmäinen myös varmuuden vuoksi yleismittarilla.
7. Avataan toinen käyttösähköjakoniputus vastaavasti.
8. Paikannetaan yleismittarilla erillinen pyöreäliittiminen jännitteensäätimelle menevä johto. Tässä johtosarjassa se oli jakokohtien välillä kulkenut ”pääjohto”.
9. Jäljelle tähän jakokohtaan jäivät jännitteensäätimen liittimelle menevät johdot (Y/W, 2 kpl).

Edellä mainitty prosessi pääpiirteissään kuvina seuraavassa.

Johtosarjan tutkimisessa käteviä ovat sähkökaavio, terävä ”kirurginveitsi”, pehmeä alusta ja nuppineulat.

Muovisukan päissä olevien teippien aukaisu ja poisto.

Muovisukka sivuun ja alka paljastuvat jakokohdat.

Yksi jakokohta oli paljas, kaksi suojattuja teipillä.

Käyttösähkön (valosähkö) jako oli tehty kahdesta pisteestä. Keskellä nuppineuloilla tuettuna menee ”pääjohto” valokatkaisijaille vasemmalle ja jännitteensäätimen nippuun pyöreään liittimeen oikealle. Siitä on jaettu oranssilla johdolla jarruvalokatkaisimille ja Y/W johdoilla jännitteensäätimen liittimeen.

Yksi käyttösähkön jako purettuna. Yhtään johtoa ei ole katkaistu pääksi, vaan ne on kuorittu keskeltä ja kierretty yhteen (ns. ”ryöstöliitos”).

Toinenkin käyttösähkön jako purettuna.

Varmistetaan vielä yleismittarin resistanssimittauksella, että ”pääjohto” menee valokatkaisijan liittimeen toisesta päästään.

Varmistetaan myös, että ”pääjohto” menee jännitteensäätimen johtonipun pyöreään liittimeen toisesta päästään. Pääjohto ja tämä liitin on tärkeä johtosarjan muutoksessa.

Lopuksi varmistetaan, että ”pääjohdosta” jaetut muut Y/W johdot menevät jännitteensäätimen liittimiin.

Yhteenveto johtosarjan käyttösähkötoteutuksesta

• Y/W ”pääjohtona” kulkee johto valokatkaisijan liittimestä jännitteensäätimen pyöreäpäiseen erilliseen liittimeen
• Em. pääjohto on kuorittu kahdesta kohtaa kahta ryöstöliitostyyppistä jakopistettä varten. Kaikki jakopisteet ovat leveän muovisukan sisällä.
• Mitään johtimia ei ole liittämistä varten katkaistu, vaan ne on kuorittu n. 5 mm matkalta.
• Ensimmäisessä jakopisteessä magneetolta lukien on toiselta jarrukatkaisimelta toiselle jarrukatkaisimelle menevä yhtenäinen oranssi johto sekä magneeton ja äänimerkin välillä oleva yhtenäinen Y/W johto.
• Toisessa jakopisteessä on jännitteensäätimen liittimille menevä yhtenäinen johto.

Muutokset johtosarjaan

1. Pura edellä esitetyllä tavalla esiin jakopisteet muovisukan alta ja kierrä liitokset auki.
2. Suojaa huolellisesti valokatkaisija-jännitteensäätimen pyöreäliittimisen johdon magneeton suunnasta laskien toinen kuorittu jakokohta. Tämä johto on 12VDC valosähköjärjestelmän (tasasähköjärjestelmä) pääjohdin. Merkkaa se esim. tarrakirjoittimella ”12VDC”.
3. Uudelleenyhdistä oranssi jarruvalokatkaisimille menevä johto ensimmäiseen jatokohtaan. Suojaa kohta teipillä.
4. Yhdistä jäljelle jäävät Y/W johtoparit magneetto/äänimerkki ja jännitteensäätimen liitin keskenään ja suojaa liitos kutistesukalla. Tämä johto on 12VAC vaihtosähköjärjestelmän pääjohto.
5. Suojaa W/B jako, jos ei ole suojattu.
6. Liu’uta johdinsarjan muovisukka takaisin paikoilleen ja suojaa huolellisesti sen päät teipillä.
7. Jännitteensäätimen pää johtosarjasta: merkkaa tarrakirjoittimella molemmat jännitteensäädinjohdoista vaihtosähköjohdoiksi ”12VAC”. Kytke toinen 12V jännitteensäädin/tasasuuntaajaan. Toisen voi jättää suojattuna kytkemättä tai kytkeä kytkentärasiaan testauspisteeksi.

Johtosarjan toteutuksesta

Johtosarja on mitä ilmeisemmin toteutettu kustannustehokkuus etusijalla. Sarja oli suojattu ja niputettu teipillä sekä leveimmällä kohdalla olevalla mustalla kiiltävällä muovisukalla. Niputus ja suojaus tällä tasolla on tehty hyvin. Johtimien jakoliitokset oli tehty kiertämällä n. 5 mm matkalta katkaisematta kuoritut johtimet yhteen (johtoja ei oltu katkottu päiksi, oli käytetty ns. ”ryöstöliitosta”). Käyttösähkön (valosähköt) jakopisteitä oli kaksi, ilmeisesti käytännön syistä. Kaikkia johtoja kun on vaikea saada kierreliitettyä yhteen kytkentäpisteeseen. Jaot oli suojattu teipein, jota oli yleensä vain yhden kierroksen verran. Sopivasti osuva jatkuva hankaus voisi kuluttaa teipin puhki ja tuottaa oikosulun.

Miten tästä eteenpäin? Seuraavaksi on luonnollisesti muutettava kytkennät mopossa em. kuvausta vastaavaksi. Tästä erillisessä artikkelissa myöhemmin.

6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – mittaukset

6V -> 12 V muutoksen artikkelisarjan aikaisemmat artikkelit järjestyksessä:

1. Sytytyspuolan ja valopuolan vaihto
2. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – esivalmistelut
3. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – osat
4. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – peruskytkennät: jännitteensäädin/tasasuuntaaja, akku

Seuraavassa on toteutettu sähkömittauksia PeeVelistä liittyen 6V -> 12V muutokseen mutta mittaukset ovat toki käyttökelpoista tietoa muuhunkin, mm. mopon sähköjärjestelmän toiminnan ymmärtämiseen.

Mittailu kannattaa, sillä se on kehittävää. Erästä henkilöä lainaten: ”mittailu on kehittävää puuhaa, varsinkin jos haluaa oikeita mittaustuloksia”.

Sähkötekniikan perusteita löytyy sivulta ”Sähköoppia mopoilijalle”. Magneeton ja sytyksen teoriaa teoriaa taas sivulta ”Sähköoppia mopoilijalle –  magneeton ja sytytyksen teoriaa”. Sähkömittauksista ja vioista löytyy tietoa artikkelista ”Sähkömittauksia ja -vikoja”. Yleismittarin käytöstä löytyy tietoa Opetushallituksen linkistä ”Yleismittarit ja niiden käyttö”. Hyvät oskilloskooppiartikkelit suomeksi ovat harvassa. Hyvä artikkelit englanniksi ovat ”How To Use an Oscilloscope” ja ”Oscilloscope How-To”.

Kesäinen mittauslaboratorio

1) Välineet

Näissä mittauksissa käytettiin perinteistä yleismittaria sekä digitaalista oskilloskooppia.

• TRMS yleismittari Fluke 179
• Oskilloskooppi Tektronix TDS1002B,  tallentava kaksikanavainen 60 MHz 1 GS/s digitaalioskilloskooppi USB tallennusominaisuudella
• Oskilloskoopin passiivinen 10x/1x mittapää P2220 (taajuus: 200 MHz/6M Hz, resistanssi: 10 Mohm/1Mohm, kapasitanssi: 16 pF/95 pF)

2) Vaihtosähköpiirin magneeton valopuola – jännitteensäädin mittaus

Valopuolan yleismittarimittaukset tehtiin puolien vaihdon yhteydessä. Jännite valopuolalta oli n. 1/4 kaasulla reilut 13 VAC ilman 6V jännitteensäädintä ja reilut 7 VAC sen kanssa. Kovilla kierroksilla jännite nousi ilman säädintä vielä useita voltteja, joten 12V järjestelmä oli mahdollinen toteuttaa.

Oskilloskoopilla tutkittiin uuden valopuolan tuottamaa aaltomuotoa sen molemmista johtimista.

Valopuolan mittaus oskilloskoopilla maan (runko) ja itse tehdyn puolan johdon (väri B) välistä

Oli epäilys, että tehollinen osuus aaltomuodosta on hyvin lyhyt ja laadukaskaan yleismittari ei ehdi sitä näkemään. Ohessa on kuva mittauksesta kuormittamattomalta valopuolalta ilman jännitteensäädintä, tyhjäkäynnillä. Yhden Y-akselin suuntaisen ruudun ollessa 10V, huipusta huippuun (peak-to-peak, pp) jännite on reilut 40 Vpp. Yhden X-akselin suuntaisen ruudun ollessa 5 ms, täysi aallon jaksonaika (T, yksikkö sekuntia) on n. 10 ms ja siten taajuus f = 1/T = 1/0,01s = 100 Hz. Taajuus vaihtelee luonnollisesti paljon kierrosluvun koko ajan muuttuessa. Oskilloskooppi laskee ja näyttää taajuuden myös itse ja kuvan tallennushetkellä taajuus oli n. 92 Hz.

Aaltomuoto on kaukana täydellisestä siniaallosta ja etenkin halvat, ei True RMS -yleismittarit ovatkin vaikeuksissa tällaisen muodon kanssa. Yksittäisen piikin pituus on n. 2,5…3 ms ja siksi tehollinen osuus on hyvin lyhyt yleismittarin mitatattavaksi.

Oskilloskooppimittaus valopuolalta, ilman jännitteensäädintä, kuormittamattomana, tyhjäkäynnillä.

Mopon kierroksia nostamalla taajuus luonnollisesti kasvaa, kun magneeton vauhtipyörä pyörii nopeammin ja magneettikenttä siksi ”leikkaa” puolan johtimia useammin aikayksikössä.

Oskilloskooppimittaus valopuolalta ilman jännitteensäädintä, kuormittamattomana, puolikaasu

Laitoimme mittauksen ollessa päällä valot päälle ja painoimme myös jarrupoljinta. Kuorman kanssa huipusta huippuun arvo putoaa radikaalisti. Samalla tosin aaltomuotokin järkevöityy.

Oskilloskooppimittaus valopuolalta ilman jännitteen säädintä, valot ja jarruvalo päällä

Energiaa ei synny tyhjästä (ks. sivu ”Sähköoppia mopoilijalle”). Kuorman kasvaessa valot imevät energiaa magneetosta ja magneettikentän ylläpitoon tarvittava lisäenergia jarruttaa magneettoa. Kierrokset laskevat ja bensiiniä kuluu.

3) Tasasähköpiiri säätimen jälkeen: akun latausjännitteen mittaus ilman akkua

Disclaimer: säädintä ja sähköjärjestelmää ei välttämättä ole tehty kestämään käyttöä ilman akkua. Säätimen toiminta saattaa vaatia sen, että akku on tasaamassa nopeita jännitteen muutoksia. Muut sähköjärjestelmän osat saattavat vioittua akuttoman käytön takia.

Otimme tietoisen riskin ja tutkimme akun latausjännitettä jännitteensäädin/tasasuuntaaja jälkeen suoraan latausjohdosta ilman akkua sekä yleismittarilla että oskilloskoopilla.

Yleismittarimittaus latausjohdosta ilman akkua tyhjäkäynnillä

Yleismittarin DC-mittauksella saatiin tulos n. 4-5 V, mikä herätti ensin huolta siitä, onko jotain pielessä säätimessä ja/tai kytkennöissä. Kyseisellä jännitteellä kun akkua ei speksien mukaan ladata. Syyksi  arveltiin edellä mainittua yleismittarin hitautta ja siksi tehtiin oskilloskooppimittaus. Jos yleismittarissa on peak-to-peak tai peak-hold toiminnolla, sillä saa ehkä paremmin huippuarvoja esille. Huiput ovat ne, jotka lataavat akkua. Pitää muistaa että sellaisen siniaallonkin, jonka huiput  ovat 14 V, mittarin näyttämä tehollisarvo on vain noin 10 V.

Oskilloskooppimittaus DC-moodissa (DC coupling) samoista pisteistä paljasti erikoisen aaltomuodon. Yleismittari ei pysy tällaisen perässä. Saadusta käyrästä pitäisi laskea pinta-ala ja sitä kautta tehollisarvo. Tämä on hieman haastavampaa matematiikkaa. Tehollisarvo saattaa hyvinkin olla 4-5 V luokkaa, kun aaltomuoto käy jopa negatiivisen puolella.

Oskilloskooppimittaus latausjohdosta ilman akkua tyhjäkäynnillä

Pitää myös muistaa, että akun ollessa irroitettuna mittausta häiritsee todennäköisesti moni asia. Tasasuuntauksen (tai mikä siellä säätimessä sitten onkaan; tyristori, zener-diodi, tms.) ’eristettynä’ olevaan  kelluvaan johtoon indusoituu varmasti häiriöitä mopon muista sähkösysteemeistä, valopuolan syöttämistä johdoista jne. Oskilloskoopin mittapää (probe) on niin suuri-impedanssinen että se ei ota virtaa ja siis kuormita käytännössä yhtään säädintä. Toisin sanoen, säädin ei näe mitään kuormaa.

Jotta mittaukseen saataisiin jotain tolkkua, akun tilalle pitää kytkeä kuormaa, joka tasoittaa haamujännitteet pois ja johdossa näkyy vain mitä säädin oikeasti antaa ulos. Esim. 150-200 ohmin vastus on sopiva. Laatikostamme löytyi 269 ohmin vastus ja kytkimme sen akun tilalle. Varo oikosulkemasta akun johtoja!

269 ohm vastus akun tilalla oskilloskooppimittauksessa. Varo oikosulkemasta akun johtoja!

Nyt haamujännitteet katosivat ja alettiin saamaan järkevämpää aaltomuotoa, joka oli mm. kokonaisuudessaan positiivisella puolella Y-akselia. Kuvassa olevien piikkien huiput ovat nyt ne aaltomuodon osat, jotka oikeasti lataavat akkua. Akun sisäinen vastus on kuitenkin pienempi kuin 269 ohm testivastuksemme, joten latausjännite ei normaalikäytössä ole näin suuri.

Oskilloskooppimittaus 269 ohm vastuksen yli sen ollessa akun tilalla, tyhjäkäynti

Oskilloskooppimittaus 269 ohm vastuksen yli sen ollessa akun tilalla, puolikaasu. Huomaa skoopin automaattinen alueen muutos jännitteen noustessa; nyt yksi pystyruutu Y-akselilla on 10V.

3) Akun jännitteen (latausjännite) mittaus akun ollessa kytkettynä

Mittasimme seuraavaksi akun yli olevan jännitteen (latausjännitteen) tyhjäkäynnillä ja puolikaasulla akun ollessa normaalisti kytkettynä sähköjärjestelmään. Edelleenkään, akku ei syöttänyt mitään laitetta, ts. se oli ilman kuormaa.

Tyhjäkäynnillä akku ei liiemmin lataudu, sillä jännite jää alle akun latausspeksin. Tämä tietenkin riippuu siitä, mihin tyhjäkäyntikierrokset on säädetty.

Yleismittarimittaus akun yli, tyhjäkäynti, ei kuormaa

Oskilloskooppimittaus akun yli, tyhjäkäynti, ei kuormaa

Jo neljänneskaasulla jännite nousee selvästi. Latausta tapahtuu varmasti viimeistään puolikaasulla.

Yleismittarimittaus akun yli, puolikaasu, ei kuormaa

Oskilloskooppimittaus akun yli, puolikaasu, ei kuormaa

Tutkimme myöhemmin akun latausvirtaa eri kuormilla ja päivitämme tulokset tähän artikkeliin.

Seuraavaksi on vuorossa mopon käyttöä tällä sähköjärjestelmällä ja lopulta valosähköjärjestelmän muutos, mikä tarkoittaa myös muutoksia tarvikejohtosarjaamme. Näistä artikkeli myöhemmin.

6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – peruskytkennät: jännitteensäädin/tasasuuntaaja, akku

6V -> 12 V muutoksen artikkelisarjan aikaisemmat artikkelit järjestyksessä:

1. Sytytyspuolan ja valopuolan vaihto
2. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – esivalmistelut
3. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – osat

Tässä artikkelissa käydään läpi 6V -> 12V muutoksen tärkeimmät peruskytkennät: jännitteen säädin/tasasuuntaaja ja akku. Nämä kytkennät kannattaa tehdä ja mitata kattavasti ja kokeilla ennen kuin kannattaa alkaa isompia muutoksia tekemään, esim. johtosarjaan. Samalla rakentuu ymmärrys, miten järjestelmä toimii. Alla olevat kytkennät ovat siis tavallaan koekytkentöjä, tosin tarkoitus oli saada mopo näilläkin ajettavaan kuntoon. Hyvällä esivalmistelulla kytkennät oli todella helppo ja nopea tehdä, aikaa meni vain n. puoli tuntia.

Kaikki kytkennät perustuvat siis vuosimallin 2000 sähkökaavioon, jota sovellamme. Täysin kaaviota PeeVelin sähköjärjestelmä ei siis identtisesti tule noudattamaan. Kannattaa myös huomioida, että akku ei vielä alla olevalla kytkennällä syötä mitään mopon sähkölaitetta.

Akku, jännitteen säädin/tasasuuntaaja sekä 12V polttimot

6V polttimoita on turha tuhota, joten ensiksi vaihdettiin etu- ja takavalon sekä jarru- ja mittarivalon polttimot 12V versioihin. Etuvaloksi laitettiin BA20d 12V 25/25W (Motonet 43-0982) ja takavaloksi SV8,5 12V 5W (Motonet 43-2844), jarruvaloksi SV8,5 12V 10W (Motonet 43-2854), mittarivaloksi T10 12V 3W (Biltema 35-15256).

Tulevaisuudessa, kun saatiin 12 VDC valosähköt laitettua, tutkittiin ledivalomahdollisuuksia. (ks. sivu ”Sähköoppia mopolijalle – leditekniikkaa” ja artikkeli ”LED valot mopoon”).

Etuvalon polttimon vaihto

Taka- ja jarruvalopolttimoiden vaihto

Seuraavaksi otettiin vanha 6V jännitteensäädin irti ja irroitettiin johtimet sen liittimestä. Johtoja ei todellakaan tarvitse katkaista. Pienellä talttapäämeisselillä kielekettä painamalla ne lähtevät nätisti liittimestä samalla johtimia vetäen ulos. Liittimet olivat sattumalta myös sopivat suoraan uuden jännitteensäätimen/tasasuuntaajan pinneihin, vain sukitus piti tehdä.

Vanha 6V jännitteensäädin irti

Johtojen pinnien irroitus vanhan jännitteensäätimen liittimestä

Valopuolaltamme tulee kaksi johtoa värikoodeiltaan johtosarjan Y/W sekä itse tekemämme B, ks. artikkeli ”Sytytyspuolan ja valopuolan vaihto”. Johtosarjassamme on pari ylimääräistäkin Y/W -johtoa ja nämä jätettiin nyt kytkemättä ja vain päät suojattiin oikosulkujen varalta.

Teimme akulle latausjohdon valmiista sulakepidinjohdosta (Motonet 48-1767) väriä R ja akun miinusnavan ja rungon välisen maajohdon väriä B. Käytettävissä ei ollut suoraan uuteen säätimeen sopivaa liitintä, joten kytkennät tehtiin pinnitasolla.

Projektin käytäntöjen mukaan kytkennät tehtiin huolella ja kaikki sukitettiin sekä johdintasolla että myös liittiminä. Roiskuuhan se vesi koekytkentöihinkin. Tässä esikytkentävaiheessa johtimiin jätettiin pituusvaroja myöhempää modifiointia varten.

Johtojen teko ja sukitus

Kutistesukkien kutistus kuumailmapuhaltimella

Johtimet kaavion mukaisesti kytkettynä

Akulle tulevat johdot päätettiin tuoda akku/työkalukotelon alapuolelta.

Myös säätimen liitin sukitettiin ja nippusiteellä tehtiin vedonpoistaja. Ylimääräiset Y/W-johtimet vain suojattiin tässä vaiheessa.

Ennen akun kiinnittämistä kaikki säätimen kytkennät tarkistettiin vuosimallin 2000 kaaviota vasten ja mitattiin yleismittarin resistanssimittauksella kytkentöjen laadun varmistamiseksi. Akku oli etukäteen ladattu täyteen ja se kiinnitettiin lopuksi paikalleen ja mitattiin johdot kiinnitettynä ja jännitetaso oli normaali. Myös virtamittaus tehtiin akun miinusnavan ja rungon välistä mopo sammutettuna ja vuotovirtaa runkoon ei havaittu.

6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – osat

6V -> 12 V muutoksen artikkelisarjan aikaisemmat artikkelit järjestyksessä:

1. Sytytyspuolan ja valopuolan vaihto
2. 6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – esivalmistelut

Tässä artikkelissa käydään läpi 6V -> 12V muutoksessa tarvittavat osat. Osalista on suunniteltu aikaisemmassa artikkelissa kerrottua suunniteltua toiminnallisuutta silmälläpitäen.

Osalista

• Akku 12 V 2,3 Ah Mbat YT4B-BS, 114x39x86 (Mopo Sport YT4B-S vastaava)
• Tasasuuntaaja/säädin (vuosimallit 1998-1999, Suzuki 32800-43E00 / SH663-12, varaosaluettelon sivu 2/25, osa 1B). Säätimessä myös merkintä ”G5.9 231”.
• Vesi- ja pölytiivis (IP68), läpinäkyvä kytkentäkotelo läpivienteineen (eBay JB004)
• Virtalukko, tarvikelukko mallia Honda Z50 (Hyvinkään Mopokellari 307-3126)
• Virtalukon kiinnityslevy, itse tehty
• USB latauspistoke 12 V -> 5 V / 1A + 2,1 A (eBay 12 VDC dual port USB socket waterproof)
• Mini jännitemittari 2,5…30 VDC (eBay mini 0,28″ DC digital panel mount volt meter)
• GPS/GPRS jäljitin, vesitiivis, 12VDC syötöllä ja akkuvarmistuksella (eBay CCTR-800)
• 12V polttimot:
  • Etuvalo BA20d 12V 25/25W (Motonet 43-0982)
  • Takavalo SV8,5 12V 5W (Motonet 43-2844)
  • Jarruvalo SV8,5 12V 10W (Motonet 43-2854)
  • Mittarivalo T10 12V 3W (Biltema 35-15256)
• Sulakkeita, 10A, koko MINI
• Sulakepitimiä (eBay Blade 257)
• Johtoa, punainen, musta, keltainen 1 mm2
• Abikoliittimiä
• Kutistesukkaa, kapea + leveä + erikoisleveä

Akku

Käytettynä ostamamme työkalu/akkukotelon akun paikka on todella pieni. Suzukin oma varaosaluettelo ehdottaa akuksi 6V akkua mitoilla P 103 x L 48 x K 96 mm. Ostimme akun, joka ei mahdu pitkittäin paikalleen, vaan se on laitettava pystyyn. Toisaalta, akku on suljettua mallia ja liittimet on sijoitettu vain akun toiseen päähän ja akkukoteloon jää tilaa vaikkapa varatulpalle.

Kyseinen akku on suljettu (AGM teknologia), huoltovapaa lyijyhyytelöakku. ”Huoltovapaa akku” -käsite tarkoittaa sitä, että rakenteen levyristikoiden seosaineen (antimoni) pitoisuutta tiputetaan 4 % -> 2% tai vaihdetaan kokonaan kalsiumiin. Näin saadaan pienempi itsepurkautuminen ja vedenkulutus.

Akun lataus tapahtuu valmistajan mukaan 0.23 A (230 mA) maksimivirralla maksimissaan 5-10 h. Tätä siis tarkoittaa akun kyljessä oleva merkintä ”charging method STD 0.23AX5 – 10 H”. Huomaa, että pikalataus korkeammalla virralla tarkoittaa lyhempää maksimilatausaikaa.

Työkalu/akkukoteloon sopiva (114x39x86 mm) huoltovapaa akku, Mopo Sport YT4B-S vastaava

Jännitteensäädin/tasasuuntaaja

Tarvittava alkuperäinen säädinyksikkö löytyi huomattavasti suomalaisia kauppoja huokeammalla eBay -markkinapaikasta (hakea sieltä voi koittaa Suzukin numerolla 32800-43E00 tai tyyppikoodilla SH663-12). Kannattaa huomioida, että em. haut tuottavat myös tarvikeosia. Näiden yhteensopivuudesta tai toimivuudesta ei ole tarkempaa tietoa mutta toisaalta niitäkin näköjään myydään paljon. Samaa tyyppiä käyttävät monet kaksipyöräisten valmistajat.

Huomioinarvoinen havainto on, että suzukin numero 32800-43E10 näyttää viittaavan 2000 -vuosimallin säätimeen, jonka tyyppi on SH633A-12. Näiden yksiköiden käytännön eroista ei ole toistaiseksi tietoa.

Nelinapaisten säätimien kytkentöjä on paljon erilaisia, joten tarkkana saa olla. Sähkökaavioissa pinnijärjestystä ei ole merkattu. Valmistajat eivät ole useinkaan laittaneet tarkkaa pinnijärjestystä selitykseineen jakoon verkkoon, puhumattakaan säätimen sisäisen toiminnan piirikaavioista. Jälleenmyyjätkään eivät myöskään tiedä pinnijärjestystä, kysyimme useilta ympäri maailmaa ja lähes kaikilta saimme vastauksenkin – nimittäin kieltävän. Koska johtosarjoja ei aina enää saa, tieto lisäisi varmasti myyntiä, joten tiedon vaikea löytyminen ja jakamisen harvinaisuus kuulostaa kummalliselta.

Selvitimme  kytkentää erään ystävällisen PV foorumin käyttäjän jakamien johtosarjavalokuvien ja vm. 2000 sähkökaavion avulla ja päätimme edetä kyseisellä kytkennällä kokeellisesti, rakentaen ja mittaillen. Selvityksen perusteella tehty pinnijärjestys selviää seuraavasta tekemästämme kuvasta.

Suzuki 32800-43E00, SH663-12 pinnijärjestys (vm. 2000 johtosarjaa mukaillen)

Jännitteen säätimen/tasasuuntaajan mittaus

Suzuki alkuperäinen 12V jännitteen säätäjä/tasasuuntaaja SH633-12

Diodimittauksella löytyi yksi diodi pinnien 2 (+) ja 4 (-) väliltä.

Yritimme saada kuvaa, miltä uusi, toimiva jännitteensäädin näyttää yleismittarimittauksissa. Mittaukset tehtiin kolmesta uudesta, koskaan kytkemättömästä 32800-43E00, SH663-12 (lisämerkinnät G3.N 261 F ja G5.9 231) yksilöstä käyttäen Fluke 179 yleismittarin resistanssi- ja diodimittausta. Taulukossa esitetyn pinniparin ensimmäiseen pinniin laitettiin aina mittarin plusjohto ja toiseen miinusjohto. ”OL” tarkoittaa mittarin ilmoittamaa ”over limit” / ”open loop” -tilaa, eli yli rajan/ei tulosta.

Pinniparista 2-4 löytyi diodi, eli pinnissä 2 on diodin anodi (+) ja pinnissä 4 on sen katodi (-). Vastaavasti pinniparista 4-2 sitä ei löytynyt, sillä diodissa yleismittarin generoima testivirta ei kulje kuin toiseen suuntaan ja diodin kynnysjännitelukemaa ei tule. Samasta syystä kyseinen pinnipari ei näyttänyt myöskään vastusta. Vastusta löytyi pinnipareista 1-3, 3-1 sekä 2-4.

Suzuki 32800-43E00 SH663-12 resistanssi ja diodimittaukset pinneistä

 Virtalukko

Alkuperäinen vm. 2000 virtalukko sopii luonnollisesti saman vuosimallin alkuperäiseen johtosarjaan ja sellaistahan PeeVelissämme ei ole, vaan meillä on aikaisempiin malleihin sopiva 12V tarvikejohtosarja (Mopo Sport 36610-17270-1). Kyseistä lukkoa kyllä yhä saa, mutta se on kallis. Lisäksi haluamaamme toiminnallisuuteen riittää kevyempikin vaihtoehto. Valittu virtalukko on sopivan kokoinen ja siinä on tukevat avaimet. Lukon kaksi asentoa ja kaksi kytkintä riittävät sytytyksen estämiseen ja muiden sähköpiirien katkaisemiseen akun purkautumisen ehkäisemiseksi.

Mukana ei tullut kytkinten toimintakaaviota, joten se selvitettiin yleismittarin resistanssimittauksella. OFF-asennossa yksi normaalisti suljettu kosketin (normally closed, NC) ja samassa asennossa on yksi normaalisti avoin kosketin (normally open, NO). ON-asennossa nämä koskettimet vaihtavat tilaansa.

Virtalukko Honda Z50 (307-3126)

OFF-asennossa johtimien G ja B/W välissä oleva kosketin on kiinni.

ON-asennossa johtimien G ja B/W välissä oleva kosketin on auki.

OFF-asennossa johtimien B ja R välissä oleva kosketin on auki.

ON-asennossa johtimien G ja B/W välissä oleva kosketin on kiinni.

Edellä kuvatut mittaukset puettiin kytkentätaulukoksi, ks. kuva alla.

Honda Z50 tarvikelukon koskettimet ja johtovärit kytkimen eri asennoilla.

Virtalukon kiinnityspaikkaa PeeVelissä ei ole. Päätimme suunnitella ja tehdä lukon kiinnityslevyn alumiinista ja kiinnittää se polttoainehanan kiinnitykseen sen ruuveilla. Tästä myöhemmin lisää.

Kytkentäkotelo

Ajoneuvoihin myydään monenlaisia sulake- ja kytkentäkoteloita. Hämmentävän iso osa myynnissä olevista ei ole vesi- tai pölytiiviitä. Joidenkin suomalaisten kauppojen myymien kaukoitätuotantoisten ”roisketiiviiden” koteloiden vedensietokkyä voi epäillä todella vahvasti. Jos haluaa tehdä kunnon suojauksien pitkäikäisiä kytkentöjä, kannattaa satsata muutama Euro lisää.  IP -luokitus kertoo tarvittavan suojaustason.

eBay -markkinapaikasta löytyi edullisesti ja muutaman päivän toimitusajalla haluamamme jämäkkä, läpinäkyvä, vesitiivis, IP68 luokan kotttelo kaikkine liittimineen ja kytkentärimoineen. Tämä kotelo mahtuu hyvin satulan alle pariinkin eri paikkaan.

IP68 luokan kytkentäkotelo liittimineen, kytkentärimoineen ja läpivientikumeineen

Sulakkeet ja niiden mitoitus

Sulaketyyppejä

Sulake on tärkeä elementti ajoneuvon sähköjärjestelmässä ja niitä on syytä käyttää. Se on johdinsuoja, joka on tarkoitettu suojaamaan johtimia ylikuormitukselta eli lämpiämiseltä, mikä voi johtaa eristeiden sulamiseen, oikosulkuihin ja jopa tulipaloon. Sulake ei ole tarkoitettu suojaamaan järjestelmän muita komponentteja. Toki todella hyvällä tuurilla se saattaa tehdä sen, mutta lähtökohtaisesti sulakkeen on turha toivoa suojaavan herkkää elektroniikkaa.

Sulakkeen arvon tulee olla alempi kuin johdolle annettu maksimivirran arvo. Yleensä taulukot ovatkin määritelty näin. Kannattaa muistaa, että myös liittimet kuljettavat virtaa. Tyypilliset autoissa ja kaksipyöräisissä käytetyt Powerlet -liittimet on tyypillisesti luokiteltu 16 A virralle. Sulake ei saa olla suurempi kuin järjestelmän heikoin lenkki; sulakkeen tulee olla aina se heikoin lenkki.

Sulake voi olla missä kohtaa tahansa positiivista virtapiirin osaa. Kytkentään voi käyttää vesitiivistä johtimeen kiinnitettävää sulakekoteloa mutta käytännön kannalta on järkevää keskittää ne yhteen kytkentärasiaan. Sieltä ne on helppo tarkistaa ja esim. virtamittaus on kätevä yleismittarilla tehdä sulakekotelosta, sulakkeen kannoista.

Yksi piiri, mihin sulaketta ei kannata asentaa, on käynnistysmoottori. Nämä moottorit voivat ottaa hetkellisesti erittäin suuria virtoja ja voivat laukaista jopa korkeimman virran sulakkeet. Toisaalta, startin käyttö on lyhytaikaista ja riski johdon ylikuumenemiseen on pieni. Starttia ei saisi pyörittää yli 20 s pitkiä aikoja ja antaa jäähtyä yritysten välillä hetki.

12 V sähköjärjestelmän ajoneuvoissa yli 10 A sulakkeen tarvetta tulee harkita erittäin tarkkaan. Niitä ei mopoissa pitäisi tarvita. Jos tarvitaan enemmän virtaa, kannattaisi siinä tapauksessa miettiä useamman syötön mahdollisuutta (esim. 2 x 10 A mieluummin kuin 1 x 20 A). Miksi näin? Ensiksikin, monet luulevat, että kun maksimivirta ylittyy, sulake kärähtää saman tien. Tämä ei pidä paikkaansa. Merkinnät johtavat hieman harhaan. 10 ampeerin ATO (automotive) sulake kuljettamaan 11 A virtaa minimissään 100 tuntia. 13,5 A virtaa sama sulake pystyy kuljettamaan 10 minuuttia ennen kuin se laukeaa. Päähuoli on kuitenkin seuraava: jos käytät suurempaa sulaketta kuin 10 A, esim. 15 A (seuraava suurempi koko), piirin resistanssi ei välttämättä anna sulakkeen laueta oikosulussa. Pidä mielessä, että 15 A sulake voi kuljettaa 20,25 A virtaa jopa 10 min. Kyseisen piirin resistanssin tulee tippua alle 0,60 ohm, jotta 15 A sulake laukeaa. Tämä tulee laskukaavasta, kun U=12 V, I=20 A, R=U/I=0,6 ohm. Tuollainen resistanssi ei ole kovin kummoinen saada aikaan kulkupeleissä; lisää johtimien ja liittimien resistanssit, hapettumat ja korroosio ja tuo resistanssiarvo on helposti kasassa.

Seuraavassa on esitetty kaapelin paksuus (mm2) / sulakkeen virta-arvo (ampeeria):

• 0,75 mm2 / 5 A
• 1,5 mm2 / 10 A
• 2,5 mm2 / 20 A
• 4 mm2 / 30 A

Sulakkeiden vaihtoehdoiksi on tullut muitakin johdinsuojia (circuit breakers). Nämä ovat erittäin hyviä ja käteviä. Sulakkeita puolustaa edelleen kuitenkin yksinkertaisuus, koko ja halpa hinta. Muista hankkiessasi varmistaa, että johdinsuojat ovat oikeaa tyyppiä virtapiirille, jota haluat suojata (DC, AC). Jos on tyyppiä, joka on tarkoitettu vain AC:lle, johdinsuoja voi hajota lauetessaan.

Sulakepitimet

Sulakepitimiä on monenlaisia. Päätimme tilata edulliset ja mahdollisimman pienet itse koottavat, joilla voimme räätälöidä haluamamme järjestelmän itse ilman turhia ominaisuuksia. 10 kappaletta pitimiä sai muutamalla Eurolla postikuluineen, kirjekuoressa ja muutaman päivän toimitusajalla. Liittimet ovat puristusliitosasenteisia.

Toimituksessa mukana 10 kpl sulakepidinrunkoja ja liittimet.

Jännitemittari

Akun jännite on tärkeä tieto varsinkin testailuvaiheessa ja myöhemminkin. Muutamalla eurolla saa valmiin (mittaus- ja ohjauselektroniikka mukana moduulissa) pienen 0,28″ 3-digit/7-segmenttinäyttöisen tasajännitemittarin, jossa jännitealue riittää mainiosti mopokäyttöön (mittarissamme 2,5…30VDC. Mittari toimitettiin kirjeessä muutaman päivän toimitusajalla, asianmukaisesti staattiselta sähköltä suojaavassa ESD-pussissa.

Mittari on paneeliasenteinen ja täysin suojaamaton, mutta tarkoituksemme olikin asentaa se edellä mainittuun täysin vesitiiviiseen ja läpinäkyvään koteloon. Lakkaamme myös taustaelektroniikan suojalakalla. Mittari toimitettiin johtoineen, mutta yllättäen johdot irrallaan, joten kolvaamaan joutuu hieman.

0,28″ kolmen 7-segmentin näyttö. Segmenttien väri on valaistuna sininen.

Mittaus- ja ohjauselektroniikka moduulissa mukana, mutta suojaamaton. Johdot on myös kolvattava itse.

USB latauspistoke

Mopoilijan taskussa olevan laitteen akun loppuminen harmittaa, kun vaikkapa pitäisi navigoida tai pitää yhteyttä kavereihin. USB-porttia hyödyntävät laitteet on nykypäivää kaikkialla, myös kulkupeleissä. Pienellä rahalla ja vaivalla myös retromopoon saa sellaisen. Eri puhelin- ja navigaattorimallit vaativat eri virtamääriä kohtuullisen latausajan lataukseen, joten valitsimme muutaman Euron kaksiporttisen mallin joka muuntaa 12 VDC jännitteen viiden voltin jännitteeksi kahteen porttiin, joissa toinen antaa 1A, toinen 2,1 A ulos. Pistokkeessa on roiskesuoja, asennusrengas ja merkkivalo.

Kaksiporttinen paneeliasenteinen USB latauspistoke roiskesuojalla ja asennusrenkaalla.

Pistoke kytketään abikoliittimillä. Muista napaisuus!

– – –

Lähteitä: Powerlet, Midsummerenergy

6V sähköjärjestelmän muuttaminen 12V järjestelmäksi – esivalmistelut

6V -> 12 V muutoksen artikkelisarjan aikaisemmat artikkelit järjestyksessä:

1. Sytytyspuolan ja valopuolan vaihto

Puolien vaihdon yhteydessä päätettiin muuttaa vaihtosähköinen (AC) 6V sähköjärjestelmä 12V järjestelmäksi. 12V järjestelmä on tehon lisäyksen lisäksi nykymaailmassa kätevämpi mahdollistaen moninaisemmat lisävarusteet.

Suunnitteluun ja teoriaan kannattaa hieman käyttää aikaa. Aiheesta on paljon mopofoorumeilla mutta tieto on usein hajallaan, kirjoitettu vaikeaselkoisesti ja mukana on jopa asiavirheitä. Varsinkin käsitteitä sekoitetaan. ”Mulla ainakin toimii” -sanonta ei aina tarkoita, että sähköjärjestelmä toimii täysin oikein tai ainakaan optimaalisesti ja on pitkäikäinen. Aiheeseen liittyvää sähköteoriaa löytyy sivuilta ”Sähköoppia mopoilijalle”, ”Sähköoppia mopoilijalle – magneeton ja sytytyksen teoriaa” ja artikkelista ”Sähkömittauksia ja -vikoja”.

Muutoksen 6V -> 12V voi toteuttaa monella tapaa. Artikkelisarja varmasti poikiikin kommentteja. Emme kiistele mielipideasioista. Tässä artikkelisarjassa esitetään yksi tapa, jonka pohjalla on tavoittelemamme toiminnallisuus:

• 12 V sähköjärjestelmä valoille ja muille sähkölaitteille (sytytyksen ja äänimerkin sähköjärjestelmä ennallaan)
• Sähkölaitteet magneettoa ja sytytystä sekä äänimerkkiä lukuunottamatta ovat tasasähköpiirissä
• Akku energiavarastona ja sille luonnollisesti latauksen säätö. Akku on hyvä olla tasaamassa syöttöä eteenpäin sähkölaitteille ja vaikkapa pitkävalmiusaikaisen varashälyttimen tai USB-latauspistokkeen mahdollistaja.
• Pääkytkimeksi virtalukko, joka sytytyksen lisäksi katkaisee valosähköjärjestelmän
• Vesitiivis kytkentäkotelo, mihin tulee kytkentätilaa ja -paikat lisälaitteille edelleenkehitystä ja järjestelmän helppoa mittausta varten
• USB latauspistoke
• GPS/GPRS jäljitin, pienikokoinen ja vesitiivis, 12VDC syötöllä ja akkuvarmistuksella
• Vesitiiviit ja oikein mitoitetut sulakesuojaukset oleellisiin paikkoihin

Sähkökaavio, jota mukaillen muutokset tehtiin on vuosimallin 2000 12V kaavio, mikä tuli ensin ymmärtää. Siitä seuraavassa. Tarkoitus on myös mitata sähköjärjestelmästä kaikki mahdollinen ja lisätä näin ymmärrystä siitä, miten se oikeasti toimii – ei vain teoriassa.

Suzuki PV sähkökaavio 2000, 12V, virtalukko, akku, käynnistyksen esto

Suzuki PV sähkökaavion 2000 virtapiirit ja niiden toiminta

Tasavirta

Vuosimallin 2000 sähkökaavion mukaan tasavirtapiirin toiminnalliset komponentit ovat tasasuuntaaja (tarkemmin sen diodisillan toisiopuoli), akku, virtalukko, vapaa-asennon  merkkivalo, vapaa-asennon kytkin, käynnistyksenestojärjestelmän ohjausyksikkö, etu- ja takajarruvalokytkimet, jarruvalo, äänimerkin kytkin, äänimerkki. Tasavirtapiirien energia tuotetaan valopuolalla, joka tuottaa tasasuuntaajan diodisillan ensiöpuolelle vaihtovirran.

Tasasuuntaaja syöttää akulle tasasuunnattua latausjännitettä ja vapaan merkkivalolle, jarruvalolle, äänimerkille sekä käynnistyksenestojärjestelmän ohjausyksikölle tasasuunnattua käyttöjännitettä. Syöttöjohtimessa akulle on johdon ylikuormitussuojana sulake. Virtalukko toimii tasasähköpiirin pääkatkaisimena, jonka takana ovat vapaa-asennon merkkivalo ja sen kytkin, jarruvalo ja sen molemmat kytkimet, äänimerkki ja sen kytkin sekä ohjausyksikkö.

Vapaan merkkivaloa ohjataan päälle/pois vapaa-asennon katkaisimella ja jarruvaloa etu- ja takajarrun kytkimillä, kun virtalukko on joko ”ON” tai ”LIGHT” -asennossa, eli kun virta on päällä sähköjärjestelmässä.

Ohjausyksikköön menee aina oranssilla johtimella jännite, kun kun virtalukko on joko ”ON” tai ”LIGHT” -asennossa ja sinisellä johtimella, kun vaihde ei ole vapaalla. Kun vaihde on vapaalla, vapaa-asennon katkaisin maadoittaa ohjausyksikön johdon, jolloin taas ohjausyksiköltä sinisestä johdosta putoaa jännite.

Akku toimii energiavarastona ja mahdollistaa käynnistyksenestojärjestelmän toiminnan ja äänimerkin ja jarruvalon myös silloin, kun mopo ei ole käynnissä ja siis magneetto ei tuota sähköä.

Vaihtovirta

Valojen vaihtovirtapiirin toiminnalliset komponentit ovat valopuola, virtalukko, valokatkaisin, etuvalo ja takavalo sekä nopeusmittarin valo. Valopuolalta tuodaan tasasuuntaajan lisäksi vaihtovirtaa myös virtalukolle, mikä toimii pääkytkimenä ja sen takana on valokatkaisin sekä etu- ja takavalot.

Kun virtalukko on ”LIGHT” -asennossa ja mopo on käynnissä ja magneetto siis tuottaa energiaa, mittarin valolle ja takavalolle syötetään koko ajan jännitettä ja valokatkaisimen ohjaamana samoin myös joko lyhyille tai pitkille valoille.

Vuosimallin 2000 sähkökaavion toinen vaihtovirtapiiri on sytytysvirtapiiri. Sen toiminnalliset komponentit ovat primääripuola, virtalukko, CDI-yksikkö, ja käynnistyksenestojärjestelmän ohjausyksikkö. Virtalukko toimii tässäkin piirissä pääkytkimenä ja maadoittaa sytytyspuolan jännitejohdon ”OFF” -asennossa. Myös käynnistyksenestojärjestelmän ohjausyksikkö maadoittaa saman johdon, jos käynnistymisen muut ehdot eivät toteudu. Virtalukon ”ON” ja ”LIGHT” -asennoissa primääripuolan tuottama vaihtojännite pääsee CDI-yksikölle, jos käynnistyksen esto ei sitä siis estä.

Sytytyspuolan ja valopuolan vaihto

Tästä artikkelista alkaa artikkelisarja, joka käsittelee 6V sähköjärjestelmän muutosta 12V järjestelmäksi.

Kokosimme aikanaan magneeton vanhoin osin, ks. artikkeli ”Moottorin kokoaminen 3- magneeton puoli”. Muutamaan kertaan projektin aikana tuli ilmi, että sähköenergian tuotto oli hieman riittämätöntä. Tämä on 6V sähköjärjestelmän PV:ssä yleinen ominaisuus mutta havaitsimme erilaisia vikoja, esim valojen himmeys ja normaalia suurempi ”vilkkuminen” oli aika selvä ongelma. Sytytyksen täydellisestä toimivuudesta ei kipinän voimakkuuksineen myöskään ollut täyttä varmuutta; oli epäilys, että kipinä on heikko. Siksi jälkeenpäin päätettiin vaihtaa sytystyspuola (primääripuola) ja valopuola.

Onnistuimme löytämään vielä Suzukin alkuperäiset puolat, vaikka niiden valmistus on tiettävästi lopetettu.

Suzukin alkuperäisosat herättävät aina tiettyä luottamusta.

Mittasimme uudet puolat. Sähkömittauksista kannattaa katsoa artikkeli ”Sähkömittauksia ja -vikoja”, missä mm. oikeat mittaustavat ja -arvot.

Sytytyspuolan mittaus.

Valopuolan mittaus valkoisesta johdosta.

Valopuolan mittaus vihreästä johdosta.

Osat ja tarvikkeet:

• Sytytyspuola (primääripuola) (Nakkilan Pyörä & Mopo 32140-28B01-000)
• Valopuola (CMSNL 32120-220-41)
• Johtoa, punainen, keltainen, musta (Motonet autojohto 1mm)
• Ohutta ja leveää kutistesukkaa
• Juotostinaa
• Kierrelukitetta
• Liuotinpesuainetta
• Vaseliinia

Työkalut:

• Perustyökalut: kuusiokoloavaimet, hylsyt ja vääntimet
• Magneeton vauhtipyörän ulosvetäjä
• Juotoskolvi
• Yleismittari ja mittapäät

Purkaminen

Ensiksi irroitettiin vaihdepoljin ja magneeton koppa varoen rikkomasta tiivistettä. Koppa oli normaalin likainen vetoakselin puolelta mutta magneeton puoli oli siisti. Koneremontissa uuteen vaihdetussa vaihdeakselissa oli pintaruostetta, mikä ei tarvikeakselin kyseessä ollessa ihmetyttänyt. Vaihdeakselin stefa oli toiminut moitteetta, öljyvuotoja ei näkynyt.

Magneeton kopan alta paljastuu siisti magneeton puoli ja normaalin likainen vetoakselin puoli.

Vauhtipyörä pyörii vastapäivään ja sen mutterin kierre on normaali, oikeakätinen. Vauhtipyörää täytyy pitää lujasti paikallaan, jotta mutterin saa auki. Suzukilla on tähän erikoistyökalu (09930-40113 Rotor holder, työkalu nro 30). Jos tällaista ei ole saatavilla, vältä työntämästä mitään vauhtipyörän aukkoihin siten, että pohjalevy tai puolat rikkoontuvat. Iso vaihde päälle ja kaveri istumaan mopon päälle jarruja painamaan voi auttaa, samoin napautus kumivasaralla tms. vääntimen päähän.

Suzukin erikoistyökalu 09930-40113 vauhtipyörän kiinni pitämiseen mutteria avattaessa.

Vauhtipyörän mutterin poisto. Kierre on oikeakätinen.

Vauhtipyörä on mutterivarmistuksen lisäksi tiukalla sovitteella ja kiinni kampiakselissa ja sitä pitää paikallaan kiertosuunnassa kiila. Vauhtipyörässä olevan ulosvetäjän kierre on vasenkätinen, eli ulosvetäjä kiristyy vauhtipyörään pyörittämällä ulosvetäjän runkoa vastapäivään. Vauhtipyörä tulee ulos kiristämällä ulosvetäjän pulttia myötäpäivään ja pitämällä vauhtipyörää samalla vastaan.

Ulosvetäjä vauhtipyörän vasenkätiseen kierteeseen.

Vedä irronnut vauhtipyörä varovasti ulos.

Kyseisessä yksilössä oli aikanaan pahoja moottorilohkovikoja, joita korjailtiin mm. kemiallisella metallilla. Jännitti nähdä, ovatko korjaukset toimineet ja pitäneet lian ja veden poissa.

Magneeton tiivistys on toiminut.

Vauhtipyörä on puhdas kuten pitää olla. Ei löytynyt myöskään raapimisjälkiä.

Kierrelukitteesta huolimatta valopuolan ruuvit olivat löystyneet ja se pääsi hieman liikkumaan. Tämä on voinut aiheuttaa havaittua valojen ”vilkkumista”. Katastrofi on ollut lähellä; valopuolan irtoaminen hajottaa paljon paikkoja, sillä pyörimisnopeus ja liike-energia on suuri.

Yksi vika löytyi, valopuolan ruuvit olivat löystyneet.

Pohjalevy irti.

Siistiä täälläkin, sähköjohdot yhä tarkoin suojattu ja vedonpoistaja pitää ne napakasti paikallaan.

Seuraavaksi otettiin juotokset esiin ja sulatettiin ne auki. Kutistesukan saa leikattua kätevästi teräväkärkisellä ”kirurginveitsellä”. Tässä vaiheessa on syytä valokuvata tai kirjoitella värit ylös.

Kutistesukat saa nätisti auki ”kirurginveitsellä”.

Juotokset näkyvillä.

Tässä vaiheessa kannattaa katsoa värit ja merkata ne ylös.

Pohjalevy ja vanhat puolat. Huomaa eripituiset kiinnitysruuvit ja sytytyspuolan tärkeät maadoitusjohto sekä vedonpoistajaklipsi.

Kokoaminen ja kytkennät

Seuraavaksi kiinnitetään puolat pohjalevyyn ja reititetään johdot. Kierrelukite ja oikea kiristysmomentti on kokoonpanijan välttämättömät ohjenuorat. Huomioi, että johtimet eivät saa jäädä puristuksiin tai hankaukseen.

Kierrelukite on välttämättömyys.

Johdot taitetaan nätisti pohjalevyn aukoista sisään.

Sytytyspuolan molemmat johtimet on juotettava kiinni. Opettele oikea juotostekniikka harjoittelemalla johonkin muuhun kohteeseen. Ns. kylmäjuotoksia ei saa syntyä, sillä ne saattavat aiheuttaa ylimääräistä vastusta (resistanssia) ja tuottaa siten jännitehäviöitä. Kaikki juotosliitoksen osat on lämmitettävä kunnolla kolvin kärjellä. Onnistuneen juotoksen tuntomerkki on juotoksen kiiltävyys.

Sytytyspuolan johtimet on juotettava kiinni.

Käytettävissämme ei ollut ihan Suzukin väristandardien ja tarvikejohtosarjamme värien mukaisia johtimia. Oleellista kuitenkin on dokumentoida värit mopoyksilön omaan sähkökaavioon.

Kytkennät on esitetty seuraavassa. Alleviivattu on itse tarvittaessa tehty välijohto ja sen väri. Värikoodit sähkökaaviosta. Valopuolan toinen käämipiiri (vihreä johdin) kytkettiin ja vedettiin akkukotelolle asti pitkällä mustalla johtimella myöhempää käyttöä (6V -> 12V muutos) varten.

• Sytytyspuola (primääripuola), 2 johdinta
  • Maadoitus: B/W -> B/W
  • Sytytys/CDI: R -> B/Y
• Valopuola, 3 johdinta
  • Valot: W -> Y -> Y/W
  • G -> B

Käytimme yhden neliömillimetrin johtimia. Älä käytä liian ohuita johtimia jännitehäviöiden ja johdon ylikuormituksen välttämiseksi ja käytä aina kutistesukkaa suojaamaan liitoksia (juotokset ja abikoliitokset). Sähkömiehen teippi on se huonompi vaihtoehto, sillä ajan myötä se voi purkautua auki. Tehokas kuumailmapuhallin voi sulattaa puolien käämien eristeitä, joten käyttele sitä kohdennetusti ja varoen. Säädettävän lämpötilan puhallin oikeaan kutistesukkalämpötilaan säädettynä (vaihtelee sukkatyypeittäin, 120 astetta Celsiusta on hyvä aloituslämpötila) on tässä erityisen hyvä apu.

Ohuet kutistesukat johtimiin

Kutistus kuumailmapuhaltimella. Varo sulattamasta puolien käämien eristeitä!

Tässä vaiheessa ennen pohjalevyn asennusta puhdistimme magneeton puolen liuotinpesulla, kuivasimme ja tarkistimme kampiakselin ja vaihdepolkimen stefat ja kokeilimme molempien akselien välykset. Kaikki oli ok, kuin vasta tehdyn koneremontin jäljiltä.

Liuotinpesty magneeton puoli.

Kampiakselin välyksen testausta.

Kierrelukitetta laitettiin myös pohjalevyn ruuveihin.

Jälleen kutistesukkaa johtimille ja nyt leveämpää kutistesukkaa johtonipulle.

Puhjalevy paikoillaan ja kutistesukat kutistettu. Musta pitkä johto tulee valopuolan toisesta käämistä ja on tulevaisuuden 6V – 12V muutosta varten. Kuvassa ei näy magneeton läpiviennin suojakumi, joka toki tulee laittaa paikoilleen.

Vauhtipyörä kiinnitetään huolellisesti puhdistettuun akseliin kohdistamalla vauhtipyörän kiilaura tarkasti kiilaan ja yksinkertaisesti painamalla tasaisesti niin pitkälle kuin se menee ja kiristämällä loppuun mutterin avulla. Jos sovite on erityisen tiukka, voi käyttää hiukan korkean viskositeetin vaseliinia akselilla ja lämmittää vauhtipyörää. Ulosvetäjän voi kiertää paikoilleen sen pultti irroitettuna ja lyödä kumivasaralla tai metallivasaralla puupalikka välissä vauhtipyörä sovitteeseen, ks. artikkeli ”Moottorin kokoaminen 3- magneeton puoli”.

Kiinnityksen jälkeen on muistettava kokeilla, että vauhtipyörä on paikoillaan aksiaali- ja radiaalisuuntaan ja pyörii hankaamatta puolien metalliosiin.

Vauhtipyörä paikoilleen ja paikallaolon kokeilu.

Kone kannattaa käynnistää ilman magneeton koppaa ja katsoa pyöriikö vauhtipyörä vemppumatta ja täristämättä. PeeVeli Lähti käyntiin ensipolkaisulla.

Pyörityskoe ilman magneeton koppaa.

Saimme käyttöömme mainion Fluke 175 TRMS -mittarin, jolla säröytyneitä vaihtojännitteitä voi mitata luotettavasti. Mittasimme mopon käynnissä ollessa ulostulojännitteet valopuolasta ilman jännitteensäädintä kuormittamattomana (ilman valoja tms.) sekä sen kanssa. HUOM: ilman jännitteensäädintä ei kannata laittaa valoja päälle, etteivät polttimot kärähdä.

Jännite puolalta oli n. 1/4 kaasulla reilut 13VAC ilman säädintä ja reilut 7VAC sen kanssa. Kovilla kierroksilla jännite nousi ilman säädintä vielä useita voltteja, joten puolassa on kyllä potkua – ja jännitteen säädin on todella tarpeen. Testasimme lopuksi alkuperäisen 6V jännitteensäätimen kanssa myös valot, jotka paloivat nyt kirkkaammin ja vilkkumatta.

Vaihtojännite rungon ja Y/W johtimen väliltä kuormittamattomana ilman jännitteensäädintä. HUOM: älä laita valoja päälle ilman jännitteensäädintä, sillä ne voivat kärähtää!

Vaihtojännite rungon ja Y/W johtimen väliltä jännitteensäätimen leikkaamana

Lopuksi laskettiin kuminen läpiveintisuoja paikoilleen, laitettiin magneeton koppa kiinni magneeton tiivistys huolellisesti varmistaen sekä rasvattiin vaihdepolkimen akseli vaseliinilla ruostumisen estämiseksi ja kiinnitettiin poljin.