Vehikelfranz Bastelecke

Wieder mal eine Balancer-Idee..............

2012-01-30T11:14:00.000-08:00

....und da war wieder mal eine verwegene Idee............

......aber so einfach klappts leider nicht.....schade.......

Zunächst mal eine grobe Skizze,
ganz so einfach gehts nicht, aber das Prinzip sollte erkennbar sein.

Grundprinzip: eine Reihe gleicher Widerstände in Reihe gibt den Sollwert vor,
und je ein (bzw mehrere für ober und untere Grenze) OP je Zelle überwacht die
Spannung jeder Zelle. Ist die Spannung zu hoch, wird belastet, (das geht noch)
ist die Spannung zu niedrig, wird Energie aus der nächsthöheren Zelle gesaugt.
(.....das geht aber SO nicht, weil man da nur die obere Zelle kurzschliesst,
aber vielleicht fällt mir da noch was ein... da könnte man Kondensatoren
umladen oder so....Über beide Zellen laden, und an der unteren entladen,
das könnte eventuell gehen! oder mit einigen in diesem Fall kleinen
DC-DC-Wandlern die aus je zwei Zellen gespeist werden und ggfs
dann regelnd eingreifen. man braucht ja keine hohen Leistungen.

Das war so ein ganz spontaner Gedankenblitz, keine Funktionsgarantie,
und nur mit OP gehts sowieso nicht, aber eine Schaltung mit getrennen
Pull-Up und Pull-Down-Transistoren und eine Ansteuerung mit einem kleinen
Fenster sollte nicht viel Aufwand sein.Ganz so einfach gehts aber wirklich
nicht, insbesondere kann ich nicht einfach Strom per Pullup aus der
nächsthöheren Zelle saugen, das schliesst sie nur kurz.
So wird zwar die Mitte auch verschoben richtung Plus, aber die Energie
geht verloren ohne in die untere Zelle zu gelangen.

In Erster Linie geht es mir hier um ein Ausbalanzieren auf den Durchschnittswert
des Gesamtpakets. Diese Schaltung sollte also alle Zellen auf gleicher
Spannung halten, egal wie voll das Akkupaket gerade ist.
Eine klassische "oben" oder "unten" Balanzierung ist das auch nicht,
das wäre dann Aufgabe der Einzelzellenüberwachung...............

Hier gabs länger nichts Neues........
das hat mehrere Gründe, in den paar freien Tagen nach Weihnachten habe ich
mich um den Umbau des Entengetriebes gekümmert, und Ende Januar
hatte ich ganz einfach andere Dinge zu erledigen.

Apropos "Franz-Box" hier sind einige der neu aufgelösten Platinen eingetroffen.
Bisher sind keine gravierenden Fehler aufgetaucht.
Ein paar Bohrungen sollten ca 1/10mm versetzt werden, aber das passt gerade noch,
bzw kann problemlos nachgefeilt werden....was solls.....überhaupt kein Problem!
Könnte auch eine Fertigungstoleranz sein!
Es sieht also ganz so aus als gäbs bald eine aktualisierte Version.
Die Änderungen betreffen hauptsächlich Schutzmaßnahmen gegen Spannungsspitzen
und die Möglichkeit, im Ruhezustand die Displaybeleuchtung zu schalten.
Auch ein "Goldcap" zur Überbrückung kurzer Stromausfälle (einige Minuten) ist
jetzt vorgesehen. (mal sehen, obs so klappt wie geplant)
Auch sind jetzt die ganzen Bauteile für den Anschluss des Bedienknopfes
auf der Platine untergebracht sowie eine Reihe zusätzlicher Bauteile vorgesehen,
die irgendwann oder für ganz andere Anwendungen gebraucht werden könnten.
Unter Anderem ist eine PWM Vollbrücke bzw zwei PWM-Halbbrücken mit
Mosfet incl.Treibern bis etwa 30A vorgesehen, die ich für eine
Motorsteuerung/Servoanwendung brauche.

Entengetriebe umgestrickt

2012-01-04T10:03:00.000-08:00

Ich habe den gestrigen Abend damit verbracht, das alte Entengetriebe so umzubauen,
so wie ich mir das vorgestellt hatte.
Na ja, die Schweissnaht ist nicht gerade schön, aber das erfüllt schon seinen Zweck.
Auf alle Fälle hat alles geklappt, und das Getriebe ist jetzt nur noch ein Eingang-Getriebe,
man kann aber den Gang noch schalten! Aber dafür ist es jetzt nicht mehr untersetzt
sondern übersetzt 26 : 23 (0,88) im Vorgelege und bei 8:33 (4,125) im Differential
macht also etwa 3,65 :1 Gesamtuntersetzung.(statt 5,424 original im 4.Gang ! )
Immerhin fast doppelt so schnell wie zuvor !!!!
Das ist immer noch etwas zu kurz für meinen 11" Motor, aber schon nahe dran
am Ideal, und vielleicht dreht er ja doch hoch genug..wir werden sehen!
Das sind dann etwas über 3000 U/min für 100 Km/h, und damit kämen so manch
andere Motoren sehr gut zurecht! (bis 9")
Der Kostov 9" dreht schön hoch und ist kürzer als der Warp9 nur mal so bemerkt!
Das ist also durchaus mal eine Basis! es muss ja nicht unbedingt ein
Elfzollmotor in der Ente sein, das ist etwas zu viel, aber Leistung macht Spass!
Aber es ist trotzdem nicht das, was ich mir da wirklich wünsche.
Die Anpassung des Tachoantriebs ist das nächste Problem!
Der passt zum 3.Gang mit 2,133, der jetzt durch den "umgedrehten" 2.Gang ersetzt ist,
und ist mit 4 : 16 Zähnen 4:1 ausgelegt.jetzt haben wir aber 0,88 statt 2,133
also beträgt die Wellendrehzahl nur noch 0,41 des gewünschten Wertes.
Die Tachowelle muss also 2,133 / 0,88 = 2,42 mal schneller laufen
also etwa 1,64 : 1 gegenüber der oberen Welle übersetzt sein.
11 : 18 Zähne kämen da ganz gut hin.. aber das ist ein anderes Kapitel!
Ich werde diesen Setup irgendwann mal probefahren,
und dann entscheiden, ob sich der ganze Aufwand lohnt.
Ein schöner AC-Motor würde viel besser mit dem Entengetriebe harmonieren,
und dann passt da auch das Drehzahlniveau und man bräuchte überhaupt nichts
am Getriebe umzubauen...und all das ändert auch nichts an der Tatsache, dass
ganz einfach das zulässige Gesamtgewicht der Ente zu gering ist, um da genügend
Akkus unterzubringen. Nun ja, da müsste als Basis ein Ami8 Fahrgestell herhalten,
und eine Karosse mit AZAM6-Bodenblechen für die großen Federtöpfe,
das ist nicht das Problem, die Bodenbleche tauscht man sowieso gelegentlich aus....
dann wären die fehlenden 100Kg gewonnen, oder man redet mit Herrn Hoffmann,
der hat für seine Edelstahlrahmen offenbar auch eine höhere Zuladung
genehmigt bekommen.....irgendwas geht immer........

Entengetriebe original

So läuft die Kraft original im 2.Gang...........

....und so nach dem Umbau.....

.......Das blieb übrig.....

..........das Ergebnis!!!!!!!!

........und das sollte ich Euch auch nicht vorenthalten!
Die Muffe für die Welle meines 11" Still-Motors:

Passt!!!!!!!!!!!!
Leider nicht die beste Videoqualität, aber man sieht,um was es geht!
ich möchte jetzt versuchen, die Muffe zu lagern, und nicht die Motorwelle,
weil das der Einbausituation im Stapler entspricht, und auch, weil so der Motor
viel einfacher aus und einzubauen ist, und die Getriebewelle besser geführt ist.
Es gibt da jetzt kein Pilotlager mehr, und die Welle wird nur noch mit der
Muffe geführt, das reicht aber auch, solange die Muffe nicht noch zusätzliches
Spiel hat. Deshalb will ich die Muffe lagern.Ausserdem will ich vorerst
am Motor selbst keine Änderungen vornehmen, denn ich bin mir nach wie vor
gar nicht sicher, ob der Motor letztendlich wirklich in einer Ente landet.
Dafür ist er einfach nicht die optimale Wahl.
Aber ich will wissen, wie er sich in der Ente verhält!!!!
( und ich habe da noch eine ganz verwegene Idee,
und dazu müsste er er aber auch an ein Entengetriebe ran,
wegen der ganzen Einbausituation, obwohl das dann ganz was Anderes wird!
Ich hab noch einen alten DKW rumstehen, und da würde das Entengetriebe
ohne Änderungen an der Originalsubstanz gar nicht so schlecht reinpassen!
auch das Schaltgestänge und die Motorhalterungen und die Antriebswellen
liegen halbwegs an der richtigen Stelle! Das könnte gehen, ohne auch nur
ein einziges Loch am Fahrzeug zu verändern! Das wäre für mich in diesem Fall
absolute Grundvoraussetzung! ..............nur so eine Idee.........)

Fortschritte beim Elektromotor und Zerlegen eines Entengetriebes

2011-12-30T05:08:00.000-08:00

Vor ein paar Tagen bekam ich ein kleines Päckchen mit zwei Muffen
mit Innenverzahnung DIN 5480 N30 x 1,25 x 22 die von der Firma Karl Georg
für Antriebe von Laufrollen hergestellt werden.

siehe hier: http://www.karl-georg.de/puffer.pdf

Bingo!!!!!!! die Dinger passen wirklich auf meine Motorwelle!
Fotos folgen noch!

Jetzt kann ich endlich weitere Überlegungen anstellen, wie es mit dem
Stapler-Motor weitergehen kann.Zum Einen braucht der eine Lagerung
am vorderen Wellenende.(Da war original die Muffe gelagert und die führte
auch zugleich die Welle, so dass keine seitliche Kraft auf die Welle wirkte.)
Zum Anderen lässt mir die Möglichkeit, den in eine Ente zu zwängen keine
Ruhe....wenn da nicht dieses Drehzahlproblem wäre......dafur reicht in der Ente
der Platz so gerade eben mal aus.Allerdings ist der Motor doch recht schwer
für so ein kleines Auto und zumindest was die kurzzeitige Leistung anbelangt
deutlich stärker als der originale Motor.An ein VW-Getriebe passt der Motor
nicht dran, weil dann die Antriebswelle keinen Platz mehr hat.
aber vielleicht doch????? wenn ich da ein kleines Vorgelege ranzaubern könnte,
dann könnte er etwas nach vorne rücken und die Drehzahl würde auch passen.
Ich denke da z.B. an ein Achsvorgelege vom VW-Bus, und da wäre auch die
Achse schon gut gelagert......nur mal so als Idee.....

Hier hab ich übrigens ein sehr interessantes Foto, das ich aus dem ersten Video von Damien
extrahiert habe, und das zeigt sehr interessante Angaben.......
Zur Erinnerung: mein Still-Motor ist angegeben mit 80V 178A 1400 U/min @60min
und auf dem Bild Damiens Motor, der seinen BMW318 E36 auf 120 bringt.........
siehe: http://www.evbmw.com/ sehr interessant, was der so bastelt!
Das sind praktisch identische Angaben, also liege ich mit meinen Leistungsschätzungen
mal gewiss nicht völlig verkehrt! Das beruhigt!
Sehr interessant ist hier die Angabe für 72 und 80V und die entsprechenden
Drehzahlangaben. Das muss ich mal für 100V hochrechnen!

Damien betreibt diesen Motor mittlerweile mit 192 Headway 40160 Zellen
48s4p das sind immerhin 152V!!!!!!!!

Jetzt schau ich aber erst mal, welche Möglichkeiten mir das Entengetriebe
so anbietet, um die Übersetzung anzupassen, und da sind mir mehrere Ansätze eingefallen:

Plan A: dritten Gang umdrehen
Jetzt werde ich erst mal ein altes Entengetriebe zerlegen und mal schauen, ob ich
da irgendwie die Zahnräder vom dritten Gang austauschen kann von
Untersetzung 2 : 1 auf Übersetzung 1 : 2 (ca.) das wäre ideal, dann hätte ich später
etwa 2500 U/min bei 100km/h.
Wenn das nicht klappt, weil das kleine Zahnrad wohl viel zu klein ist für die
untere Welle (Die Verzahnungen auf den Wellen passen sowieso nicht,
aber wenigstens stimmt der Abstand der Wellen und das Übersetzungsverhältnis)
Das läuft wohl auf Abtrennen und Austauschen der beiden Wellenenden hinaus,
und die obere Welle werde ich wohl komplett durch eine andere ersetzen müssen)
....mir graust schon jetzt..........

........dann muss Plan B herhalten:

Plan B: den zweiten Gang umdrehen:
Wenn ich das Zahnrad vom zweiten Gang auf der oberen Welle mit dem
Eingang (Motorwelle) verbinde indem ich die obere Schaltmuffe teile
und dann oben den zweiten und dritten Gang zugleich einlege und zugleich
unten den vierten Gang einlege, und ausserdem die Zahnräder vom
dritten und vierten Gang entferne (den ersten gang auch) dann läuft die Kraft
in umgekehrter Richtung über den zweiten Gang, und das ginge zur Not auch.
Hier bräuchte ich weniger Teile umzubauen, bzw die Umbauten sind viel einfacher.
ABER: die Übersetzung ist etwas kürzer, und das ist schlecht, weil bei 100km/h
dann etwa 3000U/min anstehen und ich bezweifle, dass mein Motor über
2500, bzw eher schon bei 2000 U/min noch genügend Leistung abgibt um
etwa 100 km/h zu erreichen, wofür seine Leistung eigentlich ganz locker
reichen müsste.So werde ich mich aber dann mit 85 bis 90 begnügen müssen.
Im Bereich um die 50 stehen da ca 20kW zur Verfügung, das ist viel mehr als nötig......
und eine Ente läuft mit 20kW locker 120, aber das wären dann nach dem Umbau
ca. 3600 U/min und so hoch mag der Motor sicher nicht mehr drehen,
auch nicht mit guten 100V (????)

Plan C: den ersten Gang nutzen:
......Nein, das ist nicht gut! das Übersetzungsverhältnis wäre super, aber
der ist gerade verzahnt und zu schwach ausgelegt für Dauerbetrieb.
Ein Wunder, dass der überhaupt zuverlässig funktioniert!

Fotos und eine Getriebezerlegeanleitung kommen demnächst nach!

eine sehr gute Zerlegeanleitung, leider auf Französisch,
aber die Fotos sprechen für sich, die gibt es hier:
http://www.deudeuche-world.com/Tuto/Mecanique/2006-10-demontage-BV/page1.php

Das Entengetriebe ist nicht gerade montagefreundlich, und auf den ersten
Blick sowieso nicht zu verstehen......aber der ganze Aufwand ist wohl nötig,
um auf die starke Untersetzung zu kommen.....
(fast 6000 U/min bei 120 km/h im vierten Gang, der erste geht nur bis etwa 30)
........oder das hat rein historischeGründe, weil Gang 1-3 eigentlich wie ein
"damals" übliches Dreiganggetriebe gebaut sind, wenn man mal die Untersetzung
zum Vorgelege und das Radpaar des dritten Ganges beiseite lässt...
Daher auch das etwas seltsame Schaltbild der Ente, das früher gar nicht so
ungewöhnlich war, weil es einem Dreigang-Getriebe mit zusätzlichem
Vierten Gang entspricht!
Das GS / AMI Super / Visa -Getriebe ist zum Teil auch recht kurz übersetzt,
und da wurde das viel einfacher gelöst..........
ich versuchs mal zu erklären. Das Getriebe hat zwei Hauptwellen übereinander.
Oben kommt der Antrieb vom Motor herein. Die obere Welle ist geteilt.
Die untere Welle geht zum Differential, und auf der unteren Welle ist ein
Vorgelege gelagert, von dem aus der erste (+R) und der zweite Gang wieder nach
oben weggehen (auf die zweite Hälfte der oberen Welle) um dann über die Räder
des dritten Ganges wieder nach unten übertragen zu werden.
Bei den ersten drei Gängen läuft also dir Kraft immer über die Räder des dritten Ganges
von der oberen Welle zur unteren, wobei der dritte Gang gewissermaßen der
"direkte" Gang ist.
So läufts im Einzelnen:

Vierter Gang: Die Kraft läuft von der Eingangswelle zum Vorgelege unten,
und das Vorgelege wird mit der unteren Welle gekoppelt.

Kraftfluss vierter Gang:

Dritter Gang: Die oberen Wellenhälften sind gekoppelt und die Kraft läuft
über die Räder des dritten Ganges nach unten

Kraftfluss dritter Gang:

Zweiter Gang: Die Kraft läuft über die Räder des vierten Ganges nach unten zum
Vorgelege, von dort nach oben auf den hinteren Teil der oberen Welle und dann über
die Räder des dritten Ganges wieder auf die untere Welle zum Differential.

Kraftfluss zweiter Gang:

Erster Gang:Der erste Gang sitzt neben dem Zweiten auf dem Vorgelege.
Das obere Gangrad sitzt aussen auf der Schiebemuffe für zweiten und dritten Gang,
und dient zugleich auch als Rückwärtsgang. der Kraftfluss ist wie beim zweiten Gang,
also erst über die Räder des Vierten nach unten zum Vorgelege, dann nach oben
auf die zweite Wellenhälfte und über den dritten Gang wieder nach unten zur
Ausgangswelle...............

Kraftfluss erster Gang:

Kraftfluss Rückwärtsgang:

Wie ich schon mal sagte, das ist jetzt nicht der offizielle Start
eines Projekts "Elektroente" sondern ich will nur mal wissen, ob das machbar ist.
Die Ausführung mit nur einer festen Übersetzung gefällt mir eigentlich überhaupt nicht.
aber bei einer Auslegung auf 90 bis 100 km/h könnte man damit in Verbindung
mit den Reserven des 11"-Motors wohl durchaus leben........

Da wäre aber auch noch die ganz andere Variante mit einer Übersetzung 1 : 4
auf das original belassene Getriebe zu gehen....... aber das wird dann eine
völlig andere Bauweise, weil dann der Motor oben aufs Getriebe drauf müsste,
und der Schalthebel wo anders hinkäme...........
auch nicht einfacher.........mal sehen, wo das noch hinführt.....

Nachtrag:
Das Getriebe ist zerpflückt, und wie schon vermutet ist die Version mit Umdrehen
des zweiten Ganges wesentlich!!!!!! einfacher zu realisieren.
Für die ersten Versuche reicht das, und dann weiss ich mehr.....
Ich muss mal die Übersetzungsverhältnisse im 2CV4-Getriebe
nachschauen, da ist nämlich das eigentliche Getriebe viel kürzer, aber das
Differential etwas länger übersetzt......mal schauen, wie man damit hinkäme.
Die Innereien passen in ein Gehäuse mit Scheibenbremse rein.
Ein 4er Getriebe ist zwar mittlerweile sehr schwer zu bekommen, aber
man kriegt die schon irgendwo her, wenns denn sein muss.
( ich hab die früher immer gleich entsorgt.........)

nochmal Nachtrag:
Das mit dem 4er Getriebe bringt mir in diesem Fall leider nichts.
Die Zähnezahl des zweiten Gangs ist gleich, da ist die Übersetzung
zum Vorgelege und der Dritte Gang anders. das Differential ist mit
8 : 33 gleich übersetzt.
Es gäbe noch die längeren Differentiale vom AMI8 / Dyane6 / Acadiane
mit 8 :31 so was ist gerade noch aufzutreiben,
das wären dann 96 statt 90 bei gleicher Drehzahl
oder die superseltenen Differentiale sehr früher AMI8 von 1968,
mit 8 :29, aber so was ist nun wirklich nicht einfach mal so zu bekommen.
Das wärs natürlich! das macht gerade mal den kleinen Unterschied
von 102 statt 90 bei gleicher Drehzahl aus
ich habe zwar noch ein paar 16PS-Getriebe, die müssten auch
8 : 29 am Differential übersetzt sein, aber so eins bau ich nicht um,
die sind viel zu schade zum Basteln und die Teile passen wohl eh nicht ins
Scheibenbrems-Getriebe-Gehäuse. An diesen alten Getrieben ist fast jedes Teil
anders, und die untere Vorgelegewelle ist da gleitgelagert.

Aber mir ist da auch noch was völlig anderes aufgefallen:
Wenn man dem Entengetriebe einen zusätzlichen Wellenausgang bzw Eingang verpassen
möchte, dann geht das viel besser an der oberen Welle!
Deshalb setzen die meisten Allradumbauten hier an, und auch weil man von hier aus
oberhalb des Achsrohres Platz hat, wenn man die hintere Getriebeaufhängung
entsprechend modifiziert.

Allerdings ist hier das Drehzahlniveau recht hoch ! Hier ist immer der dritte Gang drin!
Das können bergab durchaus mal gute 8000 Umdrehungen sein!

Die Verzahnung auf der das kleine Rad des dritten Ganges sitzt
geht noch durch das Lager hindurch, bzw. das obere hintere Lager
sitzt direkt auf der Verzahnung. Hinzu kommt noch die Tatsache,
dass man das obere Rad des dritten Ganges durch das Loch des
oberen Lagersitzes ausbauen kann, ohne das Getriebe ansonsten zu zerlegen.
Die Verzahnung im oberen Zahnrad ist ziemlich lang, ca 4 cm, es sollte also
kein Problem sein das Zahnrad ein bisschen zu kürzen und ein zweites in Verbindung
mit einer anderen Lagerung auf die Welle zu setzen
Da lässt sich also durchaus ein funktionsfähiger Adapter basteln,
über den man hier einige kW übertragen kann.
Die Verzahnung ist im Übrigen exakt die gleiche, wie die
Mitnehmerverzahnung der Kupplungsscheibe!
Das reicht also locker für die zu übertragende Leistung!
Man braucht auch nicht gleich mehrere Getriebe zu schlachten, sondern kann
die Mitnehmer von Kupplungsscheiben umarbeiten.
Sehr wahrscheinlich ist das sogar eine "handelsübliche" Verzahnung.......
Da sollte man mal nachforschen! Auf alle Fälle steht folgendes fest:
Die Verzahnung hat aussen exakt 20mm wegen des Lagers,
hier gibt es zwei Möglichkeiten, je nach dem, wo die Welle bzw
die Verzahnung geführt wird, entweder an den Flanken oder eben
dann wie hier aussen.
(Sonst wären das hier etwa 1/10 weniger bei ansonsten identischer Verzahnung)
Meine Vermutung deshalb: DIN 5480 N20 x 1,0 x 18
(Da bin ich mir mittlerweile sogar sehr sicher)
Wenn das so ist, dann ist die Verzahnung auf der Differentialwelle
wohl auch nach DIN 5480, aber das habe ich nicht nachgemessen,
weil ich da nichts damit vor hatte.
(ich mag das Getriebe jetzt aber nicht nochmal komplett zerlegen)

Die obere Welle zu nutzen ist auch nicht einfacher,aber mechanisch viel sinnvoller,
als die untere Welle zu nutzen.
Diese muss zum Einen pefekt eingepasst sein wegen der Kegelräder im Differential
und zum Anderen ist die Welle zwar stärker,
aber im Lager aussen nicht verzahnt- da ist nur eine einzelne Nut drin.
Ich habe einige Zeit rumüberlegt, obwohl ich in dieser Richtung absolut
keine Pläne habe, aber es wäre wohl durchaus machbar, da sogar einen
mehr oder weniger permanenten Allradantrieb mit Mitteldifferential
unterzubringen, wenn man gewissermaßen den Dritten Gang doppelt
ausführen würde.Der Platz könnte sogar reichen!!!!
Oben ganz gewiss, Das Problem liegt unten, da muss die Schaltklaue des vierten Ganges
auch weiterhin funktionieren, das wird sicher sehr eng,
aber ein paar mm lassen sich da sicher noch finden!
Das ist alles ziemlich massiv ausgeführt!
Das obere Zahnrad fest auf der Welle wie bisher, aber das untere müsste drehbar
sein und auf einem zweiten sitzen, das mit der unteren Welle verbunden ist.
Die Schaltklaue des vierten Ganges wäre auf dem Drehbaren Rad.
Oben müsste eine Welle auf der inneren Verzahnung stecken und zum
Mitteldifferential gehen und innen mit den Zwischenrädern verbunden sein.
Vom Differentialausgang geht eine hohle Welle wieder zurück zum
Getriebe auf das hintere (zusätzliche) 3.Gang Zahnradpaar und so auf
die Differentialwelle.

Wenn das mit der Schaltmuffe des vierten Ganges nicht klappt, dann gäbs noch eine
weitere Möglichkeit, die untere Welle komplett so zu lassen wie bisher,
und alles oben umzubauen. Allerdings wäre dann der Allradantrieb im vierten Gang
ausgeschaltet, aber da braucht man den doch eigentlich eh nicht..........
So wärs nochmals einfacher umzubauen!Vor Allem könnte das Getriebe
"zusammen bleiben"!

Mit dem oberen Lager und der Verschraubung
müsste man sich "was einfallen lassen", aber das geht schon irgendwie,
und der Tachoantrieb wäre wohl besser am Mitteldifferential
vorzusehen........ Das wäre mal ein Projekt.......
aber nicht jetzt.........

Sehr viele Daten zum Thema Citroen-Getriebe gibt es auf der Seite des leider
vor einigen Jahren tödlich verunglückten Jeroen Cats aus Holland nachzulesen:
eine wirklich tolle Seite mit allen Infos zum Thema Citroen und
allen irgendwie möglichen Umbauten und Modifikationen!

http://www.cats-citroen.net/citroen_atypes/enginegearbox.html

Frohes Fest!

2011-12-21T07:08:00.000-08:00

Ich wünsche allen die hier vorbeischauen ein frohes Fest
und ein gutes neues Jahr!

Jetzt ist erst mal ein bisschen Weihnachtsurlaub angesagt,
aber an Erholung ist da nicht zu denken.....
hier ist einfach viel zu viel liegen geblieben, das erst mal
aufgearbeitet werden muss.

Ein paar Dinge am Rande:

Franzbox V2:
mal sehen, die Platinen habe ich jetzt nicht mehr
geändert, die sollten so passen, wie sie sind.
Vielleicht werden bis mitte Januar mal ein paar in Auftrag gegeben......

Messmodule:
Das schaut sehr gut aus! grundsätzlich passt die Schaltung,
am Programm kann man noch viel verbessern, aber das sind dann
reine Software-Geschichten.
Bitte verlagt keinen Zeitplan von mir.... ich denke aber, dass noch
im Januar eine Kette aus einigen Modulen zum Testen fertig
sein wird. (Handverdrahtete Lochraster-Prototypen)

Mein 11"-Elektromotor aus einem Stapler:
Hier bin ich ein entscheidendes Stück weiter gekommen!
Die Verzahnung der Welle kann nur W30 x 1,25 x 22
nach DIN 5480 sein! und dafür bekomme ich demnächst
ein paar Muffen! dann werde ich das Ding mal lagern und
laufen lassen können!
Der Motor ist angegeben mit 80V 178A für 60min!
bei 1400 U/min.
Wenn man das mal mit den Angaben des Warp11 @ 75V
vergleicht, dann sieht das Drehzahlverhalten offenbar sehr
ähnlich aus. Ich erwarte einiges an Leistung von dem Ding,
etwa die Hälfte eines Warp11 würde ich schätzen.
....und ein enormes Drehmoment.........
aber die Drehzahlen sind wirklich auf sehr niedrigem
Niveau.....Da reicht wohl sogar eine feste Übersetzung,
weil sämtliche Getriebe eh viel zu kurz übersetzt sind.
Ob ich es schaffe, ein Entengetriebe derart
umzustricken, dass die Übersetzung passt, ist fraglich,
und für einen Golf ist der Durchmesser zu groß.........
Da bräuchte ich einen leichten, lang übersetzten Hecktriebler,
der mit ca 30KWfür 15min gut voran kommt..........und mit
ca 2500 U/min auf der Kardanwelle gute 100 läuft.......
Weiss jemand zufällig die hintere Übersetzung eines älteren
Subaru Justy.......????????? oder Golf Syncro.....??????
Escort 2 oder Capris bzw Opel Olympia (B-Kadett 1,6l)
gibts leider nicht mehr, mal sehen....hier eilt gar nichts....

Auswertung der empfangenen Daten aus dem Messmodul

2011-12-09T11:25:00.000-08:00

Ich will mich hier heute nur mal möglichst kurz fassen,

aber vorhin habe ich die Auswertung der Daten aus meinen
Einzelspannungs-Messmodulen in den Grundfunktionen
zum Laufen gebracht.Bisher war nur ein einzelnes Messmodul
am Auswerte-Rechner, da konnte ich den Messwert
direkt aus der seriellen Schnittstelle übernehmen.
(Da reichte es zu schauen, ob der Wert >14 war)
Ich musste also nicht erst einen bestimmten Wert aus einer
Zeichenfolge herausfiltern. Darum geht es heute.
Diese Auswertung ist eine Art "Nebenprodukt" der Curtis 840
Simulation. Da stand ich vor fast dem selben Problem, und ich
hatte mir das wesentlich schwerer vorgestellt, als es dann letztendlich
war, und am Ende waren das nur wenige Programmzeilen........
Hier kommt noch hinzu, dass ich verschiedene, bzw jedes Zeichen des
String einzeln verarbeiten muss, aber das ist auch nicht weiter tragisch.

Nochmal ganz kurz von vorne erklärt:

Meine Messmodule liefern einen Datenstring, also eine Zeichenfolge
bei der jedes Zeichen bzw die dazugehörige Zahl als Byte je einem
Messwert entspricht.
Das klingt jetzt ein bisschen kompliziert, aber es macht mir die
Verarbeitung einfacher.(zumindest beim derzeitigen Wissensstand)
Sicher geht das auch noch eleganter (??) per Array und ohne die ganzen
Umwandlungen in den Print-Befehlen, aber so ist das einfach viel
leichter zu verstehen. Das Zusammenstellen des String und das
Einfügen der ganzen Messwerte klappt bereits sehr gut!
.......und ob es dann auch so einfach ist, alle Zeichen eines Array
der Reihe nach seriell zu verschicken, das sei mal dahingestellt!
Zur Zeit wird ganz einfach der String verschickt, und das funktioniert!
Ich habe schon ein wenig rumexperimentiert, aber da ich in meinen
Messmodulen mit "Software-Schnittstellen" arbeite, sind die nicht
zuverlässig in der Lage gleichzeitig zu senden und zu empfangen.
Wenn ich mit einem String arbeite, dann wird der komplett gesendet
und empfangen, ohne dass sonst noch was läuft und dehalb klappt
das hier, und alle anderen "schnelleren" Methoden waren bisher
einfach zu schnell.........deshalb vorerst die String-Methode!
Beim Atmega oder anderen Typen mit "richtiger" serieller Schnittstelle
und der Möglichkeit, den Ein und Ausgang zu puffern sieht das
natürlich ganz anders aus! Ich brauche aber unbedingt die interne
Referenz von 1.1V und den Betriebsspannungsbereich von 1,8-5,5V
und da ist halt der ATtiny 24V ideal. Der hat genug Pins und
macht seine Sache recht gut. Wenn man nur messen möchte,
bzw ggfs einen Oszillator statt dem Quarz bzw Resoator einsetzt,
dann ginge sogar der ATtiny 25. Die ATtinys sind alle (?) auch in
SMD erhältlich, und da sogar billiger als im DIL-Gehäuse,
und die liegen alle preislich sehr nah beieinander (ca.2 Euro), so dass es ausser
dem Formfaktor eigentlich keinen wirklichen Grund gibt, sich mit
einem zu kleinen Baustein "die Zukunft zu verbauen"
Ich werde also beim 24er bleiben, aber meine Module wohl in SMD
planen, weiterhin mit "String" arbeiten und mir die Sache so möglichst
einfach machen.Die Rechenleistung genügt, und es scheint so zu klappen.
Das schliesst natürlich nicht aus, dass ich in zukunft mal das Verfahren ändere,
aber jetzt möchte ich endlich mal ein funktionierendes System auf die
Beine stellen und das auch mit der "Franzbox" kombinieren.............

Ich bekomme also eine Zeichenfolge mit so viel Zeichen wie Messwerten.
(die Steuerzeichen sind da bereits entfernt bzw im
Auswerterechner gar nicht erst in den String eingefügt)

Bei 45 Zellen wäre das ein String aus 45Zeichen

Die Umwandlung eines solchen String in einzelne Werte ist in Bascom
relativ einfach.
Da ich momentan nur ein einzelnes Messmodul betrachte interessiert
momentan nur der letzte Wert.
Um flexibel zu sein, und weil das auch später interessant ist
ermittle ich zunächst mal die Länge des String.
(Das will ich später auch als minimale Plausibilitätsprüfung einsetzen)

Der String hat bei mir die Variable S3
für die Länge habe ich die Variable Lang definiert.

mit Lang = Len(s3) ermittle ich die Länge des String

Nun möchte ich das letzte Zeichen des String in die Variable Ceinl schreiben
Das erledigt der Bascom-Befehl Ceinl = Mid(s3 , Lang , 1 )

(Mid holt Zeichen aus einem String und zwar in diesem Fall
aus String s3 , ab der "lang"-ten Stelle ein Zeichen)

Ich brauchealso statt "lang" nur die gewünschte Zelle anzugeben und bekomme
deren Messwert aus dem String herausgeholt.
Allerdings noch als das jeweilige Zeichen laut Ascii-Tabelle.

Das ist aber kein Problem, und mit Einl = Asc(ceinl) schreibe ich
deren "Wert" als Byte in die Variable Einl

Wie schon gesagt, man könnte mit den empfangenen Bytes
(alle Zeichen werden ja als Byte über die serielle Verindung
geschickt) auch ein Array füllen und die gewünschten Werte
dann da rauspicken, aber das mache ich ein andermal.

Jetzt bin ich erst mal froh dass es schon mal so funktioniert,
und das auch mit etwas längeren Strings (mit einigen Dummy-Werten,
die ich als simulierte Module bereits im Auswerte-Rechner generiere)
Für heute reicht mir das aber, und als nächstes werde ich erst mal ein paar
Messmodule mehr aufbauen und mal untersuchen, wie schnell eigentlich die
Übertragung abläuft, und wie lang der String sein kann, bis es Probleme gibt.
Ich habs noch nicht mit dem Oszilloskop gemessen, aber bei zuletzt
20 Byte blinkt eine LED an der seriellen Leitung nur ganz kurz,
geschätzt noch deutlich unter 1/10 sek. also sind 50 Byte
wohl auch in der Größenordnung einer zehntel Sekunde zu übertragen.

Das waren also dann wohl so zwei bis vier Sekunden um alle ca 50 Zellen
auszulesen...........mal sehen, ob meine Schätzung stimmt!!!!

Hier ein kleines Video.... Wenn die LED kurz leuchtet sind das

50 Byte bei 2400Bd ; der kurze Blitz dazwischen ist der

Lesebefehl , das kann man gar nicht jedesmal sehen,

das ist zu schnell für die Kamera

Nachtrag vom 14.12.2011:
Mittlerweile läuft das Messmodul seit fast zwei Wochen im Dauerbetrieb.
Ich habe daran ganz bewusst nichts mehr verändert, und mache meine
"Spielereien" am Auswerte-Rechner. (Atmega48 auf dem STK500)
Das Messmodul bekommt mittlerweile Strings von 50 Zeichen Länge,
(Anm.: 68 Zeichen wurden inzwischen werfolgreich getestet)
also etwa der beabsichtigte Maximalausbau eines "Messpfades"
(Mehr geht derzeit nicht, der String ist nicht länger definiert,
das teste ich mal in einer ruhigen Stunde, wie weit man notfalls gehen
könnte, aber 50 ist genug.... Wenn noch mehr Zellen zu überwachen
sind empiehlt es sich, das Ganze in zwei Pfade aufzuteilen
und getrennt zu übertragen und auszuwerten)
Ich musste dazu allerdings schon jetzt ein klein wenig
an den zeitlichen Abläufen herumkorrigieren.
Das Lesesignal (die 0000 0001 ) wurde etwas zu früh rausgeschickt und
ging dann wohl irgendwo verloren, so dass das Lesemodul nicht mehr
zuverlässig gemessen hat.Und wenn nicht eingelesen wird, bleibt der
letzte Wert im Speicher,das ist gemein! Ein "hängender" Messwert!
da muss ich noch nachbessern und den Messwert nach dem Senden
einfach mal auf 0 setzen, damit das in Zukunft sofort auffällt und zu einer
Fehlermeldung führt! Lieber mal eine Fehlermeldung zuviel,
als ein im "grünen Bereich" hängengebliebener Messwert.

Nachtrag 16.12.2011:
Das Messmodul läuft und läuft und läuft...........
Die drei Mars AA 2100mAh Zellen vom Penny haben fast zwei Wochen
durchgehalten, bis sie leer waren. Der Messwndler lief bis nur noch etwa
1,6V anlagen, aber beim vorsichtigen wiederaufladen begann er erst bei
etwa 2,3V wieder zu laufen. Da muss ich mir mal die Fusebits genauer
anschauen. (Die sind noch im Auslieferungszustand)
Mir fehlt im Augenblick die nötige Zeit, um effizient weiterzuarbeiten.
Aber im Großen und Ganzen schaut alles gut aus!
Die Geschwindigkeit sollte reichen, und die Messmodule kommen mit
Strings aus 50 Zeichen zurecht.Das reicht!
(kleiner Nachtrag v.19.12.2011: Ein String von 68 Zeichen klappt auch,
nachdem ich die max. Länge im Messmodul einfach mal auf 70 Zeichen
erhöht habe.)

Was ist sonst noch dringend zu ändern???????

1.: Rücksetzen des Messwertes in den Modulen nach dem Absenden.
So wird ein "hängenbleiben" des Messwertes vermieden.
(19.12.2011: Ich habe einfach mal die Einleseroutine nochmal
nach dem Seriellen Senden eingefügt das klappt auch,
aber eine Kontrolle ist nicht möglich, nullsetzen des Wertes
teste ich auch noch, aber ein andermal, heute fehlt die Zeit.....)

2.: eventuell ein anderes Stopbyte verwenden.
Wenn ich das letzte Semikolon im Print-befehl weglasse, dann wird
automatisch ein Linefeed gesendet und ich spare noch ein paar
Programmzeilen. bringt nicht viel, aber die Strings sind so auch besser
PC- und Arduino-kompatibel......ich werds mal ausprobieren!

3.: Kalibrierung der Module
Die Kalibrierung muss in die Module verlagert werden.
Mal sehen, wie ich das am elegantesten hinbekomme.
ob ich dafür wirklich einen Steuerbefehl "opfern" sollte,
oder nur eine anzupassnde Variable ins Programm einbaue,
Die Qualität der AD-Wandler ist recht gut, aber die interne
Referenzspannung ist von Chip zu Chip leicht verschieden.
(19.12.2011: von Bruno kam der Vorschlag, beim Programmieren
gleich eine definierte Spannung anzulegen, und die zu messen,
wenn das EEprom noch voller FF steht, und dann den Korrekturwert im
EEprom abzulegen! einfach, aber genial!Das geht automatisch, und
der Eingangsspannungsteiler wird auch gleich mit abgeglichen bzw.
beim Abgleich mit berücksichtigt.Das brauchen dann auch keine
0,1% Messwiderstände sein!)

4.: Balancer-Funktion:
Ich werde vorerst mal nur einen "oben"-Transistor + Shunt
vorsehen, und die Leistung recht gering dimensionieren, damit da
nichts heizt. so 2,5 Ohm / 10Watt sollte reichen.......
Ich denke da an etwa 1A Balanzierstrom wenn der erste
Balancer einschaltet.

5.: Grundsätzliche Gestaltung
Leute, sagt Bescheid, wie es Euch besser gefällt!
Einzelne Platinen je Zelle oder ein zentrales Gerät
oder aber auch kleinere Einheiten mit je acht (?)
oder zehn Messwandlern in einem Modul (mein Favorit)
So etwa wie das bisherige "Franz-Box-Gehäuse"
Da hätten 12 Klemmen platz, das reicht aber nur für 9 Zellen
also doch nur acht ????

....möglich ist fast alles......man muss nur wissen, was man haben will.......

.....und kleine Bemerkung am Rande.....im Auswerte-Rechner läuft noch
"ganz nebenbei" schon eine Umsetzung eines Spannungswertes in drei PWM-Signale
( mit 8kHz bei 4MHz Takt) und ich habe mir einen IR2130 besorgt sowie einen
sehr hübschen kleinen IGBT der aus drei Halbbrücken à 25A @ 1200V besteht.........
Da werde ich mal irgendwann einen "Charger-Versuch" starten, aber das wird dann
eine andere Geschichte........aber ich finde, das gehört genau hier mit reingepackt!
Nicht das BMS muss den Charger steuern, sondern das BMS sollte gleich
auch der Charger sein.........und irgendwann verschmilzt dann der
Controller auch noch damit....ist doch eh fast das Gleiche......und alle Anschlüsse
wären dann auch schon an einem Ort..........

Mein Traum wäre eine schöne Kiste, die nur noch an die Akkus und den Motor
angeschlossen werden muss.........alles Andere ist fertig da drin vormontiert!
Das bauen noch nicht mal die Chinesen.....warum nicht??????????
obwohl ich schon den Trend festgestellt habe, den Controller in den
Motor zu integrieren. (Das fiel mir "neulich" auf der E-CARTEC auf!!!!)

Erstmals wirklich mit dem ATtiny24-Messwandler gemessen

2011-11-24T13:45:00.000-08:00

Heute wars soweit!
Der ATtiny24-Messwandler hat erstmals nicht nur Reihen aus Bytes
übertragen, sondern auch mal wirklich selber eine Spannung gemessen
und übertragen.

Da ist noch nicht an der Auswertung gefeilt etc,
sondern nur mal ganz grob die Übertragung an sich getestet.

Der Wert wird hier im Empfänger umgerechnet und angepasst, das muss später
natürlich im Messwandler abgeglichen werden, aber so gings jetzt
einfacher und zum Testen reicht das auch.
Später muss natürlich auf die Zahl aus dem Messwandler Verlass sein!
Jeder Abgleich bzw jede Korrektur muss vor der Übertragung erfolgen.

Der Wandler hat das "Daisychain-Programm" drauf, das ich kürzlich mal ganz schnell
getippt habe. (Natürlich war noch ein kleiner Fehler drin....vielleicht findet ihn jemand...;-).....
eine Variable ist zu klein definiert....das passiert schnell mal......)

aber jetzt funktioniert das!

Anmerkung vom 26.nov.2011:

Die Startzeichen haben sich geändert! eventuell gibt es noch eine Änderung!
Neuester Stand:
"1" Wird ohne Verzögerung durchgereicht und löst in jedem Messmodul
eine Spannugsmessung aus
"2" ist das neue Startbyte und startet in Kombination mit "3"das Auslesen der
zuvor mit "1" erfassten Messwerte.
Sinn und Zweck ist, die Messwerte zeitlich möglichst knapp zusammen zu haben.
Der rest bleibt sinngemäß gleich

Der Auswerterechner schickt zuerst den Lesebefehl (1) der so schnell wie möglich an alle
weitergeleitet wird und in jedem Modul eine Messung auslöst, aber noch keine Übertragung
danach schickt erein Startbyte (2) raus und auch gleich ein Stopbyte(3)
es ist ja noch kein Messwert im String.
Der Messumformer erkennt zunächst die "zwei" und setzt seine "Datenzeichenkette"
auf 0
Dann schreibt er die "zwei" also ein Byte mit Wert 2 als erstes Zeichen rein
und ergänzt die Zeichenkette um jedes empfangene Zeichen, bis die "drei" (3)
kommt.
Wenn die 3 empfangen wird, dann schreibt der Messwandler den zuvor ermittelten Messwert
als Byte als zunächst letztes Zeichen in die Datenzeichenkette,
und dann noch das Stopbyte, die drei (3) in die Zeichenkette, also den String aus Startbyte,
je ein Byte pro Messwert und am Ende ein Stopbyte.
Dann wird der String seriell weitergesendet zum nächsten Messwandler, und der
fügt seinen Messwert dazu..........
Am Ende kommt eine Zeichenkette von z.B. 48Byte bei 46 Zellen raus.
Jedes Byte (ausser dem ersten,das immer 2 ist und dem letzten, das immer 3 ist)
entspricht dem Messwert einer Zelle

Bei der Übertragung kann man noch einiges verbessern, aber das hat in den ersten
Versuchen noch nicht ganz so wie gewünscht funktioniert.
Eigentlich bräuchten die Zeichen gar nicht zwischengespeichert werden, aber aufgrund
Software-Schnittstellen klappt es nicht, gleichzeitig zu empfangen und zu senden.
Ein Zeichen geht noch, aber wenn der String kommt, dann folgen die Zeichen zu
schnell hintereinander, und gepufferter Empfang bzw Senden klappt hier auch nicht.
Wie man beim Senden des String pausen zwischen den Zeichen einfügen kann
weiss ich noch nicht,aber das würde letztlich auch zu lange dauern
aber man braucht hier auch gar keinen String erzeugen.
Es ist aber nicht so toll mit 50 Variablen zu arbeiten, deshalb brauche ich hier ein Array
und müsste dann die Zeichen einzeln rausschicken, und sofort weiterreichen.
Wenn die Zeichen in einem kurzen Abstand gesendet, aber sofort weitergeleitet werden,
dann machen ein paar Millisekunden zwischen den Zeichen des String nicht viel aus.
Wenn aber der String immer erst gesammelt, dann ergänzt und dann erst gesendet wird.
dann multipliziert sich das ganz gewaltig, und bei gut tausend zeichen macht eine
Millisekunde schon eine gute Sekunde zusätzlich aus.......
aber da brauche ich erst einen besseren Versuchsaufbau, bei dem ich zum Umprogrammieren
nicht jedes Mal den Baustein umstecken muss

Ich habe einfach mal die Werte 1 bis 14 für Befehle und Meldungen reserviert
und so kann ich jetzt mal von ca 63mV bis zur Referenzspannung von ca. 1,1V
messen. Diese Messung erfolgte ohne Eingangsspannungsteiler und der Wert wurde
wie oben schon erwähnt im Empfänger umgerechnet und angepasst.
(Das ist jetzt nur für Testzwecke so,weils einfacher ging,da der Empfänger im
STK500 steckt und direkt umprogrammiert werden kann.

Das Anreihen der Byte funktioniert auch, das habe ich

schon zuvor erfolgreich getestet.

Weiter geht es demnächst dann mit dem Weiterreichen

der Daten zum nächsten Messwandler in der Kette.

Das will ich dann mit einem "open Collector - Transistor

und Pull-Up zur nächsten Zelle machen.

Dass die Übertragung per Isolator bzw Optokoppler

zum ersten und Letzten Messmodul funktionieren sollte

nehme ich einfach mal als selbstverständlich an.

Ach ja eh ichs vergesse... der ATtiny läuft jetzt mit 4MHz

Das reicht bei 2400Baud um alle Zeichen zu verarbeiten

und auch die Spannung zu messen.

Der "Software-UART" ist recht rechenintensiv, und

ich konnte da bisher noch keinen Empfangspuffer

aktivieren, weil der Speicherplatz zu knapp ist.

Vielleicht gehts mit dem ATtiny44..... der ist auch kaum

teurer und hat halt doppelt so viel Speicher........

Aber eine Zeichenkette von 50Byte ist auch mit
2400 Bd schnell mal übertragen.

Da ist alles drauf, um eine Zelle zu messen, und es sind noch einige Pins
frei, mit denen man noch so manches machen kann......

Ein paar Ni-MH-Akkus sind gut zum Testen geeignet, die gehen von 2V - 4,6V ohne zu explodieren

Die Übertragung der Daten über den ADUM läuft inzwischen auch schon.
Bei den ersten Versuchen mit einem einzelnen Modul konnte ich das direkt anklemmen,
aber später muss das Signal zum ersten Messwandler getrennte Wege gehen.(Optokoppler)
Hier sieht man, wie winzig der ADUM5241 in Wirklichkeit ist! Ein zweikanaliger Isolator.
(Das linke IC) Der hat einen DC-DC-Wandler drin für 5V 10 mA und zwei isolierte Datenkanäle!
Je einen in jede Richtung, also ideal für RS232.
Die Ausgänge schalten aktiv, also kein Pullup etc nötig !!!

Etwa so habe ich das mit dem ADUM und dem Optokoppler
geschaltet. (nur eine schnelle Skizze, aber den Sinn sollte man so verstehen)

Das größte Problem der ganzen Datenübertragung ist die geringe Spannung bei
leeren Akkus! mit knapp 2V (der ATtiny 24V läuft ab 1,8V; derart leer sollten die
Akkus niemals werden, aber unter Last kann das schon mal passieren)
kann ich weder den Adum noch einen Optokoppler
ansteuern. Da leuchtet noch keine LED so richtig. ich bin daher auf die Spannung
aus dem Adum angewiesen. Zum Auslesen der Daten verwende ich die 5V
des Adum für den Pull-up des letzten Übertragungstransistors. so habe ich
ein sauberes Signal. Der Transistor braucht zum Schalten 0,7V aus dem
ATtiny, das geht noch ohne Probleme.Hier ist kein Mosfet geeignet.
Die Übertragung zum ersten Messmodul läuft über einen Optokoppler.
Die Versuche, den auch gleich vom Adum aus zu betreiben waren
nicht ganz so gut verlaufen, wie erhofft, aber das macht nichts.
Der Adum ist dafür einfach etwas zu schwach, und soll ja nur
Signale übertragen und isolieren, aber nicht gleich LEDs versorgen.
(obwohl die angegebenen 10mA hier erstens reichen müssten
und zweitens nicht überschritten waren, aber was solls.....)
Eigentlich kann ich den Optokoppler auch direkt vom Steuerrechner
aus ansteuern. Das ist kein Problem, zumal das erste und das letzte Messmodul
unter Umständen weit voneinander entfernt sein können.
und die Daten sowieso auf ganz unterschiedlichen Wegen laufen werden.
(Die Frage ob Module auf jeder Zelle, oder ein zentrales Gerät ist noch
völlig offen. möglich ist beides, vielleicht bau ich auch beides........)
Die Übertragung zum ersten Modul per Optokoppler ist übrigens inzwischen
erfolgreich getestet und für gut befunden worden. (01.12.2011)

Der Testaufbau......
Drei Ni-MH Akkus vom Penny haben auch so cirka 3,5V das tuts zum Testen!
Der ATtiny wird direkt vom Akku versorgt, wie später auch
Das blaue Ding ist ein Resonator (nicht so exakt wie ein Quarz, aber es reicht)
Der kleine Transistor ist der, der das Signal zur nächsten Messeinheit
weiterreicht. (Der Pull-up hängt halt jetzt noch hier an 3,6V dran,
unt interessanterweise kann mein USB-seriell-Wandler und auch der
Max232 auf dem Evaluation-Board dieses Signal noch erkennen
Das wird aber zukünfig als TTL-Pegel weitergeleitet, dazu muss ich die Signale
im Wandler invertieren gegenüber dem momentanen Zustand)
und als Spannungsteiler nehme ich recht gerne Widerstandsnetzwerke.
mit einem gemeinsamen Pin. Weil es hier nur auf das Verhältnis der
Widerstände ankommt sind die meist sehr genau!

Ich habe noch versucht, das Programm zu verbessern, aber das
brachte nicht den gewünschten Erfolg. wegen der "Software-Schnittstellen"
ist Duplexbetrieb nicht möglich! (gleichzeitig senden und empfangen)
Ich muss also weiterhin erst den String "sammeln", dann den Messwert
dranhängen und dann den kompletten String zur nächsten Einheit
weiterreichen. Das dauert halt einen Moment! ich kann noch nicht recht
abschätzen, wie lange die gesamte Übertragung dauern wird.
Das ist nicht weiter schlimm, aber das hat einige Zeit gekostet!
Wie ich dieses Übertragungsproblem gelöst bekomme ist noch unklar,
Nehme ich einen ATtiny, dann gibt es keinen, der zugleich AD-Wandler und UART
drin hat.Ich würde aber sowieso lieber mit Soft-UART arbeiten, weil ich da
nach Belieben die Signale invertieren kann. Bei Hardware-UART geht das nicht.
aber der Transistor invertiert nun mal das Signal. da bräuchte ich dann einen Treiber
der aus 2 - 4,5 V am Eingang 4 - 9V am Ausgang macht, ohne zu invertieren.
( ich muss das Signal ja zur nächsten Zelle weiterreichen)
Das könnten z.B. kleine Mosfet-Treiber recht gut (TL 4432 etc) aber mit der
niedrigen Spannung einer leeren Zelle mache ich mir Sorgen, ob das noch geht!
Und genau diesen Aufwand wollte ich sparen.......
......da wird mir schon noch was einfallen......
Erst mal ermitteln, wie lange die Übertragung tatsächlich dauert,
wenn ich es so mache wie es jetzt ist, dann wird es sich schon zeigen,
ob es nötig ist derart umzugestalten.

Eben weil die Zeichen von 1 bis 14 (willkürlich gewählt)reserviert sind
und zu Steuerzwecken oder Meldungen genutzt werden sollen brauche ich gar nicht
ständig messen und berechnen etc... sondern kann die Messmodule bei Störungen
einfach unaufgefordert eine Meldung schicken lassen, und dann muss halt mal geschaut
werden wo irgendwas nicht passt.
Wenn dann das Auslesen aller einzelnen Spannungen ein paar Sekunden dauert
ist das nicht weiter schlimm.

Eine kleine Verbesserung ist aber jetzt schon mal drin:
Ein eigenständiges Lese-Signal!
Ich schicke also erst eine 1 die wird gleich weitergereicht
( bei einem einzelnen Zeichen klappt das prima) und löst zugleich
in jeder Einheit auch noch das Einlesen der Spannung aus.
erst dann starte ich mit der Kombination 2 und dann 3 das Auslesen
der gemessenen Werte.
Das dauert insgesamt kaum länger, aber die Messungen erfolgen so
an allen Zellen sehr schnell hintereinander, sind also besser vergleichbar.

Und, nicht uninteressant....die Stromaufnahme liegt bei nur 4mA !!!
und das ohne "Sleep-Mode" ich glaube, das kann ich mir sparen.

Genauigkeit..... Man kann die Module natürlich ganz spezifisch auf
eine bestimmte Spannung hin abgleichen, das hat dann noch nicht mal was mit
Messgenauigkeit zu tun, aber wenn die Messung bei ca 3,5V um
nur wenige mV (ca.5) daneben liegt dann bin ich zufrieden,
das spielt sich auf der dritten Nachkommastelle ab, die später eh nicht
mehr angezeigt wird und das ist besser als 0,5% des angezeigten Wertes.
Ebenso bin ich von der Temperaturstabilität angenehm überrascht!
Wenn ich den ATtiny mit Kältespray misshandle, dann läuft die
Anzeige irgendwo bei -40° um 40mV davon .
Damit habe ich kein Problem! der Unterschied von Raumtemperatur
auf 0° macht etwa 1mV aus (0° ist dann, wenn der Eispanzer
nach der Kältespayattacke schmilzt ;-) ) das ist also alles durchaus
im grünen Bereich!Wie schon erwähnt arbeite ich mit der internen
Referenzspannung des ATtiny24 von ca. 1,1V Diese ist nicht immer
ganz exakt, deshalb muss ich jeden ATtiny den ich zum Messen verwende
unbedingt einzeln kalibrieren. Das war aber von Anfang an klar!
Ich habe aber bisher die Qualität der Referenz noch nie genauer untersucht,
weil ich damit nur in ein paar Sonderfällen Potistellungen ausgewertet habe,
da gings nicht genau, sondern da musste nur der Drehwinkel reduziert werden.
("Gasgriff" für eine kleine PWM-Schaltung)

Noch eine Anmerkung zur Genauigkeit............
Die Genauigkeit der Messung wird oft überbewertet
Nur um die leere Zelle zu erkennen ist es nicht nötig, aufs Millivolt genau zu messen.
ob der Alarm nun bei 2,4 oder 2,5V kommt ist nicht sooooo wichtig,
wichtig ist nur, dass er kommt! die Zellen schwanken in ihrer Spannung unter Last
durchaus mal um ein paar zehntel Volt! um so mehr natürlich, je leerer sie sind!
Die berühmten 2,5V oder so... sind eine Angabe für leere Zellen OHNE Last!!!
Wenn also so eine Zelle ohne Last noch 3V hat und nur unter Last auf 2,5V oder gar 2,4V
absinkt, dann ist das noch nicht problematisch, sondern nur ein Zeichen, dass die Zelle
FAST leer ist. (oder der Strom zu hoch!)
Natürlich muss man darauf reagieren und wieder laden
und auch diesen Betriebszustand vermeiden, aber die Schwelle für einen
sofortigen Alarm braucht nicht bei 2,5V liegen, sondern etwas tiefer,
sonst nervt die Überwachung jedes Mal wenn man aufs Strompedal tritt!
(Das "Mini-BMS" zeigt so mit der Länge der Warnung den Ladezustand
an.........nicht ganz optimal, aber eine pragmatisch einfache Lösung)
Eine dezente Vorwarnung an diesem Punkt mit etwas Zeitverzögerung
macht aber durchaus Sinn! Wenn sich die Zelle nicht mehr SOFORT erholt
ist sie definitiv leer! Der Bereich von fast leer bis gefährlich leer
ist sehr klein, nur wenige Km!!!!!
So lange die Zellen voll sind bringt das Messen der Spannung überhaupt
kein sinnvolles Ergebnis sondern dient nur der Information.
Ähnlich verhält es sich beim Laden. So lange das Akkupaket halbwegs balanziert ist,
haben alle die gleiche Spannung und die Werte driften erst auseinander, wenn
die ersten Zellen so voll sind, dass sie den Knick ihrer Kennlinie erreichen
und "davonlaufen".

Aus diesem Grund bin ich zur Überzeugung gekommen,
dass es Sinn macht das Balanzieren mit einer eher höheren Spannung zu
erledigen als man im Normalbetrieb als Obergrenze betreachtet.
Wenn man die Zellen normalerweise bis z.B. 3,6V lädt, dann geht das wunderbar mit einem
Ladegerät, das eben auf diese Grenze eingestellt ist, und dann begrenzt.
Und wenn das Akkupaket ordentlich (oben!!!) balanziert ist, dann ist an diesem Punkt
jede Zelle auf den gewünschten 3,6V, ohne dass irgend ein Shunt eingreifen muss.
Viele betreiben ihre Akkus ganz ohne Balancer und das geht auch meist gut!
Es ist also definitiv nicht nötig, jedesmal mit der Hammer-Methode aufs
hundertstel Volt mit glühenden Shunts die Zellen "perfekt" zu balanzieren.
Es reicht völlig aus, die Zellen gut zu beobachten und gelegentlich mal
ein bisschen zurechtzurücken, so als eine Art Pflegemaßnahme!
Die Zellen nehmen aber keinen Schaden, wenn man gelegentlich zum Balanzieren
gerinfügig höher auflädt, das aber dann ganz gemütlich mit wenigen Ampere
erledigt, so dass keiner der Shunts wirklich arbeiten muss.
Wenn die oben erwähnten 3,6V der normale Betriebszustand sind, dann kann man
durchaus mal mit 3,8V Balanzieren ohne sich Sorgen um seine Zellen machen zu müssen!
Die halten auch mal 4,2V aus ohne gleich Schaden zu nehmen, nur wirklich gut tut
ihnen das auf Dauer nicht.Aber je weiter oben im Knick man die Zellen balanziert,
desto besser liegen sie nachher beieinander.

Mein mittlerweile schon alter Spruch: wenn es die selbe Zelle ist, die zuerst voll
und auch zuerst leer ist, und alle anderen liegen dazwischen, dann ist das
Gesamtpaket perfekt balanziert.

mfG
Franz

Motor gekauft.........

2011-11-17T05:10:00.000-08:00

Dieser Tage habe ich mir einen interessanten (?????) Motor zugelegt.
Er stammt aus einem Still R60-20-25 (laut Verkäufer)

80V 173A 1400 /min 60min !!!!!!!!! Also gut13KW Dauerleistung
da müssten durchaus noch einige Reserven drinstecken..........
Man geht doch da so in etwa vom Faktor 3 aus (für 5 - 10 min)

Insbesondere die Nenndrehzahl ist sehr niedrig angegeben, aber das darf man
nicht allzu ernst nehmen. Das ist ein 11"-Motor, und so einer gibt halt mal
seine Höchstleistung bei relativ geringer Drehzahl ab. Als Reihenschlussmotor
dreht der aber mit Sicherheit noch um einiges höher! Bei 2000 bis 2500 U/min
dürfte auch noch einiges rauskommen, wenn man die Spannung ein bisschen
höher wählt..... z.B.100 oder 120V.... Das möchte ich aber erst mal grob
ermitteln bevor ich überhaupt ernsthaft daran denke, den irgendwo
einzubauen. Ich möchte eigentlich einen einfachen Prüfstand für
Controllerversuche bauen. So nach dem Motto "ordentliche Bremsscheibe
in Verbindung mit einer Waage und einem Drehzahlmesser"
So dass man den auch mal ordentlich abbremsen kann um ordentlich
Strom fliessen zu lassen. (ohne mehr oder weniger illegal mit einem
nicht ordnungsgemäßen Fahrzeug durch die Gegend düsen zu müssen)
Der Motor hat nicht sehr viel gekostet, da kann man schon mal dran basteln.

Das Ding ist gar nicht soooo schwer, ich kann ihn gerade noch hochheben,
hab ihn aber noch nicht gewogen (gute 60Kg???)

Die Abmessungen etc. sind etwas ungünstig aber das kann
sogar von Vorteil sein, je nach Einbauort halt.

Durchmesser: 28cm also 11"..... passt schon mal nicht an die
meisten Frontantrieb-Getriebe......zumindest nicht an
VW-Polo und Golf (?) Getriebe

Länge: nur 36cm ohne Achsstummel

großes Problem:
Die verzahnte Achse, und kein Lagerschild an der Vorderseite!
Wenn man den wo reinbaut braucht man auch noch eine Lagerung
im Motoradapter..das spart Länge, aber das machts nicht einfacher.

Mal schauen, was ich damit mache.......Das wird jetzt ganz sicher
kein neues EV-Projekt, aber ich brauche ja auch einen Test-Motor
für meine Controller-Versuche etc........ und da ist der gut!

Der würde von der Länge her sogar in eine Ente passen, aber da
müsste ich dann gewaltig im Getriebe zaubern, und eine Kupplung
hat da dann auch nicht mehr Platz????? zumindest keine von der Ente,
da ich hier mit mindestens dem fünffachen Drehmoment rechnen
muss im Vergleich zum normalen Entenmotor.
Dafür dreht der Entenmotor knapp 6000 U/min bei 120 Km/h.

Das passt einfach nicht zusammen..... Es gäbe da zwar einen Lösungsansatz,
aber dazu muss das Getriebe derart umgestaltet werden,
Das ist einfach viel zu viel Aufwand.... andererseits hat aber dieser
Motor derart viel Kraft, dass ich mit sicher bin, dass ihm auch
eine einzige feste Übersetzung reichen müsste um die Ente auf
gute hundert km/h zu beschleunigen. (14Kw bzw ca 19PS
Dauerleistung sollten reichen, ein paar Volt mehr vielleicht,
und so übersetzt dass 1400 U/min etwa 70Km/h entspricht,
das wären dann 2000 U/min bei 100Km/h.
Der Motor hat einen Stapler bewegt, der mit Last über
sechs Tonnen wog, 20km/h schaffte und mit Last
praktisch ständig 10% Steigung hochfahren konnte,
ohne den Motor zu überlasten.Das ist schon was!!!!!!
Ich müsste das Getriebe dann aber umbauen auf eine feste Übersetzung
bzw 3 Gänge und die Zahnräder vom 3.Gang vertauschen von etwa
2:1 auf 1:2 .......ob ich mir DAS antun werde... eher nicht!
(der 4.Gang hat im Entengetriebe eine Sonderstellung,
Das Getriebe ist ein klassisches Dreiganggetriebe mit einem
zusätzlichen vierten Gang, deshalb auch das etwas
eigenartige Schaltschema...Wenn man die Räder des dritten Ganges
ändert, dann wirkt sich das auf die Gänge 1 bis 3 aus, aber nicht
auf den vierten, somit ist es am einfachsten, den dritten Gang anzupassen
und den vierten stillzulegen zumal man die Räder des dritten Ganges
von den Wellen abnehmen kann, was bei den anderen Gängen nicht
möglich ist. ob allerdings das Material ausreicht, das kleine Rad
des dritten Ganges auf der unteren Welle zu montieren,
die untere ist dicker als die obere......
das kann ich jetzt noch gar nicht sagen)

Keine Gänge, keine Kupplung, das ist nicht meine
Philosophie, aber bei DEM Drehmoment könnte das gehen.

Die Leistung sollte locker reichen für etwa 100Km/h.......

Ein 125-15 er Enten-Reifen hat offiziell 1,822m Umfang
macht bei 100Km/h also 914,8 U/min am Rad

Das gäbe dann für 1500 U/min bei 100Km/h eine
Gesamtuntersetzung von 1,64 :1

oder bei 2000 U/min bei 100Km/h
wären das 2.18 : 1

Die ideale Untersetzung dürfte also irgendwo bei 1,6 bis 2,2 : 1 liegen.

Das Differential ist aber 4,125 : 1 untersetzt
in Kombination mit vertauschen 3.Gang-Rädern (13 : 25 = 1,92)
käme also insgesamt 2,14 : 1 raus und das wären dann recht genau
2000 U/min bei 100Km/h.(wenns wirklich nur ein Gang sein sollte,
dann sollte der eher kurz ausgelegt sein!)

Die Zahnräder sind aber nicht "einfach so" zu vertauschen..........
da muss man schon mehrere Getriebe schlachten und
die Zahnkränze und Naben vertauschen also
ausbohren bzw abdrehen/schleifen und aufschweissen........
Da wirds also wohl bei der Theorie bleiben.

Vom Drehzahlverhalten passt dieser Motor besser in einen
Ford T (hab ich nicht...) oder in einen kleinen Traktor
aber den hab ich auch nicht........

Sieht gar nicht so schlecht aus....

Viel gelaufen ist der jedenfalls nicht

Das ist die Achse des Grauens!
Das ordentlich zu lagern wird nicht ganz einfach......
Die Achse war im Ritzel geführt, aber das hab ich nicht!
Das war alles Bestandteil der Staplerachse.
Mal sehen, ob da nicht womöglich irgend eine Radnabe aus dem
PKW-Bereich passt.....Das wäre natürlich Ideal!
Die Welle hat 29,8mm Durchmesser und
22 Zähne...... Das könnte DIN 5480 mit Flankensitz sein,
Modul 1,25 / 30 Wer kennt sich da aus?????
Haben nicht manche OPEL-Modelle so eine ähnliche
Verzahnung?????? (Corsa Tigra Vectra ca 1,2 bis 1,8l,+GSI)
22 Zähne haben die jedenfalls, aber auch 30 bzw 29,8mm Durchmesser ?
Diverse Wartburg und Trabant 1,1 haben auch 22 Zähne
im Antriebswellengelenk, aber nur innen an der Welle,
das bringt mich nicht wirklich weiter!
Der Absatz hinter der Verzahnung hat 32mm.
Das ginge notfalls als Lagersitz, ist aber recht schmal
Der Durchmesser von 29,8 ist ein Problem..... Taper-Lock
scheidet aus, na ja eventuell 32mm und eine Hülse ???????

oder eine Radnabe eines Fronttrieblers ausdrehen und samt Radlager
draufmontieren und noch ein paar Stifte reinsetzen, die in die
Verzahnung eingreifen..... wäre halt ideal, wenns was mit passender
Verzahnung gäbe..........

Ich hab mal versucht, meine Messungen am Entengetriebe
in eine Konstruktion zu verwandeln, nur um zu sehen ob das
so sein könnte..... das ist noch nicht getestet!!!!!
Die Bolzenabstände sind nur grob gemessen,
scheinen aber so konstruiert zu sein!
Ich habe leider keine 30cm- Schublehre um die Abstände
der Bolzen genau zu vermessen.
Die 250mm könnten durchaus auch senkrecht gelten, das macht
so wenig aus, dass ich es nicht messen konnte.....
Und mittlerweile komme ich immer mehr zur Überzeugung, dass
es wohl eher senkrechte 250mm sind, als schräg.
also Vorsicht! aber so würds schon mal Sinn machen

Wenn das schräge Maß 250mm beträgt, wären es senkrecht 249,199mm
Wenn es senkrecht 250mm sind, dann stehen die Bolzen im Abstand
von 250,799mm zueinander.
Ich muss also eine Lehre basteln mit 250mm und 250,799mm
dann weiss ichs endlich............
Die Kurbelwelle sitzt im Zentrum des Kreises durch die Bolzen.

Curtis 840 Display geknackt und eine neue BMS-Idee

2011-10-28T12:02:00.000-07:00

Hallo allerseits!

Ich war in den letzten Wochen nicht untätig, sondern habe einige Dinge
geschafft, die ich eigentlich erst später mal erledigen wollte.

1. Die "Franz-Box" Platine neu aufzulösen (diverse Umverdrahtungen ins Layout;
    ich war beim ersten Layout zu vorsichtig, und manche Dinge ergaben sich erst
    später in der Praxis, deshalb war da zuviel zum nachverdrahten.....)
2. Das Curtis 840 Display zu entschlüsseln, einen kompatiblen Zeichengenerator
    incl Checksummengenerierung dafür zu bauen und die
    komplette (?) Funktionalität auf einem ATtiny2313 bzw einem Atmega48
    nachzubilden.
3. eine womöglich mal praxistaugliche BMS-Schaltung zu entwickeln.

Die bisherige "Franz-Box" scheint sich in der Praxis ganz tapfer zu schlagen,
es sind bisher nicht allzuviele unerwartete Dinge aufgetreten, und Michael
testet das Ding natürlich auch weiterhin.
Aufgrund einer defekten Bordbatterie traten einmal Spannungsspitzen auf,
die einen LEM HASS200 Stromwandler zerstörten. Die Box hat es überstanden!
Sogar die Energie beim Nachladen wird halbwegs gemessen.Das war so
eigentlich nicht wirklich vorgesehen, weil die Messauflösung bei diesen
Stromwerten einfach zu schlecht ist. (ich habe das im Menue einschaltbar gemacht)
Man darf nicht vergessen, dass das eigentlich ein +- 800A -Messgerät ist,
also 1600A Messbereich!!! und wenn man damit Ströme von etwa
20 A misst, dann sind da keine Wunder zu erwarten.
Da habe ich aber auch eine Idee, wie man das noch ein Bisschen
verbessern kann,aber das ist jetzt nicht so wichtig.
( mit der internen Referenz von 2,56V könnte man zumindest die
Auflösung beim Nachladen verdoppeln bzw verfeinern,
wenn man den Eingang mit zwei AD-Wandlern zugleich misst.
entladen im Verhältnis 5:2,56 runtergeteilt wg. der Referenz von dann 2,56V
und das Nachladen geht noch vor dem Teiler an einen zweiten AD-Wandler,
weil ja bei 0A 2,5V aus dem LEM HASS200 rauskommen.
Das sollte eigentlich so klappen und die Auflösung beim Laden verfeinern)
Zu den weiteren Verbesserungen brauche ich mal ein paar ruhigere Tage.
Jetzt sind erst mal die ganzen Umverdrahtungen nachgezogen, die ich sonst
immer machen musste, um den Drehencoder zu betreiben und diverse
andere Sachen, wenn die Platine als Motorsteuerung mit H-Brücke
bestückt wird, und so weiter..............schön wäre es noch, einen
Max232 unterzubringen, aber da brauche ich dann wohl SMD-Bauteile.....

Nun zum Curtis Display:
Das 840er ist ein Display, das von den "besseren" Curtis Controllern
angesteuert wird und einige Werte wie Spannung, Strom,
Drehzahl, Drehmoment, Ladezustand (leider nur für Blei...)
und so manches mehr anzeigt.
Das geschieht über ein LCD-Display mit acht Zeichen und
sechs LEDs ( fünf unten als Balkenanzeige eine oben als Störungsmelder)

Das Display hat nur drei Anschlüsse, +12V, GND und Daten.
Das konnte eigentlich nur seriell sein, weil das auch der serielle Port ist
wo es mit dran hängt, und so war es dann auch!
Die Schnittstelleneinstellungen waren auch sehr einfach,
9600,N,8,1 also gewissermaßen DAS Standardformat.
Schwieriger war dann schon das Übertragungsprotokoll,
aber die Zeichen im LCD-Display werden im Klar-
text übertragen, also hier auch kein größeres Problem.
Jede Zeichenfolge besteht aus 13 Byte.
Ich habe den Datenstrom mal aufgezeichnet, und
versucht, rauszufinden, was da welche Bedeutung hat.
Beim Bestimmen des Anfangs habe ich mich zunächst mal
geirrt, aber was solls........
Es gibt hier nicht die klassischen Start und Stopp-Bytes wieLinefeed etc.
Netterweise hatte mir jemand ein 840er Display für Tests zur
Verfügung gestellt, und so konnte ich dann recht gut ermitteln,
was das für Daten haben wollte.
Anfangs wollte das Ding überhaupt nichts anzeigen, bis ich dann
endlich bemerkte was los war.Ich hatte zwar einige Datenströme
aufgezeichnet, aber die dann einfach in mein Terminalprogramm kopiert,
und da gehen natürlich die nicht druckbaren Zeichen verloren.
Also erst mal die Daten korrigiert, dann gings plötzlich. :-)
Da war dann auch schnell klar, wo das losgeht und aufhört.

los gehts mit 58 ( = : )
dann 83 ( = S )
dann folgt der Text (acht Zeichen)
und die 40 ( = ( )
Dann kommt ein Byte,das die LEDs steuert
(das hat mich anfangs gefoppt, weil das bei all meinen Aufzeichnungen
immer 4 war........drum hielt ich das für das Ende-Zeichen)
und eine Zahl, die ich anfangs für das LED-Byte hielt, die sich dann
aber recht bald als Checksumme herausstellte.

Zuerst habe ich mir einen Zeichengenerator gebastelt.
Das ging recht gut mit einem Atmega48 auf dem STK500 Board,
weil da auch gleich ein MAX232 mit drauf ist.
Da konnte ich die Zeichen einzeln verändern, die Checksumme habe ich
zunächst mal einfach von 0-255 durchlaufen lassen.
Berechnen konnte ich sie anfangs natürlich noch nicht
Damit konnte man aber schon ganz gut spielen, und alle Möglichkeiten testen....
Der Text war kein Problem, und mit den LEDs war auch schnell alles klar.
Die werden vom vorletzten Byte bestimmt und Bit-Codiert geschaltet.
Die ersten fünf Bit steuern die fünf LEDs des Balkens unterhalb des Displays,
Das sechste Bit schaltet die Störungsmeldung (die immer blinkt, wenn sie an ist)
und mit dem 7. und 8. Bit bringt man die erste und zweite LED zum Blinken.
(Die müssen dazu aber mit dem ersten bzw. zweiten Bit aktiviert sein)

Jetzt fehlte eigentlich nur noch die Checksumme...................
Da habe ich einige Zeit damit verbracht, die rauszubekommen,
das war einiges an Rechnerei.........
aber letztendlich wars dann gar nicht so schwer......
Hier werden einfach alle Bytes vor der Checksumme
xor verknüpft (Spaltenweise) 0 + 0 = 0 ; 0 + 1 = 1 ; 1 + 1 = 0
und da man in Bascom auch dezimal dargestellte Zahlen ganz einfach xor
verknüpfen kann wars dann auch ein lösbares Problem.

mit diesen Erkenntnissen war dann der Nachbau der Funktionalität
nicht mehr allzu schwer.........
Das alles passte gerade noch in einen ATtiny 2313,
nachdem ich das Ganze nochmal mit einem komplett anderen Ansatz
angegangen bin, und erst mal alles mit den Zahlen berechnete und daraus
die Checksumme und die Zeichen fürs Display erzeugte.
Der erste Versuch bei dem ich zunächst die Zeichen ordnete und daraus
die Checksumme berechnen wollte scheiterte an den Ressourcen des
ATtiny2313. Im Atmega wäre es sogar auch so rum gegangen.......

Ich werde diese Beschreibung in den nächsten Tagen noch mehrmals
editieren, also schaut mal wieder hier rein.

Hier das Endergebnis als Video:

Ein ganz frischer Vorschlag für ein BMS-System:
Aufgrund der Erkenntnisse beim Auswerten des Curtis-Datenübertragung
habe ich eine ältere Idee wieder hervorgeholt,
wie man das Problem mit der Zellenüberwachung
auf brauchbare Art und Weise lösen könnte.
Mein bisheriges System arbeitete einfach zu langsam,
um mitlesen zu können wurde alle paar Sekunden eine Zelle weitergeschaltet,
und dass die Messwiderstände die Zellen ungleich belasteten war auch ein Problem.
...und dann die vielen Optokoppler, das ging so nicht.......
Ein Byte reicht zur Datenübertragung einer Zellenspannung, da hat man dann
immerhin 0,02V Auflösung, und kann noch ein wenig tricksen, wenn man den
übertragbaren Bereich etwas einschränkt, z.B. 2,2 bis 4,4V was drüber oder
drunter ist,das ist uninteressant.(Dann ists eh schon zu spät....)

Meine neueste (nicht ganz neu, aber das war mir bisher zu kompliziert)
Idee ist, die Messeinheiten und ihre seriellen Schnittstellen in Reihe zu schalten,
an jeder Zelle sitzt ein ATtiny24(oder so....)die seriellen Schnittstellen bilden
eine Kette. Den Potentialunterschied von je eine Zellenspannung zwischen den
Einheiten kann man mit einem Transistor , einem Pullup zur nächsten Zelle
und einem Vorwiderstand am nächsten Eingang überbrücken, da braucht man
noch nicht mal eine "galv.Trennung" . Die braucht man nur am untersten und
am obersten Messwandler. also nur zwei Optokoppler pro gesamtem System......
Der unterste Messwandler kriegt nun einen Startbefehl, er misst die Spannung
und schickt den Startbefehl, den Messwert und ein "Ende"-Zeichen an den
nächsten Messwandler.Der merkt sich das, und hängt statt dem "Ende"-Zeichen
seinen Messwert und das Ende-Zeichen hinten dran.
..... Da gibts doch so ein Spiel mit Koffer packen.......;-)
und am Ende kommt dann eine Zeichenkette aus 50(??) Messwerten und zwei oder
eventuell auch mehr Steuerzeichen raus, die man dann auswerten kann.
So brauche ich nur einen einzigen Draht von Zelle zu Zelle, falls es
als einzelne Module ausgeführt werden sollte, (nicht so toll....zentral ist schöner)
und ein weiterer Vorteil ist, dass alle Microcontroller das selbe
Programm drauf haben können, egal, wie viele das sind (fast egal,
aber mit dem ATtiny84V sollten auch 200Zellen machbar sein,
wobei das dann aber besser mehrere Gruppen sein sollten,
sonst dauert das auch wieder viel zu lange.)
Microcontroller sind nicht so vergesslich wie Menschen, deshalb sollte das
auch klappen.Den ATtiny24V (oder ev 44V, wenn es nicht reicht) habe
ich gewählt, weil der von 1,8 bis 5,5V zu betreiben ist, also direkt an der
jeweiligen Zelle, und weil der eine interne Referenz von 1,1V für den
AD-Wandler hat. leider (??? siehe weiter unten) muss ich da
eine Software UART verwenden, was sogar bzgl Signalinvertierung
Vorteile hat, und da das Ding ja sonst fast nichts zu tun hat geht das durchaus.
Und weil ich sonst nicht ruhig schlafen könnte hab ich das gleich mal programmiert.
Als Startzeichen die 01 und als Ende-Zeichen die 02,
den Messwert unten auf 15 begrenzt, so kann man die Zeichen
von 1 bis 14 als Befehle nutzen, und das Ganze mal ans Terminal gehängt,
und eine passende Zeichenfolge gesendet.
Und???????

ES FUNKTIONIERT PERFEKT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
links die gesendeten Zeichen (1 und 2 sind keine druckbaren Zeichen
und werden nicht dargestellt, deshalb die Balken, rechts sieht man
die Antwort (15) nach dem p und die 2 am Ende.
So habe ich mir das vorgestellt!

Das Programm dafür ist wieder mal in Bascom entstanden:

$regfile = "attiny24.dat"
$crystal = 12000000
$hwstack = 10

Dim S As String * 52
Dim S2 As String * 1
Dim S0 As Byte
Dim Voltadc As Byte
Dim Voltserout As Word

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Internal_1.1
Start Adc

Open "coma.3:9600,8,n,1,inverted" For Input As #1
Open "coma.7:9600,8,n,1,inverted" For Output As #2

Do

S0 = Inkey(#1)
If S0 > 0 Then Gosub Onrxd

Loop

Onrxd:
If S0 = 1 Then S = ""
If S0 = 2 Then
Voltadc = Getadc(0)
Voltserout = Voltadc / 4
If Voltserout <15 Then Voltserout = 15
S2 = Chr(voltserout)
S = S + S2
S2 = Chr(s0)
S = S + S2
Print #2 , S ;
Goto Fertig
End If

S2 = Chr(s0)
S = S + S2
Fertig:
Return

END

Mehr ist das nicht!
Nur der ATtiny an 5V aus der Programmierleitung
und ein 12MHz Resonator wg.RS232, der interne
Oszillator ist zu ungenau, später natürlich mit Quarz....
Da fehlt jetzt noch einiges, der ADC-Wert muss noch umgerechnet werden,
der Balancerausgang (per PWM) und eine Überwachung der Daten per
Checksumme??? fehlt noch, aber das Grundgerüst läuft schon mal,
und die Balancer-Funktionen bringe ich auch noch unter.
Der ATtiny 24 (128Register) ist aber mit den vielen Bytes des Messwerte-Strings
schon ganz schön gefordert, da musste ich schon die Stacks reduzieren,
aber 65 Messwerte sind damit jetzt schon machbar,
aber es gibt ja auch den 44V (256R) oder sogar den 84V (512Register)
und preislich ist das auch im Rahmen von 2,15(24) bis 2,80 (84V bei Reichelt).
Die Programmgröße ist hier nicht das Problem, derzeit 608 Bytes.............
Ich glaube, das wird die Basis meines BMS-Systems!!!!!!
Ich bin mir übrigens im Klaren, dass das Ganze per Array eleganter
zu lösen ist, aber das mache ich ein andermal.....Das Prinzip
ist über den Umweg über den String leichter verständlich,
und das ist nur mal ein grundsätzlicher Funktionstest.
Ein Vorteil der Software-UART ist, dass ich die Signale bzw Eingänge nach
Belieben invertieren kann, z.B um direkt an einen PC zu gehen, oder weil
ein Transistor das Signal erneut invertiert.Bei einer zentralen Lösung reicht
auch TTL-Pegel.zum Übertragen der Daten von Baustein zu Baustein.
Da der Ruhezustand eine logische 1 ist, also TTL +5V , RS232 -12V
und ich einen "open collector" Transistor mit Pull-up zur nächsten Zelle
benutzen will, muss ich den Sender auf "inverted" stellen, und den Empfänger
auf nicht invertiert, weil ja der Transistor das Signal invertiert.
(nicht invertiert bedeutet, dass die Invertierung erst im als vorhanden vorausgesetzten
MAX232 erfolgt, inverted bedeutet, die Signale gehen invertiert raus, so dass
man den TTL-Ausgang direkt an eine RS232 Schnittstelle legen kann,
das ist etwas verwirrend, aber das bezieht sich alt auf den Ausgang der
Hardware-UART -Signalpegel, bei denen so eine Invertierung leider nicht geht )
So ist im Ruhezustand der Transistor sperrend und weder an der Basis
noch am Pull-Up fliesst Strom, und wenn ich es noch hinbekomme,
die Messeinheiten abschaltbar zu machen, dann würde so auch im
abgeschalteten Zustand kein Strom fliessen.
(Mein Ziel ist, das BMS so zu gestalten, dass im Ruhezustand
möglichst überhaupt kein Strom fliesst. Ob ein Sleep-Mode genügen muss,
oder ob ich die Messeinheiten incl. Spannungsteiler tatsächlich abschalte, das
wird sich noch entscheiden, wenn ich noch ein paar Versuche
hierzu gemacht habe, für die ich bisher einfach noch nicht Zeit hatte.)
Der entscheidende Nachteil beim ATtiny24 ist der, dass ich die
seriell empfangenen Daten nicht so einfach puffern kann.
Der Befehl "config serialin" ist hier nicht verwendbar, weil die entsprechenden
Register nicht vorhanden sind weil es ja auch keine serielle Schnittstelle
gibt. (bei anderen ATtinys z.B.dem 2313 funktioniert das auch mit
Software-UART) Der ATtiny hat bei 4MHz Takt und sehr langen
Datenpaketen bei 9600Bd nicht mehr viel Reserven.
Da muss ich noch einige Versuche machen und wohl die Baudrate
reduzieren. Pausen zwischen die gesendeten Byte zu setzen bringt nichts,
das dauert dann viel zu lange, bis das Paket durchgereicht ist.
Den Takt kann ich nicht allzuhoch wählen, damit ich den
ATtiny auch noch mit 1,8V sicher betreiben kann.
Offiziell max.4MHz.....aber da ich schon bei ca 2,5V warnen will
darfs vielleicht doch etwas mehr sein !?? so um die 5 MHz

demnächst mehr!
Franz

Überlegungen zu Ladegeräten.........

2011-09-05T11:05:00.000-07:00

vor ein paar Tagen fragte mich ein Bekannter, wie denn das beim Tesla ist
mit dem "Laden über die Motorwicklung"........

Ehrlich gesagt, ich weiss es nicht!!!!!!
Das hat mich bisher nicht interessiert, wie der Tesla geladen wird.

Aber das brachte mich auf eine Idee, die man vielleicht mal weiterverfolgen sollte!
Mal abgesehen davon, dass es da noch immer keine verbindlichen Standards für
EV-Ladegeräte gibt, ist davon auszugehen, dass ein kräftiges Ladegerät heute
in der Regel als Schaltnetzteil ausgeführt werden dürfte.

Was braucht man dafür?
1. einen Gleichrichter
2.kraftige Elkos
3.eine Schaltung VOR dem Gleichrichter, um die "nicht sinusförmige"
Stromaufnahme an die Erfordernisse des Stromnetzes anzupassen.
(gar nicht so einfach!)
4.kräftige Schalttransistoren bzw IGBTs und ein paar ebenso kräftige Dioden
5. etwas elektronik zum Ansteuern der Schaltstufe per PWM
6.eine möglichst kräftige Speicherdrossel.........hier kommt der Motor ins Spiel!
und den Rest hat man doch auch schon im EV drin!

Warum denn nicht einfach den Motor-Controller zum Laden verwenden?
ganz sooooo einfach geht das auch wieder nicht, weil die Spannungsbereiche da
doch etwas unterschiedlich sind.......
Aber die Grundschaltung ist fast die Gleiche also warum denn eigentlich nicht?
Jeder Frequenzumrichter arbeitet so! erst gleichrichten, dann entsprechend takten.
etwas anders programmiert, und nur zwei Ausgänge genutzt und kein
Drehstrom sondern spannungsgeregelte und strombegrenzte Gleichspannung
erzeugt, dann kann man am dritten Anschluss des Motors wunderbar geglättete
Gleichspannung zum Laden der Akkus abgreifen.......hat das schon mal jemand versucht???
Ich bin mir sicher, dass das so machbar ist, und wenn der Motor mehrere hundert
Ampere wegsteckt, dann sollten so 30-50A Gleichstrom auch kein Problem sein!
Das müsste auch in DC-Systemen prima funktionieren! so eine Stator-Wicklung hat
sicher genug Induktivität um als Speicherdrossel zu funktionieren.

Bei so einer Schaltung ist natürlich die Ausgangsspannung nicht galvanisch getrennt,
aber ist das wirklich nötig? Hmmmmm..........zumindest nicht für die Funktionalität!
Das ist also ein anderes Kapitel und aus Sicherheitsgründen wohl auch der Grund warum
das nicht so gemacht wird.

Das mit den unterschiedlichen Spannungs und Stromanforderungen ist nicht so tragisch,
IGBTs die an 350V ca 50A und mehr schalten können sind durchaus erschwinglich,
bzw aus alten Frequenzumrichtern mit ca 25kW auszubauen.
und wenn womöglich die ganze Fahr-Elektrik ohnehin für höhere Spannungen ausgelegt
wäre, dann wird das Ganze immer interessanter!

Das war wieder mal nur so eine Gedankenspielerei, aber das ist wieder mal so ein
Experiment, das ich "irgendwann mal machen" möchte.

Es gibt zu dem Thema einen interessanten Thread, aber Vorsicht!!!
so wie dort beschrieben sollte man die Schaltung ganz gewiss nicht
am europäischen 220/380V-Netz betreiben!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Trotzdem eine interessante Idee!
aber wie gesagt: Nicht zuhause ausprobieren! viel zu gefährlich!!!!!!!

http://www.diyelectriccar.com/forums/showthread.php/200-build-your-own-intelligent-charger-36627.html

Hier wird ein kräftiger IGBT mehr oder weniger direkt am Stromnetz betrieben
und per PWM geregelt. So kann man problemlos riesige Stromstärken steuern
IGBT mit Schaltleistungen von 500A bei 1000V sind nichts ungewöhnliches....
Dass die Schaltung grundsätzlich funktioniert ist ausser Zweifel, aber das Ganze
ordentlich zu entstören und den Blindstrom bzw die Stromspitzen in den Griff zu
bekommen dürfte problematisch werden.
Wenn also die fehlende galv.Trennung nicht das Problem ist, dann kann das
durchaus als möglicher Lösungsansatz gesehen werden.

......und weil ich schon mal beim Thema Ladegeräte bin.....
es gäbe da noch eine völlig andere Möglichkeit, die mir sehr gut
gefällt, aber wegen der fehlenden galv.Trennung auch nicht immer praktikabel ist.
und der kapazitive Blindstrom ist auch nicht zu vernachlässigen,
(je größer die Last, desto größer ist auch die Phasenverschiebung
.......aber es funktioniert wirklich!!!!!
.......und kann fast beliebig vergrößert werden
.......und ist dauerkurzschlussfest (wenn der erste Kondensator das aushält!!!)
.......und ist weitgehend verlustfrei
.......und spottbillig aufzubauen

ABER!!!!!!!
der Ausgang ist nicht galv.getrennt, und das ist gewissermaßen eine Art Konstantstromquelle,
hier gibt es keine aktive Spannungsbegrenzung, im Leerlauf liegen deutlich über 300V an!!!!
(220 x 1,44 = 316,8 abzüglich der Diodenverluste im Gleichrichter, das kommt schon hin!)
und der Blindstrom ist hier überhaupt nicht kompensiert! Auch das Einschalten ist problematisch
(das geht aber mit elektronischen Lastrelais mit Nulldurchgangsdetektor)
Eine Stromregelung wäre möglich, indem man mehrere solcher Schaltungen
parallelschaltet und nur die benötigte Anzahl einschaltet!

Diese Schaltung ist genau so gefährlich, wie die erste weiter oben! also bitte auch nicht
"einfach so" ausprobieren,
Die Kondensatoren führen auch lange nach dem Ausschalten noch sehr hohe Spannung,
das ist lebensgefährlich, wenn man da drankommt! Entladewiderstände helfen da !

diese Idee ist auch nicht von mir!

ich hab das u.a. hier entdeckt: http://www.evbmw.com/
( das sind "coole" Basteleien die der Herr aus Irland da so macht!
nicht immer handwerklich perfekt ausgeführt, aber hochinteressant!
und sehr lehrreich! )

Aber das macht man im "kleinen" durchaus mal um z.B. LEDs direkt am Netz
zu betreiben etc. Insofern nichts Neues, aber in der Dimension ist es doch neu!

mfG
Franz

Unterspannungsüberwachung mal ganz primitiv

2011-08-12T07:51:00.000-07:00

Da die "Franz-Box" gerade von Michael ausgiebig in derPraxis getestet wird
(und bisher noch keine allzu ernsten Klagen gekommen sind ;-) das folgt wohl noch.... )
und ganz nebenbei auch noch so manches Andere zu basteln war,
zun Beispiel ein Schmier-Timer für die Turbine des Wasserkraftwerks
eines meiner Brüder ....und sonstige Sachen... gabs jetzt hier längere Zeit nichts Neues.

Ich habe mir dieser Tage mal Gedanken gemacht, wie man denn eine sehr
einfache Unterspannungsüberwachung realisieren könnte so als letzten Not-Alarm
für ein LIPO-Akkupaket das nach Jack Rickards Lehre ganz ohne BMS betrieben
wird. (Die meisten, die hier her geraten werden ihn kennen...............)

Mir gehen Jacks Ansichten etwas zu weit ins Extreme, deshalb würde ich niemals
zumindest auf eine Unterspannungsüberwachung verzichten.
oder noch lieber natürlich ein ordentliches Monitoring-System haben wollen.
Hierbei geht es mir gar nicht um zehntel Volt, darauf kommt es schliesslich gar nicht an!
Das haben so viele Leute offenbar noch gar nicht verstanden........
Die Spannungsangaben bei den Akkus beziehen sich auf zulässige Spannungen
der unbelasteten Zellen bzw auf die Ladeschlussspannung.
Wenn man seine Zellen erst mal einigermaßen ausbalanziert hat,dann genügt
durchaus ein ordentlich abregelndes Ladegerät um alle zu laden.
Hierbei kann man noch halbwegs problemlos beobachten und eingreifen,
das Auto steht ja..........

Problematischer ist schon das Entladen im Grenzbereich.
Hierfür habe ich meinen Energiezähler entwickelt, und wenn man die Akkus
nie ganz leer fährt, dann sollte das schon mal eine gute Basis sein.
Aber meine Einzelspannungsüberwachung ist noch nicht praxistauglich.
Das wird schon noch, aber da muss ich erst noch die Ansteuerung des
LTC6802 per SPI ordentlich auf die Reihe bekommen, und das ist noch
Neuland für mich. Die Variante mit Atmegas oder ATtinys als Messwandler
funktioniert zwar schon, ich kann damit messen und auch Balanzieren
aber ich bin mit dem nötigen Aufwand unzufrieden.
Da brauche ich Optokoppler, einen Quarz wegen der seriellen Schnittstelle,
die Eingangsspannungsteiler belasten die Zellen unterschiedlich und
sind auch nicht abschaltbar und so weiter......einfach nicht perfekt.....
mal sehen........

Die eigentliche Gefahr für die Zellen lauert aber nicht bei 2,5Voder so,
(je nach Akkutyp unterschiedlich...deshalb hier einfach mal 2,5V.....)
sondern dann, wenn die Zellen unter Last den Strom nicht mehr schaffen,
und dann plötzlich ganz zusammenbrechen bzw sogar umgepolt werden!

Wenn man nun ein BMS anschliesst und sich bei der Untergrenze von
2,5V warnen lässt, dann geht diese Warnung z.B. beim Beschleunigen
ständig an, obwohl die Akkus noch gar nicht leer sind.
Wirklich leer sind sie, wenn sie ohne Last nur noch 2,5V haben,
das ist ganz was Anderes, als wenn sie bei hoher Last mal
kurz etwas weniger haben, aber dann sofort wieder deutlich drüber liegen.
Ein Warnausgang muss also anders konfiguriert sein, und darf erst etwas später
auslösen. Ich rede hier ganz bewusst von der letzten Warnung bzw
dem Alarm für Notabschaltung und nicht von einer Vorwarnung,
die natürlich bei ca 2,5V liegen sollte und ein ordentliches Monitoring System
darf da durchaus schon mal was anzeigen, damit man aufpasst,
aber hier gehts um die Anzeige für akute Gefahr,
und da ist ein Pegel so bei 2V oder 2,1V angesagt, und wenn diese Meldung kommt
sollte man sie auch wirklich ernst nehmen.
Wer seine LIPOs schon mal kontrolliert und vorsichtig ganz leer gefahren hat,
der weiss, wie kurz die Spanne zwischen fast leer und ganz leer ist.
Das entspricht in etwa einer Fahrstrecke von ca 1Km !!
Da macht dann auch ein "Hump-Mode" nicht mehr viel Sinn.
In so einem Fall hat man sich einfach verkalkuliert und aus!

Wie kann man so ein System möglichst preiswert realisieren und
vielleicht sogar als redundantes System zusätzlich einsetzen?
Was soll es können?
1.eine allgemeine Warnung genügt.
2. das System sollte im Ruhezustand bzw bei stehendem Fahrzeug
möglichst wenig Strom ziehen und nicht mit seiner Meldung
die Akkus zusätzlich aussaugen
3. Leitungsbruch sollte zu Alarm führen
4.es sollte sehr preiswert sein.

So könnte es gehen:
(noch nicht getestet, aber die Richtung sollte passen)
Als Sensor habe ich den TC54VC2102EZB ins Auge gefasst,
den gibts für ca 60 Cent, (z.B. bei Farnell) und der schaltet bei 2,1V.
(über 2,1V high, darunter low )
damit kann man dann eine "Daisychain" aus je einem Transistor je Zelle
geschlossen halten, und wenn eine Zelle absackt wird der kreis unterbrochen.
Die geringe Spannung von 2 - 4Vim Betrieb verlangt wohl normale
(bipolare) Transistoren für die Kette. In Etwa so:

Wie funktioniert das?

Wenn der unterste Transistor mit seinem Emitter nach GND
gezogen wird,( z.B. per Relais, wg galv.Trennung)
und die Basis angesteuert ist,(da muss ev. noch eine
Schottky-Diode rein, um die 0,7 V der Diode am Emitter
auszugleichen, damit der Transistor wirklich sperrt)
dann schalteter durch und zieht den Emitter des nächsten Transistors
nach unten und so weiter........bis schliesslich der oberste
Transistor auch durchschaltet und dann einen Optokoppler
oder auch ein kleines Relais schaltet.
Hier braucht man nochmals eine galv.getrennte Stromversorgung
von ein paar Volt, aber das ist ja nicht das Problem.
Hier reicht ein kleiner DC-DC-Wandler
Wenn einer der Transistoren sperrt, weil der TC54 ihn nicht mehr
ansteuert, dann bricht die Kette zusammen und es gibt Alarm

Der TC54 selber braucht nur ca 1µA also "nix"
siehe:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21434h.pdf

und im Ausgeschalteten Zustand sollte weiter kein Strom fliessen!
Wie schon gesagt, ich hab das noch nicht gebaut, vielleicht hat
ja jemand Lust, das mal zu testen.
Ich hab grad keine Zeit dazu...............

..........und wenn man diese Schaltung noch mit einem zweiten
TC54XXXXXXXXX für 3,nochwas Volt und noch einem Mosfet +Shunt
ergänzen würde, dann hätte man auch gleich funktionierende
Shunt-Balacer, (so wie Jack R. sie überhaupt nicht mag)
die meines Erachtens durchaus Sinn machen, wenn man denn schon
oben balanziert, man sollte halt das Ganze sicher genug auslegen,
damit die Dinger nicht nachher das ganze Auto abfackeln! ;-)
leider sind die benötigten Spannungen aus irgendwelchen Gründen nicht
als "Lagerware" verfügbar- schade!!!

.....den da gibt es auch noch, aber schon etwas teurer, dafür aber
gleich mit zwei "Kanälen" ....... den ICL7665S
http://www.farnell.com/datasheets/76708.pdf
Da braucht man dann schon etwas mehr an äusserer Beschaltung,
und dann kann man gleich einen ATtiny13 bzw 25 nehmen
und mit seiner inneren 1,1V Referenz betreiben

.......aber wie schon gesagt, ich werde mich in nächster Zeit lieber
um den LTC6802 bzw seinen Nachfolger LTC6803(-1 ; -2 ; -3; -4 )kümmern
und mal versuchen ,den korrekt anzusprechen und auszulesen.
Da sind alle Funktionen drin, die man sich so wünscht, und besser
kriege ich das ganz sicher nicht hin.

Ach ja, von Linear Technology gibt es auch noch den LTC6801 ,
den habe ich bisher gar nicht beachtet, weil der ein reiner Monitor ist,
und weil der auch keine gezielte Einzelzellenmessung ermöglicht,
sonder nur per Takt ein allgemeines OK oder nicht OK ausgibt,
aber dieser Baustein ist per Jumper oder Pinbelegung für verschiedene
Schaltschwellen für Ober- und Untergrenze parametrierbar,
man braucht kaum externe Bauteile und das Ganze ist anreihbar
und läuft ohne externen Rechner.
Also ideal für ein reines Not-System zur zusätzlichen Sicherung
bzw für Low Cost - Lösungen.

Was nun jeder für sich an Infos wünscht, das bleibt jedem selbst
überlassen, aber ich persönlich wünsche mir halt ein kleines Display,
auf dem ich die höchste, die niedrigste, die Gesamtspannug
und vielleicht auch noch die durchschnittliche Spannung ablesen
und bei Bedarf auch jeden einzelnen Zellenwert abfragen kann.
Das Ganze noch mit frei programmierbaren Grenzwerten für
Warnmeldungen, eventuell noch getrennt für Meldung/Vorwarnung
und "echten" Alarm. (das bau ich noch in die Franz-Box ein)
Ich meine, ein BMS sollte auf Wunsch auch Balanzieren können,
und es muss, wenn es erst mal konfiguriert ist völlig ohne
Benutzereingriff arbeiten. auch der Reset des Energiezählers
nach dem Laden muss automatisch erfolgen!
Das Ganze muss so narrensicher sein, dass auch völlig
unbedarfte Laien damit zurecht kommen.
Was nützt der schönste Touchscreen, wenn man nach dem
Start erst mal durch drei Menues klicken muss...........??????

mfG
Franz

p.s.: Oma Duck fährt nun schon seit über sechs Jahrzehnten elektrisch,
und ich glaube nicht, dass sich das in absehbarer Zeit ändern wird

2011-07-01T04:09:00.000-07:00

Hallo allerseits!

es gibt mal wieder was Neues zu berichten!

Die "Universalplatine" läuft annähernd so wie geplant!!!!
Das Energiezählerprogramm läuft darauf ganz so wie gewünscht und erhofft!
Bei der Positioniersteuerung gibt es noch Probleme an einer
völlig unerwarteten Stelle. Die Abschaltung der Endstufen durch Trennen
der GND-Leitung per MOSFET gefährdet die Teiber-ICs (TC4431)
Da ich dort die GND-Verbindung beibehalte können in gewissen
Betriebszuständen und mit größerer induktiver Last gefähriche
Spannungs und Stromspitzen auftreten, mit denen ich an dieser Stelle
nicht in diesem Ausmaß gerechnet hatte. Das lässt sich aber
in den Griff bekommen, indem die Abschaltung auf die Plus-Seite
verlegt wird und die Gate-Leitungen zusätzliche Widerstände
eingebaut bekommen sowie noch ein paar kleine Änderungen.........

Es hat sich natürlich ein kleinerer Layout-Fehler eingeschlichen ,
aber es ist nur eine zu dünne Leiterbahn.Die war schon mal dicker,
aber bei irgend einem Rip-Up-Durchlauf hat Eagle die neu
verlegt, und dann natürlich in der Standardabmessung gelegt.
Ich habs dann übersehen.......ein typischer Fehler......
Ein paar Verbindungen hätte ich doch noch vorsehen sollen,
aber das ist nicht weiter tragisch, ganz leicht nachzuverdrahten.
Trotzdem ist das aber ärgerlich. Ich habe den Display-Stecker um
vier Pins erweitert. diese aber nur an den beiden Display-Anschlüssen,
die gleichzeitig auch zum Programmieren vorgesehen sind miteinander verbunden
aber nicht an den "Micro-Match" Stecker angeschlossen, weil ich meinte,
das nur im Notfall zu brauchen. Na ja, die Praxis ist oft anders als die Theorie,
und das geht recht gut nachzuverdrahten.

Nachtrag 29.06.2011:
Am Energiezähler/BMS-Programm habe ich noch ein bisschen rumgespielt.
Die ganze BMS-Geschichte ist jetzt auch abschaltbar wenns nicht gebraucht
wird, bzw für die momentane Testphase der Energiezähler und Anzeige-funktionen.
Eventuell brauche ich die Abschaltung noch für ganz was Anderes, wenn ich
noch mehr Statusmeldungen bzw seriell empfangene Meldungen z.B. aus
Curtis-Controllern ;-) anzeigen möchte......mal sehen.........
Ziel ist ein möglichst universell verwendbares Programm mit vielen Optionen
und Abschaltbaren Extras, wenn diese nicht gewünscht oder benötigt sind.
Es ist noch so einiges an Programmspeicher frei, also geht da noch was!
Die Korrektur der DZM-Frequenz geht jetzt von 90 bis 220%, da wäre ich fast
über ein Problem gestolpert, deshalb nicht weniger als 90% sonst reicht mir
eine Variable nicht mehr......
Ich werde wohl noch die Anzeige von zurückgespeistem Strom im DZM einschaltbar machen,
(bringt nur bei AC-Motoren was, und die Rückgewinnung wird eh meist völlig überbewertet )
und einen kleinen Bug hab ich noch drin....( wenn aufgrund fehlender Messspannung
"Standby" angezeigt wird, und die Anzeige der Rückgewinnung im DZM eingeschaltet ist,
dann wird der Programmablauf sehr langsam, und dafür gibts eigentlich keinen Grund......
zumindest ist das nicht so gewollt..... da wird wohl die Laufzeiteit des Timer-Unterprogramms
zu lang weil mit der Unterdrückung der Division durch Null was nicht korrekt arbeitet )
.........das krieg ich auch noch hin...........

Elektrisch passt nach derzeitigem Erkenntnisstand alles ganz gut.
Jetzt fehlt nur noch ein schönes Gehäuse fürs Display und den Bedienknopf, dann könnte man
zumindest den Energiezähler und die Anzeigefunktionen auf DZM und Tankuhr schon
mal benutzen. Das Display passt ggfs auch in die Box, aber spätestens bei Verwendung
als BMS sollte das Display im Blickfeld des Fahrers montiert sein.
Die Serielle Schnittstelle läuft auch, also steht einer späteren Aktivierung
der BMS- Funktion auch nichts mehr im Weg.

Weil ich mein Evaluation-Board (STK500) neulich wo vergessen und noch nicht abgeholt habe
musste ich notgedrungen auch meinen Eigenbau-AVR-ISP-Programmer in Betrieb nehmen.
Das hat auch wunderbar geklappt und ich kann den Programmer sogar angeschlossen lassen
wenn ich mit der Platine arbeite und teste! Das macht gleich noch mehr Spass!

01.07.2011:
Heute hatte ich mal etwas Zeit, um weiterzumachen.
Zunächst habe ich das Programm nochmal durchgeschaut und überarbeitet.
Natürlich tauchten noch ein paar Dinge auf, bzw konnte manches verbessert werden.
Das Störmelderelais funktioniert jetzt auch bei BMS-Meldungen wie Über- oder Unterspannung
einzelner Zellen.Wenn eine Zellenspannung fehlerhaft ist, dann hält die Messung bei der
fehlerhaften Zelle an, und misst nur diese, bis der Fehler beseitigt ist.
Das kostete einiges an Überlegungen, diese Funktion mit der gezielten Einzelzellenabfrage
und den einstellbaren Grenzwerten in Einklang zu bringen!
Insbesondere lief die Messung nicht mehr weiter, wenn ich im Störungsfall auf Einzel-Anzeige
umschaltete und auf eine andere als die fehlerhafteZelle schaltete,
weil ja im Fehlerfall nicht weitergeschaltet wird.
(Lösung: Bei Tastendruck zum Umschalten wird jetzt der gemessene Minimalwert auf den
eingestellten Obergrenzenwert gesetzt und der Maximalwert auf den Untergrenzenwert.So läuft
dann die Messung bei "null" los und übernimmt die aktuellen Werte.)
Warum so kompliziert? Zuvor dauerte es ziemlich lange, bis die auffällige Zelle wieder dran war.
Da der Alarm kommt, wenn die erste Zelle auffällt ist anzunehmen, dass alle anderen
noch "in Ordnung" sind.deshalb wird die auffällige dann gezielt beobachtet.
Das mit dem lange dauern ist auch so eine Sache, an der ich noch verbessern könnte.
Da müsste ich die (einfachen) "WAIT" -Befehle zum Stoppen der Anzeige bzw zum Umschalten
der Störmeldungen durch (kompliziertere for....next.....) Zählschleifen ersetzen.
Das mache ich mal, wenn mir langweilig ist.
Es ist halt soooo einfach, nur wait 1 zu tippen um eine Sekunde zu warten, gerade
in der Anfangsphase des Programms..... aber wait = warten, deshalb passiert in dieser Zeit
ganz einfach NICHTS und das sind bei 4MHz (das ist langsam) eben vier Millionen Takte,
was für sehr viele ( >1000000!!! ) Rechenschritte reichen würde.

Zum aktuellen Stand gibt es ein paar Videos.
Eine Funktion habe ich in den Videos nicht erklärt (vergessen) :
Wenn man im laufenden Betrieb kurz auf den Knopf drückt dann schaltet die Messung um auf
Einzel-Messung. Es wird dann nur eine Zelle gemessen, durch Drehen des Knopfes kann
man die zu messende Zelle auswählen. ein weiterer Druck auf den Knopf schaltet wieder
auf Normalbetrieb zurück.

noch was zu den Videos:
Da ich mit der Video-Qualität hier im Blog sehr unzufrieden bin/war (die reduzieren nochmal....)
hab ichs zum Vergleich auch auf Youtube hochgeladen. ( viel besser !!!!!!!!)
Das ist beide Male jeweils die selbe FLV-Datei, die hochgeladen wurde !!!
Die Avi (ca 350MB) aufgenommen mit einer SONY DSC-2000 also einer recht einfachen
Kamera der 50Euro-Klasse die übrigens erstaunlich gut funktioniert (bin sehr zufrieden)
wurde mit dem "Quick Media Converter" (Freeware!!!) zu FLV (ca 60MB) gewandelt.

Video 1 per Youtube:

Video 2 per Youtube:

Video 3 per Youtube:

Das macht der Blogger draus:
Ich hab noch gar nicht geschaut, wie groß diese Dateien überhaupt noch sind.
Egal, der Upload dauert ewig, und dann dieses Ergebnis...... das
werde ich wohl einfach abhaken.......... und bis auf Weiteres Youtube nutzen.

Video 1 per Blogger

........und so schaut das mit Gehäuse aus:

man kann auch ein zweites Display dranhängen!!!!!!

Das Display und der Drehencoder werden zusammen über ein 14-poliges Bandkabel angesteckt.
Diesen Stecker gibt es zwei mal auf der Platine, und man kann je nach Bedarf den inneren
oder den äusseren Stecker benutzen, bzw auch zwei Displays dranhängen.
Da auf den Steckern noch eine steuerbare Leitung da ist (PortC.5, damit soll eigentlich die
Display-Beleuchtung geschaltet werden, aber das geht notfalls auch anders)
müsste man sogar die beiden Displays ohne großen Aufwand getrennt voneinander beschreiben können,
wenn man unabhängige Enablesignale schickt. Das werde ich gelegentlich mal versuchen.
Zwei Displays an einem Prozessor, das ist in Bascom durchaus vorgesehen.
Das muss ich beim nächsten Layout unbedingt berücksichtigen bzw. konfigurierbar machen!

Nachtrag 12.8.2011:
Das mit den zwei Displays ist doch gar nicht sooooo einfach, eigentlich sollte es reichen,
einen zweiten Enable-Ausgang zu definieren und dann vor dem Schreiben das Display
umzuschalten bzw zu wechseln. Da hätte ich sogar schon eine Leitung im Layout (C.5),
und dazu gibt es so manche Anleitung für Displays mit 80Zeichen,
allerdings sind diese Displays meist zweizeilig
aber wenn ich E2 hinzufüge kriege ich von Bascom die Fehlermeldung, es sei kein platz mehr
für ein Bit und dann passiert irgendwas sehr ernstes mit der .bas-Datei, und
die Fehlermeldung geht nicht mehr weg, auch wenn man die Änderung zurücksetzt............
Der Weg sollte aber trotzdem richtig sein, und notfalls brauche ich halt den
zusätzlichen Port damit der mir das dann extern umschaltet
(ein paar invertierende Und-Gatter z.B.ein 7426, '37 oder '38 reichen da)
Vielleicht geht das nur mit bestimmten zweizeiligen Displays......schade......
sollte eigentlich nich ärgern, aber was solls.....ich bleib da dran
mit acht Zeilen je 20 Zeichen ließe sich schon was anfangen!!!

Jetzt würde ich mal sagen, der Energiezähler ist grundsätzlich einsatzbereit.
Der Praxistest wird die letzten Fehlerchen schonungslos aufdecken!
Es ist noch nicht zu spät für Verbesserungsvorschläge und neue Ideen.

Dinge die ich noch irgendwie vermisse oder ändern will:

1.Temperaturanzeige
Die hatte ich schon drin, aber wo soll ichs anzeigen?????
eventuell nur als Warnmeldung bei Grenzwertüberschreitung?
und Anzeige nur im "Einzel-Modus" ?????
2.Anzeige der Gesamtspannung
Das scheitert momentan hauptsächlich am noch nicht fertigen
galv.getrennten Messumformer und eben am Platz im Display.
Ich werde den Wert im Wechsel mit der 12V-Akku-Anzeige
anzeigen, wenn mir nicht doch noch was besseres einfällt.
3.vorgegebener Wert beim Abgleich des Drehzahlmessers
ich hatte ja immer ein Poti als Signalgeber, aber wenn man später
mal die Anzeige des Drehzahlmessers korrigieren will, dann hat
man das nicht. Ich denke mal 300A wären da gut, das ist etwa
die Mitte des anzeigbaren Bereichs.Das reicht dann auch, wenn sich jemand
eine andere Skala eingebaut haben sollte, weil die maximale Stromstärke
meist deutlich unter 600A bleibt.
4. eine "Mindestdrehzahl" für den Drehzahlmesser
wer hätte das gedacht, dass die "dynamische Öldruckkontrolle" von VW
derart mit dem Drehzahlmesser gekoppelt ist und dann auch noch
sehr umständlich zu überlisten ist.............
Ausbauen von LED und Piepser wäre die andere Möglichkeit!!!!!
dann wäre da wirklich Ruhe!
5. eventuell noch Umschaltbar für einen größeren Messwandler
...gibt es einen LEM-HASS300 der dann bis 900A könnte??
wenn ja, dann bau ichs mal mit ein, ist wenig Aufwand!
6.(für später mal.....) Auswertung des Tachoimpulses
so Spielereien wie Verbrauch/100Km etc wären schon noch machbar,
aber da fehlt mir momentan die nötige Zeit, um mich darum zu kümmern.
........und wo soll ichs anzeigen?????
vielleicht so:
7.Anzeigen von Sonder-Infos bei Drehen des Knopfes
Das ginge noch! (Danke, Michael !!! ein guter Vorschlag!)
Drehen des Knopfes ist derzeit im Standard-Modus noch ohne
Funktionalität. Da könnte man z.B. in der obersten Zeile so Dinge
wie Aussentemperatur, Akkutemperatur, Motortemperatur
Gesamtspannung, Bordspannung oder was auch immer anzeigen.
.........das Display könnte dann auch wieder automatisch auf
"Standard-Modus" zurückkehren

Der Knopf wird dann aber ganz schön mit Funktionen überladen....
ob das wirklich nötig ist ??????? ich meine, eher nicht, aber
wers will kanns durchaus haben, ist eine reine Programmsache,
und ein Problem der dafür nötigen Anschlüsse. Die Ports dafür
liegen auf dem bislang nicht benutzten roten Stecker neben den Klemmen.
da ist u.A. auch die serielle Schnittstelle drauf sowie der "echte" Reset
und noch manches mehr.
Da die BMS-Geschichte ohnehin eine eigene Hardware braucht, die
hier angeschlossen wird werde ich diese ganzen Zusatz-Spielereien
dort mit unterbringen. In der Grundausstattung wird nicht viel mehr
enthalten sein als bis jetzt vorgesehen ist

Der festeingestellte Grenzwert für extreme Tiefentladung oder Überladen ist
derzeit auf -10% bzw 110% Restenergie festgelegt.
Man könnte dafür auch noch Menuepunkte zum Einstellen
einrichten, aber der Alarm kommt hier auch über die
Einzelspannungsüberwachung und den konfigurierbaren Alarm
gibt es auch noch, das sollte genügen

ich hätte ggfs ein paar (5??) der (unbestückten)Platinen günstigst abzugeben,
da ich wohl kaum alle 15 Stück in nächster Zeit selber brauchen werde.
Die Platinen passen in die "Strapubox 523" -Gehäuse, die es bei Conrad gibt.
Ich habe selber ca. 16 Euro pro Stück bezahlt. (Kleinauftrag, Beta-Layout)
und eine "Serie" werde ich wohl kaum auflegen, weil das
bei so einem Privatprojekt ohnehin kaum möglich ist.
Die Platinen passen in die "Strapubox 523" -Gehäuse, die es bei Conrad gibt.
Nach wie vor ist das für mich eher eine willkommene Programmierübung,
bei der sogar was brauchbares herausgekommen ist, das auf verschidenste
Weise verwertbar ist. Ein Atmga 48 bis 328 mit etwas Peripherie und
Display in einem kleinen Kästchen für kleinere Regel, Mess und
Steuerungsanwendungen. eine H-Brücke bis ca 30A ist auch mit dabei;
12V-Betrieb, serielle Schnittstelle....Spannungsausgang, Messeingang
.......und noch ein paar Dinge mehr........je nach Bestückung....
Genau so was habe ich mir "immer schon" gewünscht!
Eine kleine, billige, universell verwendbare SPS !!!!!!!!

Nachtrag 18.07.2011:
Die ersten Praxistests sind vielversprechend! Michael hat in den letzten Tagen
die alte , aber auf Spannungsausgang für die Tankuhr
umgebaute Version der Box in Betrieb genommen, und zumindest die
Restenergieanzeige über die Tankuhr und die Ampere-Anzeige über den
Drehzahlmesser funktionieren schon mal.
Die "neue" Box ist gleich aufgebaut, was die Schaltung betrifft,
das sollte also auch funktionieren.......wir werden sehen......(läuft auf Anhieb!!!!)
Es gibt noch Probleme mit der dynamischen Öldruckkontrolle,
weil der ab ca 2000U/min also 200A abgefragte und
als Schliesser ausgelegte zweite Öldruckschalter fehlt, und der andere,
eigentlich ganz herkömmlich funktionierende bei Stillstand kein Warnsignal
ausgibt
Hier könnte es eventuell schon genügen,
den Anschluss auf GND zu legen. hierbei kommt es auf den Schaltpunkt an, und
auch darauf, ob die Funktion der Schalter auch bei stehendem Motor
überwacht wird. dann wäre auch noch eine Mindestfrequenz
beim Signal zum DZM nötig.
Ganz schön viel Aufwand, den VW da betreibt!
Notfalls Öldruck-LED und Piepser stillegen,
die braucht eh keiner mehr..........

.........Und noch was völlig anderes hab ich kürzlich mal programmiert:
einen "Frequenzumrichter für Drehstrom bis 250Hz mit PWM-Ausgängen"
auf Atmega48-Basis.
Das war wieder mal eigentlich nur eine reine Programmierübung,
hauptsächlich wegen des Auslesens einer Wertetabelle,
aber das Ergebnis ist recht vielversprechend.
Alle vier Grad werden die drei PWM-Kanäle "upgedatet"
bzw alle zwei Grad, dann halt nur bis 125Hz.
Der Atmega läuft mit 8Mhz, das ergibt ca 16kHz PWM-Frequenz.
(ev. noch bis 10 Mhz, aber dann gibts bei der PWM Probleme....)
Da bin ich leider "festgenagelt", was den Takt anbelangt,
und davon hängt auch der Rest, insbesondere die Timer ab.
Die Sinus-Werte werden aus einer Tabelle ausgelesen,
Das Ganze läuft als Interrupt-Routine, nur das Einlesen
des Analogwertes für die Frequenzvorgabe läuft im Hauptprogramm.
Sogar mit Display gings bei niedrigen Frequenzen,
aber nur zu Testzwecken....
Eine Strombegrenzung und eine Reduzierung/Anpassung der
Spannung bei sehr niedrigen Frequenzen ist bislang noch nicht
drin, aber ich werds zumindest später irgendwann mal versuchen!
Das sollte schon gehen, zumal da nur bei niedrigen
Frequenzen zusätzliche Berechnungen nötig sind.
Die eigentliche Strommessung und Begrenzung müsste ins Hauptprogramm,
aber die Reduzierung der Amplitude bei niedrigen Frequenzen muss leider
mit ins Unterprogramm des Timers, aber da das nur unterhalb von
ca 40Hz (????) so richtig notwendig ist sollte gerade da noch genügend
Rechenzeit übrig sein um die PWM-Pegelvorgaben entsprechend
herunterzurechnen.......erst mal die nötigen Formeln finden,
bzw die Abhängikeiten ausmessen

Ich habe jetzt nicht vor, auch noch einen Controller für AC-Motoren
zu bauen, aber das war noch so ein Versuch,der schon lange
überfällig war.

Die Ausgangssignale der drei Phasen als PWM-Signal mit 5V Amplitude
sehen sehr gut aus, und wenn noch eine "If...then" Zeile im
Interrupt-Unterprogramm Platz hat, dann sollte das Reduzieren der Spannung
bei niedrigen Frequenzen auch noch gehen.
Da sind aber noch weitere Versuche nötig, mal schauen, ob und wann ich
dafür mal Zeit habe..........
Eigentlich will ich demnächst lieber mit den Messmodulen fürs BMS
weitermachen, jetzt wo doch der BMS-Master schon weitestgehend läuft...............

und mir geht der LTC 6802-1 bzw 6802-2 einfach nicht aus dem Kopf.....
Siehe:
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/68021fa.pdf

Keine Optokoppler etc , so einer ist zwar auch nicht geschenkt,
aber wenn ich das mit dem Auswerteprotokoll auf die Reihe brächte
wäre das natürlich eine tolle Alternative!

mfG
Franz

Energiezähler "RELOADED"

2011-05-19T04:49:00.000-07:00

Jetzt wirds ernst mit dem Energiezähler..........

Nachdem ich in den letzten Tagen und Wochen nicht
nur am Layout gefeilt habe, sondern auch noch nebenbei
den ersten "Vor-Prototyp" auf "Herz und Nieren" getestet
habe, und da noch ein paar kleinere Bugs gefunden und
beseitigt habe würde ich mal sagen, es ist an der Zeit,
das Ding mal wieder in der Praxis zu testen.
( Michael, halte Dich bereit ;-) )

Ich fasse mal kurz zusammen, was alles "Stand der Dinge" ist

Die Messung des Stromes funktioniert schon von Anfang an
Die Umsetzung auf 33Hz je 100A ebenfalls
Eine Temperaturmessung ist drin, aber die fliegt wohl raus ???

große Probleme bereitete die Umsetzung der Restenergieanzeige
auf die Tankuhr des Beetle. Zunächst versuchte ich,
per PWM einen Widerstand zu simulieren, was grundsätzlich sogar
sehr gut klappte. 300 bis 30 Ohm waren zu simulieren.
also nahm ich einen 270Ohm Widerstand und einen mit
ca.30 Ohm (50Ohm Trimmpoti) in Reihe.
Den 270Ohm Widerstand taktete ich, indem ich parallel dazu
per PWM einen Mosfet schalten liess. Mit sämtlichen
Multimetern und Messgeräten schien das wunderbar zu
funktionieren, nur nicht in der Praxis...............
Weil die Tankuhr selber taktet, also nur dann Strom schickt
wenn gemessen wird war der Elko den ich zum Glätten
parallel geschaltet hatte immer leer und so kam keine
brauchbare Anzeige zustande. Mit jeder altherkömmlichen
Tankuhr mit Gleichstrom-Versorgung hätte es wohl geklappt.
egal...... jetzt ist umgestellt auf einen Spannungsausgang,
das muss funktionieren! im Menue ist das Ganze jetzt
sehr luxuriös einstellbar, ganz gleichgültig, wie herum
das Signal des Tankgebers läuft. Auch kann man den Mittelpunkt
also 50% eigens einstellen, um "krumme Kennlinien"
auszugleichen.

Nehmen wir das Ding doch einfach mal in Betrieb!

Folgende Leitungen sind anzuklemmen:
GND
12V Dauerplus
12V "Zündung"
5V Versorgung des LEM
Signal des LEM
GND des LEM
Signal zum Drehzahlmesser
Signal zur Tankuhr
Reset (z.B.vom Ladegerät, +12V = Reset)
Temp-Fühler +
Temp-Fühler GND
Warnausgang (Relaiskontakt, schaltet nach GND)

Den Stromwandler simuliert man zunächst einfach mit
einem Poti

Jetzt kommen die ganzen Grundeinstellungen............
Ins Setup-Menue kommt man, indem man bei
gedrückter Enter-Taste einen Reset auslöst.

Dann erscheint eine Meldung:
"Starte Setup
Taste loslassen"
das sollte man befolgen ;-)

Es gibt zum Einstellen aller Werte nur vier Tasten
Rauf, Runter, Weiter(=Enter) und Reset
Ich werde diese Tasten aber durch einen Drehimpulsgeber
mit integrierter Taste ersetzen, dann gibts nur noch
einen einzigen Knopf. (schon getestet....das geht prima!)
links = runter ; rechts = hoch ; kurz drücken = Enter
und lange drücken = reset
Die Auswertung muss nur noch ins Programm integriert werden.

Menue Seite 1
Das erste Menue ist zum Einstellen der Akkukapazität.
Wert einstellen mit Rauf oder Runter
Bestätigen mit Enter oder vorher abbrechen mit Reset
Enter speichert den eingestellten Wert und man landet
in der nächsten Menue-Seite.

Menue Seite 2 , 3, und 4 :
Hier wird der Reihe nach die Ausgangsspannung zur
Tankuhr für 100% 50% und 0% (=leer) eingestellt.
Während man im Menue ist wird die gerade eingestellte
Spannung bereits ausgegeben, so dass man das Ergebnis gleich
kontrollieren kann.
Der im Display angezeigte Richtwert stimmt nicht ganz, müsste etwa
Faktor 0,027 statt o,o2 sein, aber das hilft auch niemandem weiter....
also nach der Tankanzeige richten, darauf kommts ja an!

Menue Seite 5:
Einstellen des Nullpunktes des Stromwandlers
hier ist der Wert auf den angezeigten Istwert einzustellen.
Das könnte man automatisieren, aber dann hat man auch
keine Kontrolle mehr......deshalb von Hand!

Menue Seite 6:
Messung beim Laden Ein oder Aus
Aus: In die Akkus zurüchfliessender Strom wird nicht gemessen
Ein: Es wird sowohl Entnahme als auch Nachladen gemessen.
Bei einer Auflösung von ca. 3A (1,56 wären auch möglich, aber dann
wirds zu unruhig) kann man bei kleinen Strömen keine Wunder
an Genauigkeit erwarten....... obs Sinn macht wird sich zeigen.

Bei eingehendem Strom wird dann auch "Ladevorgang" angezeigt

Menue Seite 7:
Schwelle des Relais
hier kann man einstellen unterhalb welcher Grenze das
Melderelais anzieht (Schaltet nach GND)
Bezogen auf % an Restenergie. Der Restenergiezähler
zählt übrigens bis -25% weiter, das hilft beim Rantasten an den
korrekten Wert.

Menue Seite 8:
Hier kann man die Anzeige des Drehzahlmessers abgleichen
in 1%-Schritten. 80% -120% Std= 100%
Im derzeitigen Programm zwar noch nicht
vorgesehen, aber bei einem erweiterten Verstellbereich
könnte man so auch auf Sechs- und Achtzylinder-Drehzahlmesser
abgleichen. 100% = 4zyl 150% = 6zyl 200% = 8zyl.
Mal erkundigen, wo die Frequenzen bei Diesel-DZM liegen
Ich habe gerade keíne Lust, nochmal umzuprogrammieren.
Das kommt dann in der nächsten Version.

nochmal Enter gedrückt, und die Box sollte laufen!

Durch die mögliche Berücksichtigung des Nachladens

gabs noch ein ganz neues Problem........

Ich schicke den Prozessor derzeit noch nicht "schlafen"

Das Gerät braucht ohne Beleuchtung und Sensoren

gerade mal 20mA ......was solls? Alle Verbraucher
und auch die Ausgangstreiber für DZM und Tankuhr
laufen über "Zündung", der Rest immer.
Wenn also nun der Stromwandler nicht mehr versorgt
ist, ebenso der Temperaturfühler, dann wurden
plötzlich 800A Nachladen angezeigt und -270°C........
Das war nicht schön, deshalb wird dann jetzt
Standby/OFF angezeigt und 0A. Es dauert zwar beim
Ausschalten der "Zündung" ein paar Sekunden, aber
das soll nicht weiter stören. (Das krieg ich auch noch hin!)

Falls noch jemand gute Ideen hat, was noch verbessert werden

soll.....bitte melden!!!!

Mein Plan für die Zukunft sieht so aus, dass ich in der zweiten

oder in der zweiten und ev. dritten Zeile die Funktionen meines BMS

unterbringen möchte. Also zumindest die Anzeige der Zellen mit

der höchsten und der niedrigsten Spannung.

Noch besser die aktuell gemessene Zelle und die Gesamtspannung,

schliesslich wären mir KWh lieber als Ah -Anzeige,

aber das ist noch Zukunftsmusik, aber machbar!

Die Anzeige der bereits entnommenen Energie und der Gesamtkapazität

ist nicht so wichtig bzw lässt sich z.T. in die 4.Zeile quetschen

Rest 90.1/100Ah=90% ......oder so ähnlich......max 20 Zeichen je Zeile!!

Die Temperatur braucht wohl keiner und die Hz die der DZM kriegt

sind noch eine "Altlast" aus der Anfangsphase.
jetzt muss erst mal die Tankuhr was vernünftiges anzeigen.
Ich kann das leider nicht selber testen, weil ich andere Autos habe.
(und da hätte das bisherige System auch funktioniert!)
........und der Drehgeber statt der Tasten muss rein! (kein Problem!)

mfG
Franz

............kleiner Nachtrag........ich habe mal versuchsweise einen Atmega168
genommen und das Energiezähler-Programm draufgeladen. Das lief, klar doch!!
dann habe ich das Programm des BMS-Master aus der Versenkung geholt
und beide Programme zusammengemischt. gar nicht so einfach, da
kollidierten so manche Dinge, aber erst mal alle Variablen umbenannt
auch für etwas Überblick meinerseits......um unterscheiden zu können
was denn nun für Energiezähler und was für BMS gedacht ist.
nach ein paar kleinen Fehlermeldungen-irgendwas übersieht man doch immer...
liefen tatsächlich beide Programme zugleich auf dem selben Prozessor.
derzeit noch nacheinander, und das Display schaltet immer komplett um,
aber darum gings auch gar nicht, aber zumindest ist klar, dass zum Einen der
Platz reicht (derzeit 71%, noch nichts optimiert, vieles doppelt) und dass wirklich die
BMS-Master Geschichte auch noch nebenbei im Energiezähler laufen kann.
(alles im Hauptprogramm, da ist nichts Zeitkritisches drin, die Energiezählung und die
DZM-Umsetzung laufen in Interrupt-gesteuerten Unterprogrammen, wobei
Unterprogramm nicht gut ausdrückt, dass die Unterprogramme eigentlich
absoluten Vorrang haben..)

Da ist noch einiges zu tun bis das wirklich passt ohne irgendwo zu kollidieren,
AD-Wandler sind doppelt belegt, unterschiedliche Menue-Strukturen
aus Platzgründen stillgelegte Funktionen etc.
ich muss mich da erst wieder so richtig reinversetzen in alles,
das ist nun schon wieder eine Weile her,
aber es ist alles problemlos kombinierbar, soviel steht schon mal fest,.
und es ist noch immer Platz für zusätzliche Features!
(insbesondere Menuepunkte zum Konfigurieren)
Die Preisgestaltung bei den Atmegas ist auch ein wenig seltsam.......
Der Atmega 48 ist in letzter Zeit teurer geworden, aber die größeren
werden eher billiger und der Preisunterschied zwischen dem Atmega88
und dem Atmega 168 mit doppelt so viel Flash-Speicher beträgt gerade
mal 5 Cent!!!. den genauen Betrag habe ich grad nicht im Kopf, aber es sind
keine vier Euro. ....eigentlich geschenkt angesichts der ganzen Funktionen!

Das größte Problem wird letztlich sein, all die gesammelten Infos auf dem
EA-DIP 204 mit 4 x 20 Zeichen lesbar und übersichtlich darzustellen.

Ich habs einfach mal so angeordnet:

Da ich keine Messwandler dran habe, ist der Spannungswert jetzt nur simuliert.
Zelle 07 wurde gerade erfasst mit 4,05V. Die 12V Bord"batterie" hat 12,15V
Höchste Zelle: Zelle01 mit 4,05V Niedrigste Zelle: Zelle01 mit 4,05V
Stromstärke 792A , 1Minute ist seit letztem Reset vergangen
rechts davon ist noch etwas Platz für Statusmeldungen.........
Die könnten ja z.B. auch die Zeitanzeige überdecken.
Restenergie = 114,2 von 128Ah = 89%

Ein bisschen hab ichs nochmal umgestaltet,
und die Statusmeldung nach links versetzt,
( Entn. ; Laden ; Standby ; Alarm ; ????? )
so ist das besser lesbar.
Noch ein wenig mit der Formatierung spielen,
(Stunden und Minuten mind.2-stellig , die %-Angabe unten immer ganz rechts etc.)
dann sollte das so allmählich passen!

Mehr geht wohl nicht, ohne unlesbar zu werden.

Nachtrag 25.05.2011:
Die Formatierung ist optimiert, ich habe beschlossen, dass das jetzt einfach mal so passt!
Das Problemchen mit zu langem Text bei negativen %-Werten ist behoben.
jetzt wird bei über 100% und unter 0% ein anderer Text gezeigt.
z.B.: " Voll! 107.7Ah =107% " bzw "Leer! -27.3Ah = -27%"
Bei negativen Zahlen kommt das Vorzeichen zusätzlich dazu.
Das Vorzeichen müsste ich entweder dauernd zeigen, das gefällt mit aber nicht,
oder man legt für negative Werte eine andere Formatierung fest...
ich habe mich für letzteres entschieden.
Beim Laden steht ein - vor der Amperezahl, das ist irgendwie"doppelt gemoppelt",
aber das lasse ich vorerst mal so da müsste ich sonst eine neue Variable festlegen
und den Betrag des Wertes anzeigen.... das ist mir zu viel Aufwand
nur für die Optik. Eigentlich ist es ja auch so korrekt, wenn ich die Entnahme
als positiven Wert anzeige.

Heute Abend habe ich den Drehimpulsgeber in Betrieb genommen und ins
Programm integriert. Puuuuhhh....... war nicht ganz so einfach.........
Der "Encoder"-Befehl in Bascom ist offenbar ziemlich unbrauchbar, sobald das
Programm etwas größer ist, oder wenn da sogar wie in diesem Fall
"wait" Befehle drin sind.(in der Zeit passiert halt NICHTS !)
Die Impulse kommen einfach zu schnell hintereinander,und mein
Programm ist incl. Kommentaren und Leerzeilen doch mittlerweile
auf über 1300 Zeilen angewachsen.........
Im Testprogramm gings noch halbwegs, aber im doch schon recht umfangreichen
Energiezähler + BMS-Programm wurde ich nicht mehr froh damit.
Eigentlich wollte ich keinen der "wertvollen" Interrupt-Eingänge mit Eingabetasten
belegen, aber das reagierte alles zu langsam, daher nahm ich doch zumindest einen
Interrupt-Eingang für den Encoder. Damit funktioniert die Eingabe auch, wenn man
etwas schneller am Knopf dreht.In diesem Fall ist das eigentlich völlig egal, die
Kontakte hängen sowieso an den Interrupt-Pins, aber man denkt ja weiter......
Manchmal braucht man diese Eingänge ganz einfach für was Anderes.
Den Drehimpulsgeber finde ich halt ganz besonders praktisch,
weil er 3 - 4 Tasten ersetzen kann und die komplette Bedienung ermöglicht
Ich werte nur die negative Flanke einer Taktspur per Interrupt aus und
vergleiche dann im Unterprogramm den Zustand der zweiten Spur
um Drehrichtung und Takt zu erkennen. Es ginge auch feiner aufgelöst, aber das möchte
ich gar nicht feiner haben. Ich werde ev. noch versuchen, die Flanke mit dem
"debounce"-Befehl und kürzerer Zeiteinstellung auszuwerten......mal sehen obs was bringt.
Der "Encoder"-Befehl war mir einfach zu langsam. Ich habe einiges versucht, die
Entprellung anzupassen, aber das war zwecklos!
Das war auch nicht die Ursache der Probleme!
Vielleicht sollte noch erwähnt werden, dass die aktuelle Programmversion die
Ports und Pins benutzt, die ich auf meiner "Universalplatine" vorgesehen habe.
Da ist fast jeder Port anders belegt, als im "Vor-Prototyp" aber so macht das einfach
noch mehr Sinn, insbesondere weil man so mehrere PWM-Ausgänge, die serielle Schnittstelle,
die Interrupt-Eingänge und die AD-Wandler gleichzeitig nutzen kann.
Das sollte schon so passen!Bisher funktionierts wie erhofft. Ich hoffe, die Platinen
noch am Freitag zu bekommen, dann gibts vielleicht da schon einen ersten Test.
wird aber wohl Montag werden.

Jetzt gehts eh drum, wie ich am Besten weiter mache.
Wenn die Tankuhr- Ansteuerung klappt, dann wäre zumindest die Energiezähler-
Variante einsatzfähig. Die BMS-Master-Funktionen könnte ich ev. abschaltbar machen.
oder einfach entfernen bis ich benutzbare Messwertaufnehmer habe.
da gibts noch viel zu tun, und ich bin mir immer noch nicht sicher, wie ich es denn
aufbauen soll. Die Variante, mit einem Baustein gleich vier Zellen zu messen
wäre mir die liebste aber der unterschiedliche Strom in den Eingangsspannungsteilern
gefällt mir nicht. Das kann man aber anpassen.
Ein Attiny je Zelle wäre diesbezüglich besser, aber dann brauche ich auch je eine
galv. getrennte Schnittstelle pro Zelle.
Die Messung an sich funktioniert schon lange.

Die Energiezähler-Einheit läuft so weit wie gewünscht, da fehlt nur noch der
Praxistest...........Insbesondere die Tankanzeige bereitete Probleme!
Eine kleine Änderung habe ich doch noch gemacht:
So wie bisher schon bei Tiefentladung von mehr als 25% gibt es jetzt
auch eine Meldung bei Laden auf mehr als 125%.
Der Wert ist einfach mal willkürlich gewählt, könnte man auch noch ins
Menue mit reinpacken.......???????

Beim BMS gibt es auch wieder ein paar neue Features.
Neben den Einstellmöglichkeiten für oberen und unteren Grenzwert sowie
der Zellenanzahl per Menue ist nun auch die Geschwindigkeit des Weiterspringens
zur nächsten Zelle im Menue einstellbar (Programmlaufzeit + 10 - 2550 ms)
Ausserdem fehlte noch die Möglichkeit einzelne Zellen gezielt zu messen.
Das ist jetzt auch möglich. Ein kurzer Druck auf den Knopf schaltet um auf
Einzelmessung (Min-Max Anzeige ist in diesem Modus nicht aktiv)
Drehen am Knopf wählt die nächsten Zellen.
ein weiterer kurzer Druck schaltet wieder zurück auf automatischen Durchlauf.
Im Normalbetrieb ist die Drehung des Knopfes ohne Funktionalität.

Kurzer Druck schaltet um auf Einzelmessung und wieder zurück.
ein langer Druck (ca 7s) setzt die Messwerte zurück ("Warmstart")
und ein noch längerer Druck bzw gehaltene Taste nach Reset startet das
Setup-Menue. Die BMS-Menuepunkte kommen nach den Zähler-Einstellungen.

Derzeit:
Ah voller Akku
Tankuhr 100%
Tankuhr 50%
Tankuhr 0%
Nullpunkt LEM-Wandler
Messung beim Laden
Schwelle Relais
Abgleich Drehzahlmesser
--------------------------BMS
Alarm unten (Spannung einer Zelle)
Alarm oben (Spannung einer Zelle)
Zellenzahl
Geschwindigkeit

Eventuell noch zusätzlich einstellbar geplant:
Schwelle für Alarm "Ueberladen" (mehr als ....%)
Schwelle für Alarm "Tiefentladen"(mehr als ....%)
Warnschwelle oben (Vorwarnung ohne Alarm)
Warnschwelle unten (Vorwarnung ohne Alarm)
Anziehen des Melderelais bei BMS-Alarm
Alarm bei Fehler Bordbatterie

Na ja, irgendwann ist Schluss.......Das reicht doch, oder??
wenn das so weitergeht dann muss ich im Menue noch
verzweigen......... Letzter Stand an Programmumfang:
derzeit sind 69% Flash belegt, da geht noch vieles......
aber anzeigen wird immer schwieriger!
Die Warnmeldungen kommen derzeit in der untersten Zeile.
eigentlich könnte man meinen, sie wären in der dritten Zeile besser aufgehoben,
aber da ich die %-Werte mit Erscheinen der Meldung festlege
würde sich der Wert dann ohnehin nicht mehr ändern.
Es würde also gar keinen Sinn machen, SOC weiter anzuzeigen.
Man bekommt die Meldungen nur per Reset wieder weg.
Eigentlich ist das durch Zufall entstanden, weil "früher" nur die
Tiefentlade-Meldung existierte und ein Nachladen nicht vorgesehen war,
aber das ist ganz gut so! Das bleibt so!

Nachtrag 30.5.2011:
Eigentlich hätten die Platinen heute ankommen sollen...na ja dann halt morgen...
An dieser Stelle ist gerade Zeit, ein wenig über die Messmodule nachzudenken.
Da gibt es einige noch nicht wirklich gelöste Problemchen, aber die sind
vom Ansatz her wichtig, also von direktem Einfluss aufs Gesamtkonzept.
Hier gehts um die Frage der Referenzspannung, der Versorgung und
der galv.Trennung der Datenübertragung und der Versorgung.
Alles hat Vor- und Nachteile perfekt ist keine Version.Und da ich die Daten
seriell übertragen will brauche ich auch noch einen Quarz je Messmodul.
Wie weiter oben schon erwähnt habe ich zwei "Favoriten"
Variante1 : Je ein attiny25 pro Zelle +Quarz + Optokoppler, der könnte
direkt aus der Zelle versorgt werden,wenn er mit interner Referenz von 1,1V
arbeitet. die 2,5V Referenz kann ich nicht nehmen, da die Zellenspannung
so weit abfallen kann.
Vorteil: Messauflösung, Stromverbrauch(?), Stromaufnahme alle gleich
Nachteil: Quarz und 2 Optokoppler je Zelle

Variante2: Je ein Atmega48 für je vier (bzw fünf(?)) Zellen
Spannung wird aus der Differenz von zwei Eingängen ermittelt. nur 1/8 der
Genauigkeit bzw Auflösung, aber das genügt gerade noch.
Immer vier Zellen als Einheit uberwacht, Versorgung aus den Zellen,
oder auch per "ADUM"-Wandler. Hierzu fehlen noch Versuche, was letztlich Sinnvoller ist.
Die "Adum" brauchen ziemlich viel Leistung, und die Ausgangsspannung ist nicht
geregelt und 5,2V am Ausgang ist ein "doofer" Wert. also entweder direkt
den Atmega damit betreiben und die interne Referenz von 1,1V nutzen oder
auf 3,3V ausweichen. Die Qualität der internen Referenz ist hier entscheidend.
Dazu fehlen noch Versuchsergebnisse.Bei einem "ADUM" für vier Zellen
ist die Optokoppler-Frage auch gleich gelöst.Mit "ADUMWürden die Wandler
vom 12V-System versorgt und an den Akkus wären "nur" noch die Eingangsspannungsteiler.
Die sind aber nicht zu vernachlässigen, und da jeweils gegen ein und die selbe Masse
gemessen wird sind die Stromstärken nicht identisch.
Das müsste man auf gleiches Niveau erhöhen und das möchte ich nicht.....
Aus den 14V könnte man den Atmega aber auch versorgen , dann aber nicht abschalten,
aber geht das überhaupt? über die Schutzdioden würde der Mikroprozessor
auch mit Spannung versorgt werden. das muss ich auch noch testen!
trotzdem ist mir diese Variante lieber, zumal da auch noch vier PWM-Ausgänge da wären
um eine Balanzier-einrichtung anzusteuern. (gar nicht ganz einfach, wegen der
spannungspotenziale bis 14V und der Betriebsspannung des Atmega von 5V)

Ich werde vorrangig versuchen die Version "1 Atmega für vier Zellen" in eine
praxistaugliche Form umzusetzen und vielleicht kann ich sogar auf die Optokoppler
bzw "ADUM" verzichten....mal sehen.....da war mal was....
siehe Seiko S-8209BAA bei denen werden die Daten über eine Kette von
Mosfet durchgereicht (Daisychain) aber ich sehe da Probleme beim Anklemmen.
Siehe hierzu:

http://vehikelfranz.blogspot.com/2009/09/jawohl-der-ladereglerbalancer.html

....das Projekt zieht sich in die Länge....

Damals hatte ich auch schon den LTC6802 im Visier.....abgesehen von der nicht ganz
einfachen Auswertung habe ich auch schon negative Meinungen zu dem Chip gehört.
Es soll angeblich Betriebszustände bzw Defkte geben, bei denen der Spannungswert einer
Zelle "einfriert" und weiter ausgegeben wird ohne sich noch zu ändern.
(Ich konnte das nicht selbst nachprüfen, das ist also keineswegs belegt, eigenntlich wäre der
Baustein sehr gut geeignet für das, was ich vorhabe!!)
siehe dazu auch:
http://www.linear.com/demo/DC1393B

mfG
Franz

Platinen entwerfen mit Eagle

2011-05-03T12:10:00.000-07:00

Es ist mal wieder an der Zeit, dass sich was tut.......
Heute hab ich mal begonnen, eine halbwegs universell
einsetzbare Platine zu zeichnen, die man je nach Einsatzzweck
unterschiedlich bestücken kann.........
Ich habe mich dafür entschieden, das mit EAGLE zu machen.
(Das verwenden wir auch in der Firma und es hat sich
bestens bewährt) Die kostenlose Demoversion ist
bis zum halben Euro-Format verwendbar, das reicht in diesem Fall.
Das Programm ist aber auch als "Vollversion mit Einschränkungen"
nicht allzu teuer.Erst wenn man "alles" haben will gehts richtig
ins Geld!

Ich habe damit noch kaum gearbeitet, aber es scheint
nicht allzu schwer zu sein......wenn ich da an "früher" denke,
als ich in den 90er Jahren mit ORCAD und TANGO ein paar
Leiterplatten entworfen habe und dann der 386er PC über Nacht
rechnete und dann meist eine Leitung nicht verlegen konnte.......

Zunächst muss ein Projekt angelegt werden.
Da sind dann Schaltpläne und Platine etc. zusammengefasst

Ein Anfänger steht zunächst vor Allem vor dem Problem
mit den Bibliotheken, das sind die Dateien mit den
Bauteil-Definitionen und Zeichnungen der Pads etc.
Da werde ich mir wohl noch einige Male helfen lassen müssen.
Lädt man die falschen Bibliotheken ,dann findet man genau das
Teil nicht, das man gerade platzieren will. Bei Bibliotheken
unklarer Herkunft sind oft irgendwelche Fehler verborgen.
Da kann schon mal eine Bohrung zu klein sein....
Es ist wichtig, hier nicht den Überblick zu verlieren.
Am Besten ist es fast schon sich eine Eigene mit den wichtigsten
Komponenten anzulegen, die man meist verbaut.
das spart viel Sucherei, und man kann sich drauf verlassen.
insbesondere, wenn man ein Projekt auch mal auf einem anderen
Rechner weiterbearbeitet ist es von Vorteil, die passenden
Bauteilbibliotheken zur Hand zu haben.
(....das war damals mit den alten Programmen oft ein
riesen Drama.....wenn man später mal an einer alten Platine
was ändern musste passte oft gar nichts mehr. Deshalb
erwähne ich das hier.

Aber der erste Schaltplan nahm recht schnell Gestalt an.
Da passen noch keine Bauteilnamen und Typen, und so manches
wie Schutzbeschaltungen etc. fehlt noch
aber das sollte nur mal grundsätzlich zeigen, wie ich mir das so vorstelle.
Einfach so zum Einarbeiten
Kern der Platine ist ein Atmega der Reihe 8, 48, 88, 168 etc....
mit denen arbeite ich am liebsten, weil die sehr universell verwendbar sind.
(Und mit Bascom wunderbar einfach zu programmieren!!!)
Ich möchte einige der AD-Wandler nutzen können, dazu brauche ich einige
Spannungsteiler an den Eingängen, alle freien Ports sollen über Widerstände
nach draußen geführt werden.Das kann man später als Ein- oder Ausgang nutzen.
Das Ganze soll mit 12V laufen, ggfs zwei getrennte 12V (Dauer- und Zündung)
5V sollen zusammen mit einem AD-Wandler-Eingang auf eine Klemme rausgehen für
den LEM HASS200 Stromwandler bzw für den Positionsgeber bei der
Positionier-Geschichte oder für den "Fahrtregler" bei PWM-Einsatz.
Die Mosfet bilden eine PWM H-Brücke, das brauche ich für ein
"ganz anderes Projekt" da muss ein kräftiger Stellmotor exakt in Position fahren.
Die später vorgesehenen Transistoren schaffen kurze Zeit (ca.1min) ca 30A ohne
Kühlung, damit kann man schon einiges anfangen, selbst wenn man damit nur was
schaltet. Als Mosfet-Treiber sind TC4431 vorgesehen, die an sich schon als
recht kräftige Treiber nutzbar sind und auch für die Umsetzung von 5 auf 12V
gute Dienste leisten. (leider nicht ganz kurzschlussfest-schade.......)

Ich hatte schon überlegt, als Steuer-Rechner für die Mosfet einen ATtiny 26
einzusetzen, aber dann wäre die Platine nicht mehr so universell konfigurierbar
gewesen. Aber für reine PWM-Geschichten sollte man sich den mal genauer
anschauen.Der hat zwei PWM-Kanäle mit je einem invertierten und einem nicht invertierte
und nicht überlappendem Ausgang, sowie bis zu elf (?) AD-Wandler-Eingänge
Ebenso recht interessant ist der ATtiny 24 der hat u.a. einen 16bit-Timer
wie ich ihn für die Umsetzung Stromwandler-Signal zu Drehzahlmesser-Takt
brauche.Aber das kann der Atmega 48 und seine "großen Brüder" auch.

Deshalb ist der Atmega48 HIER die bessere Wahl.
An Port B betreibe ich normalerweise mein Display (EA-DIP204)
Da halte ich mich an die Belegung des STK500 - Boards,
so brauche ich nur umstecken.

(Da ist alles auf einem 10-Pol Bandkabel vereint, incl. Versorgung)
Da sind auch noch die Programmier-Eingänge drauf und leider auch die
PWM-Ausgänge von Timer 1 und 2, die dadurch blockiert sind.
Das macht aber nichts, wenn ich Timer 1 und 2 nicht für PWM
benutze, sondern nur als Zeitbasis und da per Interrupt
irgendwelche Unterprogramme steuere.
Wenigstens die PWMAusgänge von Timer 0 liegen auf Port D,
und da kann ich sie benutzen. Im Notfall müsste man halt den betreffenden
Anschluss fürs Display auf einen anderen Port legen.
Programmieren geht auch mit Display, das zeigt dann eben wirres Zeug.
Da alle Programmierleitungen auch auf den Displaystecker gehen
kann ich auf den ISP-Anschluss verzichten und mit einem Adapter
über den Display-Anschluss umprogrammieren.
(über kurz oder lang wird wohl eine SMD-Version des Atmega
rein kommen, und die ist dann fest eingelötet, da muss das Programmieren
des Gerätes funktionieren)

Port C sind die AD-Wandler-Eingänge, die aber auch als Ausgang benutzt
werden können.

Port D hat die ganzen "spezialisierten" Ein-und Ausgänge.
D0 und D1 ist für die serielle Schnittstelle.
Wenns vom Platz noch geht sollte ev noch ein MAX232 drauf!???

Der Platz reicht aber nicht, aber bei einer SMD-Variante muss das sein!
D2 und D3 sind die Interrupt-Eingänge, z.B. für zeitkritische
Flankenerkennung bei Trigger- und Zähl-Funktionen
D4 ist meist frei verwendbar (XCK)
D5 und D6 sind die PWM-Ausgänge von Timer 0
D6 und D7 sind die Analog-Komparator-Eingänge
Da muss ich noch überlegen, wie ich das mache, dass man
D6 ggfs für den Komparator nutzen kann.Das hab ich
aber noch nie gebraucht.
Das wird zwar nicht die eierlegende Wollmilchsau,
aber als Energiezähler, BMS-Zentrale, Positioniersteuerung
und Fahrtregler, halt als kleine SPS (als Bausatz ???)
will ich das selbe Layout nutzen können.Sollte klappen!
Mal schaun ob ich das alles auf die nutzbaren 60 *70 mm

der 70 * 83 mm großen Platine packen kann.
Möglichst mit bedrahteten Teilen zwecks Lötbarkeit.
(da gibts bei Conrad so geniale kleine Modulgehäuse,
und da soll das rein! Best.Nr. 521256)
Ev noch ein Relais vorsehen? das wird eng!

Das reicht fürs Erste.
Ich werde in der nächsten Zeit sowohl am Layout als auch am Energiezähler
weiterbasteln, um alle neuen Ideen auch im Layout zu berücksichtigen.
Da hat sich in den letzten Tagen nochmal einiges geändert bzw. ist noch
einiges dazugekommen.
Das mit der frei konfigurierbaren Tankanzeige hatte ich schon erwähnt.
Die Umschaltung, ob Nachladen erfasst wird oder nicht ebenfalls.
Der Nullpunkt des Messwandlers kann eingestellt werden.
Ganz neu ist ein Relaisausgang der in %Restenergie konfiguriert
werden kann. Das Relais zieht bei Unterschreiten der Schwelle an.
Der Schliesser geht nach Gnd. (Ob da der Platz reicht.........
Die Temperaturmessung steht ebenfalls auf der Streich-Liste........)
Und......man kann jetzt den Drehzahlmesser abgleichen
(in 1%-Schritten, 100% = Std= 4-Zyl; 150%=6-Zyl; 200=8-Zyl)
Alle Konfigurationen erfolgen per Menue, das Menue wird gestartet
indem bei gehaltener "Enter"-Taste ein Reset ausgelöst wird.
So genügen vier Tasten zum Bedienen. (rauf runter weiter und Reset)
Bei Reichelt (anderswo auch....) gibt es ganz tolle Drehimpulsgeber
mit integriertem Taster. Ein Auswerteprogramm dafür hab ich schon
mal geschrieben.....Das wär auch was! links rechts und Enter ist kein
Problem, und wenn man dann noch per Zeitschleife mit der Enter-Taste
den Reset auslösen würde......... warum eigentlich nicht?
Ein Knopf für die gesamte Bedienung!
antippen = Enter, sehr lange drauf = Reset......... Das geht!!!!!!!!!!!
Vom Programm her ganz einfach, ein paar verschachtelte If..then-Schleifen
mit Wartezeit und eine Sprungmarke an den Anfang wo alle Variablen
zurückgesetzt werden. Das ist eigentlich nur ein "Warmstart", aber
das erfüllt seinen Zweck perfekt.Man muss eigentlich nur mit
dem "DEBOUNCE"-Befehl aufpassen! der muss vorher stehen
bzw vorher und nachher, je nach Funktion.
Der wertet schliesslich die selbe Taste aus!

Nachtrag 5.5.11:
Heute hab ich mal versucht, alles auf die Platine zu bringen.
Das sieht schon sehr gut aus!
Noch ein bisschen besser anordnen, aber das passt alles drauf!
Da haben also auch ein paar Extras noch locker Platz.
Den Spannungsregler über den Atmega, Treiber und Transistoren drehen,
damit links die Leistung und rechts der Prozessor ist.
Das ist fast schon gut so!
So macht das Spass!

13.05.2011:
Alles ein bisschen besser angeordnet und noch einige Teile zusätzlich
für alle möglichen und unmöglichen Fälle und schon schaut alles
ganz anders aus.

So passt das hoffentlich einigermaßen!
Ich lasse mal ein paar dieser Platinen fertigen, und
dann wirds interessant!
ganz ohne Drähte wirds nicht gehen, aber mehr
Brücken und Jumper konnte ich hier nicht mehr
unterbringen.....Wir werden sehen!....

.....so sieht das dann aus!
Ich bin begeistert! Natürlich habe ich eine Kleinigkeit übersehen,
aber das ist nicht wirklich schlimm, eine Leiterbahn ist zu dünn,
ein 2cm langer Draht auf der Rückseite korrigiert das.....na ja.....
(Da hat Eagle eine Leitung neu verlegt, bzw ich hab das selbst veranlasst,
und dann hab ich die kurze dünne Leitung übersehen....Typischer Fehler!
passiert auch den Profis regelmässig.....)

mfG
Franz

Was ist mit dem Blogger los??????

2011-04-21T12:06:00.000-07:00

Irgendwie verhält sich der Online-Editor dieses Blogs
neuerdings recht seltsam............

Die Anzeige der regelmäßigen Leser funktioniert genausowenig
wie die Anzeige der letzten Kommentare.................

Mal kann ich keine Leerzeilen einfügen, ein andermal
hab ich welche drin und bekomme sie nicht weg...........
Ok, da ist das Problem mit dem Unterschied von
Enter und Shift + Enter (da gewöhne ich mich wohl nie dran)
aber das ist es in diesem Fall nicht.
Der Textlauf um Bilder ist total anders als später beim
Betrachten..............

Die ganze Formatiererei ist irgendwie gestört...............

Das nervt!!!!!!!

Hat jemand eine Ahnung was da los ist?

Ich habe deshalb auch mal eine andere Vorlage ausprobiert,
weil mir bei der bisherigen das Textfeld zu schmal war
und sich die Breite bei der "Simple"-Vorlage nicht
verändern ließ. Gefällt mir besser als die vorherige!
na ja.........
mal sehen, vielleicht nur eine vorübergehende Störung!

Nachtrag 23.April:
Hmmmmm..................jetzt wirds interessant!
Vorhin war ich über einen Anschluss der Telekom online,
da gings nicht! (oder lags am Browser IE6 auf WIN2000 ?)
Jetzt per 1&1 und Firefox funktionierts plötzlich!!!

schon seltsam!
Wer blockiert da wen ????????

Nachtrag 26.April:
Offenbar ist das schon wieder ein neues IE6-Problem.
Mit Firefox passt alles..........

............auch wenn WIN2000 veraltet ist.......
Das ist schon eine Frechheit, dass es von Microsoft nicht nur
keinen brauchbaren Browser dafür gibt, sondern dass jetzt auch noch
der gute alte IE6 derart abgesägt wird, indem an unnötigen Stellen
Funktionen eingebaut werden so dass nichts mehr so richtig funktioniert.
Ich kann diesen ganz speziellen PC aber nicht so einfach umstellen...........
Da greifen zu viele Dinge ineinander, und diese Installation lässt
sich nicht wieder gleichwertig herstellen.Zu viele teils sehr alte
Spezial-Programme drauf, die anderweitig unverzichtbar sind
(Ich habe noch Vista auf einer anderen Partition drauf, aber das taugt
ja bekannterweise nichts, und bremst nur.............)

Nachtrag 15.06.2011:
..........und jetzt kann man mit IE6 nicht mal mehr Kommentare abgeben...super!........

Franz

Energiezähler--ganz neue Erkenntnisse

2011-03-29T08:38:00.000-07:00

Hallo allerseits! Auweh! da habe ich was Wichtiges übersehen! Ich bin bisher ganz selbstverständlich davon ausgegangen, dass die Akkus Masseverbindung haben. Dem ist aber nicht so! Folglich konnte die Schaltung natürlich nicht so bleiben. Zunächst mal habe ich einen galv. getrennten Messwandler gebaut. Letztlich fast das Gleiche wie schon bei den Messwandlern für die Einzelspannungsmessung bei meinen BMS-Versuchen. Ein ATtiny 25 übernimmt hier die Messung, schickt die Werte seriell an den Zähler, ein geregelter DC-DC-Wandler sorgt für die Versorgung und Referenzspannung. Ein Optokoppler trennt die Signale. Soweit ganz einfach, aber halt doch wieder etwas Mehraufwand, der mir gar nicht gefällt. Also hab ich nun endlich doch mal nachgeschaut, wie die"Konkurrenz" das macht. (keine Zeit.........) Das kommerzielle Produkt, das meinem Zähler von der Idee her am ähnlichsten ist, das ist das ZEVA2. http://www.evworks.com.au/index.php?product=INS-ZEVA-FGDP Dessen Anschlussplan (auf der Seite ganz unten zu öffnen) führte zu einem klassischen AHA!!!-Erlebnis !! Die messen die Spannung überhaupt nicht! Da werden nur die Ampere über die Zeit aufdaddiert! Ich wollte halt die echte Energie anzeigen, sowie auch die momentane Leistung, Spannungsgrenzen überwachen, etc.... Das Zeva2 hat kein Display, darum interessieren diese Werte da auch nicht. Der Abgleich auf die Tankuhr und die Akkukapazität erfolgt da per Poti, und weil immer das selbe Akkupaket dran hängt, lässt sich das sicher so abgleichen, dass die Anzeige einigermaßen genau anzeigt.Und das alles auch ohne Spannungsmessung! Eigentlich bräuchte ich aus meinem Zählerprogramm nur die Spannungs- messung und die Multiplikation der Stromwerte mit den Spannungswerten entfernen und die Einheit der angezeigten Werte von Wh auf Ah ändern und ev. noch eine Erkennung reinbauen, ob auch die "Zündung" an ist,falls mal der Nullpunkt des Strom- wandlers nicht 100% passt. Oder eben so wie beim ZEVA beim Reset einen Nullabgleich durchführen. (0A entsprechen 2,5V am Wandler) Die ganzen Spannungsüberwachungs- geschichten gehören eigentlich sowieso ins BMS bzw. Monitoring-System. Die beiden Systeme (Monitor + Zähler) sollen letztendlich miteinander zu einer Einheit verschmelzen, aber ganz so weit bin ich leider noch nicht. Wie das beim Zeva nun genau gelöst ist, mit nur einem Poti sowohl Verstärkung als auch die Richtung des Signals für die Tankuhr einzustellen, das muss ich noch mal genau durchdenken...... Das hat sich jemand sehr geschickt ausgedacht! Respekt!!!!!!!! Auf die Idee muss man erst mal kommen! Ich hätte da wohl den ATtiny per Jumper und entsprechender Programmierung je nach Bedarf umgepolt, aber so gehts auch! Das müsste ein OP sein, dessen Nullpunkt und Verstärkung ja sogar das Vorzeichen der Verstärkung über ein und das selbe Poti eingestellt werden. Wie kann das gehen? eine Idee: Der Gegenkopplungswiderstand ist wohl irgendwie mit dem Negativen Eingang verbunden, das muss so sein und das Poti liegt wohl zwischen positivem und negativem (invertierendem) Eingang. Beide Eingänge hängen wohl per Spannungsteiler auf dem gleichen Potential.Dieser Pegel wird ziemlich sicher mit dem Poti für den Vollausschlag-Pegel verändert. Wenn nun der Eingang über den Schleifer des Potis erfolgt, dann wird je nach Potistellung mehr am Positiven oder am Negativen Eingang eingespeist und je nachdem invertiert der Verstärker oder nicht.............. und je unterschiedlicher dieser Betrag ist, desto größer wäre auch die Verstärkung. Der OP an 12V und 0V und der ATtiny liefert ein Signal das bei 0V startet und dann gegen 5V wandert......(ev. umgekehrt) So könnte das gehen! Der ATtiny (hier wohl ein ATtiny 24, das passt von den Pins, und der hat auch einen 16Bit-Counter drin für die Frequenz zum DZM; 8Bit reicht nicht) kann so eine Spannung per PWM ausgeben. Das muss ich selbst erst mal bis zum Ende duchkauen! Vor allem, warum in der Mittelstellung die Verstärkung am größten ist. Ich bin mir sehr sicher, dass die Tankuhr direkt über eine Spannung angesteuert wird. das ist einfacher, als Widerstände zu simulieren. Was hat das mit der Richtung auf sich? "Früher", bei VW z.B. bis Golf3 waren Tankuhren üblicherweise so geschaltet dass hohohmig (150 bis 300 Ohm) am Geber leer anzeigte und niederohmig (20 - 50 Ohm) voll anzeigte. Dass der Geber nicht bis 0Ohm geht ermöglicht eine Überwachung der Leitung auf Masseschluss mittlerweile läuft der Geber und die Anzeige bei manchen Autos aber "andersrum". Warum?? Hmmmm???? keine Ahnung, wieso!!!??? Ich werde auf alle Fälle mal das Programm für eine "abgespeckte" Version so ändern und das mal ausgiebig testen. Letztendlich ist mir aber die "Urversion" wesentlich sympathischer. Mal sehen.....Watt, Volt, Ampere und kWh sind mir halt lieber als "50% von ganz voll" Um abzuschätzen, wie weit man noch etwa kommen wird reicht das aber.

Hier ein Bild des galv. getrennten Messwandlers für die echte Energiemessung in Wh bzw kWh und ein Bild des Displays in der Version mit reiner Ah-Zählung ohne Spannungsmessung. mfG Franz 08.04.2011

letztes Update: Seit kurzem reagiert Michaels Beetle-Drehzahlmesser auf die Impulse die mein Messwandler produziert:
http://e-vw.blogspot.com/2011/04/drehzahlmesser-zeigt-simulierten-strom.html

Das war ein etwas langer Weg bis alles passte, aber kaum hat man ein paar zerschossene Bauteile getauscht und alles korrekt angeschlossen, schon läufts wie vorgesehen.
So ein handgestricktes Versuchsmuster ist halt etwas empfindlicher als ein ausgefeiltes Serienprodukt mit Schutzschaltungen an jeder möglichen Fehlerquelle.
Dafür baut man Prototypen!
Und deshalb misshandelt man die auch ! ;-) sonst findet man die Schwachstellen erst wenns zu spät ist! So was wäre natürlich viel einfacher, wenn das Auto wo so was rein soll in der eigenen Garage steht und nicht am genau entgegengesetzten Ende unseres Landes........... (wobei in den letzten Tagen ein paar Briefe mit Ersatzteilen in geradezu atemberaubender Geschwindigkeit zugestellt wurden. 17:30 am Chiemsee zur Post gebracht und am nächsten Morgen in Norddeutschland zugestellt......wow!!!!!!!!!)

Ein wunderbares und kostenloses 3D-Konstruktionsprogramm: Alibre Xpress

2011-02-24T09:08:00.000-08:00

Das muss ich hier einfach mal erwähnen,
weil immer wieder die Frage auftaucht,
wie man irgendwelche Teile am Besten
so konstruiert, dass sie auch gefertigt
werden können. .....und dann scheitert
es meist an einem wirklich guten
Konstruktions- und Zeichenprogramm!

Das Beste, das sowohl kostenlos als auch

legal zu bekommen ist, ist meiner

Meinung Alibre Xpress. Vom Aufbau und
der Bedienung her ist es ähnlich aufgebaut
wie die derzeitigen Profi-Programme.
Und: es ist ein echtes parametrisches 3D-Programm,
das bedeutet, man konstruiert das Teil und
daraus wird bei Bedarf am Ende eine
technische Zeichnung erzeugt.
Oder eben IGES bzw STEP -Daten exportiert
Das sind Daten auf deren Basis CAD-CAM
Daten erzeugt werden können.

Um das klarer auszudrücken:

Ein Loch wird hier z.B. als Loch eingefügt, und nicht
als Kreis, der ein Loch darstellt.
Das schöne an so einem Programm ist,
dass alle Masse , Bohrungen etc
direkt eingegeben und auch geändert
werden können.Da muss man sich erst mal dran gewöhnen

insbesondere wenn man 2D Anwendungen
gewohnt war. Ändert man ein Maß, dann
werden auch gleich alle Maße und
Zuordnungen angepasst und auch gleich
die zugehörigen 2D-Zeichnungen angepasst.

Also immer gut aufpassen, wonach man

irgendwelche Elemente ausrichtet, bzw
was man bemaßt.Ein eingetragenes Maß
ist eine feste Größe, die gültig bleibt,wenn
die Objekte verändert werden.

Es ist also ein großer Unterschied, ob zwei

Kreise aussen oder durch den Mittelpunkt
definiert sind. (Eigentlich logisch und
auch leicht verständlich, geht nicht anders)

Ich zeige das am Besten indem ich mal was
konstruiere.......
wie wärs mit einem kleinen Flansch?

Erst mal ein Kreis

dann extrudiert man diese Form

Jetzt schauts schon besser aus:

noch mehr Material:

wieder Extrudieren

Bohrung

Keilnut

Fertig

2D Zeichnungen erstellen:

2D Export

Export in anderen Dateiformaten

Das war jetzt natürlich ein Schnelldurchlauf.....
Wenn jetzt irgend ein Maß verändert werden soll,

dann ist das kein Problem. Das Element braucht
nicht gelöscht und neu gezeichnet werden, sondern man

muss nur die Bemaßung korrigieren, das wars!

Dann speichern (nicht vergessen!) und schon werden
auch die 2D-Zeichnungen angepasst,wenn man sie

erneut öffnet. Das mit dem Speichern ist so eine
Sache, (kleiner Fehler?) auch vor Ausdrucken etc
muss man erst alles aktualisieren und speichern,

erst dann wird die Änderung übernommen.

Ich muss mal die Links raussuchen!

Meine Version ist die 9.2.

es gibt auch neuere, aber die muss man registrieren.
Bis 9.2 ist das Programm in JAVA geschrieben,
deshalb muss auch "virtual Machine" installiert sein.
Ab V10 änderte sich da was.
9.2 ist die erste, die auch unter vista läuft
und zugleich für eine noch eingeschränktere Ausführung
nicht registriert zu sein braucht. (Üben und Zeichnen)
Dateiexportfunktionen (STEP und IGES etc.)

gibts erst nach kostenloser Registrierung.
Speichern im Alibre Datenformat geht aber.

Die echte Alibre Vollversion ist ganz schön teuer........
aber verglichen mit Profi-Programmen
trotzdem noch fast geschenkt!

Da fehlte immer irgendwie eine Zwischenversion

für den Hausgebrauch, die gibt es aber offenbar

mittlerweile! (99$, das ist fair!)

https://www.alibre.com/products/default.asp

Diese Version kann STL-Daten Exportieren.
STL war mir bisher kein vertrautes Format!
Das sollte aber für einen gut ausgestatteten
CAD/CAM Metallbearbeiter kein Problem sein!

Offenbar habe ich da was verschlafen........

Infos zu STEP , IGES und STL etc. gibt es z.B. hier:
http://datenaustausch.com/de/65/

das macht alles etwas klarer!

Meine Empfehlung:

Einfach die Ver. 9.2 erst mal unregistriert testen,
wenns zufriedenstellt registrieren
oder gleich eine neuere Version nehmen.
Achtung: nicht ganz kompatibel mit älteren Versionen!
(das kennt man auch von Konkurrenzprodukten ;-) )

Der PC sollte mind. 1Gb Ram haben und über 1Ghz takten,

(gilt für V.9.2 - soviel hat heute doch eh jeder drin,

bei aktuellen Versionen eher das Doppelte von beidem)
dann machts richtig Spass! (auch wenns wohl keiner
mehr macht, ich hab Alibre 9.x sogar auch unter
Win98SE zum Laufen gebracht, aber das war nichts)

Hmmmmm............... Version 9.2 irgendwo zum

Download zu finden ist gar nicht so leicht..............

Ich hab ja noch meine Sicherungskopien, aber
ich hätte hier jetzt viel lieber einen Link gesetzt.

Meine Dateien hier so öffentlich zum Download
reinstellen, das mag ich jetzt nicht so gerne........

Das war zwar so was wie Shareware, aber sämtliche
Links sind mittlerweile "tot"

Fürs Konstruieren und zum Erstellen von 2D-Zeichnungen
reicht die unregistrierte V9.2 Das ist vollkommen
ausreichend zum Erstellen und archivieren einfacherer
Teile die nicht aus mehreren Teilen zusammengesetzt
sind. Hier tun die Einschränkungen richtig weh!
ca 10 Teile, da kommt man nicht sehr weit!
Aber so was wie Haltewinkel oder Frontplatten etc.
oder einfache Frästeile, das geht hervorragend!

Eine kleine Episode am Rande zu Alibre:
Ich entdeckte das Programm vor Jahren mal
eher zufällig, als wir in der Firma mal schnell
was konstruieren mussten das etwas komplizierter
war und furchtbar eilig........

Eine Kamera zum Fotografieren und

Vermessen einer Papierfaserstruktur. .....2006 oder so....

Zuerst hatte ich gewisse Probleme, den Einstieg zu finden,
aber ich fand dann die Website von Robert Weekley
genannt "Alibre-Rob" .

http://www.aircraft-computational.com/alibre/assistance/tutorials.html

Rob hat da einige Tutorials zusammengestellt,
die mir damals sehr geholfen haben.

Er hat mir sogar auf eine Frage hin bei einem ganz
bestimmten Problem eigens ein kleines Video
geschickt. Rob hat anfangs das Programm mitentwickelt,
war aber damals schon bei einer anderen Firma.
An dieser Stelle nochmal: Danke Rob !
Dank seiner Hilfestellung gelang die Konstruktion
mit unerwartet gutem Ergebnis. Unser Kunde
war sehr positiv überrascht von dem was wir
da "gezaubert" haben und die Zusammenarbeit
mit unserem Maschinenbauer der die Teile
nach meinen Daten perfekt fertigte klappte
wunderbar!!!! Aufgrund des Zeitdrucks und der
vielen Änderungen und Anpassungen hätten wir
das gar nicht ausser Haus geben können.

Letztes Jahr bekam ich unerwartet eine Mail von Rob.

Eine Einladung zum EV-Fest in Toronto
Er ist einer der Organisatoren!!!!

Da musste ich dann schon mal nachfragen,

warum er gerade mich da einladen wollte......

OK, es war ein Versehen, meine Adresse war da
noch irgendwo...........und ist mit hineingerutscht.
sein Blog:
http://nogas96volts.blogspot.com/

Aber wir fanden diesen Zufall recht amüsant!

mfG
Franz

rumschnüffeln in seriellen Schnittstellen und auf dem CAN-Bus

2011-02-16T09:10:00.000-08:00

Wie ich neulich schon erwähnte, habe ich mich in
letzer Zeit mal ein bisschen intensiver mit dem
Thema CAN-Bus auseinandergesetzt.

Der CAN-Bus ist eine ganz spezielle serielle Datenschnittstelle,
die ich hier gar nicht allzu ausführlich beschreiben
möchte, da im WWW alles schon dutzende Male
beschrieben wurde.

Im modernen Fahrzeugbau werden inzwischen in
zunehmenden Maße Daten per CAN übertragen,
weil diese Schnittstelle in der Großserie recht universell
einsetzbar ist. Zwei verdrillte Leitungen quer durchs
Auto, und alle Geräte hängen einfach parallel da dran
und bekommen ihre Daten.

Jedes Gerät kann empfangen und senden.
Jedes Gerät hört alles mit und pickt sich die
Daten heraus die es haben möchte,
und alle quatschen irgendwie, aber doch
mit System durcheinander.
Irgendwie also wie an der Börse,
oder in einer Wirtshausküche,
nachdem ein Reisebus ankam...

Die Daten werden paketweise übertragen,
so ein Datenpaket besteht üblicherweise
aus einer "ID", also einer Zahl die aussagt,
für wen die Daten bestimmt sind, bzw.
um welche Daten es sich handelt.
Dann folgt eine Größenangabe, also
die Zahl der nachfolgenden Byte an
Nutzdaten.Dann die Daten.

Das kann dann z.B. so aussehen:
515 7 41 09 00 95 00 11 2C

Wenn man das entschlüsseln will,
dann muss man wissen oder
herausfinden, was der Header (ID)
bedeutet, und welche Daten in welchem
Byte stehen.Um da überhaupt irgendwas
zu verstehen braucht man etwas
Hard- und Software, die einem dabei
hilft.

Das größte Problem:
Auch wenn man schon mal mithorchen kann,
dann sieht man den Daten noch nicht an,
wer was gesendet hat oder wer es empfängt.

Ich wollte eigentlich (aber bisher vergeblich)
Daten in das Kombiinstrument eines Smart
schreiben, aber da gehört noch mehr dazu
als nur der Tacho......

...am Rande..... da hab ich was lustiges entdeckt:

Die Komponenten fragen erstmal gegenseitig
nach, ob auch wirklich alle da sind, und deshalb
kann das so noch gar nicht funktionieren.
Immerhin sendet das Ding schon ein paar Daten,
so dass zumindest klar ist, dass die Verbindung
zum Bus einwandfrei funktioniert.

Ich habe mir für meine Versuche einen
LAWICEL CAN232 -Adapter besorgt, weil ich
den notfalls auch mal mobil an der seriellen
Schnittstelle eines kleinen Atmega betreiben
kann.Man muss sich aber unbedingt im
Klaren darüber sein, dass die RS232-Schnittstelle
nicht reicht um große Datenmengen zu
übertragen.Für eine Auswahl oder zum
Senden einzelner Befehle sollte das aber genügen.
Wem es auf mehr Performance ankommt
sollte also unbedingt eine USB-Version
nehmen, und zusätzlich darauf achten,
dass hier zumindest eine parallele Anbindung
erfolgt.

Bei den dazugehörigen Auswerteprogrammen
will ich mich hier fürs Erste auf kostenlose
Programmversionen beschränken.

Das bislang beste Programm, das mit dem
LAWICEL CAN232 zusammenarbeitet
ist CANHACKER siehe http://www.canhack.de/

Leider verträgt sich die Grundeinstellung
des Adapters nicht mit dem Programm,
da muss man erst mal mit einem
Terminalprogramm den Adapter
etwas umkonfigurieren damit der
Empfang klappt. Da muss man erst mal
drauf kommen...........

Das CAN232.exe von http://www.can232.com/
ist eher nur als erster Funktionstest zu
gebrauchen. wirklich arbeiten kann man
damit nicht so recht.
Zusammen mit meinen "Lieblingsterminals"
half es mir aber, das Problem mit CANHACKER
zu lösen.

Deshalb will ich hier auch ein paar RS232
Terminal bzw Mithorchprogramme
vorstellen mit denen ich meist arbeite:

Free Serial Port Monitor
Ein geniales Programm, das alle Vorkommnisse
an einer seriellen Schnittstelle des lokalen
Rechners mitprotokolliert.
Ideal, um mitzuhorchen, was irgendwelche
Programme senden oder empfangen.

Terminal G-A-System
Ein auch in der kostenlosen Version schon
sehr gut ausgestattetes Programm.
Insbesondere kann man damit ganze
Befehlssätze zusammenstellen und
dann auch in einer Schleife senden lassen.
(diese SCRIPT-Funktion ist etwas versteckt,
ich hab sie eher zufällig mal entdeckt,
schade, denn genau das ist der entscheidende
Vorteil dieses Programms)
Die Demo-Version kann nur ein paar Scripts
speichern, aber das ist schon mal genug,
und man kann das Programm auch in
verschiedenen Verzeichnissen installieren ;-)

COM Terminal
ein sehr primitives Terminal ohne
Schnickschnack, aber ohne Schulung
sofort und intuitiv bedienbar.
Ideal, um einfach mal ein paar Zeichen
zu senden oder zu empfangen
( wenn ich da z.B. an Hyperterminal denke..........)

und nicht zu vergessen:
BINTERM , eine Kombination aus einer kleinen
Schaltung und einem dazugehörigen Programm.
siehe http://www.mmvisual.de/ unter binterm
Das ist ein kleiner Adapter den ich mir mal
gebaut habe und der prima funktioniert!
Damit kann man beide Leitungen bzw
Richtungen einer seriellen Verbindung
mitschneiden.
im Gegensatz zu Free Serial Port Monitor
braucht hier aber keine der Schnittstellen
auf dem lokalen Rechner zu sitzen.
War schon oft sehr hilfreich, und auch das
Programm dazu ist hervorragend.
Der Entwickler antwortet sogar auf Mails!!!
(Ich hatte da mal ein kleines Problem bzw einen
Verbesserungs-Vorschlag für eine weitere Funktion)
"muss man haben"

Bildschirmaufnahmen etc demnächst.......
Ich habe gerade mit einem anderen Projekt zu tun,
deshalb gehts vorerst mal hier nicht weiter,
bzw,ich stelle das mal ein bisschen hinten an,
bis sich jemand meldet, den das auch interessiert.

Also: Kommentar abgeben, dann gehts hier weiter,
wenns keinen interessiert, dann brauch ich auch
nichts schreiben

mfG
Franz

Was soll der Energiezähler denn noch alles können?

2011-01-27T10:38:00.000-08:00

So allmählich möchte ich mal wieder ein bisschen an
meinem Energiezähler weiterbasteln.

Nachdem ich mich in letzter Zeit um so viele andere
Dinge gekümmert habe, muss ich hier mal wieder
weitermachen, bevor ich vergesse, was ich da eigentlich
so gebaut habe....
Für das Projekt mit dem Smart-Drehzahlmesser muss
ohnehin ein Teil des Programms geändert werden.
Ausgerechnet die Ampere-Frequenz-Umsetzung,
mit der eigentlich alles begann muss einer
Schrittmotor-Ansteuerung weichen.

Der Rest gilt aber auch für die ursprüngliche Version.
Sehr erheitert hat mich die Tatsache,
dass inzwischen auch fast genau so ein
Messwandler auf dem Markt ist. ( ZEVA2 )

http://www.evworks.com.au/index.php?product=INS-ZEVA-FGD11

Wer Jack Rickards Blog liest, weiß was ich meine!
(Jack ist übrigens begeistert davon!)
Ich habe auch ein bisschen abgewartet, was der
Test in der Praxis so bringt. Das größte bekannte
Problem ist nämlich die Reset-Geschichte, bzw
das passende Rücksetzen des Zählers beim Laden
und noch schwieriger beim teilweisen Nachladen.
Wenn dann auch noch Energierückgewinnung dazu
kommt wirds nochmals schwieriger.
Da kommen jetzt Jacks Erkenntnisse mit dem
"Konkurrenzprodukt" ;-) gerade recht!
Ich schwöre Euch, dass ich das Ding nicht kannte!
Hatte ich also nur die gleiche Idee oder lesen
DIE alle auch meinen Blog?
Es gibt einfach Lösungen, auf die die Welt wartet ;-)
Eines ist schon mal klar: ich werde die Temperatur
der Akkus nicht berücksichtigen, das ist nicht nötig
und andere machen das auch nicht.
Schwieriger ist es schon mit dem Nachladen
und rückgewinnen. Wenns gar nicht anders geht,
dann muss ich womöglich sogar fürs Ladegerät
einen eigenen Stromwandler vorsehen.
Die ca 15-30 Ampere mit denen normalerweise
geladen wird sind mit der 600A-Messvorrichtung
einfach nicht exakt genug messbar.
Die Rückgewinnug kann natürlich über den
"starken" Wandler gemessen werden, aber auch
da brauche ich noch ein eigenes Menue zum
Anpassen des Wirkungsgrades beim Laden.
Zusätzlich wollte ich natürlich auch einen Reset
machen, wenn das Ladegerät abschaltet, weil
die Akkus voll sind. Jack hat seinen Messwandler
mit einem Zusatzakku versehen, damit er nicht
zwischendurch resettet, das habe ich nicht so
vorgesehen, ich puffere mit Dauerplus von der
12V-"Batterie"- so oft klemmt man da nicht ab,
und wenns den sein müsste kann man das auch
so machen.
Sehr interessant ist die Idee, den Reset
auszulösen, wenn die Akkus eine Spannung
erreichen, die nur beim Laden erreicht wird.
Ob das allerdings genau genug funktioniert
möchte ich bezweifeln- das könnte man aber als
Option vorsehen für Ladegeräte ohne
Abschaltkontakt oder sogar als Schaltausgang
für einen zusätzlichen Notaus bzw für
Ladegeräte ohne ausreichende Regelung.
..Und weils gerade ums Überwachen geht,
will ich auch noch einen Schaltausgang bei
Unterspannung dazunehmen. Eigentlich
eine Aufgabe fürs BMS, aber als Option,
oder als zusätzliches Sicherheitsfeature
wärs optimal! ich setze das mal auf die
"To Do-Liste" !
Das Alles braucht natürlich eine ganze
Reihe von Konfigurations-Menues, aber
daran sollte es nicht scheitern, hoffe ich!

Akkukapazität,
Wirkungsgrad bei Rückgewinnung
Wirkungsgrad beim Laden
Spannung Obergrenze für Notaus
Spannung Obergrenze für Warnung
Spannung Untergrenze für Warnung
Spannung Untergrenze für Notaus
Spannung für automatischen Reset

Mal sehen wieviel ich unterbringen kann.
...da geht schon was, bisher haben die
4k Speicher des Atmega48 gerade mal
gereicht, und da ich mittlerweile mit
der Vollversion von Bascom arbeite
kann ich auch den Atmega88, 168,
oder sogar den 328 nehmen.

Hat noch jemand eine gute Idee, was man
noch reinbauen sollte?

Vielleicht eine Anzeige, was den letzten
Reset ausgelöst hat....
(Resettaste/Neustart , Schaltkontakt,
oder erreichte Spannung.... das müsste gehen!
zumal beim Rücksetzen der Energie gar kein
Neustart zu erfolgen braucht... ansonsten
wäre da auch noch das EEprom....)

Zur Erinnerung nochmal die bisher
(fast) letzte Ansicht der LCD-Anzeige:

mfG
Franz

P.s.: für Versuche mit dem CAN-Bus habe ich
mir einen LAWICEL CAN232-Adapter
besorgt. Ich konnte damit zwar noch nicht
mit einem Smart Tacho Kontakt aufnehmen,
(Ich würde gern Restenergie und Temperatur
per CAN ins MFA-Display schreiben........)
aber mit Sensoren in unserer Firma
funktioniert das Ding wunderbar!
Großer Vorteil dieses Adapters ist die
Ansteuerung per serieller Schnittstelle!
Das ist viel einfacher zu programmieren,
als einen CAN-Controller direkt
anzusteuern. (das ist mir derzeit
noch eine Nummer zu groß!)
Natürlich ist mir klar,
dass die Schnittstelle in diesem Fall der
Flaschenhals des Systems ist,
aber wenn man nur mal ein paar Befehle
(sind eh immer die gleichen)
senden oder lesen will, ist das eine
geniale Lösung, und man kann damit auch
einen primitiven Atmega an den CAN
dranhängen für den mobilen Einsatz!

Ansteuern eines Smart-Drehzahlmessers

2011-01-17T12:46:00.000-08:00

Hallo Allerseits!

Nach einer kurzen Schaffenspause ist hier mal wieder
was Neues zu vermelden.

Mittlerweile läuft die Ansteuerung des Smart-Drehzahlmessers
recht zufriedenstellend.Insbesondere die Geschwindigkeit
und das Anlaufverhalten des Schrittmotors konnte ich
ganz entscheidend verbessern.
Ein bisschen "Feintuning" am Programm ist schon noch
nötig, aber das Grundgerüst passt jetzt auf alle Fälle.
Entscheidend war die Anlauf-Rampe, also die
Veränderung des Taktes beim Loslaufen und Anhalten
des Motors.

Im Laufe der Versuche wurde ausserdem klar,
dass der Drehzahlmesser auch mit 5V gut
funktioniert.Zumindest seit die Drehzahl
des Schrittmotors nicht mehr konstant ist.
Aus diesem Grund kann der Motor vom
ATtiny 25 auch direkt angesteuert werden.
Ich habe mittlerweile statt dem ATtiny 13
einen 25er im Einsatz, weil dem 13er die
Anlauframpenberechnung etwas zuviel
war. (Das muss nicht bedeuten dass der
das nicht vielleicht doch kann, aber das
ist mir im Augenblick nicht wichtig, da
der 13er wohl ein Auslaufmodell ist und
der Preis nur um 10Cent niedriger ist.
1,45 bzw 1,55€ was solls......)

Der Schaltungsaufwand hält sich in Grenzen!
und wenns erst mal in SMD gebaut ist dann
machen die Klemmen ca. 75% des Platzes aus.

Mittlerweile kam sogar noch eine
weiter Berechnung bzw Modifikation
dazu: Dia Skala ist asymmetrisch aufgeteilt.
Bei 0 A steht der Zeiger
senkrecht und zeigt nach rechts
bis 600A Entnahme und nach
links bis 300A Rückgewinnung an.

Das sollte reichen, und das ist in
etwa der Grenzbereich des
LEM HASS200 Stromwandlers.
Wenn wirklich mehr angezeigt werden
soll, dann müsste halt ein 300er Wandler
verwendet und die Skala angepasst werden.
Mit dem selben Programm wären das dann
450 / 900A. Macht das Sinn? eher nicht!
Egal, das Programm wäre auch schnell
mal angepasst, wenns sein soll.

mfG
Franz

mal wieder was zwischendurch...ein Quadraturdecoder

2010-11-10T12:25:00.000-08:00

Was ist denn bitte ein Quadraturdecoder?
Das ist eine Auswerteschaltung für die
Signale von Längen- und Winkel-Messgebern
so wie man sie an Werkzeugmaschinen
etc. vorfindet.
Diese Geber liefern ein Signal aus zwei
zueinander versetzten Rechtecksignalen.
eine Periode entspricht 20µ, so dass
bei 5µ Versatz in 5µ-Schritten ausgewertet
werden kann.
("1µ" = 1µm = 1/1000000 m = 1/1000 mm)

Ganz frisch mal eben nach Feierabend
schnell getippt............
ein "Quadraturdecoder mit Display"
basierend auf einem
Applikationsvorschlag von Bascom.

$regfile = "m88def.dat"
$crystal = 8000000
$baud = 9600

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.0 , Db5 = Portb.1 , Db6 = Portb.2 , Db7 = Portb.3 , E = Portb.5 , Rs = Portb.4

Config Lcdbus = 4
Config Lcd = 20 * 4a , Chipset = Ks077 'für EA DIP204-4

Cursor Off
Cls

Dim A As Long
Dim Pos As String * 10
A = 0

Enable Interrupts
Enable Int0
Enable Int1

Config Pind.2 = Input
Config Pind.3 = Input
Config Pind.4 = Input
Portd.2 = 1
Portd.3 = 1
Portd.4 = 1

Config Int0 = Change
Config Int1 = Change

On Int0 Inta
On Int1 Intb

Cls

Do
If Pind.4 = 0 Then A = 0
Pos = Str(a)
Pos = Format(pos , "+000.000")
Locate 1 , 1
Lcd "X: " ; Pos ; " mm"
Loop

Inta:
If Pind.2 <> Pind.3 Then
Decr A
Else Incr A
End If
Return

Intb:
If Pind.2 <> Pind.3 Then
Incr A
Else Decr A
End If
Return

Was macht dieses schnuckelige Programm?
Das wird ein Display für inkrementale
Lineargeber.
Bei mir steht eine wunderbare Fräsmaschine
in der Werkstatt (eine Deckel FP2 !!!)
und da ist seit Jahren das Display kaputt.
Das Teil muss mal wieder benutzbar werden
..mal sehen ob das so geht!
Im "Labor" funktionierts grundsätzlich
schon mal prima.
Ganz fertig ist es aber noch nicht.
Ich meine das Programm....
Da brauche ich noch Daten für die
Umrechnung der Takte in mm.
und ich will noch zwischen
absoluten und relativen Werten
umschalten können.
....und die Schnittstelle (RS232 /USB ??)
sollte auch noch irgendwann in Betrieb
gehen.Ich denke da ans Aufzeichnen
von Messwerten, z.B. zum Vermessen
von Bohrungen oder Konturen.
Drei Achsen hat die Maschine ohnehin
und wenn man dann noch einen kleinen
Fühler dranbaut und sich die
Koordinaten berechnet............
......irgendwann mal.......

Nachtrag 11.11.2010:
Heute habe ich erste Tests mit einem Geber
durchgeführt.
Es sieht ganz brauchbar aus..
Die Geschwindigkeit dürfte reichen.
Nachdem ich die Auflösung reduziert habe
und nur noch mit einem Kanal Interrupts
erzeuge und auch die dritte Nachkommastelle
weggelassen habe und mit 12MHz takte
und ausserdem nur noch alle 200
Durchläufe das Display neu schreibe......
(das ist immer noch sehr schnell)
bin ich mit der Geschwindigkeit zufrieden.

Die Auflösung von 10µ (1/100 mm) reicht.
Ich kann pro Sekunde etwa 300mm erfassen.
das sind immerhin mehr als 30 kHz Takt
der zuverlässig gezählt wird. Wow!!!!!!
(das habe ich nicht gemessen, sondern
nur geschätzt, aber das kommt schon hin)

Momentan werden noch zwei Zeilen
geschrieben. Wenns nur noch eine Zeile
wäre und auch die ganzen Buchstaben
wegfielen (Display 1 x 8 Zeichen)
und mit 20 MHz getaktet, dann geht
da noch einiges!!!!!!!!
Leider habe ich keinen 20MHz Quarz
zur Hand.

Ich gehe mal davon aus, dass 500mm/s
möglich sein können.
Das ist eigentlich viel mehr als ich brauche,
aber das ist nötig, falls z.B Vibrationen
so schnelle Störungen verursachen sollten.
Bei Schlägen geht da schon mal ein Takt
verloren!!

Nachtrag vom 30.11.2010:
Heute habe ich mal die OPs zur
Signalaufbereitung eingesetzt
und in Betrieb genommen.
Damit werte ich die invertierten Signale
des Gebers ebenfalls aus.
So werden Störungen die irgendwo
eingefangen werden weitgehend ausgefiltert.
Das ist so was Ähnliches wie bei RS485,
aber zwei Kanäle in eine Richtung.
(da wäre sogar noch ein dritter Kanal, da
kommt ein Impuls um einen absoluten
Nullpunkt zu definieren, aber den nutze
ich in diesem Fall nicht.)
Dafür gäbe es sogar eigens dafür
entwickelte ICs, aber so was habe ich gerade
nicht zur Hand.
Wie es scheint erfüllen die OPs ihre Aufgabe
recht gut.Während es zuvor schon reichte,
einen Draht in die Nähe eines Trafos zu legen
und einzuschalten hat dies nun keine
Auswirkung mehr. Man könnte noch für eine
leichte Hysterese beim Schalten sorgen,
aber ich glaube, das ist gar nicht nötig.
Jetzt muss erst mal das Programm etwas
angepasst werden, damit es wieder auf
einem Atmega48 läuft und eine Umschaltung
Absolut / Relativ muss (wieder) rein.
Das habe ich der Übersicht wegen entfernt
als ich Geschwindigkeitsversuche machte.
Das obige Listing reagiert auf sämtliche
Wechsel des Signals und zählt in 5µ-Schritten.
So genau braucht es hier eigentlich keiner!
Daher habe ich es aufgeteilt, so dass ein Eingang
die positiven und der andere die negativen
Flanken erkennt. Beide Eingänge sind
parallel geschaltet
(So war auch der ursprüngliche
Programmvorschlag, aber hauptsächlich, weil
das Programm für den Attiny 2313 geschrieben
war, und der kann die "Change" Erkennung nicht)
So kann ich mit viel höherer Geschwindigkeit
den Weg messen und 10µ Aulösung reichen
mir auf alle Fälle!
Im Übrigen läuft der Atmega nun auch mit
20MHz Taktfrequenz! Das macht Spass!
da muss man schon den Geber ganz gewaltig
schubsen, bis der sich verzählt!
Das braucht Schläge, beim bloßen Verschieben
mit der Hand schafft er jede Geschwindigkeit,
die ich schaffe!
Das müsste genügen!

mfG
Franz

..weiter gehts mit der Energieanzeige

2010-10-13T04:22:00.000-07:00

...endlich ist wieder ein kleiner Meilenstein geschafft!
Die Energieanzeige / Messwandler etc..Kiste läuft.!
noch nicht alle Funktionen, aber die wichtigen!

Das sind wirklich nur ein paar Teile!
aber es funktioniert!
ein Atmega48, mehr als 4k kann ich mit der
Demo-Version von Bascom nicht programmieren.
(jetzt muss die Vollversion her!)
zwei 5V-Regler, um Strom zu sparen.
(Der Atmega braucht Dauerstrom,ca 2-3mA???
der Rest läuft über "Zündung")
ein TC4432 als Treiber für den Drehzahlmesser,
ein Mosfet als Treiber für die Tankuhr,
mit dem Poti kann man den Nullpunkt
der Tankanzeige abgleichen!
Das Relais trennt bei abgeschalteter
"Zündung" den Spannungs-Messkreis
der nimmt zwar nur ca 1mA auf, aber
der Ordnung halber ists besser so.
rechts die Messwiderstände für die
Spannung. Das blaue Ding am Atmega ist
ein Resonator, nicht so exakt wie ein Quarz,
aber hier reichts. Die Uhr geht pro Tag etwa
15 sekunden nach.....

Die Messgenauigkeit ist mehr als
ausreichend!!

Es hat natürlich wieder länger gedauert
als gedacht, aber andere Sachen waren
wieder mal wesentlich wichtiger!

Private Dinge, Renovieren etc.

aber auch der Akkutester -eigentlich ein
Nebenprodukt dieses Projekts,

aber genau so was brauchen wir in
den nächsten Tagen in der Firma!!!!

Da könnte durchaus ein echtes
Produkt entstehen!

So was gibt es zwar schon, aber nicht
in einfach und trotzdem brauchbar.

Habt deshalb ein wenig Verständnis,
dass ich diesmal das Programm nicht
in allen Einzelheiten veröffentliche.

Spannung messen,

Strom einstellen

vollen Akku entladen bis Untergrenze,

Aus Strom, Spannung, und Zeit die Energie berechnen

Kapazität anzeigen

womöglich noch ein Messprotokoll
ausdrucken- warum nicht!

ist ein sehr ähnliches Gerät!

Zum Energiezähler:

Das Ding misst inzwischen
den Strom, die Spannung,

die Zeit ab dem Reset
und die (Akku-)Temperatur

und berechnet daraus die
verbrauchte Energie.

Das Ergebnis wird nicht nur auf dem
Display angezeigt, sondern per PWM

auch noch auf Drehzahlmesser und
Tankuhr angezeigt.

So braucht am Auto nur wenig
umgebaut werden.

Der Drehzahlmesser bekommt eine
Frequenz von 33Hz je 100A (4-Zyl)

so dass statt 1000 U/min 100A
angezeigt werden.

Die Tankuhr zeigt die Restenergie an,

deren Menge über ein kleines Menue
eingestellt werden kann.Der Wert

bleibt auch ohne Spannung erhalten

Nach dem laden erfolgt ein Reset.

dann wird von 100% runtergezählt.

(Der Zähler zählt bis -25% weiter)

Zusätzlich können die Messwerte
einzeln über die serielle Schnittstelle
abgefragt werden, so dass das Gerät
in das BMS-System integriert werden
kann.

Es sind sogar noch Ports frei!

Port D2 wird wohl noch zum
Störungsmelde-Ausgang.

Port D7 ist noch frei

und an den Ports C4 und C5 könnten
sogar noch zwei Analogwerte
gemessen werden!

Temperaturen?

Was fehlt noch?

Der Reset nach Lade-Ende muss noch geklärt werden,

Messen der Energieaufnahme bei teilweisem

Nachladen ist noch nicht möglich.

Das ist eigentlich noch der wichtigste Punkt.

Dann sollte die Akkutemperatur noch
berücksichtigt werden sowie ev. noch
der "Peukert-Faktor" aber das hat in
4kByte Programm beim besten Willen
nicht mehr Platz.Ich bin schon mehr als
zufrieden mit dem was bis jetzt schon geht.

Davon hatte ich am Anfang nicht mal
geträumt.

Zur Erinnerung: Das Ganze hat mal als
Versuch angefangen, mit ATiny13
Spannungen zu messen und auf einem
seriell angesteuerten Display anzuzeigen.

....sonst nichts.....Dann waren aber solche
Displays zu teuer, und so kam eins zum
anderen..Die Steuerung wanderte ins
Display- so konnte auch ausgewertet
werden. Noch ein paar Ideen........

und "fertig" ist alles noch lange nicht!

Ich hatte da noch eine sehr ungewöhnliche
Idee, wie man vielleicht ohne diese
"Energieverbrat-Widerstände" und
ohne nennenswerte Verluste so ein
Akkupaket ausbalanzieren kann!!!

--mit einer zusätzlichen Zelle,

mit der man die Energie hin und her
transportiert!!!!!!

Die Schaltung ist ein bisschen "tricky"

aber es müsste gehen!Die Spannung polt
sich um und steigt bis zur vollen Akkuspannug.

Es muss mit Mosfet geschalten werden,

da kein Spannungsverlust auftreten darf.

Mit Relais wärs einfach, aber das klappert!

Mal sehen was mir da noch einfällt!

...ich hab schon eine Vorstellung wies geht!!

mfG

Franz

mehr demnächst

Der Alltagsgolf kränkelt

2010-09-11T14:32:00.000-07:00

Urlaub, die hektischste Zeit des Jahres ;-)
Da hat man mal zwei Wochen frei und soll da
so vieles erledigen, dass acht Wochen auch nicht
reichen würden........

In diesen Tagen war mein Alltagsgolf mal wieder
an der Reihe... fast 16Jahre, 200000 Km ,
alles Kurzstrecken, das hinterlässt halt seine Spuren!
Im November muss er wieder mal zum TÜV,
aber jetzt ist einfach die bessere Zeit zum
Herrichten, weil einfach das Wetter schöner ist.
und ich nicht wieder bei 5cm Neuschnee mehrere
Stunden unterm Auto liegen möchte.
Ich kann dem Auto nicht böse sein, allein die
Tatsache, dass es überhaupt noch mit wenig
Aufwand wieder herzurichten ist spricht
für die Qualität des Golf3. Ich hatte noch nie
zuvor ein Auto, das so lange durchgehalten hat.
(An meine Enten kommt kein Salz, das ist
wieder was Anderes, die werden gehätschelt,
aber da ist auch immer was zu reparieren)
Weil die Karosserie des Golf derart haltbar ist,
treten jetzt halt mechanische Wehwehchen in
den Vordergrund, die man früher nicht in
dem Ausmaß kannte, weil die Autos gar nicht
so lange in Betrieb waren, da sie vorher
einfach wegrosteten.........
Rein wirtschaftlich hätte er schon vor sechs
Jahren "weg" gehört, als die erste Einspritzdüse
kaputt war (120000km) sowie die Windschutzscheibe,
Auspuff, Bremsen und noch einige Kleinigkeiten.
Das wurde damals vom Vorbesitzer in einer VW-Werkstatt
erledigt und obwohl ich damals eine detaillierte
Fehlerbeschreibung mitlieferte, welcher Zylinder
denn da immer wieder mal aussetzte-
mit fast sicherem Verdacht
auf eine kaputte Düse - haben die
erst mal den kompletten Ansaugtrakt neu abgedichtet
Kerzen und Zündkabel ersetzt, Kompression gemessen und mehrere
Stunden Fehler gesucht........es war wirklich die Düse!!!!!!!
(Die Reparaturkosten waren deutlich über Zeitwert........)
......aber wer wirft schon einen fast rostfreien Golf weg....
Nachdem in den letzten sechs Jahren so Sachen wie
mittlerweile insgesamt vier!!! kaputte Einspritzdüsen
(à ca 120 Euro bei VW) Bremsleitungen,
Bremsscheiben,Bremskraftregler,
Bremsschläuche, Zündspule, Batterie
Lambdasonde, Riemenspanner, Servopumpe,
Auspuff, Anlasser, Lichtmaschine, Kühler,
Thermostatgehäuse, Stoßdämpfer, Querlenkerlager,
Gummilager der Hinterachse etc. genervt
haben, wars diesmal etwas mehr Rost und
ein Gummilager der Vorderachse.
.....sowie noch ein paar Kleinigkeiten
wie Armaturenbeleuchtung und
das Heckklappenschloss, Standlicht
und Kennzeichenleuchte etc...
das Übliche halt...
(war doch so manches, aber der
Golf wird auch weder geschont noch gepflegt,
sondern fast täglich über eine der schlechtesten
Straßen in Süddeutschland geprügelt!)

Querlenkerlager rechts:
Die linke Seite habe ich schon vor zwei Jahren
gemacht, jetzt war die rechte Seite fällig.
Ich wollte es eigentlich damals gleich mit machen,
aber die vordere Schraube ging nicht raus, weil da
der Motor im Weg ist, und drum hab ichs dann
noch mal verschoben, weil der Gummi noch
halbwegs gut war.Aber diesmal gabs da keine
Ausrede mehr.........

Es fiel beim Fahren noch gar nicht stark auf.
Beim Bremsen zog es ganz minimal zur Seite.

Es fällt auf, dass die meisten Probleme nicht durch
Verschleiss infolge gefahrener Kilometer
sondern durch die Alterung der Teile
verursacht waren. Gerissene Wicklungen bei den
Einspritzdüsen, aboxidiertes Kabel zum Magnetschalter
gelöster Gummi in Silentblöcken, ein gebrochenes
Thermostatgehäuse!! (Ein gemeiner Fehler, der Stift des
Thermostates brach durch sein Widerlager im
Inneren des Thermostatgehäuses, das Ersatzteil war
an der Stelle deutlich verstärkt---wohl kein Einzelfall!!----
Tödlich für den Motor wenn mans nicht sofort bemerkt)

Da möchte man doch manchmal mit dem Konstrukteur
reden........ wenn schon diese Gummilager
regelmäßig kaputt gehen, dann sollte man die
doch zumindest einfach tauschen können......oder?
Um den rechten Querlenker raus zu bauen muss
bei meinem Auto der Motor gelöst und etwas
angehoben werden um die vordere Querlenkerschraube
entfernen zu können.............. eine kleine
Aussparung in der Alu-Ölwanne und alles wäre easy!
Dass genau diese Schraube derart im Gewinde
festgerostet war war das nächste Problem!
Schlüsselweite 18 ! Diese "Normänderung"
ist die nächste Frechheit! Natürlich ging
die Schraube nicht auf und war "rund"
da half nur noch das Schweissgerät!

Das sieht gar nicht toll aus, aber damit konnte
ich die Schraube dann doch noch rausdrehen.
war eh Schrott!

Das mit der Hinterachse ist ähnlich!
Man hätte das doch so bauen können,dass man
die Gummilager tauschen kann ohne sie mit einer
Spezialpresse aus der Achse pressen zu müssen.
Und wenn man den Sockel mit tauschen müsste.
(Die Presse hat niemand, nicht mal große
VW-Vertragswerkstätten )
Kosten: nur ein paar Euro Material, aber
mehr als ein halber Tag Arbeit
"Originalton" des Tüv-Prüfers damals:
"Ui!! Neue Achsgummis!! das sieht man selten!
Das ist oft ein Grund das Auto zu verschrotten"

Die Schweissarbeiten waren Routine.
Beiderseits war der Boden am Schweller
ein bisschen "durch".

vorher:

nachher:

Das alte Leiden mit den Gummistopfen
im Bodenblech, die alle der Reihe nach rausrosten
ärgerlich, aber nicht allzuviel Aufwand
Ohne diese Rostherde wäre das Auto
vom Rost her noch kerngesund.-- na ja,fast!

jetzt geht es auch in den hinteren Radkästen los
vorher:

nachher:

.....alles halb so schlimm...... da hab ich
seinerzeit (Anfang der 80er Jahre)
schon ganz andere Rostlauben wieder
hergerichtet, und die waren oft erst sechs
oder acht Jahre alt.
(einen 76er (77er?)Passat mit ca.sechs Jahren
habe ich mal verschrottet, da war ausser
dem Tankinhalt und ein paar Kleinteilen
beim besten Willen nichts mehr zu retten)
Damals war es völlig normal, dass ein
achtjähriges Auto mindestens neue Schweller,
Radläufe, Kotflügel und neue Türen brauchte
um noch ein letztes Mal durch den Tüv
zu kommen.Bei vielen Franzosen und
Italienern war es schon mit sechs Jahren
so weit!Das kann man sich heute fast
nicht mehr vorstellen..........

Vor zwei Jahren waren die vorderen
Kotflügel hinten unten durch (ca 20 Euro
pro Kotflügel bei Ebay, das geht, zumal die
Passform erstaunlich gut war!!!!!)
Man hätte da noch schweissen können,
aber bei den Ersatzteilpreisen war
das völlig sinnlos.

.......und dann dieses seltsame selbsteinstellende
Kupplungsseil.....der Pedalweg war etwas zu lang-
einmal kräftig am Seil gezogen- jetzt war das Seil
zu kurz und nicht mehr dazu zu bewegen
lockerer zu werden.
Beim Versuch das Seil auszuhängen
spannte es sich noch mehr!
Bis ich das Ganze dann endlich ausgebaut,
zerlegt, verstanden!!!!! und wieder zurück
gestellt und wieder drin hatte vergingen etwa
eineinhalb sinnlos vergeudete Stunden.
(zurückstellen ist übrigens nicht vorgesehen,
laut VW ist in so einem Fall der Seilzug zu
tauschen- eine Klammer sichert alles und wenn
das Seil montiert ist-Klammer lösen und
das Ganze stellt sich selbst ein - Blödsinn!
(es gibt übrigens auch eine Standardausführung)

Na ja, irgendwie habe ich die restlichen Kleinigkeiten
wie kaputtes Heckklappenschloss + Rost
an der Heckklappe, kaputte Tachobeleuchtung
und noch einige Kleinigkeiten auch noch repariert.
Alles schön nachgepinselt. (viel weniger Aufwand als
spritzen, was ich zwar ganz gut beherrsche,
aber so sieht das auf zwei Meter auch perfekt aus,
das genügt für so ein Alltagsgefährt)
jetzt sollte der Golf wieder zwei Jahre laufen,
dann wirds wohl eng..... die Leitungen zur
Servolenkung schauen gar nicht mehr gut aus,
vor allem die Anschlüsse am Lenkgetriebe.
Die Kupplung hatte auch schon bessere Zeiten.
(ist aber wohl noch die erste !!!!!!!!!!!!!!!!!!)
Batterie und Auspuff-- das wird sich zeigen!
Und neue Tankhaltebänder brauche ich
dann sicher auch noch
mal sehen, eigentlich hatte ich vor zwei Jahren
schon gedacht, das wäre der letzte Tüv!
aber so schlimm wars diesmal gar nicht,
und jetzt ist schon so vieles erneuert,
das könnte sogar in zwei Jahren nochmal
klappen.
(ganz sicher bin ich mir da aber nicht)

....noch eine sehr seltsame Kleinigkeit:
Da ich die Tachoeinheit schon mal draußen hatte,
habe ich mal nachgeschaut, was denn da alles
an Kontrolleuchten vorgesehen ist.
Unter Anderem auch eine Tank-Warnleuchte.
Da war noch nie eine Lampe drin, also hab
ich eine reingesetzt.
------Siehe da! funktioniert sogar!!!!!!!
Die hat VW nie bestückt, so was gabs nur
bei Seat-Modellen mit diesem Tacho!
(Bei VW nicht mal gegen Aufpreis) dabei
ist da alles schon vorhanden und verdrahtet.
So weit ich mich bisher informieren konnte
ist das aber nicht bei jedem 3er Golf so,
sondern abhängig vom gerade verbauten
Instrument. Glück gehabt!

Ich mag Kontrollämpchen etc. solange sie
nicht nerven...(Dingdong!!! Bitte Tanken.....)
Einen Zeiger übersieht man schnell mal,
aber ein rotes oder gelbes Lämpchen
das fällt auch auf, wenn man nicht
gerade absichtlich hinschaut.Das rote
Kühlwasserlämpchen hat mir schon
den Motor gerettet, als plötzlich der
Thermostat dicht machte. Das
Thermometer habe ich nicht gesehen.
So schön z.B. die Instrumente im
vierer Golf aussehen, die roten Zeiger
machen mich immer furchtbar nervös.
Ausser wichtigen Warnmeldungen
möchte ich nichts rotes in den
Armaturen sehen.(ok, Geschmackssache)
Die Armaturen des 3er Golf sind völlig
ausreichend und zweckmäßig.
Ich mag das Auto so wie es ist.... ein
unspektakuläres Gebrauchsfahrzeug
ohne größere Fehler oder Macken
Vom Design her sehr gelungen.
Der Motor (1,6l 75PS AEE (Polo)) ist
ein wirklich feiner Motor. Der Spaß-
Faktor fehlt zwar, aber man kommt
doch flott voran und der Verbrauch liegt
irgendwo bei knapp sieben Litern,
ich kann da nicht jammern. Lieber hätte
ich zwar den 90PS 1,8l Motor gehabt,
meiner Meinung wohl die bessere Wahl,
aber so ist es auch völlig in Ordnung
Vor allem zieht er so schön gleichmäßig
von 1800 - 5000 U/min durch.
Wenn man auf der Landstrasse nur so
dahinrollt kann man ab ca.70Kmh
das sind dann knapp 2000U/min
problemlos den fünften Gang einlegen,
ohne das Gefühl zu haben, den Motor
in irgend einer Weise zu quälen.
zwischen 2500 und 3500 U/min
fühlt er sich richtig gut an und hat da
auch fast das volle Drehmoment.
Das ist so der Bereich von 85 -120 Kmh.
Da kann man auch mal überholen ohne
runterzuschalten.(bringt nicht sehr viel)
und knapp 190 laut Tacho schafft er auch,
wenns denn mal unbedingt sein muss
Das fällt mir insbesondere auf, weil ich
öfter mit einem Golf 4 1,4 16V 75PS fahre,
und der ist im Vergleich zu meinem 3er
wesentlich behäbiger!!
Wenn man da Gas gibt kommt zunächst nichts,
da muss man erst mal runterschalten.
Unter 3000U/min kommt da gar nichts!
Drüber nur recht wenig!Und das bisschen
muß man rausquetschen!
Wofür der ganze Aufwand ?????????????
so viel schwerer ist der vierer auch nicht,
aber offenbar ist der 4er mit 75PS aus 1,4l etwas
untermotorisiert, etwa so wie ein 3er mit 60PS.
Die Liste der kaputten Teile klingt schlimmer
als es war, Ich bin immer noch nach Haus
gekommen, auch mit kaputtem Thermostat,
und sogar, als die Zündspule kaputt ging.
Hauptsächlich Dinge die sich ankündigten,
bzw einfach mal ersetzt werden mussten.
Es gibt zur Zeit wohl kaum ein Auto mit
noch besserer und vor allem noch
preiswerterer Ersatzteilversorgung.
Gerade dank EBAY kommt man an Teile
wo man sich wundert wie das so billig sein kann.
Ich habe immer noch gute Ware bekommen.
Ich habe den Golf inzwischen schon seit
sechs Jahren, bzw 80000Km und da haben andere
Autos auch so ihre Wehwehchen, das
fällt erst so richtig auf, wenn man mal
alles zusammenzählt............
Unterm Strich bin ich sehr zufrieden damit,
aber ich kann mir selbst helfen, wenn man alles in
der Werkstatt hätte machen lassen müssen,
dann würe die Bilanz wohl anders aussehen.
Aber eins muss man den Auto wirklich positiv
anrechnen: es ist mein erstes Auto bei dem die
Karosserie die gesamte Technik überlebt!
(wie schon weiter oben gesagt ist das bei meinen
Enten was Anderes, die haben alle ohnehin schon ihren
dritten oder vierten Frühling.........ein anderes Thema!)

mfG
Franz

Nachtrag 12.11.2010:
alles klar, der Golf hat wieder zwei Jahre TÜV!
Auch die Abgasuntersuchung hat problemlos
geklappt! Trotz 201000km auf dem ersten Kat!
Das lief nicht immer so.......
Aus diesem Anlass: Hände weg von
"supergünstigen" Lambdasonden.
Die von Bosch halten manchmal 15 Jahre und länger.
Meine originale machte vor gut zwei Jahren schlapp
(nach ca 13Jahren und ca 170000km)
Die Sonde, die ich damals bei EBAY
kaufte war schon ca. sechs Wochen
später wieder kaputt.
Nach der ersten (sehr!) flotten Autobahnfahrt
war die Heizung durchgebrannt.
(Weil das "einfach nicht sein konnte,
die Sonde ist ja neu!" habe ich den Fehler
aber irgendwo anders vermutet.
Beinahe hätte ich den Kat getauscht. )
Jetzt ist wieder ein originales VW-Teil drin.
(Neu,originalverpackt und ich habe sie
trotzdem sehr!! günstig ersteigert)
jetzt läuft wieder alles so wie es sein soll!

........warum nicht gleich so?????
Da hätte ich mir viel Ärger sparen können!!
Wieder mal was gelernt!

Drehzahlmesser als Amperemeter

2010-07-25T12:42:00.000-07:00

Den Drehzahlmesser als Amperemeter zweckentfremden.

Im Zusammenhang mit Michaels New Beetle Elektroumbau
hatte ich vor ein paar Tagen ganz spontan die Idee,
dass man den vorhandenen Drehzahlmesser doch wunderbar
als Amperemeter nutzen könnte.
Die Drehzahl ist doch eher unwichtig, viel mehr interessiert doch,
ob man bei einem Elektroantrieb den gewünschten Vortrieb
mit dem optimalen Energieverbrauch erreicht.
Da hat man so ein schönes Instrument mit einer Skala
von 1- ca. 6 und die zumessende Stromstärke beträgt
0 bis ca 500A Idealer gehts doch nicht!!!!!!
Die Drehzahlerfassung ist auch aufwändig und
eigentlich ziemlich sinnlos wen interessierts eigentlich?
Es geht hier auch nicht um eine hochpräzise Anzeige,
sonder hauptsächlich darum, zu sehen ob der gerade
eingelegte Gang auch der richtige ist.

Ein Vierzylinder zündet zwei Mal pro Umdrehung.
50Hz = 1500 U/min 100Hz = 3000U/min 166Hz = 5000 U/min

Also bräuchte man nur einen ordentlichen Stromwandler-
.............so was gibts zu kaufen!

....und ein bisschen Elektronik, das daraus die passende Frequenz macht!

??????was nimmt man dazu am sinnvollsten????????

!!!!!!!!!!!! einen ATtiny bzw Atmega!!!!!!!!!!!!!!
( ok, das wird langsam langweilig!!!, ich verspreche auch, demnächst mal wieder
was ganz anderes zu beschreiben, wie wärs mit einem winzigen hydraulischen Widder??)

Die Idee ist noch sehr frisch, aber das sollte sehr einfach zu lösen sein.

Der Stromwandler liefert eine zum Strom proportionale Spannung
(genaue Daten muss ich noch raussuchen)
Die Spannung kann ein ATtiny messen und in eine Zahl umwandeln.
z.B. 0-5V = 0-1024 weil die AD-Wandler mit 10bit arbeiten

Der Timer im ATtiny kann 256 Stufen rauf oder runterzählen und bei
entsprechender Frequenzanpassung (Teiler - Quarz bzw interner Oszillator)
entsprechend einen Ausgang umschalten.

für 0 bis 600A braucht man 0 (1) (10) - 200Hz da ist also noch Spielraum
das lässt sich hintrimmen- selbst 10bis 200Hz würden locker reichen
(Anzeige 300 -6000 U/min also 30 bis 600 A)

Das Programm habe ich mir jetzt noch nicht überlegt,
aber es wird winzig sein.

Variablen festlegen,
Timer konfigurieren,
Geberspannung messen,
Kehrwert der Geberspannung
mit Konstante multiplizieren,
an den Timer geben
.........das wars!

Hardware:
ATtiny 13 bzw 25 (was halt grad rumliegt)
5V-Regler + Elko
Eingangsspannungsteiler (falls Geberspannung >5V)
ev. widerstand + Elko zum Dämpfen des Eingangs
Transistor + Widerstand (nicht bei Mosfet) zum Umsetzen auf 12V
4 Klemmen + kleine Platine

Das sollte eigentlich reichen!

In ein paar Tagen gibt es hier mehr zu dem Thema!

Ob das jetzt eingebaut wird oder nicht ist egal,
aber ich will jetzt wissen ob bzw wie gut das funktioniert.
Ich bin mir sicher, dass es klappt,
wenn nicht mit einem(1) Timer (ATtiny)
dann zumindest mit zwei Timern (Atmega)... mal sehen,
Aber Spannung messen, umrechnen und per PWM ausgeben kann selbst
der kleine ATtiny13 schon zwei Mal gleichzeitig und bis auf eine
andere Timerkonfiguration ist das fast das gleiche Grundprogramm!

Ich wills jetzt wissen,
und drum ziehe ich das jetzt durch!!!!!!

mfG
Franz

29.07.2010 Es funktioniert prima!

Leider hat es mit dem ATtiny nicht geklappt, der 8-bit Timer
ist ganz einfach eine Nummer zu klein.
Damit lässt sich kein ausreichendes Frequenzband abdecken.
Entweder bei 100A anfangen oder oben raus
in 30A Schritten anzeigen. ...Schade!!
Somit ist leider die gesamte ATtiny-Reihe nicht verwendbar- oder doch?
(Anmerkung 02.09.10: ich muss bei Gelegenheit mal versuchen beim Timer
den Prescaler während des Programmablaufs umzukonfigurieren....
wenn das schnell genug möglich ist, dann ginge das auch mit einem
ATiny 13 oder 25....... ich habs aber so noch nicht versucht!)
Aber ein Atmega48 kann das! Mit seinem 16bit-Timer.

Der vorgesehene Stromwandler LEM HASS 200 liefert
um eine Mittellage von 2,5V 0,31V je 100A,
Polarität je nach Stromrichtung
Dieses Signal scheint auf den ersten Blick seltsam,
aber nach einem 10bit-AD-Wandler an 5V Referenz
sind das genau 64 Stufen je 100A.
Das passt perfekt! So kann man theoretisch +- 800A messen.
(Man kann den Bereich nicht vollständig nutzen,aber +-600A
sollte auf alle Fälle gehen)

Der Drehzahlmesser eines Vierzylindermotors
braucht zwei Impulse je Umdrehung
Die Anzeige soll letztlich 100A statt 1000U/min anzeigen,
folglich müssen beginnend ab 2,5V 33Hz je 0,31V generiert werden.
Da die Ausgangsfrequenz mit dem "Toggle pinX " -Befehl erzeugt
wird muss der Timer die doppelte Frequenz liefern.

Wie kann man diese Aufgabe umsetzen?

Die Lösung war letztendlich sehr einfach

Der Timer zählt mit einem festen Takt,
in diesem Fall aufwärts, es ginge aber auch abwärts,
man muss ihm nur sagen, wo er beginnen soll loszuzählen.
bei jedem Überlauf also nach 65535 erfolgt ein Interrupt
und da wird der gewünschte Ausgangspin umgeschaltet

Die Zahl der nötigen Takte ist eine Funktion des
Kehrwertes der Stromstärke.
Das klingt jetzt kompliziert,ist es aber nicht
Am Ende muss nur eine Konstante durch
den Ausgangswert des AD-Wandlers geteilt werden,
schon hat man die Anzahl der Zählschritte des Zählers
für die gewünschte Frequenz.
Man kann nun entweder den Zähler nach 0 zählen lassen
und die Zahl direkt übernehmen oder der Zähler zählt
aufwärts, dann muss man die Zahl der Schritte von
65535 abziehen.
Dann noch verhindern, dass bei 0A durch 0 geteilt
wird, das wars eigentlich schon

Das Programm ist noch nicht
optimiert, aber so läuft das
schon mal recht brauchbar.

...und weils eh schon ein Atmega
geworden ist, habe ich gleich noch
ein Display mit reingepackt.

Das hilft auch beim Anpassen
der Konstanten weil man alle
Zwischenergebnisse gleich mit
angezeigt bekommt.

An diesem Punkt stellte ich fest, dass das Programm
gerade mal 10% des Speichers vom Atmega48
belegt.Deshalb beschloss ich, da gleich noch
einen Energiezähler mit rein zu packen.
Der Strom wird bereits gemessen,
Die Spannung ist problemlos zu messen.
fehlt noch die Zeit!
Es gibt noch zwei Timer
Die Ausgangspins von Timer 0 sind ohnehin
schon für Eingabetasten vorgesehen und belegt,
also bietet der sich als Timer für die Zeit an.
bei den vorgesehenen 4MHz ergibt sich als
"rechengünstiger Wert" eine Frequenz von 15,5Hz
also 15,5 x pro Sekunde die Leistung aus
Strom und Spannung berechnen und die
Ergebnisse addieren und durch die
Zahl der Messungen je Stunde Teilen
(55800 je Stunde) schon hat man
die Wattstunden.Ich habe nicht auf
KWh umgerechnet, weil die Ausgabe
formatierter Zahlen ein gewaltiger
Speicherfresser ist.
Das hebe ich bis zum Schluss auf!
Dann noch ein kleines Menue zum
Eingeben des Startwertes.
Man gibt die Energie vor, die man dem
Akku entnehmen möchte und die Anzeige
zahlt dann runter bis Null.
Das Ganze wird in Wattstunden und %
angezeigt.
....Der Speicher war noch immer nicht voll,
und es gibt noch einen Timer (Timer 2)
umd der kann doch den %-Wert als
PWM-Signal ausgeben; Ausgang OC2B
ist noch frei-Das klappt also!
Das PWM-Signal kann so hingetrimmt
werden, dass es die vorhandene
Tankuhr ansteuert und so die
Restenergie anzeigt.

.........jetzt sind die 4k Flash aber voll!!!
Ich hoffe, noch eine übers Menue
einstellbare Warnung bei ca 25% Rest
unterzubringen.
Es müsste gehen, wenn ich die Anzeige
meiner Zwischenergebnisse entferne
und das Programm noch ein wenig
optimiere.

ein kleines Video des fast fertigen
Messwandlers:
(leider ist das Display kaum lesbar)

....und noch eine kleine Funktionsdemonstration
des derzeitigen Entwicklungsstandes
Der Energiezähler soll ja in mein BMS integriert
werden- also muss er seine Werte auch über die
serielle Schnittstelle an das Master-Display
weitergeben.Das Display des Energiezählers
habe ich nur für dessen konfigurierung
vorgesehen, da muss man selten ran und das
wird wohl irgendwo in der nähe des Stromwandlers
oder beim Ladegerät installiert werden.
Die Übertragung der Werte läuft inzwischen,
aber durch die vielen Interrupts der Timer
und der vielen Berechnungen der Energie
ist die Reaktionszeit schon ziemlich lang.
Das hat halt alles Vorrang vor dem eigentlichen
Programmablauf (Anzeige + serielle Ausgabe)
Es bringt an dieser Stelle wenig, den Takt zu
erhöhen, weil dadurch auch die Timer schneller
laufen würden.Mal sehen, was mir da noch
einfällt.................es müsste schon viel besser
werden, wenn nicht mehr so viel angezeigt
werden würde!

Kleiner Nachtrag:

So sieht das derzeit auf meinem "alten"
Display aus (ATtiny2313, 2k):

Zelle 16 hat 3,39V
Zelle 5 hat mit 3,56V den höchsten
und Zelle 13 mit 2,64V den niedrigsten
Wert, Die Gesamtspannung ist 128V
und die Akkus haben noch 95%
Energie drin.

Im 4 x 20 Display könnte man noch mehr
Info reinpacken, aber macht das
wirklich Sinn?
etwa so: (älteres Foto mit dem
"neuen Programm", Atmega 48 )
Die Durchschnittliche Spannung
ist mir wichtig! auch noch die
12V Bordbatterie.
Aber das wird schon recht viel
für das kleine DIP204 Display

Mal sehen was da noch an Ideen kommt......

Nachtrag 03.12.2010:
Dieses Projekt bekommt gerade eine sehr
interessante Eigendynamik.......
Heutige Autos haben meist keinen klassischen
Drehzahlmesser mehr, fast alle Signale
und Messwerte werden inzwischen in
irgend einem Steuerrechner generiert,
überwacht, ausgewertet und oft auch
aufgezeichnet. Ein ganz extremes Beispiel
bzw der erste bei dem das so richtig
konsequent eingesetzt wurde ist der SMART.
Da geht alles per CAN-Bus......
jedes einzelne Rad wird überwacht, Lenkradstellung,
Querbeschleunigung, Neigungswinkel,
Einspritzmenge, Temperatur, Tankinhalt,
gerade eingelegter Gang....etc... das alles geistert
als Datenpaket ständig über den CAN-Bus!
Wenn man da einen Drehzahlmesser
nachrüsten will, dann kann man den zwar
anstecken, aber er muss erst mal im
Zentralrechner freigeschaltet werden........

Offenbar ist der ganze Drehzahlmesser
nichts anderes als ein kleiner Schrittmotor
mit Zeiger! Mal sehen, ob ich dieses kleine
widerspenstige Teil dazu bewegen kann,
vernünftige Werte anzuzeigen???
Wenns wirklich nur ein Schrittmotor ist,
dann sollte das ziemlich einfach sein!
mal sehen.........Ich werde hier
darüber berichten sobald ich mehr weiß.

Nachtrag 13.12.2010:
JA!!!! Es geht !
Es ist wirklich nur ein kleiner billiger Schrittmotor,
und man kann ihn direkt mit dem Atmega steuern!

$regfile = "m48def.dat"
$crystal = 8000000
$baud = 1200

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc
Start Adc

Dim Adcin As Integer
Dim Adcstep As Integer
Dim Schrittzahl As Word
Dim Adcin8 As Integer
Dim Steps As Integer
Dim Phase(4) As Byte
Phase(1) = 8
Phase(2) = 2
Phase(3) = 1
Phase(4) = 4
Config Portc = &B00001111

Initl:
If Adcstep < 500 Then Incr Adcstep
Gosub Subsm
Portc = Phase(steps)
Waitms 4
If Adcstep < 500 Then Goto Initl

Inith: 'nach Rechtsanschlag fahren
If Adcstep > 0 Then Decr Adcstep
Gosub Subsm
Portc = Phase(steps)
Waitms 4
If Adcstep > 0 Then Goto Inith

Do
Adcin = Getadc(5)
Adcin = Adcin / 2

If Adcstep < Adcin Then Incr Adcstep
If Adcstep > Adcin Then Decr Adcstep
Gosub Subsm
Waitms 4

Portc = Phase(steps)
Loop

Subsm:
Adcin8 = Adcstep / 4
Adcin8 = Adcin8 * 4
Steps = Adcstep - Adcin8
Steps = Steps + 1
Return
End

.........das wars schon..........

"Verstärkung" und einige Kleinigkeiten müssen noch
angepasst werden, aber das Grundgerüst läuft.
Ich habe inzwischen noch eine etwas verfeinerte
Methode gefunden, die Schrittfolge zu erzeugen,
aber so gehts auch gut,
und diese Idee ist wenigstens von mir selbst.

....und schon wieder eine neue Idee:
erst kürzlich habe ich mich über eine
ganze Schale voll Akkus geärgert,
von denen keiner mehr sagen kann
welcher da noch brauchbar ist.

Das Energiezählerprogramm ließe
sich problemlos als Basis für einen
Akkukapazitätsmesser verwenden.
Einfach einen vollen Akku mit ca 1-2A
entladen und die Energie zählen
bis der Akku eine bestimmte
Spannung unterschreitet.
Dann abschalten und den Wert
im Display anzeigen.
Schon weiss man Bescheid!

Vielleicht bringe ich es noch
unter, Spannug und Entladestrom
einstellbar zu machen..............

es sollten ja auch größere
Akkus getestet werden können.
(vom Handy bis zum Schrauber....)

mal sehen, das mit der Spannung
könnte sogar automatisch gehen!?
Beim Start messen, merken und
irgendwo bei 70 - 80% abschalten....
Da muss ich mal Tabellen studieren
und schauen, wie das definiert ist,
was auf so einem Akku draufsteht!

bis demnächst

Franz

Weiter gehts mit dem BMS !!!!!!

2010-06-11T05:24:00.000-07:00

ganz frisch:

(mal eben in der Mittagspause getippt.................)

Das topaktuelle Bascom-Listing für meine Balancer/Mess/Heiz

Messwandler mit Atmega 48

Das Programm ist noch nicht fertig!

(Die Balancerfunktion läuft so natürlich noch nicht,

aber Messen von vier in Reihe liegenden Zellen funktioniert

schon mal und die PWM-Geschichte ist auch aktiviert.

die AD-Wandler werden zwischendurch bereits ausgelesen,

soweit ists ok! Es fehlt noch der Grenzwert für die Balancer
und zum Aktivieren derHeizfunktion muss das Programm

im Master geändert werden, damit es die 255 sendet

wenn geheizt werden soll..............)

Im Gegensatz zum ATiny 24 hat der Atmega eine "richtige"

serielle Schnittstelle, und die arbeitet selbständig

Die Software -Lösung im Attiny24 brachte Probleme mit sich,

weil während der Übertragung das Programm blockiert war.

$regfile = "m48def.dat"

$crystal = 4000000

$baud = 1200

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = AvccStart Adc

Dim A As Byte

Dim A1 As Integer

Dim B As Byte

Dim B1 As Integer

Dim D As Byte

Dim E As Byte

Dim F As Byte

Dim Bal1 As Word

Dim Bal2 As Word

Dim Bal3 As Word

Dim Bal4 As Word

Dim Pwm1 As Byte

Dim Pwm2 As Byte

Dim Pwm3 As Byte

Dim Pwm4 As Byte

Dim Pwmx As Byte

'Open "coma.7:1200,8,n,1" For Output As #1'Open "comb.2:1200,8,n,1" For Input As #2
'Config Timer2 = Pwm , Pwm = On , Compare A = Clear , Prescale = 1'Config Timer0 = Pwm , Pwm = On , Compare A = Clear , Prescale = 1

Config Timer0 = Pwm , Pwm = On , Compare A Pwm = Clear Down , Compare B Pwm = Clear Down , Prescale = 1

Config Timer1 = Pwm , Compare A Pwm = Clear Down , Compare B Pwm = Clear Down , Prescale = 1

Config Portd.5 = Output 'OC0B

Config Portd.6 = Output 'OC0A

Config Portb.1 = Output 'OC1A

Config Portb.2 = Output 'OC1B

Do

D = 0 'eigentlich überflüssig
If F > 0 Then F = F - 1
A = Inkey() 'einlesen des Auslesebefehls

E = A

If E = 255 Then F = 255 'Wert ablegen für Balancer-heizung
A = A - 12 '-12 bei 13 bis 16
If A = 1 Then ' AD-Wandler 1 misst gegen "Masse"A1 = Getadc(1)If A1 > 255 Then A1 = 255

D = A1

Printbin D

End If
If A > 1 And A < a=" 2">

B = A - 1 'hier wird der nächste Eingang als Bezug genommen

A1 = Getadc(a)

B1 = Getadc(b) ' Einlesen von ADC2, 3, 4

A1 = A1 - B1

If A1 < a1 =" 0">

If A1 > 255 Then A1 = 255

D = A1 'umwandlung in ein Byte

Printbin D ' senden des ByteEnd If

Bal1 = Getadc(1)

If Bal1 > Pwmx And Pwm1 < pwm1 =" Pwm1">

If Bal1 <> 0 Then Pwm1 = Pwm1 - 1

If F > Pwm1 Then Pwm1 = F

Ocr0a = Pwm1
Bal2 = Getadc(2)

If Bal2 > Pwmx And Pwm2 < pwm2 =" Pwm2">

If Bal2 <> 0 Then Pwm2 = Pwm2 - 1

If F > Pwm2 Then Pwm2 = F

Ocr0b = Pwm2
Bal3 = Getadc(3)

If Bal3 > Pwmx And Pwm3 < pwm3 =" Pwm3">

If Bal3 <> 0 Then Pwm3 = Pwm3 - 1

If F > Pwm3 Then Pwm3 = F

Ocr1a = Pwm3
Bal4 = Getadc(4)

If Bal4 > Pwmx And Pwm4 < pwm4 =" Pwm4">

If Bal4 <> 0 Then Pwm4 = Pwm4 - 1

If F > Pwm4 Then Pwm4 = F

Ocr1b = Pwm4

Loop

End

Dass die Formatierung den Text verschiebt

ist ärgerlich....sorry!

..........und noch ein Update:

ich hab noch ein bisschen dran gearbeitet.

Die PWM-Augänge arbeiten jetzt auch richtig!

Somit eigentlich auch schon der Balancer!

Die Schwelle ist jetzt einfach mal provisorisch auf

128 (ca 2,5V) gesetzt und am Ausgang hängt eine LED.

beim Kurzschliessen eines Eingangs geht die jeweilige
LED langsam (in ca 1s) aus, und nachher auch wieder
langsam an. So soll es sein!

Wie geht es weiter?

Die große Frage ist: soll die Balancerschwelle fest
eingestellt sein, oder auch über den Master
konfiguriert werden können?

....Die Heizung......

Ich stelle mir das so vor:

Wenn auf heizen geschaltet ist wird die Balancerschwelle

per Befehl auf ca. 2,5 - 3V gestellt wodurch natürlich
die balancer voll durchschalten und kräftig heizen.

(ca 20-25W je Zelle also 10A sollten das dann schon sein!!!!

das ist nicht ohne...................mal sehen..........)

Der Befehl kommt natürlich nur ein mal je
Durchlauf und braucht deshalb auch eine Zeitfunktion.

Die Schwelle muss also wieder auf den korrekten Wert
umschalten sobald der Befehl länger nicht mehr kommt.

Wenn man hier mehrere Werte zur Wahl hätte,

dann könnte man nämlich auch mal "unten balanzieren"

ohne gleich alle Rest-Energie verheizen zu müssen.

Ebenso muss natürlich auch die Temperatur des Kühlkörpers
überwacht werden.

Da muss ich wohl noch ein bisschen spielen...................

Die Anzahl der zur Verfügung stehenden Befehle hängt davon ab,
wieviele Zellen letztendlich verwaltet werden sollen.

Solange ich nur je ein Byte sende sinds 254 Befehle insgesamt.

das ist letztendlich gar nicht sooooviel.

jede Zelle belegt schon mal einen das steht fest

Dann kommts drauf an, was man noch alles wissen will

und wie man es auswertet.

Eine globale Statusabfrage je Messeinheit also ein Atmega,
der vier Zellen überwacht sollte reichen.

Die hat ja wieder 254 (ein Byte) Antwortmöglichkeiten!

Da kann man auch in die acht einzelnen Bit so manches
hineincodieren bzw man erstelllt sich eine Tabelle aus
vorbereiteten Antworten.

Da im Normalfall 40Zellen reichen sollten (ca.144V)

aber im Extremfall auch 192Zellen zumindest als
Option vorgesehen sind wenn normale Drehstrommotoren
mit Frequenzumrichter betrieben werden sollten

werde ich mal die Zahlen 1 - 50 für die Zellen reservieren

und die Zahlen 51-192 so lange es vermeidbar ist nicht nutzen.

Als Statusabfrage sollten dann die Werte 201- 210

bzw bei vollausbau bis 248 dienen. (10 bis 48 Messeinheiten)

Bleiben also noch 193-200 und 211-254

(wenn 255 die heizung einschaltet und Werte wie Bordbatterie,

Motortemperatur, Gesamtspannung und Strom etc. vom Master
direkt gemessen werden......da gibts noch viele Möglichkeiten.......

und wenn man einfach mal nur von max. 40 Zellen ausgeht, dann ist
der Bereich von 41 - 200 und 211-254 nutzbar, das reicht! )

Im Master-Rechner geht mir bekanntlich der Platz im Atmega48
zur Neige, aber da gibts ja noch den Atmega 88 oder 168,

dann kann ich wieder "prassen".
Da ich aber eigentlich mit dem 48er auskommen möchte,

werde ich zunächst nochmal das Menue vereinfachen.

Weniger Text, nur Variablen und nur einmal alles speichern
beim Verlassen, das könnte klappen.

Die Restenergieanzeige will ich als eigenständiges Modul
konzipieren......wieder ein Befehl belegt,

wenn der Master das anzeigen soll

In den Messeinheiten ist noch "platz ohne Ende"

da geht noch sehr viel! es wären auch noch je zwei

Analog-Eingänge und ein PWM-Ausgang frei.

Zur Temperaturmessung pro Viererpack reicht das.

Nachtrag 15.06.2010

Erste Versuche mit dem letzten Stand des Mess und Balazier-

Programms im Atmega sind sehr erfreulich verlaufen.

Messen und balanzieren funktioniert grundsätzlich schon

sehr gut soweit meine unfertige Schaltung das zulässt.

Wie schon früher erwähnt ist die Ansteuerung der Mosfet

das größte Problem.

Wenn man eine vierergruppe für sich alleine betrachtet

dann liegt der Atmega zusammen mit einer der Zellen

auf Masse. Die Zellen sind Verbunden und die Spannungen liegen

irgendwo bei 3,6V, 7,2V, 10,8V und 14,4V.

Der Atmega wird über einen 5V-Regler von der höchsten Zelle
aus versorgt(2-3mA) Die PWM-Ausgänge schalten deshalb

zwischen GND und 5V hin und her.Damit kann ich nur den

Mosfet der an GND liegt direkt ansteuern wenn es ein
N-Kanal Mosfet ist.Für die drei anderen ist das nicht möglich.

Hier kommen P-Kanal Typen zum Einsatz und es ist jeweils noch ein
Treiber-Transistor erforderlich der als "open Collector" die Gates
gegen Gnd zieht. Wieder mal eine etwas ungewöhnliche Schaltung,

aber so gehts! So eine Vierergruppe kommt ohne weitere
Galvanische Trennung aus und darauf kam es mir an.

Nur zwei Optokoppler (einer für RXD, einer für TXD je vier Zellen)

und die Versorgung des Atmega erfolgt aus der Vierergruppe
Der Balancer ist auch ohne Steuerrechner funktionsfähig,

jede Zelle wird einzeln balanziert

und der Steuerrechner kann jederzeit jede einzelne Zelle

abfragen und dann wird ihm der Spannungswert gesendet
Die Genauigkeit liegt bei ca +- 0.04V also im +-2% Bereich.

Das sollte genügen.

Den größten Stromverbrauch haben übrigens die
Eingangsspannungsteiler!

Fehlt nur noch eine Meldeschleife zum Beenden des Ladevorgangs

wenn die erste Zelle voll ist..........

mfG

Franz

Nachtrag 25.07.2010:

Das Sommerloch ist überall........
In den letzten Wochen gabs genug andere Sachen zu erledigen,
so dass mir ganz gewiss nie langweilig war!
Am BMS ist nicht mehr sehr viel passiert abgesehen von einigen Tests,
die durchweg sehr positiv verlaufen sind
Die Balancer arbeiten gut, das sanfte Einschalten per PWM klappt prima,

Noch zu lösen:
Zuverlässiges umschalten der Balancer-Spannungsgrenzen vom Master aus
(bzw soll das überhaupt von da aus gesteuert werden???????)
Meldungsausgabe unabhängig vom Master.

Was soll das?
Ich will, dass mein "Master" also das Display etc. mir die Werte anzeigt.
(Max. Min. Durchschnitt Temperatur Fehler etc)

Ich halte es aber für gefährlich, das ganze Balancersystem vom Master und
der seriellen Verbindung abhängig sein zu lassen.
Das muss eigenständig funktionieren!!!
mit irgendwelchen Schleifen, die bei Unterbrechung Fehler signalisieren.
zumindest der Ladevorgang muss so gesteuert werden.

Ich hatte dieser Tage eine völlig andere Idee, die ich unbedingt
in die Praxis umsetzen möchte.
deshalb gibt es an dieser Stelle eine kleine Unterbrechung,
und mal wieder was ganz anderes zwischendurch!
Bis bald!
Franz

Zur Abwechslung: Lambda-Regelung

2010-06-10T10:44:00.000-07:00

Zwischendurch mal ganz was anderes............

weils beim Batteriemanagement vorübergehend
ein wenig hakte (4 x PWM in einem Baustein....)
und weil ich das schon seit langem
machen wollte, habe ich nun endlich meine
Lambda-regelung gebaut.

Als angenehmen Nebeneffekt konnte ich
sogar mein PWM-Problem lösen!
Es geht also auch mit dem Batteriemanagement
demnächst wieder voran.
(Messen klappt schon prima, jetzt kommt noch
die Balanzierfunktion mit in die Messeinheiten
sowie eventuell die Heizung über die
Balancerwiderstände........ das hat anscheinend
noch keiner gemacht bzw. gewagt.............)
Das Ganze ist eher eine Programmierübung,
obs in der Praxis funktioniert wird sich noch
zeigen.

Falls jemand irgendwelche Quelltexte möchte,
Bitte Melden!
leider kann ich das hier schlecht veröffentlichen,
weils die Formatierung nicht verträgt...........
Video / Fotos gibts ein andermal!

mfG
Franz

Herz des Ganzen ist ein Atmega48.
Programmiert mit Bascom.(macht immer mehr Spass!)
Als Display das mittlerweile bewährte EA DIP204-4.
Die Spannung der Lambdasonde wird mit
5V Referenz gemessen.Ich hätte auch die internen
1,1V nehmen können, aber so gehts auch.
Genau genug ist das allemal!
Falls ich noch ein Poti an der Drosselklappe
brauche ists so besser

Die Sonde liefert unter 450mV bei zu magerem
Gemisch und über 550mV bei zu fettem.
Der Bereich dazwischen wird gewissermaßen
übersprungen.
(meine Sonde ist schon sehr alt.......
mehr als 800mV kommen da nicht mehr raus)

Man kann das Signal nicht einfach verstärken
sondern muss einen weiteren Wert langsam
in die jeweilige Richtung nachführen.

Über ein Menue kann man den oberen und unteren
Schaltpunkt einstellen.
ebenso die Verzögerung/Dämpfung beim
Öffnen und Schliessen des Zusatzluftventils.
Ein Kontakt bei Standgas schliesst das Ventil sofort.
(der Leerlauf würde sonst "sägen")
bei aktivem Menue ist ebenso "zu"

Im Display wird angezeigt:
Sondenspannung in mV,
der AD-Wandler-Wert (5V=1023)
ein Pfeil zeigt an, ob zu mager, ok, oder zu fett
Der Zustand des PWM-Ausganges
in % , als Wert 0-255, und als Balkenanzeige

Die Setup-Werte werden natürlich im ERAM
abgelegt und im Menue gibt es noch einen
Time-out wenn man zu lange nichts eingibt.

Wie schon gesagt, eine Programmierübung.
man könnte die Werte noch seriell rausschicken
und eventuell brauche ich noch eine Überwachung
bzw. Berücksichtigung der Drosselklappenstellung
eine Motortemperaturanzeige vielleicht?

bis bald!
Franz

Batterie- Monitor / Management für LIPOs neuer Prozessor,neues Display

2010-04-16T10:40:00.000-07:00

So, jetzt wird mit neuer Hardware neu durchgestartet! Der ATtiny 2313 war definitiv viel zu kein. Dafür war das Display zu groß. Um auf brauchbare Einbaumaße und ausreichend Speicher zu kommen habe ich die Teile durch geeignetere ersetzt. Was gibts neues beim Programm bzw. bei der Bedienung? Das Konfigurationsmenue läuft! Ich kann jetzt die Anlage parametrieren ohne den Microprozessor neu programmieren zu müssen. Allerdings ist das Ganze derzeit noch sehr Speicherintensiv. Da muss ich noch dran feilen damit noch weitere Funktionen reinpassen. Hardware: 1. neues Display Statt des alten NO NAME Teils ist jetzt ein EA DIP204 eigesetzt. Die Dinger sind momentan das, was überall verkauft wird. Nur 68 * 26 mm groß und auch preiswert. AAAAAAAber............ der Controller....... Das Teil ist anders als die anderen.... In Bascom muss das Ding etwas anders konfiguriert werden sonst werden die Zeilen und Buchstaben durcheinandergewirbelt. Es war also nicht kaputt, wie ich anfangs dachte. Nur eine Kleinigkeit, aber das sagt einem keiner! Ganze Internetforen behandeln das Thema. Die Lösungen sind viel zu kompliziert! Da brauchen keine Librarys editiert werden! es genügt, das Display mit Config Lcd = 20 * 4a , Chipset = Ks077 (kein Schreibfehler) anstelle von Config Lcd = 20 * 4 zu deklarieren dann läufts! Wäre nur schön gewesen, wenn einem das irgendwer gesagt hätte ! Beruhigend, dass so viele andere auch über dieses Problem gestolpert sind. Na ja, wenns läuft ein super Display! Der Prozessor ist jetzt ein Atmega 48 eine Weiterentwicklung des Atmega 8 allerdings mit 4k Speicher den gibt es aber auch mit 8 oder 16k als 88 bzw 168. Ich will versuchen, mit 4k auszukommen. ( hmmmmm...................) Das ist das, was die "freie" Bascom Version am Programmcode zulässt. Neu am Programm: Es gibt jetzt ein Konfigurationsmenue und die Eistellungen werden im EEprom gespeichert, so dass nach dem Einschalten alles wieder da ist.

Zellenzahl, Oberer und unterer Grenzwert können so eingestellt werden.

Die Funktion ist in Ordnung, aber der Speicherbedarf ist zu groß.

Immerhin läuft es schon mal.Aber allzuviele Zusatzfunktionen kann ich so nicht mehr reinpacken. Ich hab da schon eine Idee, aber die muss erst noch umgesetzt werden.......Abwarten..........

Wichtig ist, dass das Ablegen und Auslesen der Werte in und aus dem EEprom klappt. Das tut es!

Die Tasten müssen mit Interrupts verknüpft werden. immer die selbe Funktion auslösen und dann müssen je nach Menue die jeweiligen Werte ersetzt werden.

Jetzt fehlt hauptsächlich noch die Einbeziehung des Durchschnittswertes, also Gesamtspannung / Zellenzahl Da der Gesamtwert eigens gemessen werden muss um aktuell zu sein (Addieren dauert zu lange) braucht man dafür einen Eigenen Messkanal,

der in gewissen Grenzen an die Zellenzahl angepasst sein muss. Ich muss also den Mutiplikator des Messeingangs für die Gesamtspannung auch noch einstellbar machen. Der Spannungsteiler sollte immer geradzahlige Verhältnisse haben, die maximale Spannung am AD-Wandler beträgt 5V

Für die Messung möchte ich den Atmega des Displays nehmen, der kann das in den 25ms machen, in denen er sowieso auf die Antwort der Messeinheiten warten muss. Der Wert ist dann nie älter als ca. 10 ms.

Natürlich wäre auch noch eine Erfassung der verbrauchten bzw nachgeladenen Energie sinnvoll.

Ob allerdings mein derzeitiger Wissensstand schon

reicht um das zuverlässig hinzubekommen ????? Im Prinzip nur ganz oft messen, multiplizieren und aufaddieren bzw subtrahieren. Das wäre ja kein Problem bei Gleichstrom. Das Ganze muss aber auch die Verluste beim Laden sowie die unterschiedliche Kapazität bei verschiedenen Temperaturen sowie die Alterung der Akkus berücksichtigen und dann wirds wieder mal eindeutig kompliziert. Die Energieanzeige steht momentan noch ganz weit hinten an.
Im Augenblick will ich erst mal den Rest brauchbar

hinbekommen.

Erst mal ordentliches Monitoring inklusive der Berücksichtigung der durchschnittlichen Spannung.

Bei LIPOs ist leider der Ladezustand sehr schwer festzustellen, da die Spannung nichts darüber aussagt. Die Änderungen infolge Temperatur und Stromstärke machen da viel mehr aus.Insofern machen noch nicht
einmal feste Spannungswerte als Grundlage für Fehlermeldungen wirklich Sinn. Ein Wert von ca. 2,5V als Untergrenze wird beim Beschleunigen durchaus mal unterschritten, ohne dass ein voller Akku damit ein Problem hätte. 2,5V Leerlaufspannung sind dagegen höchst bedenklich.Die Zelle ist dann ganz sicher leer

und in höchster Gefahr.

Aber wenn dauern was blinkt oder piept nervt das irgendwann auch......... Da ist noch genug zu tun! Dann ein konfigurierbarer Balancer mit Steuerung eines Ladegeräts.

Die Nutzung der Balancerwiderstände als Fahrzeugheizung will ich nicht aus den Augen verlieren, aber das geht immer noch irgendwann.

Zu guter Letzt noch eine Energieanzeige. Wenn ich das noch hinbekommen sollte, wärs wohl doch was für eine Kleinserie.

Aber ich kann und will da jetzt noch überhaupt keine leeren Versprechungen machen. Ich hab schliesslich auch noch anderes zu tun.

soviel für heute , mehr dazu in den älteren Posts. Nachtrag 21.April 2010:
Ich hab wieder einen kleinem Fortschritt:

Die Eingaben bzw. Tastendrücke und die Anzeige im Menue laufen jetzt anders. Die Tasten laufen jetzt über Interrupt, und die Anzeige immer über das selbe Unterprogramm. Ich brauche somit nicht mehr jede Anzeige und Zeitschleife einzeln programmieren, sondern nur noch für jede Menueebene die zu ändernden Werte und ihre Grenzen definieren. das hat gewaltige Auswirkungen auf die Programmgröße. Die Funktionen bleiben in etwa die selben.

"Tasten über Interrupt" das bedeutet, dass jeder Tastendruck sofort das Programm unterbricht und irgendwas auslöst.

In diesem Fall wird einfach ein Wert um eis erhöht oder erniedrigt. Welcher das ist, wird im jeweiligen Menue definiert.

Zum Einen läuft jetzt die Eingabe viel flüssiger, zum Andern hat eine zusätzliche Menueebene einen viel geringeren Speicherbedarf.

Ich bin jetzt bei gleicher Funktionalität bei ca 85% statt 98% des genutzten Flash-Speichers- das ist ein sehr entscheidender Unterschied, wenn noch einiges rein muss................ mal schauen, obs reicht!

wenigstens die Durchschnittsspannungsüberwachung.......... (viel Aufwand)
für die Akku-Temperatur, noch ein Grenzwert, (klein, wenn festgelegt)

und die Befehle für "Heizen bzw. Balanzieren" ! (wenig Aufwand)

Die Restenergieanzeige wird sicher ein eigenständiges Modul. Langsam gehen mir die Nummern für die Befehle aus......... zumindest auslesen und auf Null stellen müsste gehen, Ich glaube, das wird ein Gerät mit eigenem Display etc. irgendwo im Kofferraum und ich lese nur den aktuellen Wert aus und zeige ihn an bzw nicht mal das, das könnte mit der Tankuhr gekoppelt werden..... ..........darum ist das gaaaaaaaaaanz weit hinten angestellt

Nachtrag 22.April 2010

Nachdem ich nun auch noch die Durchschnittsspannungsüberwachung samt zugehörigem Menue reinprogrammiert habe ist wieder mal der Speicher voll!

Ohne Begrüßungsbildschirm und Statusmeldung nach dem Einschalten gehts zwar, aber das ist ja nicht Sinn der Sache.

Wie gehts da weiter? Einen festen Grenzwert nehmen? ..ist das Einfachste!
Durchschnittsüberwachung weg lassen? will ich nicht!

Programm überarbeiten... bringt nicht mehr viel

Größeren Controller.... na klar, ist auch gewissermaßen schon vorgesehen, aber....Da brauch ich dann die Vollversion von Bascom! ca 100€..... ist wohl die beste Lösung! Der Atmega 88 kostet 1,85€ statt den 1,30€ des Atmega48 und hat dann 8k statt 4k Speicher. Der 88 ist pinkompatibel zum 48er.

Dann hab ich wieder "Platz ohne Ende" weil dann auch der 168er mit 16k (2,85€) problemlos verwendet werden könnte. (Bill Gates dachte auch irgendwann mal dass niemand 640k RAM vollschreiben würde...................)

Das Display passt jetzt mal fürs Erste!

Für meine weiteren Tests werde ich die Durchschnitts Überwachung vorerst mal weglassen. Die Entsprechenden Programmteile funktionieren soweit ganz brauchbar, und das Speicherplatzproblem ist lösbar, wenn mir auch die Investition in Bascom nicht gefällt, aber da komm ich wohl nicht drum rum.

Meine Assembler-Kenntnisse reichen derzeit noch nicht, um das alles damit zu programmieren, damit würde der Platz locker reichen.

Das wird schon noch irgendwann.......

Hier sieht man , was derzeit möglich ist.

von oben:

12Zellen, Durchschnitt 3,60V Gesamtspannung 43.2V

Höchste: Zelle 9 mit 3,72V Niedrigste: Zelle 7 mit 3,58V

Zelle 8 wurde gerade gemessen mit 3,62V Die Bordbatterie hat 13,65 V

In der untersten Zeile kommen die Status bzw Störmeldungen.

Der Speicher ist bis zum letzten Byte ausgenutzt.

Für ein OK! in der letzten Zeile hats nicht mehr gereicht ;-)

Das lass ich jetzt mal einfach so, wie es ist.

Die anderen Funktionen, Menues und Meldungen passen
auch ganz gut, aber eben nicht gleichzeitig wegen Speichermangel.
Da muss jetzt die Vollversion von Bascom und ein Atmega88 her.
(Bascom hat noch gar nicht gemeckert, aber der Atmega48)

Nachtrag 10.05.2010: Ich habe jetzt doch noch eine Möglichkeit
gefunden, ein Wenig Programmcode zu sparen.
Mit "debounce" kann ich die Eingaben deutlich kleiner programmieren,
als das derzeit der Fall ist. Ausserdem ist die Tipperei so wesentlich
angenehmer. Ein paar "locate" und "LCD" lassen sich auch noch
wegrationalisieren.und die ganzen "wait" brauche ich auch nicht mehr.
vielleicht reichen die 4k des Atmega48 ja doch!
Mit der Zahlenformatierung bin ich auch noch nicht ganz zufrieden.
Das muss doch auch weniger speicherfressend gehen,
als erst in Sting umzuwandeln und dann da die
Kommata und führenden Nullen reinzuformatieren.
(fusing........ mal schaun....)

Jetzt ist erst mal die galvanische Trennung dran!

Nachtrag 30.04.2010: Die galvanische Trennung ist gebaut, zumindest in Senderichtung und scheint zu funktionieren. konnte es aber nicht testen. Ich habe mich fürs Erste entschlossen,die galvanische Trennung der Messmodule per Optokoppler zu realisieren. Sicher gäbe es da feinere Lösungen ich denke da an die "ADUM...." Reihe, das sind Signalübertrager auf Induktiver Basis, da ist sogar ein DC-DC-Wandler mit drin, mit dem man die Messeinheiten
problemlos versorgen könnte.Der Preis liegt irgendwo bei 3€ pro Stück. Das ist mir im Augenblick zuviel!
Ich werde meine Messmodule direkt aus den jeweiligen Zellen speisen. Solange der Eingangsspannungsteiler mehr verbraucht als der Microcontroller, der die Spannung misst ist alles andere eh sinnlos. ....Und ein Controller je Zelle würde zwar weniger Strom brauchen, weil man den direkt anschliessen könnte, aber dann bräuchte auch jeder controller eine eigene getrennte Versorgung.
Um nochmal alles klar zu stellen, es geht hier um Stromaufnahmen im Bereich von 2mA, das ist praktisch nichts für Zellen von 50 bis 200 Ah es macht also wenig Sinn, da was zu verbessern.

Ich habe die "Sende-Seite" etwas unkonventionell gebaut, aber es funktioniert hervorragend. Beim "Maximalausbau" mit 192 Zellen müsste ich 48 Optokoppler zugleich ansteuern. (eher unwahrscheinlich, aber es ist einfach mal vorgesehen) Normalerweise sollten 12 Optokoppler (48Zellen) reichen.
Das Serielle Signal kommt mit 5V TTL-Pegel aus den Bausteinen. Eine Umsetzung auf RS232 Pegel mit einem MAX232 bringt hier überhaupt nichts, an den Messmodulen brauche ich
sowieso wieder ein 5V TTL-Signal.
um so viele Optokoppler anzusteuern brauche ich aber zumindest einen 12V-Ausgang. Da könnte man dann 24 x 4 Optokoppler in Reihenschaltung betreiben. Ich habe deshalb ein IC genommen, das eigentlich als Mosfet-Treiber gedacht ist. Ein TC4451 Das Teil kann an 12V bis über 2A Dauerstrom treiben. Das reicht für 24 x 5-10 mA Impulse (kurz) ganz locker!

Das ankommende Signal ist wesentlich einfacher zu handhaben. Da immer nur ein einziger Messumformer sendet ist auch immer nur ein einziger Optokoppler aktiv. Einen einzelnen Optokoppler kann der Atmega direkt treiben und dem Ausgang des Optokopplers kann man ohne Probleme auch 12V zumuten. Ich werde die Signale wohl mit 12V übertragen (??????) und am Steuerrechner wieder runterteilen/ begrenzen/ entstören um etwas mehr Störsicherheit zu haben.

Nochmal Nachtrag (7.5.2010) :
Ich habe noch ein Signal hinzugefügt. Vor jeder Datenübertragung wird an den Master eine Null gesendet und eingelesen damit der Empfangspuffer der seriellen Schnittstelle auf Null gesetzt wird. Ich würde sonst Störungen nicht bemerken, weil ja noch der alte Wert im Puffer stünde..... Die gefundene Lösung ist aber noch nicht optimal. Da muss es doch eine andere Möglichkeit geben um den Empfangspuffer auf 0 zu setzen.Ich habe den Befehl allerdings noch nicht gefunden. Als "Workaround" habe ich dem Master eine Software-Schnittstelle verpasst, mit der er sich die 0 ganz einfach selber schickt. Das geht aber sicher noch viel eleganter! Aber es funktioniert.
Ich habe für diese Tests den alten Aufbau mit dem ATtiny 2313 nochmal reaktiviert. Für diese Versuche reicht das alte Programm, und die Messwandler in der derzeitigen Version sind ohnehin da mit drauf.
Ein kleines Video hierzu:

Weil ich es gerade in der Hand hatte.....
Das Display im Größenvergleich:
Ich werde wohl das EA DIP204-4 einsetzen. Dieses Display gibt es auch in Blau mit weisser Schrift oder in weiss mit schwarzer Schrift. Das Bandkabel darf wohl durchaus bis ca 30cm lang sein.(noch nicht getestet)
Das Display misst aussen 68 x 27 mm und ist mit Kabel etc 15mm hoch.
Die Höhe könnte notfalls auf ca 11mm reduzirt werden indem man die
Anschlusspins entfernt und das Bandkabel direkt an der Platine anlötet.

(das müsste also sicher irgendwo unterzubringen sein)

Im Normalen Betrieb soll mein BMS keine Schalter
oder Taster benötigen, (drei Tasten zur Konfigurierung)
diese können also "an unauffälliger Stelle" versteckt werden
oder man steckt sie nur bei Bedarf an.............

Um Gehäuse etc. habe ich mir noch keine Gedanken gemacht!
Das Display sollte eigentlich wenns irgendwie geht im inneren
der bestehenden Armatureneinheit einen Platz finden.

Am Display selbst ist nicht viel zusätzliche Elektronik
nötig.Hinten ist noch ein Poti für die Kontrasteinstellung,
ein Stützkondensator und der Vorwiderstand für
die Beleuchtung drauf. Das Poti sollte später auf die
Hauptplatine bzw wenn noch ein PWM-Ausgang übrig bleibt
durch eine Einstellmöglichkeit übers Menue ersetzt werden.
Kondensator und Vorwiderstand für die Beleuchtung
müssen später auch nicht unbedingt am Display sitzen.
So ist es aber kompatibel mit dem STK500-Board
Momentan sind erst 8 Drähte benutzt. Zwei sind frei,
Das reicht noch für Kontrast und Beleuchtung
(Die sollte besser mit 12V über Zündung versorgt werden).
Von da her also kein Problem

Das geht zur Not auch ohne Platine!

Noch ein paar Tests mit langen Leitungen, dann werde ich mich mal um die Messeinheiten kümmern damit die endlich je vier in Reihe geschaltete Spannungen messen können.
Die Balancer-Funktion will ich ohne Optokoppler zum Laufen kriegen.
Ich werde wohl P-Kanal Mosfets nehmen, Pull-up- Widerstände halten sie ausgeschaltet und open Collector- Treiber (ICs oder Transistoren oder notfalls doch Optokoppler?) schalten die Balancer gegen Masse ein. (Masse ist in diesem Fall der unterste Punkt jeder
Vierergruppe.Je vier, ev. sogar nur drei Zellen versorgen den Atmega
Mal sehen obs so geht wie ich mir das vorstelle.

Nachtrag 18.05.2010
Seit gerade eben läuft der erste Messwandler mit Auslesung von vier
in Reihe geschalteten Zellen.

Um nicht alles neu programmieren und bauen zu müssen hab ich es mit
einem ATtiny 24 aufgebaut und das bisherige Programm angepasst

Das Ganze hat auf Anhieb so funktioniert, wie ich mir das vorgestellt habe.
Im Programm musste ich den ersten Wert anders behandeln, da der
gegen "Masse" des jeweiligen Viererpacks gemessen wird.
bei den anderen drei Zellen muss ich den Wert der nächstniedrigeren
Zelle vom Wert subtrahieren.

zur Genauigkeit:
Spannungsteiler ist 4:1
Spg 1 (Zelle13) 0,683V am AD-Wandler => 2,73V, im Display:2,77V)
Spg2 (Zelle14)1,400V -0,683V=0,717V =>2,86V, im Display:2,91V)
Spg3 (Zelle15)2,170V - 1,400V=0,77V =>3,08V, im Display: 3,14V)
Spg4 (zelle16)3,034V - 2,170V = 0,86V => 3,46V, im Display: 3,50V)

Woher kommt der Fehler?
Das ist eigentlich gar keiner, das sind etwa 2% und die kommen
von der Korrektur der anderen Werte im Display.
Ausserdem ist da noch die Auflösung von 0,02V
die sich in diesm Fall auch mal verdoppeln kann.
Die Spannungsteiler sind auch noch da........
Ich muss die einzelnen Messwandler einfach noch ein Wenig
abgleichen, und zwar den Wandler und nicht das Display,
wie ich es der Einfachheit halber jetzt mache, dann passt das wieder perfekt.
Da ich weiß, wo der Fehler herkommt, bin ich
für heute mit dem Ergebnis sehr zufrieden!!!!

19.05.2010
Die Korrektur ist wieder korrigiert.........
Da die bisherigen Wandler mit 5,05V statt 5V als Referenz abeiteten
und somit etwas (ca.1%) zu niedrige Werte lieferte,
hatte ich das in der Berechnung korrigiert.
Der neue Wandler hat aber 4,99V als Referenz, somit
stimmt dessen Ausgabewert etwas genauer.
Aktuelle Messungen damit:
Spg 1 (Zelle13) = 2,74V, angezeigt im Display: 2,74V)
Spg2 (Zelle14) = 2,86V, angezeigt im Display: 2,88V)
Spg3 (Zelle15) = 3,10V, angezeigt im Display: 3,11V)
Spg4 (zelle16) = 3,46V, angezeigt im Display: 3,46V)
Das übertrifft sämtliche Erwartungen,
besser kann das Ergebnis gar nicht mehr werden!
Bei Gelegenheit werde ich das nochmal mit einem
sehr genauen Meßgerät überprüfen.

08.06.2010
..........lange nichts neues mehr..........
Ich hatte einfach auch mal was anderes zu tun......
Es gab zwischendurch einen echten Rückschlag, aber das hat mich nicht
wirklich überrascht.
Ich habe versucht, auch noch die Balancer-Funktion mit rein
zu packen. Der ATiny 24 ist halt einfach kleiner.
Notfalls 3er-Pakete steuernDas wird aber nichts mit dem ATtiny 24.
Abgesehen davon, dass ohnehin die Pins nicht für vier Zellen reichen,
gibt das in Verbindung mit dem Software-UART einfach
zu viele Timing-Probleme.Offenbar sind da Interrupts mit im Spiel
und da kommt dann die Schnittstelle durcheinander wenn gleichzeitig
auch noch Analogwerte gelesen werden sollen

Beim Atmega 48 brachte ich dann die PWM-Funktion zunächst nur mit
Timer 1 zum Laufen. Ich brauche aber vier unabhängig ansteuerbare
PWM-Ausgänge.(je zwei bei Timer 0 und 1; einer bei Timer 2
Seit heute geht das aber auch mit Timer 0!

Config Timer0 = Pwm , Pwm = On , Compare A = Clear , Prescale = 1
'Config Timer1 = Pwm , Compare A Pwm = Clear Up , Prescale = 1
'Config Timer2 = Pwm , Pwm = On , Compare A = Clear , Prescale = 1

Aus irgendwelchen Gründen müssen Timer 0 und 2 einfach anders
konfiguriert werden. woran es aber nun wirklich scheiterte habe ich
bis jetzt noch nicht gefunden.(aber auch noch nicht wirklich gesucht)
Nur weils 8Bit statt 10Bit Timer sind ??
Timer 1 lief auch im 8Bit Modus. Wir werden sehen........

Jezt hätte ich sogar 5 PWM-Ausgänge
und 6 AD-Wandler-Eingänge zur Verfügung.

Notfalls wären also auch fünfergruppen möglich, aber das scheint
mir dann doch zu viel zu sein.
Ich habe aber das Programm noch nicht auf den Atmega 48
angepasst und übertragen. Erst brauche ich noch einen
Aufbau um etliche Atmega48 eigenständig laufen lassen zu können.
dann gehen die Versuche weiter.
Es sieht aber gut aus, soweit ich das jetzt schon sagen kann.

Die serielle Verbindung läuft prima das ist schon länger getestet.
AD-Wandler-Werte einlesen war auch kein Problem
und die PWM-Ausgänge anzusteuern läuft jetzt auch ohne Probleme.

Das muss nur noch alles in ein (1) Programm und mit der Hardware
muss ich mir noch ein bisschen was überlegen wie ich die
Balancer-Mosfet am besten ansteuere.

Womöglich sogar P-Kanal und N-Kanal gemischt ?????
2,5 - 3 Volt sind schon sehr wenig als Gate-Spannung
Die Heizungs-Idee ist noch nicht aufgegeben!
Zum Balanzieren bei ca 4V reicht die Spannung.

mfG

Franz

Serielle Anzeige selbst programmiert (fast)

2010-03-10T11:22:00.000-08:00

Tja............
die fertigen Programme haben nicht ganz so
funktioniert, wie ich das haben wollte..........
Ich musste mich also selber hinsetzen!
Das ist sowieso die befriedigendere Lösung.

Was wollte ich haben?
1. ATtiny als Basis wg. Bascom-Programmierung
2. Quarz, damit die serielle Schnittstelle läuft.
3. Baustein mit echter serieller Schnittstelle
4. ein selbstgeschriebenes Programm

Was soll das Ding letztendlich können?
....wieder mal Änderungen im Konzept....

1.Ich will ein LCD-Display für diverse Anzeigen
2.Am Display soll es mehrere Tasten geben
3.Die Funktionen sind auf mehrere ATinys verteilt
4.Die ATtinys kommunizieren seriell (vorerst(?),weil einfach!)

Was müssen die Programme können?
1. Das Display muss seriell empfangene Daten darstellen
2.Der Rechner im Display soll Befehle schicken können
3.Die Messeinheiten sollen einzelne Befehle erkennen

Was soll ablaufen?
in der "Grundstellung" werden Gesamtspannung und
"Bordnetzspannung" gemessen und angezeigt.
Ganz nebenbei werden die einzelnen Zellen der
Reihe nach abgefragt und bei Fehlern soll Alarm
ausgelöst werden.
Als Bemessungsgrundlage soll die durchschnittliche
Zellenspannung dienen! Ein Alarm bei einer bestimmten
Spannungsuntergrenze ist natürlich ebenso vorgesehen.
Ein gezieltes Abfragen einer Zelle ist auch vorgesehen.

....ganz so weit bin ich aber noch nicht......
Die Messfunktionen und Umrechnungen in "Klartext"
habe ich schon mit dem ATtiny13 getestet, das sollte
nicht mehr allzu problematisch sein, und die Funktionen
sind auf andere ATtinys bzw. Atmegas übertragbar.

Deshalb habe ich mich jetzt erst mal den Steuerfunktionen
gewidmet.
Dafür habe ich ein Testprogramm geschrieben,
das möglichst viele Steuerfunktionen abarbeitet.
Im Display / Bedieneinheit will ich einen ATtiny2313
einsetzen. (Anm. es wird wohl eher ein Atmega48,
aber für andere Zwecke würde der 2313 durchaus reichen)
Dem habe ich jetzt folgendes beigebracht:
Reaktion auf ganz bestimmte (Hex) Befehle/Bytes
1 (49h), 2 (50h), 3 (51h) und r (114h) werden erkannt
und als Reaktion darauf wird sowohl im Display
angezeigt als auch seriell als Text gesendet,dass diese
Befehle erkannt wurden (und auch welcher es war)
Undefinierte Befehle werden ebenso gemeldet und
weitergeleitet.(Hex-Wert wird angezeigt
Hex-Wert und Buchstabe im Klartextwerden sowie
eine Textmeldung werden ans Terminalprogramm
geschickt)
Die Ausgabe der Hex-Zahl als Buchstabe in der
LCD-Anzeige klappt momentan noch nicht,
aber das ist auch gar nicht nötig
und das wäre sicher noch lösbar.
Als "Klartext" geschickte Meldungen werden
derzeit einfach ignoriert, das ist gut so.
Da muss ich noch ein bisschen grübeln,
wo ich überhaupt die Meldungen generiere.
(Werte nur als Zahl (Byte, ev.Integer)übertragen und
in der Anzeige umrechnen, oder schon in den Messtellen
als Klartext generieren und im Display nur
noch anzeigen (String,16Zeichen)...mal sehen...
das wird noch interessant........)

Am ATtiny2313 sind noch vier Portpins frei,
da kommen Taster dran.Damit die Ausgabe je eines
Befehls auszulösen ist kein Problem.
Die Auswertung der Befehle funktioniert jetzt,
und wie die Messung geht ,das hat schon der ATiny13
eindrucksvoll gezeigt.Da erwarte ich keine großen
Probleme mehr, aber da brauche ich andere Bausteine.
(ATtiny24 bzw. ATtiny26 scheinen geeignet,
Leider haben die keinen UART...... der 2313 hat
UART aber keine AD-Wandler.... warum gibts keinen
ATtiny mit UART und ca. 4 AD-Wandlern?????????).
All die Funktionen, die mir Kopfzerbrechen
bereiteten laufen jetzt im Testprogramm
gleichzeitig in einem ATtiny2313 der zur Zeit
ca 55% an möglichem Code drauf hat.
Da geht noch einiges................
z.B. eine kleine Menueführung für die
Funktionen

Nachtrag 12.März 2010:

Ein Menue für die Bedienung läuft

mittlerweile auch schon mal in den
Grundzügen.

Ich kann zwischen mehreren Ebenen

(in denen dann völlig unterschiedliche
Programme ablaufen können)
hin und herspringen.

1.Ebene, gleich nach dem Einschalten.

Systemtests etc. ev. anschliessend
umschalten in die zweite Ebene
2.Ebene für ??????????
Ich denke an Überwachen von
durchschnittlicher, höchster und
niedrigster Spannung aller Zellen
sowie Anzeige der Bordbatterie (12V)
und überwachung fester Grenzen.
3.Ebene, Automatisches Messen
aller Zellen der Reihe nach
mit Einzelspannungsanzeige.
4.Ebene, manuelle Anwahl der Zellen

Das alles ist noch nicht endgültig, die
Programme sollen auch als Basis für
vollkommen andere Anwendungen
brauchbar sein.

(wer weiß, was noch kommt).

Recht unerwartete Probleme gibts beim
Einlesen von Text (ASCII)
und größerer Zahlen (mehrere Byte)
über die serielle Schnittstelle, aber das
ist ganz sicher zu schaffen. Im Prizip
geht das schon, aber da ich empfangenen
Text nicht so ohne Weiteres im Display
darstellen kann und auch der Empfang
nicht ganz einfach ist, insbesondere,
wenn mal irgend welche Fehler
auftreten sollten und deshalb die
Übertragung irgendwo stockt.
Das wird noch interessant!!!

Eigentlich wollte ich die"Rechenaufgaben"
in die Messstellen
auslagern, und das Display nur als
Anzeige, Bedieneinheit

und Zellennummerngenerator
nutzen (derzeit 65% Speicher voll)
Prinzip: Zellennummer gesendet,
die entsprechende Messstelle antwortet
in "Klartext" (Zelle 23: 3,27V)
Wenn ich jetzt die Umsetzung in
"Klartext" auch noch da reinpacken
soll, wirds hier wieder mal eng.....
..und die Messstellen langweilen sich!
Da das aber ohnehin Voraussetzung ist,
um alle Spannungen zentral zu
"bewerten" und nach Pegel und der
zugehörigen Zellennummer zu
sortieren ist das wohl nicht allzu
Problematisch.

Übrigens: 1 Byte entspricht bei
5V Messbereich ca 0,02V Auflösung.
(5V / 256 = 0,01953125)

Eine Genauigkeit von ca +- 0,1V sollte
demnach zu schaffen sein.Das müsste
eigentlich locker reichen.

Nachtrag 16.03.2010:

Das Display macht jetzt schon ganz tolle
Sachen:

Die aktuell gemessene Zelle wird angezeigt.
(z.B.: Z060)
(Die " Messwerte", je ein Byte kommen bereits über
die serielle Schnittstelle an, aber noch aus einem
Simulierten Messumformer, einem ATtiny2313,
der auf Anfrage vorgegebene Werte von 0-255 sendet)
die "mV" sind nur "Text für die Optik")
Das Anfragen der Messwerte und die Sendung
der passenden Antwort funktioniert problemlos
und absolut zuverlässig.
Die Auswertung und Anzeige der Zellen mit
der höchsten und niedrigsten Spannung
funktioniert auch schon.

Allerdings zeichnet sich schon jetzt ab,
dass der ATtiny 2313 doch überfordert ist.
(eigentlich wollte ich die Messstellen rechnen
lassen und das Display sollte nur den Text darstellen)
Die 2k Speicher sind fast voll,weil die
Formatierung der Zahlen z.B. führende
Nullen bei Bascom den Speicher geradezu "frisst"
(Das Problem hatte ich schon beim 13er)
Daran solls aber gewiss nicht scheitern!
Die 4k der Freien Bascom-Version reichen
allemal, ich muss nur noch die Messwerte
in Klartext umrechnen etc. das ist nicht
allzu tragisch.
Einen passenden Prozessor finde ich sicher!
(Atmega 48 à 1,30 € )

Das Programm gefällt mir schon ganz gut.
Ich führe die Berechnungen nun doch
im Steuerrechner des Displays durch,
weil ich so viel problemloser die
Min- und Max-Werte
ausrechnen und anzeigen kann.
Das wurde doch wieder mal ganz anders
als ursprünglich geplant!
So macht das einfach mehr Sinn!

Prinzip der Maximalwertanzeige:
Kommt ein höherer oder niedrigerer Wert
als die angezeigten Grenzwerte, werden die Werte
(Zellennummer und Spannug) ins Display
geschrieben, und auch als Referenz abgelegt.
Kommt die entsprechende Zelle erneut an die
Reihe, so wird der neue Messwert übernommen.
So bleibt die Anzeige immer aktuell und eventuelle
Fehlmessungen werden wieder entfernt.
Das lief auf Anhieb perfekt.

Nachtrag 17.03.2010:

Ich habs nun doch noch geschafft, alle
wichtigen Teilfunktionen in den 2313
rein zu programmieren!!!!
Vor Allem die Formatierung der Zahlen.

Anzeige von Zellennummer Spannung;
Anzeige von MAX. und MIN.

sowie eine Störmeldung bei Unterspannung
einer einzelnen Zelle. (fester Wert)

Die Meldung bei Unterschreitung des
Durchschnittswertes aller Zellen ist
kein Problem mehr, aber das macht
erst Sinn, wenn ich entsprechende
Messwerte aufnehmen kann.

Ich habe den "Dummy-Geber", der einfach
fest vorgegebene Werte lieferte
(je nach Anfrage, zum Test der Decodierung)
durch einen ATtiny 13 ersetzt,
der auf jede Anfrage reagiert, aber dafür
tatsächlich misst.
Das Ergebnis ist beeindruckend!

Da die Berechnungen im Display-Rechner
stattfinden, werden sich die Messstellen
eher langweilen.........

Was hab ich da vor?

Ich will je fünf (4 ????) Zellen zugleich
messen. das geht mit einem Baustein
über die Zwischenwerte der Reihenschaltung
von 4 x 5V ; 0-5V-10V-15V-20V.
Die Auflösung beträgt da immer noch
ca. 0,025V bei fünf Zellen bzw.
0,02V bei vier Zellen.
Die AD-Wandler arbeiten mit 10Bit (1024)
Der Wert müsste also ohnehin durch 4 geteilt
werden damit es ein Byte pro Wert wird.
Das ist nicht die Messgenauigkeit!
aber die sollte dann immer noch bei ca +- 0,1V
oder besser liegen

Es drängt sich geradezu auf, die Balancer-
Funktion auch in die Messstellen zu packen!

.....mal durchkalkulieren, obs Sinn macht.

Ich spare ATtinys à 1€ je Zelle ein, brauche dafür
aber je einen Optokoppler .....und der Abgleich
wird schwieriger....und der Balancer bräuchte
eine eigene Spannungsversorgung...............

Hmmmmmmmm...............

Nachtrag 06.April 2010

.......und wieder einen Riesenschritt weiter!!!!!

Das Display läuft schon mal gut genug für erste Tests.
Da ist noch einiges zu tun, aber das eilt jetzt nicht.
Die Befehle gehen richtig raus und die Rückmeldungen
werden korrekt angezeigt. Das reicht vorerst.
Der Prozessor wird sicher noch ein anderer.
Vermutlich ein Atmega 48!
Der hat als einzigen "echten" Nachteil sehr viele Pins (28).
Mit 1,30€ eine Super-Sache.
Wenn der nur nicht so riesig wäre.........
Beim Display ist das kein Problem, aber bei den
Mess-Modulen muss ich Platz sparen.Da sind die
14Pins des ATtiny24 schon angenehmer.

Ich habe in der Zwischenzeit ein wenig an den
Messstellen weitergearbeitet.

Mittlerweile messen vier ATtiny24 jeweils vier
Spannungen.Leider haben die 24er wie auch die
26er keine wirklich echte serielle Schnittstelle.
Deshalb laufen die mit "Software-UART"
Zumindest aber mit Quarz und so funktioniert
das schon ganz zufriedenstellend.
Womöglich werde ich hier auch auf den
Atmega 48 umstellen - mal sehen.......
Der wäre völlig "unterfordert", aber die
Datenübertragung wäre dank UART besser.

Die Kommunikation läuft noch nicht galvanisch
getrennt, aber immerhin klappt die Kopplung.
Alle Messstellen kriegen das selbe serielle Signal.
(bei wesentlich mehr Messstellen ist hier natürlich
noch eine Treiberstufe für viele Optokoppler nötig)

Die Rückmeldung wird per Dioden und Pull-Up auf
eine Leitung zusammengeführt.
Da alles nach dem Master-Slave-Prinzip arbeitet
gibt es hierbei bisher keine Probleme.
(jede Messstelle sendet nur, wenn sie vorher
aufgefordert wurde, so gibt es kein Durcheinander)

Wie gehts weiter?
Nächstes "Etappenziel" ist die galvanische Trennung
der seriellen Kommunikation.Insbesondere die
Treiberstufe für bis zu 50 Optokoppler.Ich will
Versuche mit Treiberbausteinen für Mosfet machen.
Die Dinger setzen die 5V-Signale auf 12V oder 24V
um und sind sehr schnell und preiswert.Bei 12V
könnten schon mal je vier Optokoppler in Reihe
betrieben werden.Wieviele dieser Gruppen an einem
Ausgang betrieben werden können muss noch
getestet werden.Schon der kleine TC4431/32
kann 1,5A Peak und mindestens 100mA
Dauerstrom bei 24V schalten, was an 12V
für mindestens 24 Optokoppler reichen sollte.

2 * 24 * 4 = 192 Da sollten mit zwei TC4432
192 Spannungen keine Utopie sein!
(Das gilt es aber noch zu bestätigen)
Ansonsten gibt es ja auch richtige Treiber-ICs.
Um einen Frequenzumrichter für
380V-Motoren an Gleichspannung zu betreiben
sind ca 160-170 Zellen nötig.

Da ich ohne großes Protokoll nur ein Byte sende
und pro Meßstelle vier Zellen messe möchte ich die
Werte 201 - 250 für Statusabfragen freihalten.

mit 251 (?) bis 254 könnten dann z.B.die
Bordbatterie und die Gesamtspannung erfasst
werden.

Bei den Rückmeldungen mache ich mir weniger
Sorgen.Ein ATtiny oder Atmega kann locker
einen Optokoppler ansteuern.
Dass ich wohl nicht die Ausgänge von fast 50
Optokopplern einfach parallelschalten sollte
ist auch klar, aber das muss ich ja ohnehin
grüppchenweise machen. Die Anlage soll ja
aus Standardbaugruppen bestehen,
Display = Master und Slaves je nach
Anzahl der überwachten Zellen
Eventuell wird die Kommunikation auch
mit etwas mehr als 5V erfolgen.
Da fällt mir schon noch was ein!

I²C oder ein ähnliches Bussystem stünde auch noch
im Raum, aber das ist auch nicht so viel besser,
vor Allem wenns galvanisch getrennt sein soll
wird der Aufwand schnell größer.
Ich werde deshalb wohl bei meiner primitiven
seriellen Kommunikation bleiben, wenngleich
da wohl an mancher Stelle mit 12V gearbeitet
werden wird.
Mir reichen übrigens sogar 300Baud wenns denn
sein müsste, derzeit läufts mit 1200Bd.
(9600Bd machten aber auch keine Probleme)

Noch ein ganz wichtiger Punkt auf der
"To Do -Liste": die Variablen wie
Zellenanzahl, oberer und unterer Grenzwert
etc....... sollen unbedingt im Menue einstellbar
werden; momentan sind sie noch fest
im Programm abgelegt; aber wozu haben
die ATtinys und Atmegas schliesslich
ihr EEprom........ Die paar Variablen
lassen sich sicher noch wo unterbringen!
Im 2313 fehlt allerdings der nötige Platz.

Update 9.April 2010:

noch ein paar Verbesserungen:

grundsätzlich ist das System schon fast verwendbar!

es fehlen noch folgende Funktionen:
Galvanische Trennung der Meßstellen
Messen mehrerer Zellen in Reihe
Einstellen der Parameter im Menue

ferner:
gezieltes Anzeigen bestimmter Zellen
(aus Platzgründen derzeit entfernt)

Steuerung eines Ladegerätes bzw.
Integration eines Ladegerätes ins System.
(Das wird wohl etwas schwieriger!)
Voraussetzung hierfür ist eine Rückmeldung der
Balancer-Funktion bzw eine Steuerung der Balancer
vom Display aus.Sobald eine Zelle mehr als
z.B. 50% der Balancerleistung braucht,
muss die Ladestromstärke reduziert werden.

Ob jetzt "oben" oder "unten" balanziert wird
(Jack Rickard...) ist doch letztendlich egal!
Die schwächste Zelle macht immer den vollen
Spannungshub. "Oben" balanzieren ist
wesentlich einfacher, da für jede Zelle die selben
Werte gelten.
Dafür ist eine Spannungsüberwachung
jeder einzelnen Zelle Voraussetzung.
Wird "unten" balanziert, dann sieht man an
der Gesamtspannung wann Schluss ist.
Ein Balanziervorgang kann aber nur bei
fast völlig leeren Akkus stattfinden.
Aufgrund ihrer flachen Kennlinie sagt die
Spannung bei LIPOs fast nichts über den
Ladezustand aus.
Ich wills mal so sagen:
Werden LIPOs ohne Batteriemanagement
betrieben, dann ist "unten" die bessere
Lösung bzw sogar die einzige Möglichkeit.
Hat man aber ein Monitoring oder
Management, so sollte eher "oben" balanziert
werden.Die Steuerung des Ladevorganges ist so viel
einfacher zu beherrschen.
Man sollte sich aber im Klaren sein, dass die
praktikabelste Lösung wohl eine Art
Mittelweg sein wird. Es ist nicht nötig alle
Zellen randvoll zu laden und eine Menge
Energie in den Balancern zu verheizen.
Sobald die schwächste Zelle zuerst voll ist
und auch zuerst leer wird ist die Balanzierung
in Ordnung, ganz egal, auf welche Spannung sich die
Zellen letztendlich einpegeln.
Die Shunt -Widerstände brauchen daher gar nicht so
stark ausgelegt sein wie üblich.
Es reicht also, wenn sie nur korrigiernd eingreifen.
(Das setzt aber eine Rückmeldung voraus)
Eigentlich kann mit dem Laden aufgehört werden
sobald die erste Zelle ihre volle
Spannung erreicht hat.
genauso muss aber erkannt werden wann die erste
Zelle leer ist. (es sollte dann aber die selbe sein,
die als Erste voll war!!!!)
Ein "fertigbalanzieren bis 4,2V" bringt jedenfalls
überhaupt nichts.

mfG
Franz

Serielles Display für BMS mit PIC 16F628A

2010-02-25T12:22:00.000-08:00

Hallo Allerseits.......

Es gibt tatsächlich mal wieder was neues....
Ein serielles Display für mein
Batteriemanagement läuft so halbwegs !

Aus einer alten Anzeige und einem
PIC 16F628A habe ich ein seriell
ansteuerbares Display gebastelt.

Das Programm für den PIC stammt
aus den Tiefen des Internet

http://www.freewebs.com/x7jay7x/

Als besonderes Extra sind da noch
Eingänge für vier Taster mit drauf!!!!!

Das Teil arbeitet mit den
"Matrix Orbital Konmmandos"
Leider reagiert die Anzeige nicht auf
CR und LF sondern ich muss den Cursor
jedesmal in der jeweiligen Zeile positionieren.
Das ist zwar kein großes Problem,
aber ich muss die Ausgabe meiner ATtiny
etwas umgestalten und ein PC kann dann
wohl nicht mehr allzuviel damit anfangen.
Die Steuerzeichen stören halt.

Das ist trotzdem ein großer Meilenstein,
aber man sollte sich nie zu früh freuen!
Aber der Weg ist schon mal nicht ganz falsch.
Es gibt noch einige Probleme zu lösen:

Welche Spannung soll ich als Fehler
melden?? 2,5V ??
Bei welcher Temperatur und bei wieviel
Strom bitteschön ???????
(ok, ich war auf Jack Rickards Seite.....
Man darf zwar nicht immer alles bedingungslos
akzeptieren,was er sagt, aber es ist immer wieder
interessant seine Meinung zu hören.
Aber unsereiner kann sich solch kostspielige
Versuche eh nicht leisten deshalb: Danke Jack!)

Alles gar nicht so einfach!

Also: Jedesmal auch Gesamtspannung
messen, Durchschnitt ausrechnen und
mit der Zellenspannung vergleichen!
Das zeigt zumindest Ausreisser bzw
defekte Zellen unabhängig von
Strom und Temperatur an
.....also weiter grübeln..........

................und nachdenken,
wie man den Energievorrat anzeigen kann.....
eine Art Energieverbrauchszähler muss her!

Das heisst Strom und Spannung messen,
und die Werte multiplizieren und aufaddieren!
....und zwar ständig! und in Abhängigkeit
von der Temperatur und sonstiger
Störgrößen usw..................
Berücksichtigung des Wirkungsgrades beim
Laden.......
Die mit dem Alter abnehmende Kapazität
sollte berücksichtigt werden....
....... und und und..........................
Da bin ich momentan etwas überfordert!

....und dann ist da noch ein Problem:
Ich hab die LCD-seriell-Umsetzung
nicht selbst programmiert,
ich hab keinen Quellcode und deshalb
kann ich da auch nichts dran verändern.
Da weder meine ATtinys noch der Pic
mit Quarz arbeiten sind 9600Baud viel
zu viel.Die internen Oszillatoren sind dafür
zu ungenau.Was bei Zimmertemperatur läuft
braucht deshalb im Winter oder Sommer
noch lange nicht zu laufen...........
für die paar Zeichen, die ich übertragen will
reicht auch eine viel niedrigere Übertragungsrate.
Der ATtiny und der PIC haben sich jedenfalls
noch nicht ganz fehlerfrei verstanden.Etwas
Kältespray auf den ATtiny, dann lief es.
Mein PC konnte beide verstehen...........
Damit habe ich aber schon gerechnet.

Da werd ich noch dran arbeiten müssen.
Zumindest muss ich da noch Tests machen
Da tendiere ich mittlerweile
mehr zum 2313. Der hat halt viel mehr Pins
als ich brauche, aber dafür hat
er auch Anschlüsse für einen echten Quarz
sowie eine echte serielle Schnittstelle.
Der kostet auch nicht mehr als der 13er.
Die Programmierung ist fast gleich,
und per Bascom lässt sich der auch ganz einfach
an ein LCD-Display hängen.

Trotzdem wird das Konzept immer klarer..

Ich tendiere mehr und mehr
zu einem zentralen Gerät mit
"Spaghettiverdrahtung". Je ein ATtiny13 für
die Balancer-Funktion pro Zelle.
ein weiterer 13er für die
Spannungsmessung.

Allerdings habe ich es mittlerweile geschafft,
sowohl die Berechnung der Einzel- als auch der
Gesamtspannung in einem 13er unterzubringen
indem ich die schon funktionierende Routine
als Unterprogramm einfach zweimal mit
unterschiedlichen Einganswerten verwende.

Man kann den 13er auch mit Quarz betreiben
bzw halt mit einem Oszillator, aber das ist
schon wieder ein zusätzlicher Aufwand der
nach Möglichkeit vermieden werden sollte.

Ich werd wohl die seriell-LCD-Umsetzung
nochmal selber programmieren müssen!

Dann versuch ichs mal mit niedriger
Baudrate (1200 ???? oder so...)

Oder:
Die Displays von ELECTRONIC ASSEMBLY
können auch SPI also synchron seriell!

Das bedeutet dass die Taktfrequenz der ATinys
"wurscht" ist, weil ja der Takt mitgeliefert wird!

Oder:
I²C ist auch so was ähnliches.............

Das ist momentan das zentrale Problem!

Und noch eine (ganz frische) Idee:
so ein ATtiny hat ja nicht nur einen
sondern vier!AD-Wandler!Warum also eigentlich
nicht gleich drei in Reihe liegende
Zellen zugleich messen????
Da brauche ich noch keine galv.Trennung
Bei 10 bit und grob gerechnet
3 x 4V und 5V Referenz ist die
Auflösung immer noch ca. 0,004V !
(12V / 1024 = 0.0039V )
das sollte doch locker reichen!
Das bisschen auseinanderrechnen der
Messwerte ist simpel, ich brauche
nur noch ein drittel an Hardware
wie ATtinys und Optokoppler etc.
und damit wäre das Spannungsproblem
ganz nebenbei auch noch gelöst!
Die ATtinys können so alle mit 5V laufen
Vielleicht sollte ich da doch Balancer und
Messung zusammenlegen????????
1 ATtiny 13 pro 3Zellen....warum nicht...?
Die Pins werden da knapp..........
Das verlangt dann immer mehr nach
zentralem Aufbau, aber das gefällt mir
mittlerweile ohnehin immer besser!
Einzelne Balancer-Module je Zelle sind für
einfachste Anlagen ok.
Hier ist das aber was anderes.

Die Idee ist noch ganz frisch, aber gut!
(glaube ich zumindest-mal fertigdenken!)
Da muss ich mich mal auf die Suche nach
dem am besten geeigneten ATtiny machen.

Bei den 8-Poligen reichen schlicht die
Pins nicht. Der 2313 hat zwar viele Pins,
ist aber nicht für ADC und PWM- Sachen
geeignet.

Die anderen kenne ich noch nicht so gut.
.....da muss ich mich schlau machen......
Der ATtiny 24 / 44 scheint da sehr !
gut geeignet zu sein! bis zu 8ADC !
Da sollten bis zu 6 Zellen + Schnittstelle
sowie Steuerpins machbar sein! ????
mit 5V Schaltregler spare ich noch Strom.
( 6 x 4,5V = 27V ; Das geht noch!)
Mal schaun! Jetzt wirds interessant!

bis bald mal wieder!
Franz

Eine besonders einfache PWM-Steuerung mit dem ATtiny13

2010-02-04T10:44:00.000-08:00

.....mal was ganz anderes zwischendurch........

Weil die Motorsteuerung eines E-Mofas kaputt ging
habe ich ein uraltes Projekt wieder aufgegriffen
und eine möglichst simple Ansteuerung gebastelt.

Damals hab ichs mit dem TL494 angesteuert.
Grundsätzlich geht der auch ganz gut, aber
wenn man dann noch extras wie Strombegrenzung
oder auch nur Sanftanlauf haben möchte, dann
wird auch eine einfache OP-Verstärkerschaltung
sehr schnell sehr kompliziert.....Und weil ich damals
keinen MOSFET-Treiberbaustein drin hatte,
wurde das Ganze halt doch wärmer als gewünscht.

Aber man ist ja lernfähig.........

Ich habe wieder mal einen ATtiny13 genommen.
(Ich hatte zwar eigentlich nicht vor diesen Blog
dem ATtiny zu widmen, aber ich mag den halt.
Und weil das Franzis-Lernpaket darauf basiert
ist alles besonders einfach nachzuvollziehen)

Da ist alles drauf. Zwei AD-Wandler für Eingänge
zwei Puls-Pausen-Modulatoren für PWM-Ausgänge.
Ich brauch eh nur je einen, aber da fällt mir irgendwann
auch noch was dazu ein, z.B.Strombegrenzung
und weil das Teil auch rechnen kann ist es kein
Problem, da auch noch ein paar Sicherheits-
Schaltungen reinzuzaubern.
Ein freier Pin wäre auch immer noch übrig

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

........das reicht schon mal als
Basis zum weitermachen!
Dieses Programm belegt ca 34% des Speichers

Ich habs wieder mal mit BASCOM programmiert.
Das geht am schnellsten und am einfachsten.
Ideal für solche kleinen Projekte die
mal eben schnell gebastelt werden......

Auch wenn die HEX-Datei deutlich größer
wird als mit Assembler, aber was solls...
Und auch, wenn manche "Profis" die Nase
rümpfen werden- Dieser Blog ist von einem
ATtiny-Anfänger für Anfänger geschrieben.
Auf Rechenleistung kommts hier nicht an,
und das ganze Programm hat nur ca 20 Zeilen.

Um den Drehwinkel des Potis zu reduzieren
hatte ich zunächst die Referenz auf 1,1V gesetzt.
Das habe ich aber wieder geändert und im
Programm entsprechend umgerechnet, bzw einfach
den Wert auf 255 begrenzt.
So bekomme ich die Möglichkeit den
Drehwinkel anzupassen und vor allem auch
eine Leitungsbruchüberwachung
einzubauen.

Der AD-Wandler ist in BASCOM standardmäßig
auf 10Bit gesetzt (0-1023) der PWM-Ausgang
arbeitet mit 8Bit (0-255)

Folglich muss man umrechnen....

Durch 4 teilen für vollen Drehbereich oder
auf 255 begrenzen (if x > 255 then x = 255)
oder beides miteinander kombinieren
bis die Empfindlichkeit passt.
Da kann man schön spielen............
Bei "größeren" Atmels kann man die
Auflösung der PWM-Ausgänge umstellen.
Vielleicht geht das auch beim ATtiny13.
Das habe ich noch nicht versucht.
Ich werds gelegentlich mal testen.

Siehe auch hierzu :
http://www.rn-wissen.de/index.php/Bascom_und_PWM

Da werden auch die Frequenzen berechnet

Ein kleines Problem ist die Tatsache,
dass der ATtiny während des Reset
auf "high" schaltet. (unabhängig davon,
wie die Ausgänge konfiguriert sind)

Da geht mindestens ein Ruck durch den Motor,
wenn man N-Kanal Mosfets direkt ansteuert.
Die Ansteuerung von N-Kanal-Mosfet muss
deshalb invertiert erfolgen.
Also muss auch der Ausgang entweder
invertiert ausgegeben werden (y=255-x)
bzw. man kann den oder die PWM-Ausgänge
auch invertierend konfigurieren.
Und zwar: clear up statt clear down
Zum Ansteuern von N-Kanal Mosfet sollte
in jedem Fall ohnehin ein invertierender
Treiberbaustein verwendet werden.
z.B. TC oder MIC4451 für große Leistungen
oder der TC4431 bei Betrieb direkt an 24V.
Der TC 4431 kostet ca 2€ , das muss drin sein.
Jeder andere Schaltungstrick dürfte eher noch
aufwendiger sein bis alles funktioniert.
Wie schon mehrmals erwähnt ist der Umgang
mit MOSFET meist mit Problemen des Timings
bzw zu wenig steilen Flanken verbunden.
Gerade beim hochfrequenten Umschalten
braucht man gute und kräftige Treiberstufen.

In Notfällen, bzw in Sonderanwendungen bei denen
es auf minimalste Baugröße ankommt kann man
mitunter aber auch alles noch viel einfacher gestalten.

Allerdings keine "feine" sondern eher
die sehr grobe Lösung!
Einen oder zwei P-Kanal Mosfet kann der ATtiny
zur Not sogar direkt ansteuern !!!!!!!!!
Für sehr einfache Antriebe (und nur da!
z.B. Spielzeuge etc. oder im Modellbau)
sollte das durchaus genügen.
Der ATtiny muss dann mit einem
negativen 5V-Spannungs Regler
an der positiven Spannung hängen.

Nachteile der Schaltung:
der Attiny hängt nicht an Masse.
Wenn man nur ein Poti als Geber hat ist das
aber kein Problem.
Für Analoge Messeingänge ist das völlig ungeeignet.
Bis man da was anpasst.....Da ist es sinnvoller gleich
einen Treiber zu nehmen, für P-Kanal nicht invertierend
P-Kanal Mosfet haben einen deutlich höheren
Innenwiderstand als N-Kanal Typen.
dafür können damit aber Motoren betrieben werden, die
fest auf Masse liegen z.B. Starke Scheibenwischermotoren,
Dynastart-Anlasser etc.

Ich hab das mal ganz provisorisch aufgebaut:

1x ATtiny13
1x 7905 Spannungsregler
2x IRF4905 P-Kanal Mosfet (ist notfalls auch bei 5V ok)
1x IRF1404 N-Kanal Mosfet (hier nur als Diode)
1x Poti 5k (Wert ist absolut unkritisch ca.1k-50k)
ein paar Stützkondensatoren
sonst nichts!

(Die LEDs dienen nur zur Kontrolle)

Die Mosfet habe ich direkt ohne Vorwiderstand
angeschlossen! (Bauteile sparen! 100R- ev500R wäre besser)
Und der IRF 1404 ist nur passiv als starke Diode drin.
Da sollte natürlich eine ordentliche schnelle Diode rein!
......siehe da! das funktioniert trotzdem! Besser als erwartet!

Das Ding kann so wie es ist locker!! 30A bei 24V regeln!
(bis ca 10A sogar ganz ohne Kühlkörper !)

Der winzige "Kühlkörper" reicht für ca 1min 30A bei 24V .
Soviel hätte ich nicht erwartet!

Für eine ordentliche Schaltung
ist es natürlich viel besser, einen Mosfet-Treiber
zu nehmen. Der ATtiny liegt dann auf
GND und kann auch besser angesteuert werden,
aber wie gesagt, zur Not gehts so auch.
In manchen Fällen (Modellbau) hat man einfach
keinen Platz und ein Sanftanlauf einer
Modellokomotive wäre so ein typisches Beispiel
oder die gemeinsame und trotzdem manipulierbare
Ansteuerung von zwei E-Motoren eines Bootes
oder eines Kettenfahrzeugs
(ein Eingang gibt Gas,der andere lenkt )
Ein ordentlicher Treiber für Mosfets kostet oft
mehr als die Leistungstransistoren die er ansteuert,
aber nur so wirds eine wirklich gut arbeitende
Steuerung.
....Und wenn man jetzt ein ganz mutiger
Zeitgenosse ist, dann müsste es sogar möglich sein,
den 7905 Negativregler auch wegzulassen........
Der Attiny arbeitet von gut 2V bis 6V..
der Stromverbrauch ist minimal.
Die Last durch die Mosfet ist nur gering.(impulse!)
wenn der Widerstand des Poti als Lastwiderstand
genutzt würde und die Kontroll-LED als Spannungs-
begrenzer (mit Dioden in Reihe einstellen auf ca 5V)
sollte es mit passendem Widerstand nach Masse gehen!
Da das Poti direkt an der Referenzspannung hängt sind
kleine Schwankungen der Spannung egal!
Das hab ich allerdings noch nicht getestet!

eine genauere Beschreibung des Programms
kommt demnächst.

Grundfunktionen des "Mofa-Programms":

0-Stellungsüberwachung
(Wenn beim Einschalten das Poti nicht
auf 0 steht startet der Motor nicht)

Drahtbruchüberwachung:
(Sollte der Massedraht des Potis brechen,
würde der Motor "Vollgas" geben
also wird in diesem Fall abgeschaltet.
Volle Leistung liegt bereits bei ca 60°
Drehwinkel an, also viel früher bei 1,25V
am AD-Wandler.

Schaltausgang bei Vollast
Bei Vollaussteuerung der PWM-Stufe
wird ein Ausgang geschaltet.
Momentan mit LED zur Kontrolle
der Potistellung, damit könnte aber auch
ein Schütz zur Überbrückung der
Transistoren betätigt werden.

Der Wert der an den PWM-Ausgang geht
wird nicht direkt übernommen sondern
dem Ausgang des AD-Wandlers nachgeführt.
(per Größer-Kleiner-Vergleich wird
bei jedem Durchlauf 1 addiert oder subtrahiert)
So bleiben im Programm viele Möglichkeiten
in die Regelung einzugreifen.
Durch Pausen kann die Änderung gedämpft
werden.
Über den zweiten AD-Wandler könnte eine
Strombegrenzung erfolgen.
Wird eine Grenze überschritten, dann könnte man
z.B 2 oder 3 subtrahieren und schon ist der Strom begrenzt.
Das ist bisher aber noch nicht eingebaut.

Es ist wieder mal erstaunlich, mit welch einfachen
Mitteln man heute eine PWM-Steuerung
basteln kann

Die Ansteuerung durch den ATtiny funktioniert
hervorragend! Den Takt auf 9,6 MHz, dann pfeift
auch nichts. Ich hab die Frequenz nicht gemessen,
aber da die Schaltung bei 4,8 MHz deutlich pfeift
ist das wohl irgendwo bei 20khz.

und wenn man die geeigneten
Mosfet-Treiber und Mosfet wählt, dann sind
auch wirklich große Leistungen damit steuerbar.
Ich habe für die Mofa-Steuerung
einen TC4431 als Treiber und
vier IRF1404 als MOSFET verwendet.
(40V 202A 800APeak allerdings TO220 Geh.
da kann das Innenleben mehr, als die Pins!)
Damit müssten bei 24V locker 100-150A
zu schaffen sein. Für ein Mofa reichts
allemal!
Das sieht dann so aus:
Viel ist da auch nicht drauf!

Hierzu empfehle ich, mal da nachzuschauen:

http://www.paulandsabrinasevstuff.com/index.html

Die bauen einen
"Open Source" 144V 500A Controller für Autos!
Da ist viel mehr Luxus drin, aber die
Grundschaltung ist fast gleich.

Den Takt (PWM) liefert hier ein ATMEGA,
das drumherum ist "Luxus" wie Temperatur und
Stromüberwachung etc.
Hinten kommt ein PWM-Takt raus.
TTL-Pegel wie beim ATtiny auch.
Als Mosfet-Treiber ist ein viel stärkerer eingesetzt,
der an 12V (optimal) betrieben wird und die Mosfet sind
natürlich "etwas" größer aber die grundsätzliche
Schaltung ist trotzdem nahezu identisch.
Die ganze Logik drumrum gibt es bei mir nicht.
(das ist in dieser Anwendung nicht notwendig)
Da sind also noch einige Reserven und
Optimierungsmöglichkeiten zu finden!

Noch eine Anmerkung am Schluss:
Wenn man einen MOSFET Treiberbaustein einsetzt,
dann könnte mandie Freilaufdiode auch als gesteuerten
MOSFET aufbauen (Brückenschaltung)
bzw sogar eine echte H-Brücke bauen. ( 2 Treiber )
Wozu hat der ATtiny schliesslich zwei PWM-Ausgänge!
Ein "Permanent-Feld"-Motor bremst dann
sofort ab und kann vor und zurück laufen.

Das werd ich irgendwann mal aufbauen,
vielleicht kann man das mit einem Pendel
koppeln!?????!
Hat schon irgendwer mal einen "Segway" als Modell
gebaut????
....nur so eine spontane Idee..........
wird wohl doch nicht ganz so einfach sein... ;-) ---egal....!

mfG Franz

Serielle Datenausgabe klappt besser als erwartet!

2009-12-09T08:18:00.000-08:00

Nachdem ich die serielle Ausgabe der Messwerte
mit Assembler anfangs nicht so recht auf die Reihe brachte,
(Das Auslesen des ADC-Wertes funktionierte schon gut,
aber Umrechnen auf "Klartext"lief noch nicht )
ich steh halt noch am Anfang,
und da Multiplikationen in Assembler
alles Andere als einfach sind, von der Umwandlung
in lesbaren Text ganz zu schweigen,
hab ich es nun mit BASCOM versucht.
Da ist so was wesentlich einfacher zu lösen.
Zwar macht das Programm manchmal
seltsame Sachen, aber für einfache Projekte
scheint es sehr brauchbar zu sein.
Vor allem für Anfänger leichter verständlich.
Man findet auch viele Programmbeispiele.
Allerdings ist der erhaltene Programmcode etwas
länger und das könnte noch problematisch
werden.

Im Netz habe ich ein fertiges Programm gefunden,
das eigentlich für ein per PC regelbares
Netzteil gedacht ist, in dem aber eine komplette
Spannungsmessung mit dabei ist.
Hier wird die Ausgabe komplett umgerechnet und
gewissermaßen im Klartext ausgegeben.
Die PWM-Augabe brauche ich nicht,
Die kann man ganz einfach weglassen.

http://www.elo-web.de/elo/mikrocontroller-und-programmierung/bascom-avr/einstellbares-netzgeraet

Ich kann damit sowohl die Zellennummer als
auch die Spannung direkt lesbar ausgeben.
Das ist mehr,als ich je zu hoffen wagte!!!!!!!!!!

...und der zweite ADC ist auch noch frei!!!!

So bräuchte ich ja nicht einmal einen
"Auswerte-Rechner"!

Wenn jeder Attiny erst sendet, wenn er eine
Sendeanforderung kriegt, dann ein bisschen wartet
und dann die Ausgabe des nächsten startet,
dann braucht man nur noch ein kleines Display,
das serielle Daten direkt darstellen kann und
einen Startknopf zum Starten des Auslesens.

Da bin ich jetzt selbst mal wieder überrascht,
wie einfach das geht!

Aktueller Stand vom 9.12.09:
ATtiny13 betrieben mit 5V
(Versorgung 5,01V, auch Referenz)
liest direkt ein, (kein Spannungsteiler)
rechnet um und schickt
die Daten seriell mit 9600Baud raus, sobald
am seriellen Eingang irgend ein Signal
ankommt.

Die Genauigkeit ist überraschend gut,
aber direkt von der Qualität der Referenz
abhängig. Ich habe derzeit 5,01V anliegen.
Daher die exakte Messung!
Die interne 1,1V-Referenz
ist mit +- 10% angegeben, aber im Normalfall
wesentlich!!!! genauer.
Es könnte aber durchaus nötig sein,
da noch etwas abgleichen zu müssen,
also den Umrechnungsfaktor an den jeweiligen
ATtiny anzupassen.
Das wird sich noch zeigen!

Eine Codierung, so dass nur auf einen bestimmten
Befehl geantwortet wird gibt es noch immer nicht.
Das ist wohl zunächst auch gar nicht mehr nötig,
da die Werte gar nicht mehr umgerechnet
werden müssen.Es würde so schon reichen,
wenn die Ausgabe automatisch schön der
Reihe nach erfolgen würde.
Eventuell nach Drücken eines Knopfes,
ansonsten könnte der erste ATtiny, der ja
an Masse hängt immer die Gesamtspannung
messen und anzeigen.
Der zweite AD-Wandler wird ja bisher
noch nicht genutzt!

Das wär doch schon was!
Anzeige zeigt Gesamtspannung, und wenn ein
Knopf gedrückt wird werden im
Sekundentakt die einzelnen Zellen angezeigt.

Etwaige Störmeldungen kommen völlig
unabhängig davon, wenns angebracht ist.

....Und das alles ohne Steuerrechner!!!!!!!

"TO DO":
Testen, ob die Qualität der internen Referenz
ausreicht. (erledigt! reicht völlig aus! ca 1% Fehler)

Multiplikator an 1,1V Referenz und Teiler 4:1 anpassen.
(schon erledigt, siehe Anmerkung ganz unten)

Das Ganze per ADUM5241 galvanisch
getrennt versorgen und auslesen
(Das geht sicher!)

Die Seriellen Ausgänge zusammenfassen.
(I²C ?? Single-Wire ?? ev nur Dioden und Pull-Down
Widerstände ?? Hmmmmmm...............)

einfache Kopplung für den Auslese-Befehl an den
nächsten ATtiny austüfteln.
(das geht auch ohne galv.Trennung weils immer nur
der nächste ist, ev. reicht schon ein Kondensator)
ansonsten halt per Optokoppler

Anzeige mit seriellem Eingang besorgen.
Die gibt es für ca 50-100€ je nach Größe
Zahl der Zeichen und Zahl der Zeilen.
(Da tuts vorerst noch ein PC mit Terminal-Programm)

Auch wenn ich mich wiederhole,
Mir ist es sehr wichtig, dass die eigentliche
Balancerschaltung aus dem jeweiligen Akku
versorgt wird, und völlig eigenständig läuft.
Auch die Störmeldungen brauchen keinerlei
zusätzlichen Rechner. Die werden von
der Balancereinheit ausgegeben.
Alles was mit Spannungsanzeige zu tun hat
ist eine zusätzliche unabhängige Schaltung.
Ich sehe die Spannungsanzeige als Option,
welche allerdings sehr sinnvoll ist.
Da aber Über- und Unterspannung schon
überwacht werden, ist es eigentlich nur bei
einer Fehlersuche nötig, die Akkuspannungen
abzufragen.Oder wenn man nur neugierig ist.
Das liesse sich auch komfortabler gestalten,
aber meine Anlage soll unbedingt
übersichtlich und verständlich bleiben.
Deshalb werde ich auch auf einen
Steuerrechner verzichten, wenn das
tatsächlich geht.( kann ja später noch
kommen, jetzt aber noch nicht)

Hier ein Video vom 9.12.09:

bis demnächst!

Franz

P.S.:

Nachtrag 10.12.09 und 11.12.09:

Das mit dem Umrechnen hat ganz schöne
Stolperfallen............
Da die Variablen als Integer definiert
sind darf +- 32768 nicht überschritten
werden.Das gilt auch für irgendwelche
Zwischenergebnisse!
Gerechnet werden kann nur mit
ganzen Zahlen, Nachkommastellen
werden einfach ignoriert.
Führende Nullen ebenso!
Das machts ganz schön kompliziert!
Eine kleine Genugtuung ist die Tatsache,
dass auch der Autor des Basisprogramms
darüber gestolpert ist.
(Statt 0,01 wurde o,1 angezeigt,
der Fehler ist mittlerweile behoben)
Da ich jetzt mit 10Bit messe ist der ADC Wert
im Bereich 0-1023 (1023 = 1,1V am ADC bei
interner Referenz von 1,1V soweit passts)
Da man nur mit ganzen Zahlen rechnen kann,
muss z.B eine Multiplikation mit 1.1
durchgeführt werden indem man erst *11
und dann /10 rechnet. Bei krummen werten
kommt man da schnell in Bedrängnis!
(32768 = 1024 * 32)

Immerhin kriege ich jetzt schon mal
die mV am ADC mit interner Referenz
von 1,1V richtig in mV angezeigt.

Aber!!!!......
dieser Wert müsste noch mit 4,03
multipliziert werden
*4,03 ist gar nicht so einfach!

(Anm.Spannungsteiler
1K + 330R entspr. 4,03:1)

1100 mV * 403 = 443300, geht also nicht!

110 *403 = 44330 immer noch zu viel!

55 *403 = 22165 Ja!

22165 / 5 = 4433

also: Vollausschlag mit Spannungsteiler
1 : 4,03 liefert am ADC 1023

entspricht 4433mV tatsächlicher Spg.

wenn man das durch 1000 teilt
kommt 4 raus (Integer = ganze Zahl!)

um die Nachkommastellen zu kriegen:

4 * 1000 = 4000

4433 - 4000 = 433

Für die Werte vor dem Komma muss
eine eigene Variable definiert werden.

dann muss das vom gesamten
Subtrahiert werden .

Ausgabe erfolgt dann so:

erst Text z.B. Zelle 001
dann ganzzahliger Wert
dann das Komma (ist Text)
dann der Rest der Subtraktion.
Aber Vorsicht!

Die führenden Nullen werden ja ebenso
verworfen!Deshalb kann man nur eine
Stelle korrekt ausrechnen!

0,09 ist sonst plötzlich 0,9 !!!!

Für die zweite Nachkommastelle
bräuchte man dann nochmals
eine Variable, und das ist dann
dem kleinen ATtiny allmählich
zuviel..............

Da ist man versucht, das Ergebnis
doch nur in mV anzuzeigen! ;-)

Man sieht, so ist das alles noch nicht optimal
und man muss etwas anders ansetzen.
insbesondere sinds viel zu viele
Rechnungen.Hier kommt es zwar nicht
auf die Zeit an, aber da immer nur
ganze Zahlen verarbeitet werden
summieren sich die Rundungsfehler.

Die ganze Rechnerei muss also in eine Zeile
wenn das irgendwie geht.
MaximumADC = 1023 entspr. 4433mV

U(mV) = 1023 *4,33
Da maximal mit 32 multipliziert werden kann....
sollte man versuchen, diesen Rahmen so gut
es geht auszunutzen um möglichst genaue
Ergebnisse zu erhalten.
4,33 *6 = 25,98 etwa 26 das ist besser!

U(mV) = (1023 *26) /6 = 4433 mV
das ist ok! und nur eine Rechnung!

Es ist also abzuwägen, ob sich der
rechnerische Mehraufwand lohnt, nur
um einen Widerstand zu sparen.

Der Faktor 4,03 ergab sich aus der
Verwendung von 10k + 3k3
bzw 1k + 330R um Standardwerte
verwenden zu können.

Ca. 4:1 ist in diesem Fall wichtig,
da mit 0-4,4V der Messbereich
optimal wäre.(ATtiny 13)

mit (1k5 +1k5) + 1k käme 4:1 raus
und alles wäre viel einfacher,
Die ganzen Rechenfehlerchen gäbs
dann nicht mehr, aber die fallen
auch so kaum ins Gewicht.

Beim ATtiny 25 sieht die Sache
schon wieder etwas anders aus.

Der hätte auch noch eine ca.2,5V
Referenz drin, die aber
logischerweise nur mit 5V
Versorgung genutzt werden kann....

Ausserdem hat der 25er mehr Speicher.
Ich hoffe, er ist imstande, mit dem zweiten
AD-Wandler eventuell auch noch die
Gesamtspannung zu messen.

Die würde ich gerne anzeigen, wenn
grad nichts anderes zu tun ist.

Das sieht mittlerweile so aus!

Umrechnen klappt,Inklusive der Berechnung
des Eingangsspannungsteilers sowie
der Ausgabe der Spannung als Zahl mit zwei
Nachkommastellen.

Der zweite AD-Wandler arbeitet auch,
Die Gesamtspannung könnte also
problemlos als Standardanzeige
im Display stehen.

Aber jetzt ist die Grenze des ATtiny 13
erreicht, ich nutze 99% des Speichers!

Man könnte jetzt anfangen, zu Tricksen,
z.B. die Serielle Schnittstelle nur als
Ausgang nutzen etc oder doch nur
mV anzeigen etc. ........
oder einfach den ATtiny 25 nehmen.

Das hab ich eh vor!

Bei "größeren" Atmels könnte man die
Nachkommastellen einfacher ausrechnen,
wenn man die Variablen als SINGLE
definieren würde und die Multiplikatoren
als Konstante abgelegt wären.
Das wäre viel eleganter (Rundung etc.),aber
solche Fliesskommaberechnungen brauchen
sehr viel Speicher.
Beim kleinen ATtiny führt da kein Weg hin, weil
ganz einfach der Speicher zu klein ist.

Ich werds mal testen, wenn ich ein paar
ATtiny25 habe.

Ansonsten bin ich jetzt einfach mal mit
dem Erreichten mehr als zufrieden, und
der nächste Schritt wird sein, ein
Display mit seriellem Eingang zu bauen
bzw. zu besorgen.

Ich habe schon ein passendes Programm für
einen PIC 16F628 gefunden.
Das muss ich mir mal alles zusammenbasteln
und schauen, obs so geht.(wäre ja zu schön)
Diese Pics setzen wir in der Firma ein,
Programmiergeräte etc. sind vorhanden.

Leider fehlt mir ein passendes Display und
ein passender Quarz.
(Eigentlich sollte auch der interne
Oszillator funktionieren)

Ich bin aber noch etwas skeptisch,
ob das Programm auch mit meinen
Daten arbeitet.
Ich hab in der Beschreibung gelesen, dass
CR und LF ignoriert werden.... mal sehen!
Ansonsten gibt es auch fertige Module
zu kaufen.

z.B.:

http://www.coptonix.com/html/rs232_lcd_adapter.html
das wär genau das, was ich haben will!!!!

Nachtrag 21.02.2010:

Ich hatte noch keine Zeit, weiterzutesten.....
und bevor ich zu viel investiere möchte ich noch ein ganz
anderes mögliches Problem sicher ausschliessen:

Wie genau ist der interne Takt der ATtiny13 ??????

Da könnte es Probleme geben insbesondere
mit der Temperaturstabilität!
Na, wir werden sehen!

Franz

Wie gehts weiter mit dem LIPO-Balancer

2009-11-27T07:49:00.000-08:00

Ich konnte es dann doch nicht lassen
und hab mal wieder eine Nachtschicht
eingelegt um mal die serielle Ausgabe
der Spannungsmessung zu
programmieren.
Grundsätzlich geht das schon ganz gut,
aaaaaaaaaber...................
1. momentan wartet der ATtiny auf eine
Eingabe und erst dann wird weiter
balanziert das geht so nicht!
Der soll laufen, egal was an der
Schnittstelle los ist.
Ist sicher nur eine winzige Änderung,
aber ich habs noch nicht gefunden wies
geht- Geduld! wird schon noch!
Das ist mein erstes ATtiny Programm!!!
Da dauert manches halt etwas länger!
Vielleicht hat ja wer die Lösung!

mit:
rcall RdCOM
rcall RdADC
rcall WrCOM
(das sind Unterprogramme
des Microprozessor Lernpakets)

gehts halt nicht, weil das
Programm bei RdCOM
wartet, bis an der
Schnittstelle was passiert.
Bei einem eigenständigen
Spannungsmesser wäre
das aber egal !
Ich müsste das Verfahren dahingehend
ändern, dass der Zustand der Schnittstelle
nur abgefragt und irgendwo abgelegt wird.
Dann müsste entschieden werden wie
es weitergeht.Das Ganze ist aber ohnehin
kein Problem, wenn die Spannungsmessung
so wie ich es plane, völlig unabhängig
von der Balancereinheit laufen soll.

2. Das Ganze soll auch noch laufen wenn
der Akku leer ist also bis 2V und ev. darunter.
(der ATtiny 13v bzw. 25 laufen ab 1,8V stabil)
Eine Kopplung mit einer Art M-Bus kann ich
so nicht realisieren, zumindest nicht mehr
zuverlässig wegen der niedrigen Spannung
und CAN etc ist mir
derzeit noch viel zu kompliziert und braucht
auch zusätzliche Bausteine.
Eventuell wärs mit "Single-Wire" bzw I²C
sogar machbar, aber da fehlts bei mir
noch an Erfahrung.

Wie gehts weiter?
Ich denke, ich werde ADUM5241
Isolierübertrager mit integrierter 5V
DC-DC-Wandlung einsetzen,damit wär
schon mal die galvanische Trennung
der seriellen Schnittstelle
gelöst und mit den isolierten 5V kann
ich einen zweiten ATtiny betreiben
der am selben Spannungsteiler hängt
wie der Balancer. Damit könnte ich
jetzt schon die Spannung auslesen.

Falls ich es gelöst bekomme, die
Balancer- und die
Auslesefunktion zu entkoppeln
würde auch ein ATtiny reichen, aber
ich sollte ihn dann mit 5V versorgen.
Dann wäre der Balancer aber nicht
mehr eigenständig!
So ein ATtiny kostet nur ca 1 bis 1,50 €
was soll der Geiz.....??????
Bevors Probleme gibt, bau` ich halt
zwei drauf!
Das würde auch die Feinabstimmung
wieder vereinfachen.
Jeder Spannungsmesser braucht
eine spezifische Kennung für die
Adressierung.Die könnte dann
einfach so bleiben und zum Einstellen
der Balancerwerte könnte man
vorgefertigte HEX-files nehmen,
weil die ja so wieder unabhängig
von der Kennung der Zelle wären.
Ich bräuchte den Source-Code
nicht veröffentlichen und der
Anwender muss nicht
Programme compilieren,
sondern nur reinladen.
Oberer und unterer Grenzwert
ist eh fest und vom Akku-Typ
abhängig, also müsste nur die
Schwelle des Balancers eingestellt
werden. (in 0,0173V-Schritten)
Allein das spricht schon für
die Version mit zwei ATtinys.
Ausserdem wäre so die
serielle Schnittstelle des
Balancer-ATtiny frei,
also zwei weitere Ports frei
z.B. für "Unterspannungs-
Vorwarnung"
und
"Balancerschwelle
überschritten"
auf Balancer-Ebene,
also mit Schaltausgang
weil ich die serielle
Spannungsauslesung eher
als Option betrachte.
Ich will nicht von der
Funktion eines externen
Rechners abhängig sein!
Eigentlich sollte es reichen,
zu wissen, ob alles ok ist.
Ist der Wert wirklich so
wichtig????
Schön wärs auf alle Fälle,
den ablesen zu können,
das ist klar! Aber halt auch
Luxus!

Die Ausgabe der Meldungen
direkt aus dem Balancer werde ich
ohne galv.Trennung realisieren.
das geht gut mit einer Reihe von
kleinen P-Kanal Mosfet +Widerstand
in Reihenschaltung.
(je einer pro Modul und Meldung)
Wenn einer öffnet ist die Reihe
unterbrochen, ein Transistor an Masse
öffnet und ein Relais schaltet.
Braucht einen Draht je Meldung
durchgeschleift und geht ohne
zusätzliche CPU oder dergleichen.
Es soll ja möglichst einfach bleiben!

Wie ist das aber mit Jack Rickards
Ansichten vereinbar?

Ganz einfach!
So sehr widerspricht sich
das gar nicht!Man darf es nur
nicht zu verbissen sehen!
Letztendlich läuft doch alles
darauf hinaus, dass es nicht ohne
eine Unterspannungs-
Überwachung geht! Das ist es!
Ob nun oben oder unten
balanziert wird ist doch egal!
Der schwächste Akku wird immer
den größten Spannungshub haben,
ganz egal, wie mans macht!
Aber "unten" balanzieren
hat einen riesigen Vorteil!!!!!!!!
Da ja gar nicht mehr bis zum
"Ende" balanziert wird sondern
gewissermaßen mit dem Laden
aufgehört wird wenn die erste Zelle
voll ist, und letztendlich die
Balanzierspannung so angepasst
werden sollte, dass alle Zellen
zugleich leer!!!!! werden,kann
der Shunt-Widerstand viel
schwächer ausgelegt werden
und er braucht gar nicht den
Ladestrom niederzubügeln
sondern es genügt, jede
Zelle sanft in die richtige
Richtung zu schieben.
Somit ist auch das Problem
mit der Abwärme in den
Shunts kein Problem mehr.
Nach etlichen Ladezyklen
sollte alles passen.Ein wenig
Beobachten, den schwächsten
Zelle etwas mehr Ladung geben,
den stärksten etwas weniger
das wars dann schon!
Am Grundprinzip der
Schaltung ändert sich da nichts.
Und auch nicht an der
Tatsache, dass LIPOs allergisch
auf Über- und Unterspannung
reagieren! Nur die Sichtweise
auf die Problematik ist eine
etwas Andere.

Und Ich denke mal:
JACK HAT GRUNDSÄTZLICH RECHT!!!!
es hat ein bisschen gedauert,
bis ich alles verstanden habe,
was er meinte und ich will
auch nicht jede seiner
Meinungen gut heissen,
aber die Richtung stimmt!

Was wird so ein Balancer-Modul
letztlich kosten?????

ATtiny25(oder 13V) je ca 1,20€
1Mosfet für Shunt ca 1€
1Shunt 10R???? ca1€
1 kleiner p-Kanal-Mosfet
je Meldung ca 50cent
ein paar Widerstände,
Bandkabel+Stecker
+Kleinteile.....+Platine
also ca 10€ an Material
je Zelle denk ich mal,
an reinen Materialkosten.

Dafür gibts dann ein
wunderbar konfigurierbares
BMS-System der
Mittelklasse mit Über-
und unterspannungs-
Überwachung.
und eventuell
"Vorwarnung bei
Erreichen der Grenzen"

für serielle Spannungsauslesung
käme noch dazu:
ADUM5241 ca 3,50$
noch ein ATtiny......
also ca 5€

und ein Auslesegerät/Display
hmmmmm............
je nach Luxus..............
bzw was man sich da zurechtschnitzt,
und wie bunt??????
PC?
Handheld-PC ?

ev übers Navi??

LED-Display mit kleinem ATmega?
und Tasten zum durchklicken,
ev MAX-MIN-Anzeige
Das sollte so in der 50€-Region
realisierbar sein.

Wie schon erwähnt will ich
das "Übertragungsprotokoll"
aufs minimalste beschränken.
Derzeitiger Entwicklungsstand:
Zellennummer z.b. 008 wird
gesendet.
Zelle 8 erkennt nur diesen einen
Befehl und antwortet mit dem
AD-Wandler-Wert in 8-BIT
bezogen auf 1,1V Referenz
und ohne Umrechnung des
Eingangsspannungsteilers 1:4.

Zu Kompliziert! Klar!

8Bit bedeutet 255 Stufen,
Referenz am AD-Wandler 1,1V
1,1V / 255= 0,0043V
am Eingang je Einheit.

Spannungsteiler 10k / 3k3
= 4,03 : 1

also 1 Einheit = 0,0173V
(0,0043 x 4,03 = 0,0173)
am Akku

z.B.: 208= ca.3,6V (3,605)

Nochmal : Master schickt 008,
Zelle 008 antwortet 208
also hat Zelle8 gerade 3,6V

Das ist Überschaubar!

Die Umrechnung müsste
im Display erfolgen.

Aufgrund der winzigen Daten-
menge kann die Baudrate
sehr niedrig sein.

Der ATtiny könnte auch 10Bit
aber dann besteht die ausgegebene
Zahl aus 2 Byte; 2Bit + 8Bit
bei den 3,6V von vorhin wären
das dann 3 64
(00000011 01000000
also 3 x 256 + 64 = 832

Das gäbe dann zwar eine
Auflösung der Spannug
in 0,0043V Schritten
am Akku aber davon hat
niemand wirklich was.
Nur die Umrechnung wäre
komplizierter.
.....wenn mir mal
langweilig sein sollte...HA! HA!

Das kann man mit einem
primitiven Terminalprogramm
auslesen, das nur eine Reihe
von Nummern sendet und die
jeweilige Antwort anzeigt.
Vorerst muss man dann
zwar noch die Werte mit
0,0173V multiplizieren,
aber das ist auch noch lösbar,
.......später mal......

mfG Franz

Die Thesen des Jack Rickard........

2009-11-23T09:24:00.000-08:00

Was will uns Jack Rickard eigentlich sagen?

(für die, die der Englischen Sprache nicht
ganz so mächtig sind fasse ich das mal
kurz mit meinen Worten zusammen)

Jack fährt unter anderem eine Porsche
356-Replika mit Elektroantrieb und bei
diesem Auto verzichtet er praktisch auf
jegliches automatisiertes Batterie-
management (BMS).Er misst gelegentlich
mit dem Voltmeter nach und gleicht dann
die Unterschiede gewissermaßen von
Hand aus. Und es funktioniert
völlig problemlos, wogegen er bei
einem anderen Fahrzeug mit BMS mehrere
Akku-Defekte hatte. Ebenso bei
Versuchen mit diversen BMS-Systemen.

Letztendlich behauptet er sogar, dass
manche Systeme regelrechte LIPO-
Killer seien, und das obwohl doch
die landläufige Meinung ist, man dürfe
LIPOs keinesfalls ohne BMS betreiben.

Wieso also dieser Widerspruch von
Theorie und Praxis????????

Jack erklärt das sinngemäß so:
Die meisten Systeme balanzieren am
oberen Ende, was ja bei einer einzelnen
Zelle durchaus richtig ist. Aber hier
sind viele Zellen in Reihe geschaltet.
Diese Zellen sind nicht alle gleich.
Manche haben einfach etwas weniger
Kapazität und die sind dann halt als
erste leer.Weil aber die meisten noch
Energie haben bemerkt man das aber
nicht rechtzeitig, die Zelle wird tief-
entladen und das wars dann................

(An dieser Stelle muss ich einhaken:
ein ordentliches BMS hat
Einzelspannungsüberwachung
und Tiefentladeschutz,
sonst kann man
es sowieso nicht wirklich brauchen.
Darauf kann man nicht eimal bei
Bleiakkus verzichten!!!!
Wenn er also nicht bemerkt, dass
eine Zelle leer ist, dann liegt das
an der fehlenden Überwachung
und nicht daran dass zuvor
"oben" balanziert wurde!
Also: selber schuld, man betreibt
Akkus niemals!!!!!! ohne
Unterspannungsüberwachung,
das geht nie gut!)

Was macht also Jack, damit ihm das
nicht wieder passiert?

Er balanziert im unteren Bereich, also
am unteren Knick der Kennlinie
so bei 2,5 bis 3V je nach Akkutyp,
dann lädt er, bis der erste Akku
den oberen Knickpunkt der
Kennlinie erreicht.
Manche der Akkus könnten da
zwar noch was aufnehmen, aber
die Kette muss sich nach dem
schwächsten Glied richten.
So werden sie alle zugleich leer,
und man merkts auch ohne
kompliziertes BMS-System.
(wenn man die Gesamtspannung
beobachtet)

Wenn er es erklärt wird das
plötzlich ganz klar!
So habe ich das bisher nie
betrachtet, aber wo er recht
hat, da hat er recht.

Ich werde auf alle Fälle
mal Versuche in diese Richtung
machen. Mein Balancer
auf ATtiny-Basis ist ja sehr
fein abgleichbar.Ob ich auf
den Balancer-Widerstand
verzichten werde???
Nein! ganz gewiss nicht!
Aber ich werde versuchen,
jeder Zelle eine optimierte
Einstellung zu geben, so
dass die Balance im
entladenen Zustand optimal
ist.Ich muss ohnehin für
jede Zelle ein eignes Programm
laden, damit die Einzelspannungs-
abfrage funktioniert.
Jedes Modul hat einen eigenen
Befehlscode auf den es antwortet
wenn der "Master" nach Daten fragt.
So kann man die seriellen
Schnittstellen praktisch parallel
betreiben und den Schaltungs und
Programmaufwand minimieren.
Ich denke da so an eine Art M-Bus.
Can-Bus wäre auch machbar, aber
das ist mir noch zu kompliziert....
Da fehlt mir die Erfahrung.
Mal schauen.......

Ein Abgleich der Grenzwerte auf
die jeweilige Zelle ist also
auch nicht allzuviel Mehraufwand.

Ausserdem ist das "Die Lösung" des
Problems mit der in den Balanzier-
Widerständen verheizten Energie.
Die Widerstände brauchen ja gar
nicht fertigbalanzieren und sie
können auch viel schwächer aus-
gelegt werden, weil sie ja gar nicht
bis zum völligen Ausgleich arbeiten
müssen.Es reicht, wenn sie etwas
korrigieren und im Zusammenspiel
mit den Einstellungen die Werte
so zurechtrücken, dass letztendlich
alle Akkus zusammen leer werden.
Dann und nur dann ist das Akku-
paket perfekt balanziert.
(und wenns mehrere Lade-und
Entlade zyklen brauchen sollte
bis es passt, dann macht das auch
nicht viel aus)
Hauptsache, das System meldet
Über- und Unterspannungszustände
und warnt dann bzw. schaltet ab.

mfG
Franz

Funktionstest des LIPO-Balancers mit ATtiny13

2009-11-17T11:30:00.000-08:00

So, und heute gibts ein Video von meiner
Balancerschaltung mit ATtiny13!

(Später wird da entweder ein ATtiny13V oder 25
eingesetzt werden mal sehen.........)

Noch nicht ganz fertig, aber die Grundfunktion
läuft schon mal ganz gut!
Die Unterspannungsüberwachung konnte
zunächst nicht laufen, weil der Attiny in der
Konfiguration des Lernpakets bei 2,5V
abschaltet.
Das muss entsprechend umgestellt werden,
was aber mit dem Lernpaket nicht geht,
da mit der mitgelieferten Ausrüstung kein
Zugriff auf die "Fuses" möglich ist

(Nachtrag 19.11.2009,
Ich habe mir mittlerweile den AVR-ISP-Adapter
nachgebaut, damit ich z.B. mit Ponyprog
die "Fuses" umstellen kann.das geht mit dem
Adapter aus dem Lernpaket nicht.
Damit konnte ich die Abschaltung bei 2,8V
stillegen; jetzt geht auch die Meldung
bei Unterspannung.
Die Verwendung eines ATtiny13V oder 25
im Endzustand ist aber weiterhin nicht zu umgehen.
Zum Testen gehts aber auch mit dem
normalen 13er, halt ausserhalb seiner
spezifikation....)

Die Serielle Ausgabe des Spannungsmesswertes
muss noch reinprogrammiert werden.
Das sollte aber kein größeres Problem sein.
eher das Auswerten....wird schon noch........

Es braucht wirklich nicht viel!
ein ATtiny13V,(oder noch besser ein ATtiny25)
ein MOSFET (TTL-Typ N-Kanal)
ein Lastwiderstand
für die Funktion,
und zwei LED +Widerstand
für die Anzeige

mfG

Franz

Ich möchte an dieser Stelle auf den Blog
von Jack Rickard verweisen.

Einer der interessantesten Blogs, die ich in letzterZeit
gelesen habe.Auch wenn ich nicht alle seiner
Ansichten zu 100% teile, so hat er doch eine Menge
Erfahrung im Umgang mit diversen LIPOs und er hat
eine ganz wesentliche Tatsache festgestellt,welche
noch keiner bisher so gut erklären konnte wie er.
Es läuft sich zwar auch darauf hinaus, dass eine Unter-
spannungsüberwachung unverzichtbar ist,
Was eigentlich selbstverständlich sein sollte,
was sich offenbar noch nicht überallhin durchgesetzt hat
aber sein Vorschlag, die entladenen Akkus zu
balanzieren und dann gewissermaßen zu laden
bis der erste (schwächste) randvoll ist klingt
zunächst ungewöhnlich, aber hört ihn euch
einfach mal an! Macht Sinn!

http://jackrickard.blogspot.com/

http://web.me.com/mjrickard/

auf der Webseite gibts hervorragende
und ewig lange Videos zu allen möglichen
Themen. Stundenlang!