Atmel & KFZ Bordspannung

Hi Leute,

da ich in naher Zukunft wohl den Kabelbaum meines Autos (alter 32B Passat) neu stricken muss, bin ich am überlegen, ob ich das ganze vielleicht in Form eines Bus-Systems und Schaltelementen an der Peripherie (Lampen etc.) verwirklichen soll. Sollte ja eigentlich einiges an Kabelweg sparen. Was haltet ihr von der Idee? Welchen Bus sollte man da verwenden? I2C würde sich ja anbieten.

Mi sowas ließen sich auch interessante Spielereien wie "Dot-Matrix-Displays" (über gemultiplexte LEDs) in den Rückleuchten realisieren. ;) Nur so spaßeshalber.

Desweiteren möchte ich damit auch eine Überwachung einiger Sensoren des Motors verwirklichen. Beispielsweise die Lambda-Sonde. Viele der Sensoren geben als Wert eine Spannung ab, die irgendwo zwischen 0V und der Bordspannung liegt. Kann ich nun mit dem A/D Wandler des Atmels und der Bordspannung als Referenzspannung diese Werte direkt einlesen, oder muss ich die Spannung noch irgendwie runter bekommen, weil der Atmel A/D Wandler keine 14V abkann? Anders gefragt: wie hoch darf die maximale Referenzspannung des A/D Wandlers sein?

Die Idee klingt gut. I2C bietet sich an. Da I2C 128 Busteilnehmer kann, sollte das reichen. Allerdings kann es im Auto erforderlich sein, den Bus mit Maßnahmen (differnezielle Treiber, Stromtreiber, ...) zu versehen, um die Robustheit gegenüber Störimpulsen zu erhöhen.

Max. Referenzspannung: Vcc+wenige Prozent steht aber im Datenblatt.

Die Spannungen musst Du auf dieses Niveau runter teilen.

Wie würde das ganze denn TÜV-mässig aussehen? Für solche Änderungen muss man bestimmt ne Betriebserlaubnis einholen.

@SprinterSB: wieso? Solange die Beleuchtungsanlage wie vorgesehen und vorgeschrieben funktioniert (vor allem bei den Bremsleuchten muss man allerdings auf Verzögerungsfreiheit achten), kannst du damit anstellen, was du willst.

edit: selbstverständlich sollte man sich mit evtl. implementierten Dot-Matrix-Displays in den Rückleuchten nicht von der Rennleitung erwischen lassen. Zum Beispiel wenn man einem Drengler ein dezentes "F"(links) "U"(rechts) aufdrückt... ;)

@ogni:
Achso... okay, muss ich mich mit beschäftigen, wie man das macht.



Als Schicht 1 für die Verlegung des Busses im Fahrzeug hatte ich an Cat5-Kabel gedacht, da dieses ja schon geschirmt ist. Da ließen sich ja sogar 4 I2C Busse drüber fahren, was 512 potenzielle "Teilnehmer" möglich machen würde. Bissl oversized vielleicht...

Auch um die Versorgung (VCC) der einzelnen Komponenten muss ich mir noch Gedanken machen. Da für jede einzelne Glüh-Lampe, respektive für jeden einzelnen LED Cluster (Blinker, Bremsleuchte, Rückleuchten, Rückfahrscheinwerfer) ein einzelnes kleines Steuergerät vorgesehen ist (logisch bei 'nem Bus-System), muss ich ja dafür sorge tragen, daß sowohl die Steuergeräte, als auch die Lampen mit Saft versorgt werden. Das wäre dann die dritte Ader im Bunde. Die Masse geht ja über die Karossarie des Fahrzeugs. Ich muss dann aber wohl die Steuergeräte noch gegen Überspannung (Blitzschlag etc.) seitens der Karossarie absichern oder?

Warum nimmst Du nicht einfach das Bussystem, das heutzutage sowieso in allen Autos verbaut wird? - der CAN-Bus

Durch seine differentiellen Leitungen hat er ein hohes Mass an Störfestigkeit und da er ein Multi-Master-System ist, gibt's auch keine Probleme, wenn mehrere Knoten gleichzeitig senden wollen.

askazo

Hmmmm... wäre auch 'ne Möglichkeit. Inwiefern lässt sich denn der CAN Bus mit dem AVR implementieren? Wieviel Adern hat der CAN?

Es gibt schon AVRs mit integriertem CAN Controller. Schau mal hier unter CAN AVR. Da brauchst Du dann nur noch einen CAN-Tranceiver und bist fertig.

Der CAN hat 2 Adern.

askazo

Hmm... der AT90CAN128 (ist der einzige bei Reichelt) kostet 16 Euro und paar zerdrückte... kann ich mich mit anfreunden, wenn's bei einem bleibt. Vielleicht auch zwei. Aber brauche ich dann für jedes kleine Steuergerät so'n AT90CAN?

Also um's klarzustellen und mich hier zu outen: ich hab was die Planung und Erstellung der Hardware angeht noch überhaupt keine praktische Erfahrung. Ich weiß, wie ich es gern hätte, habe ein paar Ideen, ein paar grundlegende Vorstellungen, aber das WIE... da haperts dann noch. Noch!

Ja, das ist das Problem bei den CAN-AVRs - die sind noch ziemlich teuer.
Aber ja, Du müsstest für jedes Steuergerät so ein Teil einbauen.
Zudem gibt's die leider nur als SMD, was für den Hobby-Bastler ja nicht ganz so einfach ist...

Darüber hatte ich in meinem ersten Posting gar nicht so nachgedacht...

askazo

Hmmm... Hab ich denn irgendwelche Alternativen? Also ließe sich der CAN Bus mithilfe eines "normalen" ATmega32 oder so über ein Bus IC ansteuern?

Als externer CAN-Controller würde sich der MCP2510 von Microchip anbieten. Den gibts bei Farnell für 4,30€/Stück (bzw. 3,60€/Stück ab 10 Stück Abnahmemenge). Den kannst Du per SPI auch an nen Mega8 anschließen.
Dann kämst Du schätzungsweise auf ~10€ pro Steuergerät, zuzüglich der Leistungstransistoren zur Ansteuerung der Beleuchtung.

askazo

Leistungstransistoren brauche ich aber nur, wenn ich bei den alten Glühlampen bleibe, korrekt? Wenn ich die Rückleuchten (zumindest normales Fahrlicht, Bremslicht und Blinker) stattdessen mit entsprechend hellen LED-Clustern realisiere, wären Leistungstransen zumindest dort nicht notwendig, richtig?

Verschätz Dich da mal nicht. Um ein Rücklicht in TÜV-gerechter Helligkeit hinzubekommen brauchst Du schon einige Ultrahelle LEDs. Und die brauchen auch einiges an Strom. Sicher nicht so viel, wie eine entsrechend helle Glühampe, aber mit den 20mA eines AVR-Pins wirst Du da nicht hinkommen. Also ganz ohne Transistor geht's sicher nicht.

askazo

Ganz ohne Transe wollte ich das auch nicht machen. Eine blaue ultrahelle (5000mcd) 5mm LED saugt knappe 20mA. Klar, das summiert sich auf, wenn man die parallel schaltet. Und anders wird das wohl kaum machbar sein.

Klar hatte ich vor, Transistoren zu nehmen. Aber auf die Leistungstransistoren wollte ich verzichten, wenn möglich.

Eigentlich - und das war die Spielerei Idee mit dem Dot Matrix Display - hatte ich gedacht, die LEDs in jeder Leuchte in Reihen und Spalten einzuteilen, und jeder Reihe und Spalte einen eigenen Transistor zu verpassen, auf daß die LEDs dann im Multiplexverfahren angesprochen werden können.

Oder denke ich da völlig verkehrt?

Es würde mich wundern, wenn der TÜV da mitspielen würde.
Aber egal, für ein Dot-Matrix Display muss man auf jeden Fall multiplexen, sonst hat man nicht genung Pins. Dann können die LEDs aber nicht mehr mit voller Helligkeit betrieben werden (Nein, pulsen mit höherem Strom geht nicht, der Wirkungsgrad wird nur schlechter dadurch und die Lebensdauer auch).

Edit: Wenn man zu jeder LED eine Induktivität in Reihe schaltet und passend dazu eine Freilaufdiode und dann noch mit extrem hoher Frequenz arbeitet, kann man sie vielleicht doch alle mit voller Helligkeit betrieben werden.

Wie gesagt, dem TÜV sollte das egal sein, wenn die Lampen normal hell leuchten und normal funktionieren. Ich darf halt nicht mit Smilies oder Stinkefingern bei der HU aufschlagen...

Erklär mir das mit der Induktivität und so bitte nochmal genauer. Das sind Begriffe, die mir noch nicht ganz so geläufig sind (die mangelnde Praxis). Freilaufdiode...

Müsste sich das ganze nicht auch mit kleinen Kondensatoren machen lassen, daß die LEDs halt nach dem Multiplex-Durchlauf nicht unmittelbar wieder ausgehen, sondern für 'ne Millisekunde oder so noch anbleiben... war's das, was du meintest?

Das ist aber auch nur ein utopischer Gedanke, den ich da habe. In erster Linie geht's halt darum, die normalen (Lampen-)Funktionen auf Basis eines Bus-Systems im Fahrzeug zu steuern. Eventuell auch alle anderen Bediener-Funktionen (Heckscheibenheizung, E-Fensterheber, E-Schiebedach, Scheibenwischer, -waschdüsen, ZV etc.)... Der Fantasie sind da ja keine Grenzen gesetzt...

Bei Reichelt kostet der MCP2515 pro Stück nur 1,95. Den benutze ich auch im Auto zusammen mit einem Mega8. Auf der Seite von Kijon ist super beschrieben wie du das verwenden kannst. Ich würde im Auto auf keinen Fall i2c für längere Strecken benutzen. Ausserdem ist CAN Multimasterfähig.

Gruß Philipp

@ba4_philipp: an den MCP2515 hab ich auch schon gedacht. Halt dich mal warm, eventuell komm ich bei der Planung auf deinen Erfahrungsschatz zurück! :)

I2C hab ich bereits gedanklich ad acta gelegt. Was wären denn die Vorteile des Multimasterings im Bereich KFZ Technik? Beispiele?

Hab dir in ICQ geschrieben. Nix bekommen?

Die Vorteile sind das du nicht einen Master haben musst der permanent pollt ob irgendwo was passiert ist. Wenn ich aufschließe wird zB von einem Steuergerät gesendet ZV auf. Alle Steuergeräte die das interessiert fangen damit was an. ZB gehen die Türen auf usw. Und du hast auch nicht einen single point of failure. Ich kann bei mir ein belibieges Steuergerät rausnehmen und der Rest läuft weiter (bis auf die Informationen die das entefernte lieferte) wenn du bei dir das Teil rausnimmst was immer pollt geht nix mehr.

Gruß Philipp

"Wie gesagt, dem TÜV sollte das egal sein, wenn die Lampen normal hell leuchten und normal funktionieren."

Das ist falsch. Allle Lampen müssen eine Bauartzulassung (erkennbar an diesem "~ xxxxx" Zeichen auf dem Gehäuse) haben.

Also vorher mal mit denen reden.

Gruss
Axel

hi!
vielleicht mittlerweile etwas OT, aber zu LEDs und multiplex Betrieb muss ich kurz mein Senf loswerden ;)

Zitat:

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Dann können die LEDs aber nicht mehr mit voller Helligkeit betrieben werden

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doch!

Zitat:

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(Nein, pulsen mit höherem Strom geht nicht, der Wirkungsgrad wird nur schlechter dadurch und die Lebensdauer auch).

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das mag sein, dennoch ist es gängige Praxis die LEDs einfach mit einem höheren Strom zu treiben. In LED-Datenblättern ist meist auch der max. zulässige Strom in abhängigkeit vom Puls-/Pausenverhältnis angegeben. Habe selbst schon LED Matrizen gebaut bei denen standard 20mA LEDs mit 100mA bei 0,1ms Puls und 0,7ms Pause betrieben werden. Nach meinem subjektiven Helligkeitsempfinden erschien sie dabei übrigens genauso Hell wie bei nicht-gepulsten 20mA... Die Diskussion um den Wirkungsgrad elektr. Leistung vs. Helligkeitsempfinden bei gepulsten und nichtgepulsten LEDs führte übrigens vor einiger Zeit auch mit meinem "Bauelemente der Optoelektronik" Prof zu keinem vernünftigen Ergebniss. Ich empfehl Dir es einfach mal mit Signalgenerator und LED auszuprobieren, das Helligkeitsempfinden hängt übrigens auch nicht nur vom Puls-/Pausenverhältniss sondern auch von der Periodendauer ab und verschiedene LEDs verhalten sich diesbezüglich auch sehr unterschiedlich. Helligkeitsempfinden ist halt auch leider noch schwerer zu messen als die optische Leistung...
Zur Lebensdauer kann ich nur sagen dass ich weiss dass es LEDs gibt die genau für so einen gepulsten Betrieb mit relativ hohen Strömen entwickelt wurden.

Zitat:

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Müsste sich das ganze nicht auch mit kleinen Kondensatoren machen lassen, daß die LEDs halt nach dem Multiplex-Durchlauf nicht unmittelbar wieder ausgehen, sondern für 'ne Millisekunde oder so noch anbleiben...

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imho unnötig... Ich würde eher auf die Trägheit deines Auges bauen, das hat nämlich genau diesen Effekt den Du hier mit Kondensatoren erreichen willst. (ich hab auch in keiner Multiplexanzeige die ich mir bisher angeschaut hab sowas gesehn...)


gruß,
Basti

Zitat:

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Zitat von ogni42

...I2C bietet sich an... Allerdings kann es im Auto erforderlich sein, den Bus mit Maßnahmen (differnezielle Treiber, Stromtreiber, ...) zu versehen, um die Robustheit gegenüber Störimpulsen zu erhöhen....

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Ich häng mich mal mit hier dran, da ich auch einige Sensoren / Aktoren in meinem Auto einsammeln möchte. Gibt es Erfahrungswerte, wie weit ich mit dem originalen I²C Bus der AVR's ohne zusätzliche Treiber im KFZ kommen würde? Ich meine damit wer hat es schon mal gemacht, das Datenblatt mit der Spezifikation des I²C würde ich bestimmt auch bei Google finden ;-) Ich denke da an maximal 10 Teilnehmer.

greetz Rajko

Ich würde kein I2C im Auto verlegen, ich glaube nicht das du damit viel Freude haben wirst. Wenn es nicht CAN sein soll würde ich zumindest RS485 oder soetwas benutzen.

Gruß Philipp

Um meinen Thread mal zu vervollständigen: habe mich jetzt für CAN Bus entschieden.

selbstgebaute LED rülis bekommst du nie durch den Tüv. Aber du kannst ja die superflux ansteuern. Nur das sind auch 40LED!!!

Du wirst in jedem Fall n Leistunstransi oder Relais brauchen.

Hi,

ich benutze bei mir einen RS485 BUS mit 8 Teilnehmern, das klappt von vorne bis hinten im Auto ganz gut :)

Das mit den LED Rückleuchten hatte ich auch vor, allerdings werde ich mir welche mit Zulassung kaufen und dann die Platine in der Rückleuchte auftrennen und jede LED einzeln anschließen.

Wie ich das genau in den Rückleuchten mache weiss ich noch nicht, aber beim Golf IV sind dort nur 26 LEDs drin, ist euch evt. ein µC bekannt der ~32 Output's hat?

Ich bin z.Z. noch bei meinen ersten Gehversuchen mit dem Atmega8 den ich für eine Frequenzanpassung des Tachosignals benutzen möchte und arbeite mich auch gerade erst in das Thema ein.

Zitat:

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Zitat von ba4_philipp

Ich würde kein I2C im Auto verlegen, ich glaube nicht das du damit viel Freude haben wirst. Wenn es nicht CAN sein soll würde ich zumindest RS485 oder soetwas benutzen.

Gruß Philipp

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Hallo Philipp,

ich möchte eigentlich nur 5 bis 7 Temperaturen im/am Motor messen, + 125° reichen völlig aus, da müsste der I2C-Bus doch noch brauchbar sein, oder ?

Die Kabellänge der Sensoren bzw. I2C Bus ist max. 3 m ..... bei schöner Verlegung.

Auf einem beleuchteten LCD-Display sollen die Temperaturen inkl. Messort angezeigt werden.


Da Du schon Erfahrungen mit AVR im Kfz. hast, was für einen AVR brauche ich da ...

Vielen Dank im voraus

Gruß Hallimasch

Hallo,

habe hier in ebay dieses Entwicklungssystem gefunden.
Benutzt das von Euch schon einer ........ vom Preis mal abgesehen ist alles auf einer Platine vereint.... und den Platz für das Teil im Auto habe ich im Auto auch.

Ich bin absoluter Anfänger ..... deswegen finde ich das Teil praktisch zum Einarbeiten.

Vielen Dank für Eure Beiträge im voraus ...

Gruß Hallimasch

http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?...MEWA:IT&ih=019