Forum: Fahrzeugelektronik Projekt im KFZ-Bordnetz mit PWM Signalen


von Dithschy S. (dithschy)


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Hallo zusammen,

ich möchte an einem Traktor ein Projekt umsetzen, bei dem die 
Förderleistung einer Pumpe geregelt wird.
Dazu soll ein Durchflusssensor mit integriertem Hallsensor eingesetzt 
werden, der ein PWM-Signal ausgibt. Die Pumpe wird von einem 12 V 
Gleichstrommotor angetrieben und soll über eine Treiberplatine gesteuert 
werden, diese benötigt meines Wissens ebenfalls ein PWM-Signal.
Zusätzlich muss für die Regelung ein analoges Spannungssignal im Bereich 
von 0–12 V ausgewertet werden.
Nun stellt sich für mich die Frage, mit welcher Steuerung sich dieses 
Projekt am einfachsten realisieren lässt. Ich habe bisher nur begrenzte 
Erfahrung in der Elektronik. Habe jedoch schon kleinere Projekte mit 
einer Siemens LOGO!, Arduino und Raspberry Pi umgesetzt.

Habt ihr Empfehlungen, welche Plattform sich für dieses Vorhaben am 
besten eignet auch im Hinblick auf einfache Umsetzung und 
Zuverlässigkeit?
Vielen Dank im Voraus!
: Verschoben durch Moderator
von Nemopuk (nemopuk)


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Das ist eine gute Gelegenheit, den Umgang mit Mikrocontrollern zu 
erlernen. Du könntest mit damit anfangen 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/
und die eigentliche Schaltung um ein Arduino Nano Board herum bauen.
von N. M. (mani)


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Meine Meinung:
Das aufregendste wird eine vernünftige Versorgungsspannung und die EMV 
gerechte Anbindung an deine Schnittstellen (analog/PWM-IN und PWM-OUT 
sein). Die Anforderungen an die Funktion sind ja noch nicht all zu hoch.
Also kommt es eher auf die Hardware als auf die Software an.
Theoretisch kann man alle deine aufgezählten Plattformen dazu verwenden. 
Raspberry Pi würde ich trotzdem ausschließen. Du willst nicht erst 
warten bis das Teil gebootet hat. Du willst etwas robustes. Da ist SD 
auch schlecht (Verschleiß und Vibrationen). Außerdem ist es total 
überdimensioniert.

Theoretisch hätte ich gesagt nimm eine fertige Logo wenn du das schon 
kannst. Das ist Industrie und ist normalerweise ziemlich robust. Die 
bekommst du auch für wenig Geld gebraucht um die 20-50€. Allerdings 
scheinen die 12V Varianten auch mindestens 10,8V voraus zu setzen. Nicht 
gerade optimal.

Bei einer Selbstbau Variante (Arduino, Raspi PICO o.ä.) musst du dich 
halt neben der Programmierung, was du vielleicht noch nicht kannst, auch 
etwas mehr um die Hardware kümmern. Stabile Versorgungsspannung (ich 
vermute bei einem Traktor sieht das noch übler aus als in heutigen KFZ), 
Schutzschaltung Eingänge, EMV Kenntnisse was den Aufbau angeht.

Mechanik hast du in allen Fällen an der Backe. Also Pinkelfest, 
Vibrationen, usw)
von Alexander (alecxs)


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ESP32 einfach und immer überall für jedes Projekt.
von Achim M. (minifloat)


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N. M. schrieb:
> Allerdings scheinen die 12V Varianten auch mindestens 10,8V voraus zu
> setzen. Nicht gerade optimal.

Das wäre nicht wild, wenn man der Logikversorgung der Logo eine 
gepufferte Versorgung, ggf. über Buck-Boost anbietet und erst nach 
Traktorstart einschaltet.

In der Logo kann eine Messung der Versorgung eingerichtet werden, die 
unter 8V die Lasten trennt bzw. von 12V bis 8V runter eine lineare 
Leistungsreduzierung der Stellglieder vornimmt.

Viel Erfolg!

mfg mf
von Nemopuk (nemopuk)


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Alexander schrieb:
> ESP32 einfach und immer überall für jedes Projekt.

Ich würde mir nicht freiwillig einen Binärblob mit RTOS, WLAN und 
Bluetooth antun, solange ich nichts davon fürs Projekt brauche.
von N. M. (mani)


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Nemopuk schrieb:
> Alexander schrieb:
>> ESP32 einfach und immer überall für jedes Projekt.
>
> Ich würde mir nicht freiwillig einen Binärblob mit RTOS, WLAN und
> Bluetooth antun, solange ich nichts davon fürs Projekt brauche.

Oder wenn es stromsparend sein muss.
Oder kein WLAN oder BT benötigt.
Oder ein vernünftiger ADC notwendig ist auch nicht.
von Alexander (alecxs)


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Alles egal, so ein ESP32 Dev Board kostet 2 bis 4 € und ist leicht zu 
programmieren.
von Jobst M. (jobstens-de)


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Dithschy S. schrieb:
> Dazu soll ein Durchflusssensor mit integriertem Hallsensor eingesetzt
> werden, der ein PWM-Signal ausgibt.

Sicher? Normalerweise geben die eine durchflussabhängige Frequenz aus.


> Zusätzlich muss für die Regelung ein analoges Spannungssignal im Bereich
> von 0–12 V ausgewertet werden.

Als Sollwert!?


> Siemens LOGO!, Arduino und Raspberry Pi

Sowohl die Logo als auch den Pi finde ich persönlich dafür viel zu 
klobig. Ein kleiner Arduino (mit ATmega328) hat mehr on-Board als Du 
brauchst: ADC, Timer-Capture bzw. Frequenzmessung mittels Timer und PWM. 
Wie gut man das in der Arduino-IDE benutzen kann, weiß ich nicht, der 
Controller kann das aber. Sogar ein 8-pinniger ATtiny würde reichen.

Eine saubere Betriebsspannung musst Du in allen Fällen auf die Füße 
stellen. Dazu findet man Vorschläge hier im Forum.

Und die Ein-/Ausgänge müssen entsprechend gefiltert, angepasst und 
begrenzt werden. Also RC-Glieder, Spannungsteiler bzw. Verstärker und 
Dioden.

Gruß
Jobst
von Tobias L. (tobias_l796)


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also ich habe für ein sehr ähnliches Projekt (bei mir ging es um einen 
Ölstandstemperatursensor) einen ESP32 und ein SSD1306 display genutzt...

schreib mich gerne mal an.... oder kommentier meine Antwort... ich werde 
mal hier ins forum mein GithubProjekt laden
von Nemopuk (nemopuk)


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Tobias L. schrieb:
> für ein sehr ähnliches Projekt
> ... ein SSD1306 display genutzt

Davon kann icht outdoor nur dringend abraten.
von Dithschy S. (dithschy)


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Danke für die ganzen tollen Tipps.
Jobst M. schrieb:
> Sicher? Normalerweise geben die eine durchflussabhängige Frequenz aus.

Wo ist da der Unterschied?

Was für mich gegen einen Arduino spricht ist zum einen das elektronische 
Beschalten der Ein- und Ausgänge von dem ich keinen Plan habe. Und zum 
anderen sind das meistens Bastellösungen, mit welchen ich in den 
landwirtschaftlichen Umgebungen bisher immer schlechte Erfahrungen 
gemacht habe.

Meine Recherchen haben mich nun zu einem Controllino Mini geführt. 
Könnte das zu meinem Projekt passen oder wenn nicht was spricht dagegen?
von Nemopuk (nemopuk)


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Dithschy S. schrieb:
> Könnte das zu meinem Projekt passen

Ja, allerdings musst du wohl noch etwas zum Schutz der Stromversorgung 
ergänzen, vermute ich. Das kannst du ja den Hersteller fragen. Du bist 
sicher nicht der erste, der es im KFZ nutzen möchte.
: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Dithschy S. schrieb:
> Was für mich gegen einen Arduino spricht ist zum einen das elektronische
> Beschalten der Ein- und Ausgänge von dem ich keinen Plan habe.

Passend beschalten gilt für jeden Mikrocontroller. Wenn Du davon "keinen 
Plan" hast, bilde Dich weiter oder lass' die Finger weg.

> Und zum
> anderen sind das meistens Bastellösungen, mit welchen ich in den
> landwirtschaftlichen Umgebungen bisher immer schlechte Erfahrungen
> gemacht habe.

Arduino ist nicht zwingend Bastellösung, man muß nur zwischen den 
tausenden Internet-Müllvorlagen die drei korrekten finden oder sie 
selbst entwickeln.

Dithschy S. schrieb:
> Meine Recherchen haben mich nun zu einem Controllino Mini geführt.
> Könnte das zu meinem Projekt passen oder wenn nicht was spricht dagegen?

Könnte oder auch nicht, zeige Schaltpläne, wie das Ding geschützt ist.

Dithschy S. schrieb:
> Habe jedoch schon kleinere Projekte mit
> einer Siemens LOGO!, Arduino und Raspberry Pi umgesetzt.

Dann verwende eine LOGO!
von Jobst M. (jobstens-de)


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Dithschy S. schrieb:
> Wo ist da der Unterschied?

Es sind zwei unterschiedliche Parameter bei der Beschreibung eines 
periodischen Rechtecksignals. Amplitude wäre ein weiterer. Oder 
Gleichspannungsanteil.

Gruß
Jobst
von Thomas F. (igel)


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Dithschy S. schrieb:
> eine Recherchen haben mich nun zu einem Controllino Mini geführt.
> Könnte das zu meinem Projekt passen oder wenn nicht was spricht dagegen?

Das ist schon mal ein guter Anfang:

Die Digital-Eingänge wollen 9V als High-Pegel. Dein Hall-Sensor muss das 
also liefern können.

Das Gerät ist jetzt niocht speziell für Automotive-Einsatz spezifiziert, 
speziell ISO 16750: Zur EMV-Festigkeit wird nichts erwähnt.
Ich persönlich würde es aber trotzdem wagen...
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