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05 September 2015

Dies und das...Anpassung einer VW-Tankanzeige und Problemchen mit dem Blog

Aus aktuellem Anlass.......

Wie kann man die Tankanzeige eines VW Lupo an ein 0-5V-Signal anpassen?
Thomas fragte dieser Tage mal vorsichtig an, ob es irgendwie machbar wäre,
ein 0-5V-Restenergie-Signal so an die Tankanzeige seines E-Lupo anzupassen,
dass da was halbwegs vernünftiges angezeigt wird.
Thomas hat in seinem Auto ein BMS von cleanpowerauto eingebaut welches ein
Signal von 0 (leer) bis 5V(voll) ausgibt um die Restenergiemenge anzuzeigen.

Aber da ist halt noch ein schwerwiegendes Problem!!!!
Da hätte ich dran denken müssen..........Sorry!
Geradezu peinlich ist, dass ich ja erst vor nicht allzu langer
Zeit mit jemand anderem hier in diesem Blog dieses Thema
auch schon hatte, aber mit einer etwas anderen Version
dieses Gerätes und vor allem auch mit anderer Herstellerangabe.
Hier war zunächst nur von der Umsetzung 0-5V die Rede,
und ich habe mir da keine weiteren Gedanken gemacht!
........Au Weia!!!!!
Das müsste also auch das "Mini-BMS" sein, bzw dessen
Anzeige-Einheit EV-Display, und ich bin mir sehr sicher, 
dass das im Analogteil nicht galvanisch getrennt ist!
(im Gegensatz zur seriellen Schnittstelle, und selbst da bin
ich mir nicht sicher, eben weils da mehrere Versionen gibt
und eine galv. getrennte serielle Schnittstelle erst ab V4 
zur Verfügung steht)
Wie es scheint hängt dieses BMS bzw der Anzeige-Teil 
auf dem Potential der Fahrakkus.... 
Die alte Problematik, wenn auch eine Spannungsmessung 
der Fahrakkus mit drin ist! 
(......und auch der Grund warum es die bei meiner "Franzbox" 
nicht mehr gibt)
In manchen Ländern ist es ja kein Problem, wenn der 
Fahrakku auch an der Fahrzeugmasse hängt, aber
hierzulande soll das halt nicht so sein!
Der Hersteller ist ja durchaus ernsthaft bemüht da was zu 
verbessern, aber von Version zu Version taucht dann immer 
wieder ein neues Problem auf.
Version V1 kenne ich bisher noch überhaupt nicht.
Version V2 hatte einen isolierten PWM-Ausgang am Display.
........der wäre jetzt von großem Nutzen gewesen.....
Den hat man dann bei V3 leider wegrationalisiert und durch 
einen nicht isolierten 0-5V Spannungsausgang ersetzt.
Wieso???? Weils den Kunden zu kompliziert war, dafür
eine Anpassung zu basteln??? Jetzt ist es noch viel komplizierter
geworden!!! eine typische "Verschlimmbesserung"
Dafür gibts bei V3 aber auch noch einen USB-Anschluss, 
aber der nützt im Auto überhaupt nichts, wenn man an die 
Daten ran will und die direkt im Auto z.B. per Arduino
weiterverarbeiten will. (da geht nichts ohne einen PC oder so)
V4 hat endlich die viel sinnvollere isolierte serielle Schnittstelle
mit TTL-Pegel. Damit kann man was anfangen, und Adapter 
von seriell TTL auf USB gibts auch, wenns mal wer braucht.
Leider ist aber der 0-5V Spannungsausgang noch immer 
nicht potentialgetrennt und somit nicht nutzbar!
Sinnvoller wärs in diesem Fall, das ohnehin vorhandene
PWM-Signal (nur so generiert man die 0-5V) wieder so wie
früher mal in V2 über einen Optokoppler auszugeben.
Wenn man jetzt isolierte 0-5V braucht muss man die 
tatsächlich irgendwie anders erzeugen.
Analoge Signale galvanisch zu trennen ist eine höchst
anspruchsvolle Aufgabe!
Fertige Trennverstärker, hier z.B. für 0-10V kosten meist ein 
kleines Vermögen und laufen normalerweise mit 24V Versorgung.
Na ja, mit etwas Glück ist so was gebraucht bei E..y schon 
unter 20-30 € zu bekommen
Solch ein Präzisionsteil ist hier aber gar nicht notwendig, so dass 
man auch einen kleinen Prozessor als Umsetzer nehmen könnte,
der die 0-5V misst und in 0-100% PWM umwandelt 
und man dann den PWM-Ausgang per Optokoppler trennt.
Ein entsprechendes Programm für den Attiny13 hätte ich 
"in der Schublade" und schon mal hier veröffentlicht.
In diesem Fall wäre es aber wohl sogar besser, gewiss aber
billiger, das isolierte serielle Datensignal auszuwerten 
und aus den Zahlenwerten das Analog-Signal für die Tankanzeige
neu zu generieren. (mehr Programm, aber weniger Schaltaufwand)

zur Erinnerung: eines meiner allerersten BASCOM Programme,
noch mit dem Franzis Lernpaket Microkontroller getestet:
Hier wird 0-5V eingelesen und in 0-100% PWM umgesetzt,
so wie das in diesem Fall nötig wäre.
Clear Up anstelle von Clear Down  invertiert ggfs. das PWM-Signal.
Die Variablen AD_2  und AD_3 sollte man besser als Word definieren,
aber so passt das in dem Fall auch, und so habe ich es damals geschrieben und
es funktioniert ganz wunderbar! .....ist halt so "historisch"
Noch ein Tipp: es gibt auch noch die interne Referenz mit 1,1V
(hat das der Attiny13 überhaupt? Lange her, bin mir nicht sicher, Attiny 25 hats auf alle Fälle)
damit würde man z.B. den Weg eines Poti an 5V für 0 bis Vollaussteuerung in etwa vierteln was die Verwendung als Gas-Geber sehr erleichtert.


Ein "BASCOM-Grundprogramm"
für zwei !! PWM-Kanäle in einem ! ATtiny13:

$regfile = "attiny13.dat"
$crystal = 1200000
Config Portb.0 = Output 'Pin5 PWM0a
Config Portb.1 = Output 'Pin6 PWM0b

Config Timer0 = Pwm , Prescale = 1 , Compare A Pwm = Clear Down , Compare B Pwm = Clear Down
Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc
Start Adc

Dim M As Byte
Dim N As Byte
Dim Ad_2 As Integer
Dim Ad_3 As Integer

Do

Ad_2 = Getadc(2) 'Pin3 ADC2
Ad_2 = Ad_2 / 4 '10Bit zu 8Bit
M = Ad_2 'Variable für Manipulationen

Ad_3 = Getadc(3) 'Pin2 ADC3
Ad_3 = Ad_3 / 4 '10Bit zu 8Bit
N = Ad_3 'Variable für Manipulationen

Pwm0a = M
Pwm0b = N

Loop

End

Trotzdem hier noch ein paar interessante Daten und Fakten, auch wenns wohl so nicht klappt:

Der 0-5V-Ausgang ist ja gut gemeint,, aber so eine Tankanzeige ist kein
einfaches Drehspulinstrument!
Um die Tankanzeige zu verwenden müsste man ja irgendwie den Tankgeber simulieren,
und da wirds kompliziert!
Hinzu kommt erschwerend, dass "neuere" (ab ca '97) VW Tankanzeigen
recht "zickig" sind.
Erstens gehen sie anders rum, (also niederohmig zeigt leer und hochohmig ist "voll") als man
das von klassischen Tankanzeigen gewohnt ist, zweitens wird das Signal elektronisch
ausgewertet, ich vermute mal per AD-Wandler im Tacho-Computer, und das Messsignal,
also der Strom durch den Geber wird offenbar getaktet, so dass eine direkte Ansteuerung per
PWM auch nicht möglich ist. (Das Instrument geht dann auf "Störung" und zeigt nichts an)
Eine Simulation des Gebers als Widerstandswert wäre elektronisch eine sehr schwierige
bis kaum lösbare Aufgabe.
Aus Erfahrung von Michaels Beetle wo wir mit dieser Problematik erstmals konfrontiert waren
weiss ich aber, dass es problemlos möglich ist, die Anzeige mit einem Spannungssignal anzusteuern.
Man legt halt einfach die Spannung auf die Geberleitung, die sich beim entsprechenden
Widerstandswert ergeben würde.
Nicht vergessen dabei: Die Geberleitung wird nach "oben" gezogen, man muss also hier nicht
Energie einspeisen sondern die Leitung entsprechend belasten.

Hier mal die Meßreihe von Thomas:
1/1 = 3,86V
3/4 = 3,50V
1/2 = 3,20V
1/4 = 2,75V
Alarmanzeige Lämpchen im KI = 2,42V
0/0 = 1,99V

ausserdem ergab seine Messung einen Geber-Widerstand von ca 80 Ohm für leer und
etwa 300 Ohm für voll.

Die Anpassung des Spannungssignals an sich wäre nicht allzu schwer:
In diesem Fall ist die "verkehrte" Ansteuerung der VW-Tankanzeige von großem Vorteil,
und auch der Spannungsbereich wäre netterweise passend.
Weil das 0-5V-Signal ohnehin nur bis 5mA belastbar ist muss ein Treiber rein.
Am primitivsten erledigt das ein PNP-Transistor als Emitterfolger nach GND geschaltet.
weil am Transitor immer 0,7V mehr abfallen als an der Basis anliegen, muss ein
Vorwiderstand in die Geberleitung, der die Anzeige auf 0 zieht wenn die Basis auf
0V und der Emitter somit auf 0,7V liegt. 50 Ohm passen da recht gut.
Noch ein Poti zwischen den 0-5V-Ausgang und der Basis um den Vollausschlag abzugleichen
und schon funktioniert die Schaltung grundsätzlich.

Weil bis jetzt noch nicht geklärt ist wie es mit der Trennung
ausschaut geht es aber hier erst mal nicht weiter, und wenn eine
Trennung da erst noch reingebaut werden muss, dann
ist das ganze Konzept in Frage gestellt.

Noch ein paar Anmerkungen:

Ältere Anzeigen mit Hitzdraht haben etwa 3V für Voll und 8V für Leer auf der Geberleitung,
da müsste dann schon irgend eine OP-Schaltung rein, die das Signal "umdreht" und für den nötigen
Offset sorgt.......schon wieder kompliziert!
Andererseits lassen sich die alten Anzeigen aber direkt per PWM und einem Mosfet
nach GND takten, also ein Fall für einen kleinen Prozessor, der 0-5V in 0 bis 100% PWM
umsetzt, einen Mosfet und zwei Widerstände.Der Erste entspricht dem Wert für voll,
der Zweite in Reihe mit dem Ersten dem Wert für leer.
Der Mosfet schliesst den zweiten kurz nach GND und kann so mit 0-100% PWM
den kompletten Bereich abdecken.

....Problemchen mit dem Blogger.......
Wieder mal funktioniert die Anzeige der letzten Kommentare nicht mehr!
Wie soll man jetzt erkennen wenn jemand einen Kommentar zu einem alten Post abgibt?
Das Problem gabs schon vor ein paar Jahren mal, Google bietet das seither nicht mehr an.
 Ich verwendete dann halt einGadget einer anderen Firma, aber das soll jetzt laut Google
plötzlich fehlerhaft sein.......
Hat irgend jemand eine einfache Lösung?
Ich habe keine Lust, da jetzt im Quelltext
meines Blogs rumzueditiern und da was per PHP etc reinzufrickeln.









Kommentare:

  1. Hi Franz,

    zur Tankanzeigen Ansteuerung habe ich auch eine Anfrage bekommen. Die Idee, das wie bei mir über eine Emitterfolgespannung zu lösen, hatte ich auch. Leider habe ich einmal zu viel (oder zu wenig) gedanklich invertiert und die Idee verworfen. Tatsächlich wäre es ja eine schön einfache Lösung gewesen. Vielleicht noch einen Spannungsteiler rein und per Dioden den Spannungsbereich anpassen und fertig.

    Schade, dass die MiniBMSAnzeige nicht galvanisch getrennt arbeitet. Jedoch gibts doch jetzt auch so Zulassungsprobleme?! Ich denke die Anzeige wird doch auch vom 12V Bordsystem versorgt?! Was wäre, wenn man auf die Fahrakku-Spannungsüberwachung verzichtet und nur die Ah zählt wie die Franzbox? Ansonsten muss halt wirklich eine 0-5V Anlog zu PWM Schaltung her. Ich habe mir mal ein paar im Internet angeschaut. Soetwas geht auch ohne Microcontroller, leider nicht mal eben so...

    Viele Grüße,

    Bernd

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  2. Die Mini-Bms-Anzeige hat keine galv.Trennung zum Fahrakku, sondern einen DC-DC-Wandler als
    Option in der 12V-Versorgung.Somit ist der Fahrakku dann auch getrennt.
    Den 0-5V -Ausgang kann man aber so nicht nutzen,weil man da keine gemeinsame Masse mehr hat.
    0-5V zu PWM analog zu lösen ist sicher machbar, aber halt mit einem winzigen Prozessor
    und ein paar Zeilen Programm viel einfacher zu realisieren, als mit entsprechenden analog-ICs.

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  3. .......endlich funktioniert die Anzeige der letzten Kommentare wieder!
    Wieso gibts das denn im Blogger nicht mehr, so dass man sich das von
    ganz wo anders her holen muss???????
    Na ja, Hauptsache, es funktioniert wieder!

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