Ich habe in dem Artikel über das Winters Getriebe bereits erwähnt, dass die Lampen für die Ganganzeige auf dem Dashboard keine Anschlussmöglichkeit haben. Nur der Leerlauf wir im Getriebe über einen Schalter abgefragt.
Mein Händler hat mich um Rat gebeten und ich habe ihm zugesichert, mir etwas zu überlegen. Da es sich um ein KFZ handelt, müssen die Verbindungen zum Fahrzeug entweder über Optokoppler oder sonstige Sicherung laufen. Auf den Leitungen kann auch schonmal Zündspannung oder Spannungen bis 40V liegen.
Zum anderen muss der Aufbaus Hitze und Vibrationen aushalten. Mein erster Ansatz war, diese Anzeige mit diskreten 74Cxx Bauteilen aufzubauen. Erste Schaltungssimulationen haben mir gezeigt, dass der Aufwand doch höher ist als zunächst gedacht. Zum einen muss man das Prellen des Schalthebels in den Griff bekommen, dann darf man nur R-0-1-2 zählen, dann gibt es noch den Rückwärts-Button am Lenker. Und zu guter Letzt ist jede Lötstelle ein Aufwand den man gerne vermeidet und der auch ein möglicher Grund für einen Ausfall sein kann. Am liebsten wäre mir eine fertig vergossene Schaltung gewesen.
Also habe ich einen Microcontroller Entwicklungssatz von Arduino und ein passendes 4 Relay Shield gekauft. Die 4 Relais sind über Optokoppler getrennt und können genügend grosse Lasten schalten.
Hier der erste Versuchsaufbau:
Die rote, gelbe und blaue Taste simulieren jeweils ein Reed Relais. Das Rote meldet, wenn der Schalthebel oben ist, das Gelbe wenn er in der Ruheposition ist, der Blaue wenn er sich runter bewegt.
Die grüne Taste simuliert das Leerlauf Signal aus dem Getriebe. Dieses wird nur abgezapft, aber nicht überbrückt. Die Leerlaufanzeige wird weiterhin direkt vom Getriebe geschaltet, um Schwierigkeiten mit dem TÜV zu vermeiden.
Die untere rote Taste simuliert die "Rückwärts-Fahren" Taste am linken Griff.
Die untere schwarze Taste ist eine interner Testschalter, der die Montage und Ausrichtung der Reed Relais vereinfachen soll.
Rechts unten auf dem Board sind die LEDs der Relais angeordnet. Sie zeigen die Gänge so an, wie auf dem Dash. Also Rückwärts oben, dann Neutral, dann erster, dann zweiter Gang.
Funktion
Beim Hochschalten oder Runterschalten ist darauf zu achten, dass man zunächst mindestens einmal wieder den Schalthebel in der Neutralstellung hat. Das verhindert, dass durch Vibrationen am Schalthebel Schaltsignale ausgelöst werden. Zum anderen weiss meine Schaltung am Anfang nicht, wie der Schaltzustand der Gänge ist. Es werden so lange alle Lämpchen leuchten, bis mindestens einmal der Leerlauf eingelegt wurde. Von da ab weiss die Schaltung, wie es weitergeht.
Zum Einbau der Reed Relais ist es wichtig, sie richtig auszurichten. Dafür gibt es einen Testmodus. Nach drücken der Testtaste piepst das Board drei mal. Von da ab geht der Piepser immer dann an, wenn entweder das obere oder untere Reed Relais geschaltet wird. Der Piepser wird durch das mittlere Reed relais wieder abgeschaltet.
Wenn der Rückwärtsgang eingelegt ist und man zusätzlich die Rückwärtstaste am Lenker drückt, gibt es ein kleines Lichtspiel.
Hier ein kurzes Video
Hardware
Es handelt sich um ein Arduino Uno Board und eine Arduino 4 Relay Shell. Im Endzustand kommt noch eine Prototype Shell dazwischen, auf der die Spannungsregler und die Sicherungsschaltungen für Leerlauf und Rückwärtsfahren aufgelötet werden. Die Reed Relais selber werden an die Stecker IN1, IN2, OUT5 befestigt (Man kann den OUT Ausgang auch als Input benutzen). Die Lämpchen am Dash werden an die drei Relais-Ausgänge angeschlossen.
Das ganze kommt dann in ein feuchtesicheres Gehäuse und wird mit Schwingungsdämpfen am Batteriehalter befestigt.
Der Preis aller nötigen Bauteile beläuft sich auf rund 50,- Euros.
Software
Programmiert wird in der Sprache C. Es gelingt reltiv schnell und einfach, ich habe nicht länger als einen Tag inclusive aller Tests dazu gebraucht. Grundsätzlich ist die Steuerungssoftware fertig, wird aber sicher noch etwas angepasst, wenn die echten Sensoren drangehängt werden. Im Anhang ist die jeweils letzte Fassung der Software angehängt.
Die im Entwicklungsset beigefügten Programmierbeispiele sind aussagekräftig und gut strukturiert. Genaus wie die mitgelieferte Hardware (Tasten, Sensoren, Breadboard...).
Für Anfänger mit schon etwas Programmiererfahrung auf andern Systemene empfehle ich folgendes Buch:
Nächste Schritte
Reed Relais besorgen und dranhängen
Schutzschaltung aufbauen und testen,
Versuchsaufbau unter Echtstrombedingungen
Gehäuse
Montage und Test
Zukunft
Ich nutze von dem Arduino nur einen Bruchteil der Kapazität. Ein Relais ist noch frei, genauso wie mehrere I/O Ports und alle analogen Eingänge. Ich könnte noch eine Alarmanlage daraus machen, einen Wifi oder Bluetooth Anschluss einbauen, die Motor- oder Benzintemperatur überwachen oder gar ein kleines Touch Display draufstecken. Schaun mer mal.
Statt der 3 Reed Relais könnte es besser sein, einen digitalen (und wasserdichten) Drehwandler zu benutzen. Das ist nichts anderes wie ein Potentiometer, dessen Spannung abhängig vom Drehwinkel ist. Die Spnnung misst das Arduino Board und wandelt sie in echtzeit in digitale Messwerte um. Auf dem Board sind die analoge Eingänge noch frei. Dann würde man also die Drehbewegung der Schaltwelle abnehmen und damit die Position des Schalthebels bestimmern. Ist vielleicht die leichtere und elegantere Version und erfordert nur mässig viel umprogrammierung.
Ich werde diesen Artikel fortschreiben, sobald es etwas neues gibt.
Mein Händler hat mich um Rat gebeten und ich habe ihm zugesichert, mir etwas zu überlegen. Da es sich um ein KFZ handelt, müssen die Verbindungen zum Fahrzeug entweder über Optokoppler oder sonstige Sicherung laufen. Auf den Leitungen kann auch schonmal Zündspannung oder Spannungen bis 40V liegen.
Zum anderen muss der Aufbaus Hitze und Vibrationen aushalten. Mein erster Ansatz war, diese Anzeige mit diskreten 74Cxx Bauteilen aufzubauen. Erste Schaltungssimulationen haben mir gezeigt, dass der Aufwand doch höher ist als zunächst gedacht. Zum einen muss man das Prellen des Schalthebels in den Griff bekommen, dann darf man nur R-0-1-2 zählen, dann gibt es noch den Rückwärts-Button am Lenker. Und zu guter Letzt ist jede Lötstelle ein Aufwand den man gerne vermeidet und der auch ein möglicher Grund für einen Ausfall sein kann. Am liebsten wäre mir eine fertig vergossene Schaltung gewesen.
Also habe ich einen Microcontroller Entwicklungssatz von Arduino und ein passendes 4 Relay Shield gekauft. Die 4 Relais sind über Optokoppler getrennt und können genügend grosse Lasten schalten.
Hier der erste Versuchsaufbau:
Die rote, gelbe und blaue Taste simulieren jeweils ein Reed Relais. Das Rote meldet, wenn der Schalthebel oben ist, das Gelbe wenn er in der Ruheposition ist, der Blaue wenn er sich runter bewegt.
Die grüne Taste simuliert das Leerlauf Signal aus dem Getriebe. Dieses wird nur abgezapft, aber nicht überbrückt. Die Leerlaufanzeige wird weiterhin direkt vom Getriebe geschaltet, um Schwierigkeiten mit dem TÜV zu vermeiden.
Die untere rote Taste simuliert die "Rückwärts-Fahren" Taste am linken Griff.
Die untere schwarze Taste ist eine interner Testschalter, der die Montage und Ausrichtung der Reed Relais vereinfachen soll.
Rechts unten auf dem Board sind die LEDs der Relais angeordnet. Sie zeigen die Gänge so an, wie auf dem Dash. Also Rückwärts oben, dann Neutral, dann erster, dann zweiter Gang.
Funktion
Beim Hochschalten oder Runterschalten ist darauf zu achten, dass man zunächst mindestens einmal wieder den Schalthebel in der Neutralstellung hat. Das verhindert, dass durch Vibrationen am Schalthebel Schaltsignale ausgelöst werden. Zum anderen weiss meine Schaltung am Anfang nicht, wie der Schaltzustand der Gänge ist. Es werden so lange alle Lämpchen leuchten, bis mindestens einmal der Leerlauf eingelegt wurde. Von da ab weiss die Schaltung, wie es weitergeht.
Zum Einbau der Reed Relais ist es wichtig, sie richtig auszurichten. Dafür gibt es einen Testmodus. Nach drücken der Testtaste piepst das Board drei mal. Von da ab geht der Piepser immer dann an, wenn entweder das obere oder untere Reed Relais geschaltet wird. Der Piepser wird durch das mittlere Reed relais wieder abgeschaltet.
Wenn der Rückwärtsgang eingelegt ist und man zusätzlich die Rückwärtstaste am Lenker drückt, gibt es ein kleines Lichtspiel.
Hier ein kurzes Video
Hardware
Es handelt sich um ein Arduino Uno Board und eine Arduino 4 Relay Shell. Im Endzustand kommt noch eine Prototype Shell dazwischen, auf der die Spannungsregler und die Sicherungsschaltungen für Leerlauf und Rückwärtsfahren aufgelötet werden. Die Reed Relais selber werden an die Stecker IN1, IN2, OUT5 befestigt (Man kann den OUT Ausgang auch als Input benutzen). Die Lämpchen am Dash werden an die drei Relais-Ausgänge angeschlossen.
Das ganze kommt dann in ein feuchtesicheres Gehäuse und wird mit Schwingungsdämpfen am Batteriehalter befestigt.
Der Preis aller nötigen Bauteile beläuft sich auf rund 50,- Euros.
Software
Programmiert wird in der Sprache C. Es gelingt reltiv schnell und einfach, ich habe nicht länger als einen Tag inclusive aller Tests dazu gebraucht. Grundsätzlich ist die Steuerungssoftware fertig, wird aber sicher noch etwas angepasst, wenn die echten Sensoren drangehängt werden. Im Anhang ist die jeweils letzte Fassung der Software angehängt.
Die im Entwicklungsset beigefügten Programmierbeispiele sind aussagekräftig und gut strukturiert. Genaus wie die mitgelieferte Hardware (Tasten, Sensoren, Breadboard...).
Für Anfänger mit schon etwas Programmiererfahrung auf andern Systemene empfehle ich folgendes Buch:
Nächste Schritte
Reed Relais besorgen und dranhängen
Schutzschaltung aufbauen und testen,
Versuchsaufbau unter Echtstrombedingungen
Gehäuse
Montage und Test
Zukunft
Ich nutze von dem Arduino nur einen Bruchteil der Kapazität. Ein Relais ist noch frei, genauso wie mehrere I/O Ports und alle analogen Eingänge. Ich könnte noch eine Alarmanlage daraus machen, einen Wifi oder Bluetooth Anschluss einbauen, die Motor- oder Benzintemperatur überwachen oder gar ein kleines Touch Display draufstecken. Schaun mer mal.
Statt der 3 Reed Relais könnte es besser sein, einen digitalen (und wasserdichten) Drehwandler zu benutzen. Das ist nichts anderes wie ein Potentiometer, dessen Spannung abhängig vom Drehwinkel ist. Die Spnnung misst das Arduino Board und wandelt sie in echtzeit in digitale Messwerte um. Auf dem Board sind die analoge Eingänge noch frei. Dann würde man also die Drehbewegung der Schaltwelle abnehmen und damit die Position des Schalthebels bestimmern. Ist vielleicht die leichtere und elegantere Version und erfordert nur mässig viel umprogrammierung.
Ich werde diesen Artikel fortschreiben, sobald es etwas neues gibt.