Forum: Fahrzeugelektronik CAN Bus Messtechnik


von Steffen H. (steffenh)


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Hallo zusammen,

ich suche eine Möglichkeit, analoge Spannungen zu erfassen und auf den 
CAN Bus auszugeben.

- 4 Kanäle
- Spannungsbereich 0..15V
- Abtastrate >= 1 kHz
- Auflösung >= 10 Bit
- Preis bis ca. 120€


Ich finde nur Ipetronik, CSM, Geitmann und Co. Die haben leider nicht 
den Privatanwender im Visier und dementsprechende Preise (meines 
Wissens).

Gibt es Alternativen? Es muss keine automotive Qualität haben 
(Temperaturbereich, Vibrationsfestigkeit, Ausfallsicherheit etc.), wenn 
es dafür günstiger wird.

Grüße
Steffen

von temp (Gast)


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Ob es so was fertig zu kaufen gibt weiß ich nicht. Wie aufwändig ein 
Selbstbau ist kommt auf die weiteren Bedingungen an. Zur Angabe 
Spannungsbereich 0..15V gehört auch noch eine Aussage zur Impedanz der 
Quelle. Wenn es relativ niederohmig ist würden ein paar Rs, Cs und 
eventuel Ds reichen mit einem fertigen Board eine simpel Lösung zu 
bauen.
z.B. 
https://www.olimex.com/Products/Duino/STM32/OLIMEXINO-STM32F3/open-source-hardware
Da ist der CAN-Teil schon mit drauf und das Programm dafür sollte nicht 
schwierig sein. Welche CAN-Bitrate? Welche Stromversorgung?
Falls du nichts besseres finden kannst, melde dich nochmal.

Sicher würden dafür auch andere Boards in Frage kommen. Da muss dann 
meistens nur noch der CAN-Tranceiver dran. Es kommt aber auch immer 
drauf an wie gut der analoge Teil der Hardware designt wurde. Oft genug 
ist das gruselig.

von Audioturbine (Gast)


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Ein (STM32) Eval Board mit ADC und CAN? Dann muss vielleicht nur noch 
ein Eingangsschutz für den AD Eingang dran.

von Steffen H. (steffenh)


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Das Eval-Board ist gar keine schlechte Idee! Ich muss dann zwar noch die 
Software schreiben und mich noch um Gehäuse, Steckverbinder usw. 
kümmern. Aber es ist unschlagbar günstig!

temp schrieb:
> Zur Angabe
> Spannungsbereich 0..15V gehört auch noch eine Aussage zur Impedanz der
> Quelle. Wenn es relativ niederohmig ist würden ein paar Rs, Cs und
> eventuel Ds reichen mit einem fertigen Board eine simpel Lösung zu
> bauen.

Nein, es kann im Gegenteil leider recht hochohmig werden: bis zu 100 
kOhm am Spannungsteiler.

temp schrieb:
> Welche CAN-Bitrate? Welche Stromversorgung?

Es sind 1 kHz x 4 Kanäle x 10 Bit = 40 kBit/s Nutzdaten. Um 
Datenkonsistenz zu bekommen, bietet sich eher 1 Botschaft pro Messzyklus 
an. Also 8 Byte x 1 kHz = 64 kBit/s Nutzdaten. Macht dann ca. 125 kBit/s 
CAN-Bitrate, wenn ich mich nicht verrechnet habe...

Die Stromversorgung kommt aus dem 12V Kfz-Bordnetz.


Danke für Eure Tipps!

: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (uwebre)


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Steffen H. schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich suche eine Möglichkeit, analoge Spannungen zu erfassen und auf den
> CAN Bus auszugeben.
>

Universelle CAN-Bibliothek für AVR:
http://www.kreatives-chaos.com/artikel/universelle-can-bibliothek

Hardware z.B.:
https://www.olimex.com/Products/AVR/Development/AVR-CAN/

Oder einen Arduino mit z.B. sowas:
AZDelivery MCP2515 CAN Bus Shield kompatibel mit Arduino

Kann man die erwähnte Bibliothek auch drauf nutzen wenn man die 
Arduino-Programierung nicht mag.

Uwe

von temp (Gast)


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Steffen H. schrieb:
> Nein, es kann im Gegenteil leider recht hochohmig werden: bis zu 100
> kOhm am Spannungsteiler.

Bei 100kOhm Quellimpedanz solltest du dir zuerst Gedanken über den 
Analogteil machen. Da bringen ja selbst 10MOhm als Vorteiler noch 1% 
Abweichung rein.
Wo am Auto kommt so was vor?

von HansImLot (Gast)


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temp schrieb:
> Wo am Auto kommt so was vor?

Eher kaum bis gar nicht. Manch eine OEM Konzernvorschift sagt erstmal 
pauschal, Widerstände maximal 100kOhm.

von Neubi (Gast)


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von temp (Gast)


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Neubi schrieb:
> https://www.peak-system.com/PCAN-MicroMod-Analog.222.0.html

Beim analog1 lese ich da 100k Eingangswiderstand. Also ist da auch 
nochmal zusätzlicher, nicht unwesentlicher Aufwand nötig um 10bit an 
100k Quellimpedanz halbwegs genau abbilden zu können.

von Steffen H. (steffenh)


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HansImLot schrieb:
> temp schrieb:
>> Wo am Auto kommt so was vor?
>
> Eher kaum bis gar nicht. Manch eine OEM Konzernvorschift sagt erstmal
> pauschal, Widerstände maximal 100kOhm.

Beispielsweise im Bedienteil meiner Klimaanlage. Mit (etwas großzügiger) 
Marge komme ich auf 100kOhm.


Neubi schrieb:
> https://www.peak-system.com/PCAN-MicroMod-Analog.222.0.html

Danke für den Hinweis! Das wäre tatsächlich eine fertige Lösung und 
damit das, was ich zuerst im Sinn hatte. Leider reicht der Messbereich 
nur bis 5V und es liegt auch über meinem Budget. Auch bei der teureren 
Variante reicht der Messbereich nur bis 10V.

von temp (Gast)


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Steffen H. schrieb:
> Beispielsweise im Bedienteil meiner Klimaanlage. Mit (etwas großzügiger)
> Marge komme ich auf 100kOhm.

Oha, wie schnell drehst du denn an den Reglern wenn es nötig ist die mit 
1000 Samples pro Sekunde und 10Bit abzutasten? Ansonsten wird das wieder 
ein Bananenthread bei dem mit jedem Post ein paar sich wiedersprechende 
Details mehr ans Licht kommen.

Steffen H. schrieb:
> Leider reicht der Messbereich
> nur bis 5V
Und das ist ein für dich unlösbares Problem? Wenn ja, Finger weg von 
allem was mit Strom zu tun hat.

von Peter (Gast)


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Hi,

leider teilst Du nicht als zu viel von deinem Vorhaben mit, wie auch 
schon gesagt wurde. So bleibt man allgemein.

Selbst Fahrzeughersteller haben auf die Vorgabe von 1ms Abtastrate in 
einem Testsystem nicht bestanden. So was wird nur benutzt bei 
Systemtests mit evtl. Problemen. Also warum so hoch. Langsam ist 
sicherer.

Frage wer verarbeitet diese Can-Bus daten mit scheinbar "variabler" 
Datenrate, oder bis Du der Empfänger.

Die Frage ist auch, wo greifst Du die Daten ab, veränderst Du evtl. 
Eigenschaften des Fahrzeugelektronik. Von ESD bis Messtechnische 
Vorgaben des Herstellers auch mit 100k.

Sind die gewünschten Daten nicht evtl. auf dem Daten Bus deines 
Fahrzeuges vorhanden.
Einfach Nur Can-Bus!

Wenn Du keinen Vorgang durch deinen Eingriff verändern willst, kommst Du 
an einen Eingang gesicherten OP nicht vorbei. Das sind OP's die 
spezielle Eingänge besitzen mit Ableitung von Überspannungen oder Du 
baust sie Dir mit Tiefpass....
Du solltest mindestens bis 30V sicher sein.

Ich bezweifele das Du das passende Fertigsysteme findest, die alles 
berücksichtigt. Man vernachlässigt grundsätzlich den Eingangsschutz, 
gerade auch im gekauften oder professionellen Bereich.

Also, wenn Du kein Patent anmelden willst wer konkreter.

von Steffen H. (steffenh)


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Peter schrieb:
> leider teilst Du nicht als zu viel von deinem Vorhaben mit, wie auch
> schon gesagt wurde. So bleibt man allgemein.

Ich teile alles mit, was ich mir vorstelle. Ich suche hier nicht nach 
Messtechnik für einen einzigen Anwendungsfall oder gar einen einzigen 
Messfall. Sondern allgemein. Ich möchte Spannungsverläufe im automobilen 
Umfeld messen.

Peter schrieb:
> Also, wenn Du kein Patent anmelden willst wer konkreter.

Ich habe ja bereits geschrieben, welche Anforderungen ich habe. Ich habe 
Spannungsbereich, Abtastrate, Impedanz, Auflösung usw. genannt. Was 
konkret fehlt denn noch?

Peter schrieb:
> Selbst Fahrzeughersteller haben auf die Vorgabe von 1ms Abtastrate in
> einem Testsystem nicht bestanden. So was wird nur benutzt bei
> Systemtests mit evtl. Problemen. Also warum so hoch. Langsam ist
> sicherer.

1 ms sind meiner Kenntnis nach kein Problem. Hier mal zwei etwas Größere 
der Branche, Ipetronik und CSM:

https://www.ipetronik.com/messmodule/mm_module_selection/spannung.html 
(bis 2 kHz Abtastrate)
https://www.csm.de/de/component/jdownloads/?task=download.send&id=800&catid=4&m=0&Itemid=101 
(bis 10 kHz)


Würde ich mir sofort kaufen - wenn sie nur erstens nicht so teuer wären 
und zweitens nicht nur Geschäftskunden bedienen würden.

von Kevin M. (arduinolover)


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Solche Messtechnik kostet eben Geld, deine Anforderungen sind nicht 
wirklich sehr schwer umzusetzen. Wenn du es selbst nicht umsetzen 
kannst, wirst du jemanden beauftragen müssen. Ich bezweifle aber, dass 
das jemand für 120€ tut.

von temp (Gast)


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Steffen H. schrieb:
> 1 ms sind meiner Kenntnis nach kein Problem. Hier mal zwei etwas Größere
> der Branche, Ipetronik und CSM:
>
> https://www.ipetronik.com/messmodule/mm_module_selection/spannung.html
> (bis 2 kHz Abtastrate)
> 
https://www.csm.de/de/component/jdownloads/?task=download.send&id=800&catid=4&m=0&Itemid=101
> (bis 10 kHz)

selbst bei diesen Dingern ist kein Eingangswiderstand angegeben. Und bei 
deinen idiotischen Forderungen nach 10bit Messung an 100kOhm 
Quellimpedanz sollte der bei >100MOhm liegen. Viel Spaß bei der weiteren 
Suche.

von Steffen H. (steffenh)


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temp schrieb:
> selbst bei diesen Dingern ist kein Eingangswiderstand angegeben.

Im Datenblatt der Ipetronik stehen 10 MOhm.

von Steffen H. (steffenh)


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Kevin M. schrieb:
> Wenn du es selbst nicht umsetzen
> kannst, wirst du jemanden beauftragen müssen. Ich bezweifle aber, dass
> das jemand für 120€ tut.

Wohl kaum. Schade, dann überlege ich mir, ob ich in den sauren (teuren) 
Apfel beiße...

von Uwe B. (uwebre)


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Steffen H. schrieb:

> Wohl kaum. Schade, dann überlege ich mir, ob ich in den sauren (teuren)
> Apfel beiße...

Vielleicht solltest du erstmal überlegen was du wirklich benötigst, ob 
du mit dem 40-Tonner fürs Abendbrot einkaufen zum REWE fahren mußt.

Es ist sehr wahrscheinlich daß eine der erwähnten Selbstbaulösungen für 
<20,- Euro deine wirklichen Anforderungen erfüllt.
Ein wenig Studium der Anwendung von Opamps wäre möglicherweise 
hilfreich.

Ansonsten beschreibe doch mal um welche Sensoren bzw. Signale es 
tatsächlich  geht.

Warum muß es CAN sein? Hast du eine spezielle Software dazu? soll das in 
ein Testsystem integriert werden?

Wie wäre es alternativ mit soetwas:
https://www.meilhaus.de/labjack+u12.htm
Ähnliches gibt es sicherlich auch in billiger.

Uwe

von Peter (Gast)


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Hallo,

mit der Aufgabe deines Vorhabens ergibt sich doch auch die 
Notwendigkeit, der Abtastung, der Auflösung und damit aber auch der 
Eingangsbeschaffenheit.

Selbstverständlich ist es möglich eine höhere Abtastung zu erzielen.

Was ist ein 1kHz, 100kHz (alte Karte xP ab~8000Euro NI) ist drin oder 80 
Kanäle locker 1kHz (ab 2500Euro Ni), aber es muss auch gewährleistet 
sein den Analogwert in dieser Zeit auch wirklich zu erfassen. Die 
Eingangsschaltung muss darauf abgestimmt sein, in dieser 1 ms gefiltert 
befreit von Störungen und Überspannungen und vom ADC umgesetzt zu 
werden.
Wenn 10 bis 20% Abweichung vorhanden ist, ist eine Schätzung 
durchgeführt worden und keine Messung.

Es ist immer kein Problem im 5 V Bereich,...wird auch nur gesagt!! und 
erst recht nicht im Fahrzeug.

Schau Dir auch mal die Problematik der Oszilloskoptastköpfe an, man 
braucht keine 100MOhm, wir sind "weit entfernt" von einer 
Kleinsignalelektronik.
Aber,... von mir schon geschriebenes ist der bessere Weg und immer eine 
Diode (Transistor) zu +-.(Durchgang beachten, Überspannung 
Negativspannung)

Du hast die Anforderungen oben "gegenüber der Auto_Elektronik" 
zurückgenommen,
wie weise keiner der hier vorgeschlagenen Geräte würde nur eins 
bestehen.

Aber zurück zum Vorhaben, Vorschlag Arduino

Aufbau im sicheren Arduino Gehäuse Mega
Arduino Uno müsste von der Speed reichen, sonst ESP32 auf UNO.
Can-Bus Watterott MCP2515..V2 sind "gute" Kenntnisse vorhanden, MCP2517 
auf Can-Bus 2.0 nicht FD. ESP UNO ist eine Anpassung notwendig 
"SPI_Leitungen"

Eingangsschaltung auf (im) Freiraum der Can-Bus Platine oder Gehäuse. 
SMD notwendig.
Versorgungsspannung -> 9V separat. (ESP überprüfen).

Testen ausprobieren. Kostengünstigste STM32 blue Pill und 12bit.

Übrigens Widerstände werden gerne hochohmig bei Überlastung in der 
Eingangsschaltung

Fertige Schaltungen zum Erwerb habe ich noch nicht gesehen.

von temp (Gast)


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Peter schrieb:
> Kostengünstigste STM32 blue Pill und 12bit.

Na das schließt sich aber gegenseitig aus. Dazu ist das Board zu 
schlecht gemacht. Der ADC wackelt da wie ein Kuhschwanz. 10Bit sind da 
schon sehr otimistisch.

von Peter (Gast)


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Hi,

es ist wohl richtig, das "jedes Bauteil" die Qualität der Schaltung 
beeinflusst.

Wenn, aber eine Lösung gesucht wird, ist sicher der ADC das kleinste 
Problem, hier, eher die Referenzspannung.

Aber so drehst Du dich im Kreis ohne Lösung.

Probleme werden schon auf dem Schreibtisch aufkommen. Machen anfangen.

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