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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Multifunktionsanzeige (Uhr, Spannung, Strom) im Auto


Autor: Stefan B. (Gast)
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Hallo zusammen!

Die Uhr in meinem Auto wurde leider nur über das Serien-Radio angezeigt.
Da das allerdings weder CD geschweige denn MP3 konnte, wurde es durch 
ein besseres ersetzt.
Jetzt hab ich allerdings keine Uhranzeige mehr, und immer auf die 
Armbanduhr schauen ist auch unpraktisch.
Nachrüst-Uhren gibts auch nicht in adäquater Form und Funktion, außer 
vielleicht zu Mondpreisen...

Also will ich mir was eigenes, schickes bauen, und wenn ich eh schon 
dabei bin könnte man auch die Batteriespannung sowie den Stromverbrauch 
meiner Hifi-Anlage als kleinen Gag mit anzeigen ;)

Ich bin schon fleißig am Planen, aber es sind noch ein paar Fragen 
offen, bei denen ihr vielleicht ein paar Tips geben könnt.

Display soll ein DOGM128W-6 werden, das müsste von den Abmessungen her 
gut passen.
Hintergrundbeleuchtung soll wahrscheinlich rot werden, vielleicht auch 
amber.

Aber wie sieht es da mit der Ablesbarkeit aus, speziell bei Sonnenlicht?
Hat irgendwer schon (hoffentlich positive) Erfahrungen zu dem Display?

Stromsensor ist ein LEM HTFS geplant.

So, für eine Uhr brauche ich ja logischerweise eine RTC.
Da das Display mit 3,3V läuft, und ich mir Pegelwandler sparen will, 
soll die ganze Display-Schaltung mit 3,3V laufen.
Die einzige bei R verfügbare RTC für 3,3V und Anschluss für eine 
Backup-Batterie ist die Micro Chrystal RV-3029.
Müsste passen, oder?

Die Strom- und Spannungsmessung soll/muss im Kofferraum erfolgen.
Und weil ein Auto ja relativ störverseucht ist, war meine Überlegung, 
dafür einen eigenen Controller zu verwenden und per RS232 die Daten zur 
Display-Platine zu schicken.

Also braucht der Display-Controller folgendes:
- SPI für das Display
- I2C für die RTC
- UART
- PWM für die Hintergrundbeleuchtung
- einen Pin für DCF77

Ich hab fürs Erste mal den ATtiny2313 ausgesucht, der hat Hardware-UART 
und -SPI sowie PWM, I2C müsste dann eben per Software realisiert werden.
Reicht der Tiny2313 dafür aus, oder wird da der Platz knapp?

Der Mess-Controller braucht eigentlich nur:
- 3 ADC-Eingänge (Spannung, Strom-Referenz und Strom-Wert)
- UART

Leider ist der "kleinste" Controller mit ADC und Hardware-UART der 
Mega48.
Naja gut, dafür hat der einen Hardware-Multiplizierer. Dann tut er sich 
leichter, die Messwerte zu mitteln und schon fertig formatiert über die 
UART zu schicken ;)

Oder ist das Blödsinn, und ein Tiny mit SW-UART tuts genauso?

Was meint ihr dazu?

Ich bin übrigens "fortgeschrittener Anfänger". Hab zwar schon das eine 
oder andere mit Elektronik gemacht, aber erst mein zweites µC-Projekt...

MfG Stefan

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Im Prinzip tut er es genauso.
Du solltest dir hauptsächlich überlegen, ob die 80 Cent Preisdifferenz 
für dich wirklich bei einem Einzelstück 'das Kraut fett machen'.

Bei industrieller Produktion mit ein paar zehntausend Stück siehts 
anders aus, aber bei einem Einzelstück geht die Preisdifferenz völlig im 
Rest unter. Da such ich mir lieber einen Prozessor aus, der das meiste 
ohne Klimmzüge schon von sich aus kann. Selbst wenn er 2 oder 3 Euro 
mehr kostet.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Du hast Dich für ein Grafik-LCD entschieden, d.h. Du mußt alle 
Buchstaben händisch aus Pixeln selber pfriemeln.
Dann vielleicht noch verschiedene Schriftgrößen und Grafiksymbole und 
ratzfatz ist der Code-Flash dicht.

Da würde ich nicht unter der 16kB-Klasse (ATmega168) anfangen.

Für ein Text-LCD reicht dagegen der ATtiny261 bequem.


Peter

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
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Stefan B. schrieb:
> Die Strom- und Spannungsmessung soll/muss im Kofferraum erfolgen.

Das ist nicht sinnvoll, selbst wenn der Akku im Kofferraum ist.
Welcher Strom soll denn gemessen werden, Batterieladung/entladung?

> Und weil ein Auto ja relativ störverseucht ist, war meine Überlegung,
> dafür einen eigenen Controller zu verwenden und per RS232 die Daten zur
> Display-Platine zu schicken.

So schlimm wie es (auch hier im Forum) immer dargestellt wird ist das 
KFZ-Bordnetz nicht, man muss halt ein paar Randbedingungen beachten und 
Messsignale ein wenig filtern. Messung im Kofferraum und digitale 
Signalübertragung ist jedenfalls völlig unnötiger Aufwand.

> - 3 ADC-Eingänge (Spannung, Strom-Referenz und Strom-Wert)

Wenn der Batteriestrom gemessen werden soll: so geht das nicht, dazu 
reicht die Auflösung der A/D-Wandler nicht. Ein Messverstärker muss es 
schon sein.

Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
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Ich würde mir noch andere Gedanken machen:

1) Solange es nicht verkauft wird dann entfallen schon einige Prüfungen.

2) Festeinbau -> CE + EMV mindestens ansonsten erlischt die 
Betriebserlaubnis. Festeinbau im Sinne von "nicht ohne Werkzeug schnell 
demontierbar". Sachen à la Navi mit Saugnapf sind okay bei anderem 
wird's grenzwertig.

3) einen Tiny halte ich für zu klein. Ich würde dir eigentlich zu einem 
MEGA8 raten.

Stefan B. schrieb:
> Ich bin übrigens "fortgeschrittener Anfänger". Hab zwar schon das eine
> oder andere mit Elektronik gemacht, aber erst mein zweites µC-Projekt...

Bei allem nötigen Respekt: Nach dem zweiten AVR-Projekt ist man noch 
blutiger Anfänger. Gerade die KFZ Spannungsversorgung ist ziemlich 
unschön und mit allerlei Zickereien versehen. Da bedarf es umfangreicher 
Kenntniss um das korrekt zu entstören.

Viel Erfolg bei deinem Projekt

Gruß

Autor: MaWin (Gast)
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> Aber wie sieht es da mit der Ablesbarkeit aus, speziell bei Sonnenlicht?

Deswegen steht extra 5 DIFFERENT TECHNOLOGIES im Datenblatt.
Such dir einen aus, die sowohl mit Licht als auch ohne ablesbar ist.

> Mega48

Der ist OK, läuft mit 32.768 kHz watch crystal ersetzt also deine RTC.
Es ist etwas mühsam, aus den Messwerten die Graphik zu zaubern, das 
kostet schon etws Code.

Denk dran, die Stromversorgung und Messeingänge KFZ-gerecht gegen 
Überspannungsimpulse auszulegen.

Autor: Hc Zimmerer (mizch)
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Stefan B. schrieb:
> Die einzige bei R verfügbare RTC für 3,3V und Anschluss für eine
> Backup-Batterie ist die Micro Chrystal RV-3029.

Als RTC kommt noch der PCF8583 in Frage, läuft von 2.5V bis 6V.

Autor: Ecki Bär (ecki)
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Wenn ich mir ein Display ins Auto bauen würde, so würd ich vorher 
schauen ob das Display auch noch zwischen -20°C und 70°C etwas anzeigt 
oder sogar kaputt geht?
Im Auto herrschen übelste temperaturen über das Autojahr gesehen

gruß Eckard

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Wenn ich mir ein Display ins Auto bauen würde, so würd ich vorher
>schauen ob das Display auch noch zwischen -20°C und 70°C etwas anzeigt
>oder sogar kaputt geht?

Dog-Displays können -20...+70°C Betriebstemperatur ab.

MfG Spess

Autor: Stefan B. (Gast)
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Wow, so viele Antworten, danke!

Dann fang ich mal an:

Karl heinz Buchegger schrieb:
> Im Prinzip tut er es genauso.
> Du solltest dir hauptsächlich überlegen, ob die 80 Cent Preisdifferenz
> für dich wirklich bei einem Einzelstück 'das Kraut fett machen'.
Es geht mir nicht um die Preisdifferenz. Das Display kostet ja schon ca. 
30 Euro mit Hintergrundbeleuchtung, da kommts mit auf ein paar mehr oder 
weniger nicht an.
Wegen dem kleineren Platzbedarf wollte ich eigentlich auf SMD umsteigen, 
Widerstände und Kondensatoren soweit möglich in 1206, und den Tiny2313 
gibt halt im SO-Package.
Der Mega48 ist dann schon wieder TQFP, aber das werd ich schon gelötet 
bekommen...
Das war der Gedanke dabei.

Peter Dannegger schrieb:
> Du hast Dich für ein Grafik-LCD entschieden, d.h. Du mußt alle
> Buchstaben händisch aus Pixeln selber pfriemeln.
> Dann vielleicht noch verschiedene Schriftgrößen und Grafiksymbole und
> ratzfatz ist der Code-Flash dicht.
>
> Da würde ich nicht unter der 16kB-Klasse (ATmega168) anfangen.
Ein Grafik-LCD will ich nur deswegen verwenden, damit ich die Uhrzeit 
schön groß ablesbar darstellen kann, und Spannung und Strom eben 
kleiner.
Bei Text-LCDs hat man ja nicht die Möglichkeit, Text in doppelter Größe 
auszugeben, soweit ich weiß. Meistens ja nur 8 benutzerdefinierte 
Zeichen gleichzeitig...
Ich will keine Mords-Grafiken mit jeder Menge Schnickschnack und 
Animationen, eher schlicht gehalten.
Aber gut, Mega48 bis 168 haben ja das gleiche Package, dann wirds eben 
so einer.

Micha H. schrieb:
>> Die Strom- und Spannungsmessung soll/muss im Kofferraum erfolgen.
>
> Das ist nicht sinnvoll, selbst wenn der Akku im Kofferraum ist.
> Welcher Strom soll denn gemessen werden, Batterieladung/entladung?
Also, von der Batterie geht ein Stromkabel in den Kofferraum zu einer 
weiteren kleinen Stützbatterie, und von da aus an die Endstufen.
Ich will den Gesamtstrom messen, den die Endstufen verbrauchen, also 
muss der Stromsensor zwischen Zweitbatterie und Endstufen in den 
Kofferraum.

Micha H. schrieb:
>> - 3 ADC-Eingänge (Spannung, Strom-Referenz und Strom-Wert)
>
> Wenn der Batteriestrom gemessen werden soll: so geht das nicht, dazu
> reicht die Auflösung der A/D-Wandler nicht. Ein Messverstärker muss es
> schon sein.
Der von mir ausgesuchte Stromwandler (LEM HTFS Serie) wird mit 5V 
versorgt.
An einem Ausgang stellt er die interne Referenzspannung von 2,5V zur 
Verfügung, an einem anderen eine dem Strom entsprechende Spannung, die 
sich auf die Referenz bezieht.
Also kann ich die beiden Leitungen theoretisch doch direkt an je einen 
ADC-Eingang legen, und aus der Differenz kann ich den Strom berechnen, 
oder?
Sogar mit Vorzeichen, wobei negative Werte eher selten bei mir vorkommen 
sollten ;)
Die Spannung wollte ich auch im KR am Verteiler messen, mit 
Spannungsteiler, RC-Glied und Clamping-Dioden gesichert.

Micha H. schrieb:
> So schlimm wie es (auch hier im Forum) immer dargestellt wird ist das
> KFZ-Bordnetz nicht, man muss halt ein paar Randbedingungen beachten und
> Messsignale ein wenig filtern. Messung im Kofferraum und digitale
> Signalübertragung ist jedenfalls völlig unnötiger Aufwand.
Naja, da die Spannungspegel sich ja im Bereich von 0 bis 5V bewegen, und 
es ja doch runde 5 Meter Kabellänge wären, hab ich eben gedacht dass 
sich dadurch meine Messergebnisse etwas verändern könnten, durch 
Zündung, Steuergeräte, Leitungsimpedanz und Kapazität, wasweißich...
Deshalb die Idee mit RS232, das hat höhere Pegel, und die Wandlung 
erfolgt nah an der Messstelle.

Lehrmann Michael schrieb:
> 2) Festeinbau -> CE + EMV mindestens ansonsten erlischt die
> Betriebserlaubnis. Festeinbau im Sinne von "nicht ohne Werkzeug schnell
> demontierbar". Sachen à la Navi mit Saugnapf sind okay bei anderem
> wird's grenzwertig.
Soweit ich weiß gilt das nur bei KFZ, deren Typzulassung ab 2002 war.
Ich kann mich auch irren, aber egal, das ist ja nicht das Thema hier ;)
Kann ja mal beim TÜFF fragen...

Lehrmann Michael schrieb:
> Bei allem nötigen Respekt: Nach dem zweiten AVR-Projekt ist man noch
> blutiger Anfänger. Gerade die KFZ Spannungsversorgung ist ziemlich
> unschön und mit allerlei Zickereien versehen. Da bedarf es umfangreicher
> Kenntniss um das korrekt zu entstören.
Das sollte auch keine "Ich bin der totale Experte auf dem 
Gebiet"-Aussage sein.
Ich wollte damit ja nur sagen, dass ich nicht erst fragen muss wo bei 
einem Lötkolben vorne und hinten ist, und wie man Windows auf einem AVR 
installiert ;)
Nur damit ihr ungefähr meinen Kenntnisstand einschätzen könnt.

Und mein erstes Projekt war ein Lenkradfernbedienungs-Adapter, auch fürs 
Auto. Dadurch hab ich schon mal gut gefilterte (mit Drossel, Diode, 
Transil und Keramik-Kondensator)und saubere 5V/1A zur Verfügung.

MaWin schrieb:
>> Aber wie sieht es da mit der Ablesbarkeit aus, speziell bei Sonnenlicht?
> Deswegen steht extra 5 DIFFERENT TECHNOLOGIES im Datenblatt.
> Such dir einen aus, die sowohl mit Licht als auch ohne ablesbar ist.
Das Datenblatt hab ich natürlich gelesen, und beim DOGM128W-6 (meine 
Wahl) steht ja auch "mit und ohne Beleuchtungskörper zu verwenden, auch 
bei abgeschalteter Bel. lesbar"
Ich habe nach praktischen Erfahrungen gefragt, weil im Datenblatt kann 
ja viel stehen... ;)

MaWin schrieb:
>> Mega48
> Der ist OK, läuft mit 32.768 kHz watch crystal ersetzt also deine RTC.
> Es ist etwas mühsam, aus den Messwerten die Graphik zu zaubern, das
> kostet schon etws Code.
Meine 5V werden, um die Batterie vor Tiefentladung zu schützen, aus dem 
Zündungsplus erzeugt.
Dadurch brauche ich leider eine externe RTC mit Pufferbatterie (CR2032).
Graphen will ich ja keine, siehe oben, nur Text in verschiedenen Größen, 
sowie vielleicht ein paar statische Symbole.

Hc Zimmerer schrieb:
> Als RTC kommt noch der PCF8583 in Frage, läuft von 2.5V bis 6V.
Der hat leider keine Backup-Versorgung, aber danke für den Tip.

MfG Stefan

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
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Stefan B. schrieb:
> Ich will den Gesamtstrom messen, den die Endstufen verbrauchen, also
> muss der Stromsensor zwischen Zweitbatterie und Endstufen in den
> Kofferraum.

Gut, das ist was anderes, ganz klar.

>> Wenn der Batteriestrom gemessen werden soll: so geht das nicht, dazu
>> reicht die Auflösung der A/D-Wandler nicht. Ein Messverstärker muss es
>> schon sein.
> Der von mir ausgesuchte Stromwandler (LEM HTFS Serie) wird mit 5V
> versorgt.

Da ist ja der Messverstärker, hab's überlesen ;-)

> Also kann ich die beiden Leitungen theoretisch doch direkt an je einen
> ADC-Eingang legen, und aus der Differenz kann ich den Strom berechnen,
> oder?

Klar, so kannst Du das machen, alternativ siehe weiter unten.

> Sogar mit Vorzeichen, wobei negative Werte eher selten bei mir vorkommen
> sollten ;)
> Die Spannung wollte ich auch im KR am Verteiler messen, mit
> Spannungsteiler, RC-Glied und Clamping-Dioden gesichert.

Guter Plan.

> Naja, da die Spannungspegel sich ja im Bereich von 0 bis 5V bewegen, und
> es ja doch runde 5 Meter Kabellänge wären, hab ich eben gedacht dass
> sich dadurch meine Messergebnisse etwas verändern könnten, durch
> Zündung, Steuergeräte, Leitungsimpedanz und Kapazität, wasweißich...

Gerade bei soviel Pegel würde ich 2 Leitungen nach vorne führen und dort 
messen, ein RC-Glied für evtl. unterwegs eingefangene Störungen wird 
reichen, oder ein Softwarefilter.
Wenn Du sicherstellen kannst daß Du vorne und hinten gleiches 
Massepotential hast, reicht auch eine Messleitung, als Referenz dann die 
im AVR.
Wenn es Dir um's Basteln und Erfahrungszuwachs geht hat die 
2-Controller-Lösung natürlich Vorrang :-)

Autor: MaWin (Gast)
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> Meine 5V werden, um die Batterie vor Tiefentladung zu schützen, aus dem
> Zündungsplus erzeugt.

Unsinn.

Der AVR braucht als Uhr nur ein paar uA, weniger als die Batterie. Du 
solltest natürlich das Programm so schreiben, daß er bei ausbleiben der 
Zündung in einen Schlafmodus geht.

Autor: Marko B. (glagnar)
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Gibts doch fertig zu kaufen:

http://www.keenzo.com/showproduct.asp?ID=1272408

;)

Autor: Stefan B. (Gast)
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Marko B. schrieb:
> Gibts doch fertig zu kaufen:
>
> http://www.keenzo.com/showproduct.asp?ID=1272408
>
> ;)
Ja, für 387$... außerdem ist die hässlich hehe

Das war es, was ich mit
> Nachrüst-Uhren gibts auch nicht in adäquater Form und Funktion, außer
> vielleicht zu Mondpreisen...
gemeint hab ;)

MaWin schrieb:
> Der AVR braucht als Uhr nur ein paar uA, weniger als die Batterie. Du
> solltest natürlich das Programm so schreiben, daß er bei ausbleiben der
> Zündung in einen Schlafmodus geht.

Stimmt, der AVR vielleicht... aber der Regler braucht ja auch Strom.
Gut, ist zwar ein Schaltregler, aber irgendwie ist mir "wenn aus, dann 
aus" trotzdem lieber ;)

Und außerdem hat eine Backup-Batterie für die RTC auch Vorteile.
Falls der DCF-Empfang im Auto nicht funktioniert, kann ich die Uhr 
bequem daheim stellen und dann erst ins Auto bauen ;)

Micha H. schrieb:
> Gerade bei soviel Pegel würde ich 2 Leitungen nach vorne führen und dort
> messen, ein RC-Glied für evtl. unterwegs eingefangene Störungen wird
> reichen, oder ein Softwarefilter.
> Wenn Du sicherstellen kannst daß Du vorne und hinten gleiches
> Massepotential hast, reicht auch eine Messleitung, als Referenz dann die
> im AVR.
> Wenn es Dir um's Basteln und Erfahrungszuwachs geht hat die
> 2-Controller-Lösung natürlich Vorrang :-)

Also du meinst die Pegel würden ausreichen.
Hmm, dann überleg ich mir das nochmal in Ruhe...

MfG Stefan

Autor: Stefan B. (Gast)
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So, hier mal die aktualisierten Schaltpläne, mit getrennter 
Messwerterfassung und Anzeige.

Beim Sensor-Teil hab ich auch noch mal meine momentane 
Spannungsversorgung eingezeichnet.

Passt das soweit?

Reicht ein 7,3728MHz Baudratenquarz für den Display-Teil, oder sollte es 
doch lieber mehr sein?

Vor allem wär mir irgendwie was "kompakteres" als ein HC49SMD Gehäuse 
lieber, der wirkt so riesig neben dem TQFP vom Mega...
11,0592MHz gibts bei R im MQ-Gehäuse mit 5x7mm
14,7456MHZ auch noch im MT-Gehäuse (3,2x2,5mm) und MJ (3x5mm)
Aber die Pads sehen irgendwie nicht so aus, als ob man die noch gut per 
Hand löten könnte...

MfG Stefan

Autor: Stefan B. (Gast)
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Oder ist das so schlecht, dass ihr nicht wisst wo man überhaupt anfangen 
soll? ;)

Der Quarz würde erst mal bei 7,3728MHz bleiben, bei 3,3V darf man ja mWn 
nur bis 10MHz, wenn man innerhalb der Specs bleiben will...

Ich hab auch schon mal ein Layout für den Display-Teil angefangen, soll 
nicht viel größer als das Display + Befestigungsbohrungen werden.

MfG Stefan

Autor: Ecki Bär (ecki)
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hallo stefan
woher hast du das Eagle libraryelement für den rv-3029?
bin gerade auch dabei für mein Auto eine Anzeige zu basteln.
Ich möchte es mal mit dem OLED aus dem accu chek gerät versuchen.
hast du auch für den rv-3029 eine c-library?

gruß Eckard

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