Scoppy for automotive :-)

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Bin durch Zufall auf ein nettes kleines WLAN-Oszi gestossen:

https://oscilloscope.fhdm.xyz/wiki/Installation-&-Getting-Started.html
https://github.com/fhdm-dev/scoppy

Man braucht einen RP2040W und ein Android Programm fuer 3.60Euro.

Dafuer bekommt man dann ein 2-Kanal Oszi mit etwa 1Mhz Bandbreite dessen 
Hauptvorteil darin besteht das es die Daten per Wlan uebertraegt.
Da kommt einem natuerlich sofort der Gedanke das fuer Messungen am Auto
zu nutzen wo man nicht immer nah dabei stehen kann.
Wobei die Software einen netten ausgereiften und fluffigen Eindruck 
macht!

Die Idee ist das ganze in einer kleinen Kiste zu packen mit 
Bananenstecker da man bei diesen Frequenzen eigentlich kein echten 
Tastkoepfe braucht.

Also braucht man als naechstes einen Frontend. Ich hab mich entschieden 
das +/-20V am Auto reichen. Das Program wuerde grundsaetzlich auch 
zulassen die Empfindlichkeit umzuschalten. Mal sehen...

Hier erstmal ein Filter...

Vanye

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Nachdem wir nun den Filter haben, mal kurz simuliert und dann testweise
aufgebaut.

Das sieht schonmal ganz brauchbar. .-)

Vanye

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Als naechstes ein paar Vergleichsmessungen mit Signalen aus dem 
Funktionsgenerator.

Schonmal nicht schlecht. Man sieht der Gleichspannungsoffset stimmt noch 
nicht ganz. Muss ich wohl ein Trimmer auf die Schaltung machen und den 
richtig einstellen.

Vanye

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Jetzt noch ein paar Signale die naeher an der Realitaet liegen.

Ich denke damit kann man schon arbeiten!

Vanye

[Christoph M. (mchris)]

Das Projekt finde ich interessant, weil ich schon ewig über ein 
selbstgebasteltes, einfaches Oszi nachdenke. Meistens lasse ich es dann 
wieder sein, weil man eigentlich eine doppelte Spannungsversorgungen 
bräuchte, damit man den Eingang hochohmiger machen kann.
Es wäre super, wenn es dazu eine Platine gäbe (Mit zwei Kanälen und für 
die Zukunft vielleicht noch mit AusgangsOP an einem Pin). Dann wäre es 
relativ einfache ein Gehäuse für den 3D-Drucker zu designen.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Naja, es waere genauso einfach eine Platine zu designen wenn man eine 
will. :-D
Ich kenne sogar jemanden der macht das gerade...

Ausserdem weiss ich nicht wofuer du eine doppelte Spannungsversorung 
brauchst.

Ich weiss, ich bin mit dem RTB verwoehnt, aber ich wuerde damit jetzt 
nicht unbedingt ernsthaft auf dem Schreibtisch arbeiten, okay, mancher 
ist jung und arm. Ich sehe die Anwendung wirklich da wo man von den zwei 
Besonderheiten gebrauch machen kann. Zum einen Wlan, also die 
moeglichste Distanz zum Messpunkt, zum anderen die potentialfreiheit.

Ich hab den Eingang im uebrigen bewusst etwas niederohmiger designt. 
Einfach weil man hochomigkeit im Motorraum nicht braucht. Die schadet da 
her. Vor allem wenn man nur Laborkabel und keinen Tastkopf verwenden 
will.

Aktuell denke ich noch darueber nach ob man AC/DC Umschaltung 
will/braucht und ueber die Spannungsversorgung. Es ist natuerlich 
einfach das ganze Teil ueber eine Powerbank zu versorgen, aber schoener 
waere ein kleiner Schaltregler und eine Lithiumzelle. Mal sehen. Ich 
muss nachher mal die Leistungsaufnahme messen. Ist aber nicht wenig. 
Wlan saugt schon ordentlich.
Eine andere Sache die ich noch gerne haette, zumindest an einem Eingang 
einen Stromwandler damit man noch Stroeme im Bereich 0-20A messen kann.


Vanye

[Christoph M. (mchris)]

>Ausserdem weiss ich nicht wofuer du eine doppelte Spannungsversorung
>brauchst.

Im Batteriebetrieb oder bei Versorgung über das Smartphone braucht man 
es nicht. Wenn man es aber mit USB-Kabel am PC betreiben will, der 
üblicherweise irgendwie mit Erde und dem gesamten Laborinstrumentarium 
verbunden ist, wäre es nicht schlecht, wenn man +- gegen Erde messen 
kann. Dann bräuchte am die doppelte Spannungsversorgung.

[Michael B. (laberkopp)]

Vanye R. schrieb:
> Bananenstecker da man bei diesen Frequenzen eigentlich kein echten
> Tastkoepfe braucht.

1Msps reicht für slow CAN, und alles was kein CAN oder LIN ist braucht 
eigentlich kein Scope, Zündkerzen und Einspritzdüsen kannst du mit 
+/-20V eh nicht messen, da brauchst du eher 400V.

Die twisted pair CAN Verdrahtung mag keine längeren unangepassten 
Stichleitungen, danach könntest du nicht mehr erkennen ob die 
Signalqualität vorher schlecht war oder erst durch dein anklemmen 
schlecht wurde.

Aber letztlich bräuchte man bei CAN eh Protokolldecodierung sonst geht 
msn im Datensalat unter.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Was du da schreibst klingt fuer mich so als wenn du Theoretiker bist der 
noch nie in der Praxis ein einem Auto/Motorrad nach Fehlern gesucht hat. 
Glaub mir ich weiss was ich tue. .-)

Vanye

[Christoph M. (mchris)]

Kann man eigentlich z.B. über PcbWays Platinen machen und voll bestückt 
bekommen? Was würde so was kosten?

[Vanye R. (vanye_rijan)]

So, hab vorhin noch mal ein bisschen mit dem RP2040 rumgespielt und 
meine Freude wurde leicht gedaempft. :-o

Zum einen hab ich am Ausgang meins OPVs von der Schaltung oben ein 
erstaunliches Rauschen bemerkt. Das koppelt ueber die Betriebsspannung 
vom RP2040 da ein. Ich verwende ja die V5 und die V3.3 vom Board. Das 
RP2040 Board strahlt wie ein Weihnachtbaum. Aber jeweils eine 100Mhz 
Induktivitaet in den Vcc Leitungen haben das in den Griff bekommen!

Zweitens viel mir beim genauen reinzoomen auf das ich einzelne Bits sehe 
wenn man sich einen Sinus mit 1Vpp anschaut. Mal schnell 
zurueckgerechnet, es sieht so aus als wenn der ADC nur mit 8Bit laeuft. 
Das ist etwas mickerig wenn man +/-20V ohne Umschaltung der Verstärkung 
machen will. Genauer gesagt sind es bei mir, Bauteiletoleranzen, E12 
Reihe, derzeit +/-22.8V. Da ist dann ein Bit 0.2V. Geht, aber schoen ist 
anders.

Des weiteren hab ich den ADC bisher mit 2Mbit betrieben, damit ist der 
uebertaktet. Da kann man interessanterweise genau in seiner Mitte eine 
schoene Unstetigkeit (Missing Bits) sehen. Die verschwindet wenn man auf 
1.3Mbit oder 500kbit runter geht. Okay, wird einem sicher meistens nicht 
auffallen, aber schoen ist auch hier anders.

Aber immerhin, Nullpunkt konnte ich ordentlich auf 0 verschieben. 
22kTrimm+82k parallel zum oberen 10k am virtuellen Nullpunkt regelt.

Vanye

[Christoph M. (mchris)]

Der ADC des RP2040 hat einen eingebauten, systematischen Fehler:

https://electronics.stackexchange.com/questions/613537/how-is-this-peak-dnl-error-in-rp2040-adc-realised-in-actual-use

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Der ADC des RP2040 hat einen eingebauten

Der ADC ist ein einziger Fehler. :-)
Er geht auch nicht bis auf 0V runter. Okay, bis auf 0V kann man nicht 
erwarten, aber 0.6V will er schon haben wenn man keine sichtbare 
Kompression will. Das koennen andere so ab 0.3V

Ich hab mal den Attenuator auf -1V bis +15.3V ausgelegt. Damit bekommt 
man schon akzeptable Ergebnisse mit denen man arbeiten kann. Nutzbarer 
Bereich ist dann also 0V bis 15V. Ich haenge mal ein paar Beispiele an. 
Es sind extra Signale im Bereich 0 bis 3V, also da wo es kritisch ist. 
Groessere Spannungen sind natuerich sowieso kein Problem.

Es gibt aber auch eine positive Erkenntnis. Der Schaltregler auf dem 
RP2040 ist zwar eine Dreckschleuder, aber er hat einen sehr weiten 
Eingangsbereich weil er rauf und runterwandeln kann. Da kann man eine 
Lithiumbatterie direkt dran haengen.
Im Prinzip braucht man dann nur noch einen Einschalter und eine 
Ueberwachung auf Ladezustand...

Strommessung hab ich erstmal aufgeben. Das ist damit in der Praxis zu 
kompliziert weil man das Kabel auftrennen muss. Da ist es dann einfacher 
eine Stromzange an den Spannungseingang anzuschliessen.

Vanye

[Christoph M. (mchris)]

DA wäre die Frage, ob der Spannungsregler des PiPico für den 
Power-Saving-Mode konfiguriert ist:
http://pico-adc.markomo.me/PSU-Noise/

[Chris S. (Firma: hier&da) (keiningenieur)]

Michael B. schrieb:
> Vanye R. schrieb:
>> Bananenstecker da man bei diesen Frequenzen eigentlich kein echten
>> Tastkoepfe braucht.
>
> 1Msps reicht für slow CAN, und alles was kein CAN oder LIN ist braucht
> eigentlich kein Scope, Zündkerzen und Einspritzdüsen kannst du mit
> +/-20V eh nicht messen, da brauchst du eher 400V.

Kompaktzündspulen brauchen keine HV denn die werden in der KZSp erzeugt 
die  bekommen nur ein 5/12V Triggersignal dafür reicht das alle mal aus.
Die Zeiten sind vorbei mit externer Einzelspule und wenn doch hat man ne 
Prüflampe die man dierekt zwischen die Zündleitungen klemmt...

Und zum CAN braucht man real kein Oszi dafür gibts OBD in dem man über 
das Gatway den Zustand der verschiedene Canbuse auslesen kann.
Zwei Draht oder okay
Eindraht Fehler vorhanden und den findest mit dem Oszi auch nicht, denn 
dazu musste die Stecker der Steuergeräte abziehen und um das zu 
reduzieren schaut man in die einzelnen Steuergeräte bei wem eindraht 
steht. Denn alle anderen die OKAY sind funktionieren wieterhin im 
Zweidrahtbetrieb.

Der CAN ist seit knapp 5 Jahren überall als Highspeedcan FD verbaut, hat 
den Vorteil das man nicht raten muss welche Topologie genutzt wird...

Für Leitungsschlüsse die erkennt man auch mit nem Multimeter und die 
Terminierung ist bei VAG zb so gewählt das die 60Ohm nur einmal je 
Bussystem vorkommen. Weil viele glauben immer noch das der HighCan 
ausfällt sobal eine Leitung ein Problem. Genua mit der einen 
Terminierung von 60Ohm und die naderen mit 2,8Kohm fällt eben dnix aus 
und man findet den Fehler deutlich besser als bei Benz oder Opel die 
nicht wirklich weiter denken...

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> DA wäre die Frage, ob der Spannungsregler des PiPico für den
> Power-Saving-Mode konfiguriert ist:

Laesst sich nicht beantworten weil man halt keinen Source von der 
Firmware hat. Ich gebs zu, das ist etwas doof weil einem schon ein paar 
Verbesserungen einfallen wuerden. Ja, wenn man nicht alles selber 
macht...

Hab gerade einen CH32V003 dran gefummelt der sich um das 
Ein/Ausschalten, Akkuanzeige und Tiefentladeschutz für die Batterie 
kuemmert. Bin echt begeistert von dem kleinen Schnuckel!

So langsam koennte man mal ueber eine ernste Platine plus Gehaeusedesign 
nachdenken.

Vanye

[Christoph M. (mchris)]

Vanye R. (vanye_rijan)
>Der ADC ist ein einziger Fehler. :-)
Beim RP2350 wäre der Fehler behoben, insofern
>Laesst sich nicht beantworten weil man halt keinen Source von der
>Firmware hat. Ich gebs zu, das ist etwas doof weil einem schon ein paar
>Verbesserungen einfallen wuerden. Ja, wenn man nicht alles selber
>macht...

Ja, Open Source wäre hier super. Rein optisch scheint in der Software 
des Smartphones viel Arbeit zu stecken, deshalb kann ich es verstehen, 
wenn der Autor versucht, Geld damit zu verdienen.
Eventuell ließe sich mit Micropython relative einfach eine eigene Lösung 
mit Webserver realisieren.
Schnelle sampeln geht per DMA:
https://iosoft.blog/2021/10/26/pico-adc-dma/

>So langsam koennte man mal ueber eine ernste Platine plus Gehaeusedesign
>nachdenken.
Gestern hatte ich mich mit jemandem unterhalten, der fertig bestückte 
Platine von (ich meine) PcbWays mit einer Fläche von ca. 8cmx5cm, einem 
PiPico Referenz Design und etwas Hühnerfutter für eine Lichtsteuerung 
für ca. 120€/5 Stück gemacht hatte.
Wenn man ein Layout hat, und wenn sich hier fünf Leute mit Interesse an 
einer Platine finden, könnte es sich lohnen, ein 3D-Druck Gehäuse dazu 
zu konstruieren.

[Christoph M. (mchris)]

Hier gibt es ein Micropython-Oszi Project:
https://iosoft.blog/2021/11/10/oscilloscope-display-pi-pico/

Leider habe ich es noch nicht zum Laufen gebracht:

MicroPython v1.24.0, picow v1.24.0-beta2 on 2024-12-11; Raspberry Pi Pico W with RP2040
Type "help()" for more information.
>>> 
MicroPython v1.24.0, picow v1.24.0-beta2 on 2024-12-11; Raspberry Pi Pico W with RP2040
Type "help()" for more information.
>>> import picowireless
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: no module named 'picowireless'

Laut Internet sollte es in der Pimoroni-Version von Micropython 
beinhaltet sein:
https://github.com/pimoroni/pimoroni-pico
die ich von hier gezogen habe:
https://github.com/pimoroni/pimoroni-pico/releases/tag/v1.24.0-beta2
Hat jemand eine Idee, woran es liegen könnte?

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Eventuell ließe sich mit Micropython relative einfach eine eigene Lösung
> mit Webserver realisieren.

Naja, es muss ja nicht gerade so eine Maedchensprache <BG> sein, ich 
nutze normalerweise Qt fuer Handys, aber der Aufwand ist schon nicht 
unerheblich und waere es mir auch in dem Falle nicht Wert. Da bezahle 
ich lieber ein paar Euro. Und wer weiss wieviel ich haben wollen wuerde 
wenn ich mich aufraffen wuerde sowas selber zu machen. Gier verdirbt 
bekanntlich den Charakter. :-D

> PiPico Referenz Design und etwas Hühnerfutter für eine Lichtsteuerung
> für ca. 120€/5 Stück gemacht hatte.

So teuer? Denke mal die Platine wird bei JLCPCB so in der Gegend von 
5-10Euro kosten. Mal schauen, ich wollte erst mal noch ein paar Tage mit 
meinem Demonstrator spielen (siehe Bild) und dann mach ich mich mal ans 
Werk.
BTW: ICh hab jetzt einen Kanal fuer -1 bis 15V gemacht, den anderen fuer 
-20V bis +20V. Aber das sind letztlich nur ein paar Widerstaende die man 
sich beliebig umdimensionieren kann.
Die Software ist da eigentlich nett gemacht weil man einfach nur seine 
kalibrierwerte eintippt und dann speichert sie die ab und fertig.
Es gibt im uebrigen auch einen Rollmodus wenn man sehr lange Zeiten 
einstellt.

Das einzige was mir bisher nicht ganz so gefaellt, der Auto haette sich 
beim "verdrehen" des Zeitknops mal an die uebliche 1:2:5 Teilung halten 
sollten.

Die zweite Sache die etwas nervt liegt nicht am Programm sondern an 
Android. Wenn man den RP2040 mal kurz ausschaltet weil man gerade 
entwickelt/loetet ist das Wlan vom Handy natuerlich sofort im lokalen 
Netz weil Google wohl nicht ruhig schlafen kann wenn jemand mal nicht 
sofort im Internet ist, seufz.

> könnte es sich lohnen, ein 3D-Druck Gehäuse dazu zu konstruieren.

Natuerlich, dazu geistern mir auch schon ein paar Gedanken durch den 
Kopf. Mal kuck was ich Designmaessig so hin bekomme...

Vanye

[Christoph M. (mchris)]

>So teuer? Denke mal die Platine wird bei JLCPCB so in der Gegend von
>5-10Euro kosten.
Fertig bestückt und mit Bauteilen? Beim Preis oben war der PiPico als 
gleich mit auf der Platine abgeleitet von einem Referenzdesign.
Ich bin ganz froh, wenn ich nicht löten muss und zahle dann lieber 
20Euro mehr für eine fertige Platine.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Ich bin ganz froh, wenn ich nicht löten muss und zahle dann lieber
> 20Euro mehr für eine fertige Platine.

Dann bist du hier im falschen Projekt. Ich mache meine Sachen
weil ich Spass am entwickeln und aufbauen habe und ich bin
kein Dienstleister fuer Leute die faul sind.

Vanye

[Christoph M. (mchris)]

>Dann bist du hier im falschen Projekt.
Ok, Ende der Kooperation. Typisch MC-Net.

[J. S. (jojos)]

Christoph M. schrieb:
> Typisch MC-Net

Ja, jemand macht sich Mühe, dokumentiert das hier noch und dann kommen 
Nörgler und beschweren sich noch wenn man es ihnen nicht recht macht.