Forum: Fahrzeugelektronik Fahrwerkssteuerung mit ATMega328


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von Chris G. (chrismitzett)


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LUFTFAHRWERKSSTEUERUNG MIT ATMEGA328
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Zum Projekt:
------------
Ich möchte mein z.Zt. manuell-analog gesteuertes Luftfahrwerk per µC 
steuern.
Das System wird durch 3 Drucksensoren überwacht.
1x Vorderachse
1x Hinterachse
1x Druckspeichertank

Gesteuert werden insgesamt 8 Magnetventile, welche paarweise per PWM 
angetaktet werden. Der Vorteil der PWM-Antaktung ist, dass man die 
Geschwindigkeit des Hebens & Senkens regulieren kann.

Jeder Luftbalg besitzt ein eigenes Ventil zum Heben und zum Senken.

Funktionsumfang:
----------------
- 4 Fahrstufen: Luftleer, tiefe Fahrstufe, hohe Fahrstufe, Gelände
- die gewählte Fahrstufe wird durch 3 Leds angezeigt
- Kompressoransteuerung um stets genügend Druck auf dem System zu haben
- Spannungsüberwachung um stets das Starten des Autos zu gewährleisten
- Systemabschaltung beim Fahrzeugstart
- Fahrzeug absenken beim Abstellen des Fahrzeugs
- Luftentleerung für Wartungsarbeiten am Fahrwerk
- Warnung bei erhöhtem Druckverlust im System

Soviel zum Projekt...
Nun zum Beginn...

Ich habe den ersten Gedankengang zum Schaltplan dem Beitrag angehängt..
Konstruktive Kritik ist stets erwünscht.

P.S.:
Die Steuerung der Lufterzeugung ist nicht STVZO-relevant, da diese nur 
aktiv sein darf, solang der Motor abgestellt ist.
Also können wir Diskussionen bezüglich der Zulässigkeit direkt 
unterlassen.
Alles andere ist bereits verbaut und vom TÜV genehmigt.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Chris G. schrieb:
> Ich habe den ersten Gedankengang zum Schaltplan dem Beitrag angehängt

Die überlebt im Auto nicht, ein 7805 ist ungeeignet, ein Relais aus den 
5V zu versorgen kann Störungen erzeugen, ein IRLZ ist zwar LogicLevel 
aber nicht kurzschlussfest.

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

von Chris G. (chrismitzett)


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SPANNUNGSÜBERWACHUNG
--------------------
Die Spannungsüberwachung erfolgt direkt vom µC über einen Analogen 
Eingang.
Dieser wird per Spannungsteiler versorgt.

In meinem Beispiel würde ich gern bis zu 14,7 Volt messen
also R2 wird bei 10K Ohm liegen und R3 bei 4,7K Ohm.
Durch den internen Schutz des Atmega verzichte ich auf eine weitere 
Z-Diode zum Schutz.

Im Code wird dann folgend ausgelesen:
float Bordnetz = 0;
void loop() {
  int Bordnetz = analogRead(Bordnetz);
  float Bordspannung = map(Bordnetz, 0, 1024, 0 , 1470)/100.00;

Damit der Kompressor die Batterie nicht soweit leer saugt, dass der 
Wagen nicht mehr anspringt, werde ich die Untergrenze, in meinem Fall, 
auf 12,2 Volt setzen.

Wie ich das im Code realisiere, wird im Beitrag zur Kompressorsteuerung 
folgen.

von Chris G. (chrismitzett)


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MaWin schrieb:
> Die überlebt im Auto nicht, ein 7805 ist ungeeignet, ein Relais aus den
> 5V zu versorgen kann Störungen erzeugen, ein IRLZ ist zwar LogicLevel
> aber nicht kurzschlussfest.

Ich betreibe seit mittlerweile 5 oder 6 Jahren mehrere 7805 in mehreren 
Autos. und ich hatte nie Probleme damit. Ich bin aber gern für 
Vorschläge offen, wie man die Spannungsversorgung verbessern kann.

Bezüglich dem Relais.. es wird wohl per FET per Masse geschaltet werden.

: Bearbeitet durch User
von Thomas F. (igel)


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Chris G. schrieb:
> Ich betreibe seit mittlerweile 5 oder 6 Jahren mehrere 7805 in mehreren
> Autos. und ich hatte nie Probleme damit.

Und mir hat es schon einen zerschossen.

> Ich bin aber gern für Vorschläge offen, wie man die Spannungsversorgung
> verbessern kann.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Dein Schaltplan liest sich grausam. Es wäre wesentlich leichter zu lesen 
wenn +5V oben und GND immer unterhalb der Schaltsymbole sitzen.

R6 ist unnötig. Transistor T1 wird beim Einschalten sowieso zerstört. 
Dafür sorgt die Kurzschlussbrücke über dem Relais.

Da du so viel PWM machen willst nimm doch einen AVR mit entsprechend 
vielen PWM-Ausgängen. Man muss nicht immer den Allerwelts-328 nehmen.

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Tja ChriZ das wird wohl nichts werden, da Du bestimmt keine TÜV-Abnahme 
für Deinen Bastelkram anstrebst, gehört Deine Karre danach nicht mehr 
auf die Straße. Bestimmt freust Du Dich schon auf das hämische Grinsen 
des freundlichen Polizeibeamten, während er Dir den Haufen an die Wand 
nagelt.

Und @MaWin - mal wieder typischer Bullshit von Dir. Ich habe in einem VW 
T3 über etliche Jahre einen 7805 zur Versorgung eines µC eingesetzt, 
lediglich mit Schutzdiode. Genau wie einen TL494 als Step-Down-Wandler, 
ersteres war locker 10 Jahre im Einsatz, letzteres etwa 15. Den Bus habe 
ich dann abgegeben und die Spielerei dringelassen, vermutlich 
funktioniert der Scheiß heute noch.

Wer es absolut sicher haben will, kann ja eine kleine Schmelzsicherung 
und eine Suppressordiode hinter den Verpolschutz packen.

von Reiner O. (elux)


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Ben B. schrieb:
> Und @MaWin - mal wieder typischer Bullshit von Dir.

Man kann zu den Beiträgen von @MaWin stehen, wie man will, aus meiner 
Sicht
hat er zwar nicht immer, aber doch sehr oft recht, auch wenn er sich 
bisweilen recht drastisch ausdrückt.
Wenn man sich die Beschaltung der Eingänge von Kfz-Steuergeräten 
ansieht, haben die i.a.R. keine 7805 drin. Warum wohl nicht? Weil die 
Konstrukteure keine Ahnung haben?

Ben B. schrieb:
> Ich habe in einem VW...

Wohlgemerkt in EINEM! Da hast Du eben Glück gehabt. Je moderner das 
Fahrzeug wird, umso mehr elektrische und elektronische Ausrüstung ist an 
Bord und um so größer wird die Wahrscheinlichkeit, das Spannungsspitzen 
in erheblicher Höhe auftreten und durch den 7805 sozusagen an den 
Prozessor "durchgereicht" werden.
In der DSE-FAQ wird auf dieses Thema ausdrücklich hingewiesen. Man muss 
nicht unbedingt solchen Aufwand treiben wie dort vorgeschlagen; man 
sollte aber die Artikel da gelesen und verstanden haben.

Zu der Schaltung:
Längere Leitungen in Kfz sind auch immer Antennen für Störungen. Ich 
sehe bei den Leitungen für die Sensoren/Taster/LEDs irgendwie keine 
Entstörungsmaßnahmen. Ebenso vermisse ich den Kurzschlusschutz für die 
5V Versorgung der Sensoren, ebenso eine Messung selbiger Spannung zur 
Korrektur der Messergebnisse.
Wie oben schon erwähnt: warum betreibst Du das Relais nicht mit 12V?

Just my 2 Cents
Elux

von Joachim B. (jar)


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Reiner O. schrieb:
> Man kann zu den Beiträgen von @MaWin stehen, wie man will, aus meiner
> Sicht
> hat er zwar nicht immer, aber doch sehr oft recht, auch wenn er sich
> bisweilen recht drastisch ausdrückt.

von welchem der x MaWins schreibst du?
Es gibt ja etliche Fake MaWins oder er ist eine gespaltene 
Persönlichkeit.
Mal stimmt es, mal stimmt es nicht so das man nie genau weiss was echt 
ist, man muss schon eigene Kenntnisse haben um Unsinn von Sinn zu 
unterscheiden.
Mal wird auch nur gepöbelt ohne Nutzwert!

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von Udo S. (urschmitt)


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Chris G. schrieb:
> Ich bin aber gern für
> Vorschläge offen, wie man die Spannungsversorgung verbessern kann.

Dann lese (siehe Link) die Dse FAQ.

von wendelsberg (Gast)


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Meinst Du nicht, dass ein Thread reicht:

Beitrag "µC-Suche für Ventilsteuerung"

wendelsberg

von Wolfgang (Gast)


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Chris G. schrieb:
> Schaltplan.png
> ...
> Konstruktive Kritik ist stets erwünscht.

So wird das nichts mit AVCC, schon gar nicht, wenn du den AD-Wandler 
benutzen willst. Da gehört über ein Ferrit VCC ran (mit Abblock-C).
Zum Rest lässt sich ohne Bauteilwerte nicht so richtig viel sagen.

Beitrag #6466962 wurde von einem Moderator gelöscht.
von ChrisMitZett (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Tja ChriZ das wird wohl nichts werden, da Du bestimmt keine
> TÜV-Abnahme für Deinen Bastelkram anstrebst, gehört Deine Karre danach
> nicht mehr auf die Straße. Bestimmt freust Du Dich schon auf das
> hämische Grinsen des freundlichen Polizeibeamten, während er Dir den
> Haufen an die Wand nagelt.
>

Die Steuerung von Luftfahrwerken ist Abnahmefrei.. Es müssen lediglich 2 
Punkte erfüllt werden.. Notfallbefüll Ventile, und die Steuerung darf 
bei laufendem Motor nicht bedienbar sein... Aber wieder mal so schlaue 
Menschen unterwegs.. Applaus

Zum Thema Bauteilschutz. Richtig... Auf dem Schaltplan ist dort nichts 
zu sehen.... Warum? Da der an den Sensoren bzw den Leitungen der 
Sensoren sitzen wird.

Zur Diskussion um den 7805...
Ich persönlich habe meine Erfahrungen mit dem Teil im Auto MEHRMALS IN 
VERSCHIEDENEN Autos gemacht. Und nicht einen einzigen gekillt 
geschweigedenn die Schaltung. Ich werde mir trotzdem den Link 
anschauen... Aber warum zur Hölle, gibt es immer diese Menschen die 
"andere Wege" inakzeptabel finden, die alle anderen Wege schelcht reden 
und darüber besser bescheid wissen?! Unnötig.

Zum ganzen konstruktiven Rest bleibt nichts weiter zu sagen.. Ich werde 
die Vorschläge verarbeiten.

Aber da hier schon wieder der Punk abgeht mit irgendwelchen 
Diskussionen, dass Moderatoren eingreifen müssen, werd ich die ganze 
Sache nicht weiter öffentlich behandeln... Diesen Leben in Internetforen 
ist einfach nicht mehr feierlich..

von Andre (Gast)


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ChrisMitZett schrieb:
> Steuerung darf bei laufendem Motor nicht bedienbar sein

Wie machst du das hier?

Meine Vorschläge:
1. Bau einige 12V taugliche Eingänge drauf, um z.B. Zündung Plus oder 
Taster abzufragen
2. Filter am A/D Eingang, Tiefpass und Z-Diode sollte es schon sein 
damit du stabile Werte hast
3. High-Side Schalter statt FET Ausgang, Infineon hat ganz tolle Sachen
4. Relais mit gefilterten 12V versorgen
5. AVCC braucht Spannung über Filter
6. ISP Stecker nicht vergessen
7. Spannungsregler... Meiner Meinung nach sollte da was vernünftiges 
hin, sorry.

Meiner persönliche Meinung, warum ich solche Projekte nicht mehr leiden 
mag: Das wird alles zu billig umgesetzt.
In dem Fahrwerk stecken doch locker ein paar Tausender.
Aber bei der Elektronik wird dann plötzlich über Cent-Beträge wie z.B. 
einen guten Regler diskutiert. Warum?!
Ja dann kostet das halt mal 50€ an Teilen. Dafür läuft die Schaltung 
dann stabil, hat Ein- & Ausgänge die in der KFZ Welt Plug & Play können 
und gute Steckverbinder im guten Gehäuse.
Anstatt -sorry- Billigsche*sse wie Taster mit 5V quer durch den 
Kabelbaum abfragen, auf die Schutzdioden im AVR verlassen und 
wahrscheinlich alles auf kreuz & quer im Layout verteilte Stiftleisten 
löten.

von A. H. (pluto25)


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ChrisMitZett schrieb:
> nicht weiter öffentlich behandeln

Schade, neben den völlig überflüssigen "Alles ist tötlich" "das macht 
man nicht" die hier leider in fast jedem Threat stehen , sind auch 
verwendbare  Einwände/Erfahrungen dazwischen.
An den Ventilen sollten Schutzdioden falls sie keine haben.
Drei davon kommen mit 5V 20mA klar?
Widerstände/Spannungsteiler an den Sensorleitungen würden den Avr im 
Fehlerfall schützen. Seine Bodydioden können nicht verhindern das seine 
gesammte Spannung zu hoch würde.

Andre schrieb:
> 4. Relais mit gefilterten 12V versorgen

Welchen Vorteil hätte das? Nach dem Einschalten könnten sie auf ca 60% 
runter "gepwmt" werden. Ob sie nun 10 oder 14V bekommen sollte egal 
sein?

: Bearbeitet durch User
von Sven L. (svenl)


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Hallo zusammen,

Ich denke das Problem liegt eher daran, dass der TE nicht kritikfähig 
ist!?

In der Schaltung sind allerdings eklatante Fehler enthalten:
- Kurzschluss am Relais
- Versorgung des Relais aus den +5V
- VENTVA+ schaltet gegen Masse, nicht das was die Benamung erzählt
- C8 verhindert die Versorgung von AVCC
- R6 ist bei bipolaren Transistoren überflüssig
- keine ordentlichen Steckverbinder/Anschlüsse der Sensorik vorhanden, 
nur Lötaugen
- Fehlender Überspannungsschutz an den Sense-Leitungen der Sensorik (1k 
+ Z-Diode zum Beispiel)
- Fehlernder Transientenschutz vor dem Spannungsregler (und vor ANALOG0)
- Fehlernder Verpolschutz der 12 V-Versorgung

Ich würde dringend das Datenblatt zum ATMega328 lesen und nachschauen 
wie die Beschaltung von AVCC realisiert werden muss (Drossel + 
Puffer-C). Je nach Stabilität und gewünschter Genauigkeit kann auch eine 
externe Spannungsreferenz benutzt und die an AREF eingespeist werden. 
Dafür muss der Controller aber korrekt konfiguriert sein!

Das Relais würde ich aus den 12 V versorgen, weil 12 V-Relais oft 
günstiger als 5 V-Typen sind, gerade wenn Du einen Kompressor damit 
ansteuern willst. Die 12 V werden dann vor dem Transientenschutz des 
Spannungsreglers abgenommen. Die Schalttransienten landen dann nicht 
mehr auf den 5 V und werden zuverlässig durch den noch hinzuzufügenden 
12 V-Transientenschutz und den Spannungsregler fern gehalten.

Den 7805 kann man problemlos verwenden. Bei einem 12 V-Relais kann man 
den 78M05 problemlos auf einen 78L05 verkleinern, weil der nur noch den 
Controller, sowie die Transistoren versorgt, sofern die Querströme in 
den Tastern (TAST1 und TAST2) nicht zu groß sind.

Die Taster würde ich per Pullup-Widerstand (1k) an VCC (5 V) anbinden, 
was ungefähr 5 mA Querstrom für den Taster ergibt und auf fallende 
Flanke triggern. Aber auch hier muss ein Längswiderstand (100 R) als 
Kurzschlussschutz in die Leitung zum Taster, sowie ein 
Überspannungsschutz (Zenerdiode). Die Sense-Leitungen versiehst Du 
ebenfalls mit Längswiderstand (1k) + Zenerdiode 5V6 oder 5 
V-Suppressordioden.

Den 12 V Überspannungsschutz würde ich mittels Drossel und 
Supressordiode realisieren und diese hinter dem Verpolschutz anordnen. 
Bei der Leistungsaufnahme kann eine herkömmliche 1N4007 in Reihe als 
Verpolschutz dienen. Man kann diese auch Antiparallel zur 
Versorgungsspannung schalten (Kathode an +12V), dann erzeugt sie keine 
Verlustleistung, was aber bei der zu erwartenden Leistungsaufnahme der 
Schaltung kein Problem darstellt. Eine Sicherung muss in jedem Falle 
noch vor den Verpolschutz. Ist die flinke Schmelzsicherung zu unbequem, 
kann man auch eien Polyfuse einsetzen. Aber Achtung: Die Polyfuses 
sprechen mit zunehmendem Alter und Anzahl der Auslösungen immer früher 
an! Das hat aber wieder den Charm, dass die Polyfuse durch Aus- und 
Wiedereinschalten der Versorgungsspannung sich wieder ohne weiteren 
Nutzereingriff zurücksetzt.

Zum Schluss gehört da noch ein ordentliches Gehäuse außen herum, an 
welchem vernünftige Automotive-Steckbuchsen (Feuchtigkeit, 
Vibrationsfestigkeit) angebracht sind. Die Steckverbinder werden im 
Gerät mit Kabeln zur Platine geführt und könnten da verlötet sein. Ich 
beforzuge aber auch dort ordentliche Leiterplattenverbinder (LPV-Stecker 
und Buchsen), die man zusätzlich noch mit etwas Silikonkleber 
(RTV-Silikon, säurefrei) sichert.

Vielleicht kann man dem ganzen Kasten dann auch noch eine LED zur 
Bereitschaftsanzeige an einen Portpin spendieren, damit man auch sieht, 
dass das Teil betriebsbereit ist?

Du siehst also: Da ist noch eine Menge Potenzial! :)

Dass die 7805 bei einigen Mitschreibern hier im Forum am Bordnetz nicht 
gestorben sind, liegt einzig daran, dass diese Bordnetze relativ sauber 
sind oder die Spannungsversorgung, an der sie hängen, bereits einen 
Transientenschutz besitzt (Ausgang aus einem Steuergerät oder 
dergleichen). Verlassen würde ich mich darauf nicht und die oben 
genannten Maßnahmen als absoluten Minimum ansehen! Wenn man auf Nummer 
sicher gehen will, kann man sogar noch einen Metalloxidvaristor zwischen 
Sicherung und Transientenschutz packen.

Der 7805 ist per se nicht schlecht. Der Grund, warum er in Steuergeräten 
oder dergleichen kaum noch eingesetzt wird liegt daran, dass er ein 
Linearregler ist und damit gehörig Verlustleistung erzeugt! In Deinem 
Falle ist das kaum relevant, da Du nur den Controller versorgst. In 
großen Steuergeräten wird allerdings mehr Strom bei wesentlich höherem 
Wirkungsgrad benötigt. - Schaltregler haben aber auch ihre Tücken, 
gerade in Bezug auf EMV, wenn der Aufbau nicht 100% ideal ist. Von daher 
ist für eine solch einfache Schaltung der 7805 durchaus in Ordnung. Er 
wird seine Sache kaum besser oder schlechter machen als ein 
Schaltregler.

Viele Grüße!

Sven

: Bearbeitet durch User
von wendelsberg (Gast)


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Sven L. schrieb:
> dass der TE nicht kritikfähig
> ist!?

+1
ChrisMitZett schrieb:
> Ich persönlich habe meine Erfahrungen mit dem Teil im Auto MEHRMALS IN
> VERSCHIEDENEN Autos gemacht.

Das Rumschreien entlarvt ihn.

Ist aber bei Autothemen haeufig der Fall.

wendelsberg

von Ritter (Gast)


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Da hier mal wieder nur "gemeckert" wird, vielleicht noch ein paar 
sinnvolle Aspekte:

Es werden Höhenstandssensoren benötigt um definierte Niveaus anzufahren.

Der Druck ist immer identisch ob es in Mittelstellung, tieferer oder 
höherer Stellung ist.(Fahrzeuggewicht entscheidet über den Druck)

Lediglich wenn ganz abgelassen wird und keine "Federwirkung" mehr 
möglich ist verringert sich der Druck.

Selbiges gilt für maximale Höhe wenn dann weiter druck aufgebaut wird 
aber das Federbein die Maximale Länge erreicht hat.


Durch Volumen Änderung gehts auf oder ab ....

Das ist der Trick einer Luftfederung

######################################################################## 
###

Es sollte eine konstante Regelung via Software erreicht werden,
z.B im stand alle 30 Sekunden Höhe SOLL---IST vergleich >>Aktion.

Bremssignal z.B via Bremslicht wird benötigt um eine Regelung zu 
unterdrücken sonst steht man nachher an der roten Ampel und wundert sich 
das er vorne hoch und hinten tief ist nachdem man steht.

Starke Beschleunigung sollte ebenfalls die Regelung unterbinden.

######################################################################## 
##

Toleranzen der Regelung:

Es sollten mehrere Millimeter tot Bereich in der Regelung vorgesehen 
werden
sonst wird sie nie fertig.

Des weiteren: Ein Tisch mit 3 beinen Kippelt nicht .

Dieser Grundsatz sollte bei der Regelung via Software bedacht werden.

z.B Hinterachse wird fast nur in der Höhe korrigiert und Vorderachse 
Individuell angesteuert .

(Konfiguration ist von Achskinematik abhängig z.B Verbundlenkerachse vs. 
Einzelradaufhängung )

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