Messeinheit für einen Verbrennungsmotor

Pat Gast 24.05.2014 17:24 #3666848

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Hallo!

Ich plane eine solche Messeinheit für einen Verbrennungsmotor zu bauen.
Diese soll Daten wie UPM, Temperaturen (Wasser/ÖL), Spannung (des 
Bordnetzes), Treibstoffverbrauch und Tankinhalt anzeigen.
Diese Daten werden dann auf einem Display dargestellt sowohl als auch 
über Wifi an ein Ipad mit entsprechender Software gesandt.

Die Spannung die vom Motor bereitgestellt wird beträgt 14.2 V± 0.3.
Geplant ist es einen ARM Cortex-M3 zu verwenden.

Mein erster Punkt wäre die Auslegung der Spannungssensoren für Öl, 
Wasser etc...
Bei welcher Spannung macht man das ganze am besten, oder ist es egal? 
Die VDO Sensoren haben einen Spannungsbereich von 6-24V. Ich dachte an 
eine möglichst niedrige Spannung um Widerstands und Spannungsänderungen 
durch Temperatur, Magnetfelder oder Kabellängen etwas zu reduzieren.

Womit sollte man da am besten Messen? über einen einfachen 
Spannungsteiler oder doch lieber einen IC? Der Spannungsteiler ist zwar 
einfacher jedoch muss man dort auch wieder an die Überspannungssicherung 
(Galvanische Trennung nötig?) bzw. generell an eine Schutzschaltung 
denken.
Gibt es eventuell ICs die dafür ausgelegt sind? Also Analog -> I2C oder 
so?


Auch muss ich die Motorumdrehung messen. Dieser hat maximal 5800 UPM, 
also knapp 100 Umdrehungen pro Sekunde. Hier habe ich auch gedacht das 
ganze auszulagern um den M3 zu entlasten....

Im Anhang habe ich den Temperatur/Widerstandsverlauf des Öltemperatur 
Sensors

Grüße

Angehängte Dateien:

Bildschirmfoto_2014-05-24_um_17.23.09.png (25 KB)

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Georg G. (df2au) 24.05.2014 17:55 #3666885

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Pat schrieb:
> Hier habe ich auch gedacht das
> ganze auszulagern um den M3 zu entlasten....

Der wird sich eher langweilen. Drehzahlmessung macht der nebenbei.

Mir ist nicht klar, was ein Spannungssensor für Wasser sein soll? Meinst 
du einen Temperatursensor? Das wäre üblicherweise ein NTC. Wegen der 
sehr krummen Kennlinie musst du dich entscheiden, ob du lieber bei hohen 
oder bei niedrigen Temperaturen eine hohe Auflösung haben möchtest.

Schutzschaltungen brauchst du an allen Eingängen. Und auch die 
Versorgungsspannung ist alles andere als sauber.

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Pat Gast 24.05.2014 18:32 #3666936

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Okay, sehr schön. Sollte ich da am besten ein Interrupt verwenden?

Ich dachte halt nur das sich die Drehzahlmessung mit der 
Datenverarbeitung und Wifi Übertragung in den Weg kommen könnte (wollte 
dazu ein RN-171G Modul verwenden).

Zur Spannungsmessung, die brauche ich ja um den Widerstand der 
verschiedenen Sensoren zu messen.

Einen Teil habe ich noch vergessen. Über die Serielle Schnittstelle 
bekommt er auch noch Daten von einem BFI57 im 5Hz Takt.
http://www.funkeavionics.de/40.html

Bis jetzt bin ich erst in der groben Planungsphase, daher kann ich die 
Performance des Chips noch nicht ganz einschätzen :D

Bei der Spannungsversorgung bin ich mir noch nicht ganz einig, ob LDO 
oder Schaltnetzteil, mal sehen.

-Patrick

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Pat Gast 24.05.2014 18:34 #3666938

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Achja, die Kurve der Graphen werde ich wahrscheinlich mathematisch 
Interpolieren, sollte wohl kein Problem sein (Array oder Funktion?)

Ich sollte mich wohl mal registrieren, dann kann ich meine Beiträge auch 
Editieren :D

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spess53 Gast 24.05.2014 21:00 #3667111

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Hi

Hältst du das wirklich für ein geeignetes Anfängerprojekt?

MfG Spess

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Thorsten O. (ostermann) (Firma: mechapro GmbH) 26.05.2014 08:55 #3668325

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Schau dir das mal an, andere haben das zum größten Teil schon gelöst.
http://www.blafusel.de/obd/obd2lcd_c.html

Geht es hier eigentlich um einen Verbrenner im KFZ oder um eine 
stationäre Anwendung (BHKW)? Im Auto sind solche Basteleien eigentlich 
nicht zulässig. Inbesondere darf man sich auf keinen Fall auf die 14V 
verlassen. Deutliche Abweichungen nach oben und unten sind zulässig, 
kurzfristig können sogar ganz extreme Peaks auftreten.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

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Max G. (l0wside) 26.05.2014 10:18 #3668415

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Er spricht ja davon, dass er das ganze an ein iPad senden will. Wenn er 
eigene Sensoren verbaut und in die bestehende Elektronik nicht 
eingreift, sollte das eigentlich kein Problem sein, da weder 
sicherheits- noch abgasrelevant.

Am besten einmal Rücksprache mit dem TÜV halten, wie der die Sache 
sieht. Das Problem der Spannungsversorgung besteht natürlich in jedem 
Fall, dafür gibt es aber geeignete Lösungen (z.B. die Schaltung aus der 
dse-FAQ).

Wahrscheinlich ist das aber mal wieder eines der Projekte, die mit viel 
Anfangsenthusiasmus und mehr oder weniger null Erfahrung schon auf den 
ersten Metern stecken bleiben. Wenn ich Pat damit Unrecht tue: umso 
besser.

Max

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Düsendieb Gast 26.05.2014 13:42 #3668761

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Zerstückele das Ganze in 5 bis 10 Teilprojekte.

1. ARM mit Display

Wenn das läuft:

2. Das Gebilde im Auto betreiben.

Wenn das läuft:

3. einen bestehenden Temp.-Sensor einlesen

Wenn das läuft:

4. Drehzahl messen

usw.....

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Thomas F. (igel) 26.05.2014 15:09 #3668897

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> 2. Das Gebilde im Auto betreiben.

Erwähnt wurde ja das BFI57-irgendwas Instrument, welches eher in 
Fluggeräten als im Auto zu finden ist.

http://www.funkeavionics.de/40.html

Bei einem Fluggerät würde ich mir erst mal Gedanken über ein 
sonnenlichttaugliches Display machen.

Vibrationen sind hier nicht zu unterschätzen.

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Amateur Gast 26.05.2014 15:23 #3668914

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>Bei welcher Spannung macht man das ganze am besten, oder ist es egal?

Die meisten µP springen aus ihrer Fassung, wenn Spannungen anliegen, die 
größer als Ucc (+0,?V) sind.
Ob Du ein Messsystem mit passender Spannung oder angepasste 
Spannungsteiler verwendest bleibt Dir überlassen.
Die erlaubten, empfohlenen und maximalen Spannungen sind dem Datenblatt 
zu entnehmen. Sowohl für analoge wie auch digitale Eingänge.

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Dirk J. (dirk-cebu) 26.05.2014 16:35 #3669006

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-Hochfliegende Pläne
-keine Ahnung
-nun macht mal!
-fehlt nur noch: kosten soll es auch nicht viel.

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Pat Gast 28.05.2014 00:36 #3671057

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Hi,

tut mir leid für die späte Antwort, hatte gerade viel um die Ohren.

Also, das Display läuft soweit, Benutzersteuerung per Tasten, Encoder 
(mit Klickfunktion) oder Touchscreen. Funktioniert.

Wie oben schon erwähnt geht es jetzt um die Eingänge.

Meine grobe Planung sieht so aus (siehe Screenshot). Die Dioden zur 
Überspannungssicherung sind erst einmal nicht angeschlossen.

Irgendwie habe ich gerade einen Knoten im Kopf. Mit meiner Schaltung 
bekomme nur auf eine Spannungsdifferenz von 0.743V (3.208V bei 0Ohm und 
2,465V bei 1,2k). Macht es hier Sinn einen 
Subtrahier/Differenzverstärker einzubauen?

Dann zur Absicherung: Hier habe ich erst einmal mit einem 
Abfangswiderstand (R2) und den beiden Dioden D1 und D2 gebastelt. Durch 
den Leckstrom dieser (zumindest im Programm) wird mein Messergebnis 
verfälscht (zwar nur 0.003V auf der positiven Seite jedoch knappe 1.3V 
auf der negativen Seite). Sollte man hier mit


Grüße

Angehängte Dateien:

Schaltung1.PNG (23 KB)

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Messeinheit für einen Verbrennungsmotor

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