Bordcomputer für Mini-EL City

[Teri]

Ich würde gerne einen Bordcomputer für mein Mini-EL (Elektrofahrzeug) realisieren.

Er soll auf einem beleuchteten Display die Spannungen der 3 Batterien anzeigen, den Fahrstrom, vielleicht noch 2 Spannungen vergleichen und die Differenz als Diagramm darstellen, Warnung bei zu niedriger Batteriespannung, Aufzeichnug aller Werte (wenn möglich auf Speicherkarte), erweiterbar (mit weiterem µC?).

Edit: Ist noch was dazu gekommen: 4 Temperatursensoren, Warnung bei zu hoher Temperatur, Funkuhr, 4 Relais-Ausgänge.

Gibt es da ein passendes Board und Display?

Oder besser selber eine Platine entwerfen?

Sollte doch machbar sein, oder?

LG
Teri

[JonnyP]

Machbar ist viel. Kommt darauf an, ob du etwas fertiges findest, das deinen Vorstellungen entspricht. Wenn nicht, ist selber machen angesagt und dann liegt es an deinen Fähigkeiten ob du es fertig bekommst. Hilfe gibt es hier allemal. Aber wenn du keine konkreten Angaben machst (z. B. Batterie: Spannung /Ah) oder eine Fertiglösung erwartest beisst du auf Granit.

[Teri]

Nein, ich will von euch keine Fertiglösung serviert bekommen.
Die Batterien haben 12V 100Ah.
Fähigkeiten... naja, bin noch in der Ausbildung zur Elektronikerin.

LG
Teri

[JonnyP]

Na, dann mal los und fang an einen Schaltplan zu zeichnen. Lass dir jetzt nicht die Werte einzeln aus der Nase ziehen (hatte ich gemeint mit dem Batterie Beispiel), denn wir wissen nicht was du vor hast. Temperatursensor z.B. welcher Bereich? Was soll gemessen werden? Sie einmal deine Angaben durch und stell dir vor, dein Boss gibt dir den Auftrag etwas zu bauen. Könntest du mit den Angaben was anfangen?

[Teri]

Es stehen 12V zur Verfügung für die µC-Platine (DC-DC-Wandler 36V -> 12V).

Fahrstrom (bis 120A) kann berechnet werden, wenn man am vorhandenen Shunt die Spannung misst (mit OPV verstärkt, an AD-Eingang).
Die Spannung an den Batterien beim laden beträgt 43,2V.
Ich möchte es aber etwas Spielraum haben, falls es mal auf 4 Batterien umgebaut wird.
Habe mir überlegt, die Spannungen über OP-Verstärker (V=0,1) mit den AD-Eingängen des µC zu messen.
Temperatursensor, -20 bis +90°C sollten locker reichen.

Nur, wie ist es mit dem Motor, der erzeugt ja ein ordentliches Feld, da sollte man gut abschirmen, oder?
Der µC und das Display kommen neben den Tacho, die Platine mit den OPVs soll nach hinten in einem Metallgehäuse in den Motor-/Batterieraum.
Als Signalleitungen wollte ich Twisted Pair nehmen.

Habe etwas interessantes gefunden:
2.1" TFT-Minimodul mit Mikrocontroller ATMega 128, RS232, I2C, 6 Taster
http://www.shop.display3000.com/pi12/pi2/pd43.html

TFT-Farbdisplay für 65.536 Farben
optional ATMega2561
5V bis 18V Betriebsspannung
optional SD-Karten-Modul

Hat eigentlich allen, was ich brauche, oder?

LG
Teri

[Peter13]

Hallo Teri,
das Display3000 Modul ist genau das richtige. Schau mal hier. Da hat einer genau das (Bordcomputer und Farbdisplay mit hoher Auflösung) bereits mit dem Display3000 Modul und mit Bascom realisiert: http://de.youtube.com/watch?v=b-09lZ-1ZB8
Coole Sache.
Peter

[Williboy]

Hallo Teri,

schön dich hier auch zu treffen, bin seit kurzem auch im elweb unterwegs.
Deine Projektidee verfolgt mich auch schon seit ein paar Wcohen, meine Wünsche würden allerdings so aussehen:
- Messung und Ausgabe der Einzelspannungen der Batterien (zw. 10-15V mit einer Nachkommastelle, die Unterschreitung der Batteriespannung unter bestimmte Levels wäre m. E. Thema der Programmierung, mit optischer/akustischer Benachrichtigung)
- Messung und Ausgabe der 4 Batterietemperaturen + 2 mögliche weitere (der von Dir angebene Bereich sollte ausreichend sein \:D/ )
- die Idee mit der Uhr gefällt mir, stand bisher nicht auf meinem Wunschzettel
- Messung vom Fahrstrom (wäre allerdings auf 150A hochgegangen, sicherheitshalber) und der zusätzlichen Verbraucher beim Wandler (z. B. vom Autoradio)
- für die Zukunft: Abstandsmessung nach hinten, wegen der guten und freien Sicht =P~ und vielleicht eine kleine Alarmanlage (Alarmgeber wäre ja auf einigen Boards schon drauf)


Was willst Du mit den 4 Relais-Ausgängen?

Bin beim googlen auf das "RN-Steuerung-Allzweck Steuerboard mit Funk" gestoßen, was z. B. schon für die Spannungs- und Strommessung vorbereitet wäre. Was würde ich dann noch für den Anschluss der 6 Temperaturfühler benötigen?

JonnyP - auch ich gehe nicht davon aus, dass es keine fertige Lösung für uns gibt.
Auch ich würde gerne hier Vorschläge lesen, welche Bauteile wir benötigen (Controller, Temperaturfühler, Spannungs- und Strommesser), damit mir Fehlkäufe erspart bleiben. Ihr könnt uns sicher mitteilen, welche Boards überhaupt für uns in Frage kommen aufgrund der benötigen Anschlüsse.

Die Programmierung wäre dann noch ein Thema für sich, dass traue ich mir zu (Programmierkenntnisse sind ein paar vorhanden).

Meine Idealvorstellung wäre:
- 1 Board (sollte alle gestellten Aufgaben problemlos erfüllen können)
- 6 Temperaturfühler (welche passen ans Board und haben den Temperaturbereich)
- 1 ausreichend großes Display (könnte von mir aus auch monochrom sein); jeweils nebeneinander oder untereinander sollten die Spannungen, die Stromstärken, die Temperaturen (könnten auch auf 4 und 2 aufgeteilt werden bei 6 Stück); die Uhr und Abstandsmesser könnten in eine Reihe - Schriftgröße soll ohne Lupe gut lesbar sein =P~
- Spannungsmessungen könnte ich wenn ich es recht lese, mit dem Board direkt ohne weitere Zusatzteile vornehmen
- für die Strommessung bräuchte ich dann wohl nur geeignete Shunts, die Messung selber würde wohl wieder das Board leisten
- die Speicherung der Daten bräuchte ich nicht
--> ich würde fertig zusammengestellte Bausätze bevorzugen, da ich zwar mit dem Lötkolben umgehen kann, mein Wissen für den Entwurf von Schaltungen und das Fertigen von Leiterplatten bei weitem aber nicht ausreicht. Auf grafische Ausgaben kann ich verzichten, die reinen Zahlen reichen mir und ich habe alles aufgeführt, was ich messen möchte.

Ich würde mich über Eure Anregungen bezüglich der benötigten Hardware freuen.

mfg Williboy

[Daniel2908]

Kann euch nur in euerm Vorhaben bestärken diese Idee beschäftig mich auch schon des länger werde das Projekt beobachten und werde auch unterstützen wenn es mir möglich ist und gewollt ist.

mfg Dani

[Williboy]

Hallo Daniel,

konstruktive Hilfe ist immer willkommen. Wie könnte Deine Unterstützung aussehen?

mfg Williboy

[Teri]

Hi,
ich habe mir bei Pollin des Atmel-Board, ein paar Atmegas und ein 2*16 LCD (blau/weiß) bestellt, wenn mein EL TÜV hat und angemeldet ist, werde ich mich mal damit beschäftigen.
Ich werde allerdings die Platinen selber machen.
Eine in den Motorraum und eine nach vorne unters Armaturenbrett.
Mit abgeschirmtem Kabel verbunden.

Die Relais sollen die Batterieheizungen und einen Lüfter schalten.

LG
Teri

[Williboy]

Hi,

ich habe mich als Board für ein D071 von Display3000.com mit ATMega 128, 16MHz, entschieden und als Temperatursensoren kommen DS18B20 zum Einsatz.

Meinen derzeitigen Schaltungsentwurf habe ich angehängt. Die Grundschaltung für den Controller habe ich nicht nachgebildet, da ich davon ausgehe dass das durch das Board bereits erledigt ist. Die 4 in Reihe geschalteten Batterien sind die Antriebsbatterien, die 5. ist eine separat zu überwachende Batterie (alles 12V Fahrzeugbatterien, beim Spannungsteiler gehe ich von max. 15V aus)

Folgende Fragen stellen sich mir derzeit:
- müssen da noch solche Abblockkondensatoren rein (und wenn ja an welche Anschlüsse?)
- passen die Schaltungen soweit? Der eingezeichnete Motor soll den Elektromotor des Fahrzeugs symbolisieren.
- Im Fahrzeug ist ein Shunt für eine Strommessung eingebaut, dessen Werte ich aber nicht kenne. Kann ich die irgendwie problemlos ermitteln (es fließen bis zu 120A durch und mein Meßgerät gibt bei 20 A auf)?
- Wo finde ich eigentlich Infos, welcher Port für was vorgesehen ist von den 51 Ports mit den Buchstaben A-G? Habe im wiki keinerlei Infos gefunden und auch auf der Seite vom display3000.com keinerlei weiterführende Infos gefunden. Währe für ein paar klärende Infos dankbar.

LG
Williboy

[Teri]

Kondensatoren, weiß nicht, an jeden Eingang vielleicht und Parallel dazu eine Z-Diode, mit dem max. Eingangswert des Controllers, denke ca. 5V sollte passen.

Ich würde größere Widerstände für die Spannungsteiler nehmen (90K und 10K (1:10)).
Jetzt würden alleine durch die Spannungsteiler 38mA fließen, immer.
Außerdem kannst du nicht die - Anschlüsse der Batterien an Masse klemmen.
(Habs im Bild geändert.)
Sicher, dass die Temperatur Sensoren so richtig angeschlossen sind?

Shunt ist im Elweb-Wiki beschrieben, du musst am Shunt die Spannung messen.

Bei den Ports kann ich dir auch nicht weiter helfen.

Ich arbeite an einem eigenen Board, muss mir erst noch einen USB Atmel ISP Programmer bauen http://www.ulrichradig.de/home/index.php/avr/usb-avr-prog.

LG
Teri

[Williboy]

Hallo Teri,

als optimaler Spannungsteiler (gab hier irgendwo ein Berechnungsprogramm - Uteiler.exe) wird dort ein Verhältnis zwischen 3:1 und 4:1 ausgerechnet. Würde dann eher auf 10 und 20kOhm gehen. Sind die 38 mA für den Controller zu hoch?

Was versprichst Du dir von Deinem 1:10-Verhältnis? Spannung würde über R1 nach meiner Rechnung bis auf 1,5 V sinken.

Da ich mir mit der Schaltung nicht sicher bin, habe ich sie eingestellt z. B. wg. der Batterie-Anschlüsse :-k

Bei den Temperatursensoren war ich mir relativ sicher (habe mich nach dem angehängten Schaltungsplan gerichtet) - wollte dies aber auch hier im Forum durch die Spezialisten prüfen lassen :idea:

Das ich die Messung des Spannungsabfalls am Shunt vornehmen muss ist mir bekannt, aber ich muss daraus ja die Stromstärke herleiten und wie ich das machen muss ist mir noch nicht ganz klar. Wenn ich das recht verstanden habe, muss dazu wissen, welcher Strom welchen Spannungsabfall hervorruft. Deshalb muss ich wohl noch ein paar Tage mit Recherchen zubringen, da mir die notwendigen Antworten gestern und vorgestern beim Aufbaukurs in Aub leider nicht gegeben worden sind.

Auf die interessante Seite vom Ulrich Radig bin ich auch schon gestoßen. Leider fehlen mir zum Selbstbau von solchen netten Schaltungen ein paar Voraussetzungen, so dass ich bei dem bleiben werde was ich selber hinbekomme.

LG Williboy

[Teri]

Der µC Verträgt glaube ich max. 5V am Eingang, deshalb 1:10, bei 48V müsste man noch mehr teilen, da die Spannung beim Laden noch höher ist und eine Z-Diode zur Sicherheit an jedem Eingang.

Shunt-Wert steht hier: http://elweb.info/dokuwiki/doku.php?id=diagnosebuchse

Was fehlt dir denn für die Schaltungen?

LG
Teri

[Williboy]

Hallo Teri,

ich will jede Batterie einzelnd ausmessen, deshalb habe ich einen Teiler von 1:3 gewählt (die Info mit den 5V am Eingang des µC deckt sich mit meinen Infos) und 4 Batterien eingezeichnet (fahre allerdings mit 36 V, will aber die 4. Batterie gleich mit vorsehen falls ich aufrüste). Muss ich beim laden mit Spannungen jenseits der 15V rechnen? Meines Wissens laufen die Ladekennlinien im Bereich von unter 14V.

Mein Bauteillager ist quasi nicht vorhanden, d.h. ich muss erst alles zusammenstellen und gehe dann einkaufen. Messgerät, Lötkolben, Kabel und ein paar theoretische und praktische Kenntnisse sind vorhanden. Die Temperatursensoren sind auch schon da, die Bestellung bei Display3000 soll in den nächsten 2 Wochen raus, alles andere wollte ich dann bestellen wenn die Schaltung soweit steht und in Ordnung ist. Derzeit will ich mir kein Materiallager anlegen, ich schlachte bisher nur alte Elektrogeräte aus für meinen geringen Bauteilbedarf.

Für dieses Projekt würde ich Neuteile nach Bedarf bestellen, damit ich auf der sicheren Seite bin.

Diese Doku bezüglich des Diagnosesteckers kenne ich auch schon, allerdings wurde beim Aufbaukurs gesagt, dass der alte Stecker nicht mehr im Einsatz ist. Es wurde allerdings unterm Sitz ein größerer Stecker nicht angeschlossen, werde am nächsten Wochenende mal versuchen zu messen ob die Info in meinem neuen El auch noch passt.

Ich mache jetzt für die nächsten Stunden Pause.

LG Williboy

[Teri]

Du hast ja eine Masse im EL, die verbindest du mit der Schaltungsmasse.
Jetzt kommen die Spannungsteiler je an einen Pluspol der Batterien und an Masse.
Wenn du es so machst, wie in deinem ersten Schaltplan, also alle Minuspole an Masse, schließt du die 3 oberen Batterien kurz.

Ich werde es vielleicht noch anders machen und nochmehr Batterien einplanen (für NiCd), aber erstmal muss ich mein Textdisplay Programmieren können.
Auf dem werden dann nur die wichtigsten Werte angezeigt, z.B. wenn eine Batterie einbricht oder zu hohe Temperaturen.
Ich werde auch versuchen, alle Werte auf einer SD-Karte speichern zu können, um dann am PC in Excel o.ä. eine Übersicht zu haben.

LG
Teri

[Williboy]

Autsch, böser Fehler. Danke für den Hinweis, habe ich doch glatt übersehen! CC hätte sich sicherlich über die Bestellung eines neuen Batteriesatzes gefreut. Habe im Eagle die Schaltung korrigiert.

Bei den NiCds könnte ich mir vorstellen, dass Du ein Problem mit genügend AD-Wandlereingängen bekommst. I.d.R. sind m. W. NiCds 6V-Blöcke, d. h. bei 48V brauchst Du schon mal 8 Stück. Dies wäre ja noch nicht das Problem, aber im elweb stehen immer nur kleine Ah-Kapazitäten, die dann durch Parallelschaltung auf die gewünschte Kapazität gebündelt werden. Dann dürften dir die AD-Eingänge ausgehen, standardmäßig haben die µC m. W. nur 8 Stück. Du wirst dann wohl noch ein paar AD-Wandler zusätzlich brauchen.

Bei der SD-Karte musst Du auch aufpassen. Bin mikrokontroller.net findest du viele Beiträge dazu.

Beim Thema Programmierung bin ich noch beim schwanken zwischen C und Bascom. Bascom wäre vergleichsweise einfach für mich (habe schon 5 verschiedene Basic-Dialekte programmiert), werde wohl insgesamt mit der 4k-Beschränkung des Demos nicht auskommen (in der letzten geplanten Ausbaustufe) oder doch die Einführungsunterlagen von C von früher rauskramen und mit den verfügbaren Beispielcodes in C einsteigen.

Mit der Displayprogrammierung kann ich Dir leider nicht helfen, da ich mich mit meinem Display für einen anderen Weg der Darstellung entschieden habe.

LG
Williboy

[jeffrey]

hi,
du weißßt aber scho, dass du so nicht jede batterie einzeln misst, sondern immer gegen masse, sprich du musst um die ienzelnen batteriespannungen zu bekommen, jeweils den messeert von den anderen batterien abziehen. aber ist ja kein problem in der software. ansonsten müsttest du mit einem opv als differenzverstärker arbeiten. sollte aber kein problem sein.
und außerdem würde ich noch an deinen batterieabgriffen sicherungen einbauen.
mfg jeffrey

[Williboy]

Hi Jeffrey,

dies ist mir nach Änderung der Zeichnung auch bewußt geworden und das damit die Spannungsteiler von mir noch einmal überprüft werden müssen.

An was für Sicherungen hast Du bei den Batterieabgriffen gedacht? Mir ist bisher nichts eingefallen, was da schief gehen könnte und damit wogegen ich mich absichern sollte (bis auf die Spannungshöhe, die 5V am µC nicht übersteigen darf).

mfg Williboy

[Williboy]

Hi Jeffrey,

müsste es nicht auch mit einem Optokoppler PC817 funzen? Eine Verstärkung bräuchte ich m. E. ja nicht, es sollte nur die gleiche Spannung hinten rauskommen. Wenn ich das Prinzip es Optokopplers richtig verstanden habe, müsste er genau dies tun. Damit müsste auch der eingesetzte Typ in meiner Schaltung egal sein.

Habe die Schaltung an der Batterie 1 geändert und würde mich über eine Rückmeldung freuen. :D

mfg Williboy