[NinnBox #2] Überwachung Batterie-Spannung und Verstärker-Temperatur auf TFT

B

ByeBye 4890

Im Rahmen meines Car Hifi Umbau auf 3 Wege Lautsprecher und Subwoofer
Tagebuch meines Car-Hifi Einbaus (3 Wege Vollaktiv)
Möchte ich einmal die Batteriespannung im Auge behalten als auch die Temperaturen der beiden Verstärker messen und entsprechend mehrere Lüfter steuern um diese mit Frischluft zu versorgen wenn diese zu warm werden.

Batteriespannung geht einfach:
Auf der Bucht beim China-Mann eine passende 7 Segment Anzeige für ein paar Euro kaufen.

Lüfterregelung eigentlich auch simpel:
Den/die Lüfter einfach mit Zündung immer mitlaufen lassen oder 2 in Reihe, so dreht jeder mit halber Geschwindigkeit.

Einfach und simpler Einbau? Ich ... ? Niemals, "das kann ja Jeder" :doh:

Also muss was elektronisches/computergesteuertes her!
Was muss es alles können? Kurze Auflistung der Funktionsweise:

  • Möglichst kompakte Bauweise
  • Überwachung der Batteriespannung.
    Wenn eine bestimmte Spannung unterschritten wird, wird die Remote-Leitung zu den Verstärkern unterbrochen.
  • Überwachung der beiden Temperaturen der Verstärker.
    Ab einer bestimmten Temperatur fängt der Lüfter an zu drehen bis eine "Alarmtemperatur" erreicht wird, dann dreht der Lüfter auf Max und Remote ist ausgeschaltet.
  • Während der o.g. Software und Hardwareentwicklung habe ich noch eine TFT Bildschirmausgabe hinzugefügt.
Der TFT ist - bis auf die RFK - eh immer aus. So kann ich diesen auch - bei Bedarf - für die Statusanzeige und Einstellungen benutzen.

Schwupps das "Steckbrett" mit Kabel und Bauteilen herausgesucht und angefangen etwas zu entwickeln.

28840100ow.jpg


Etliche Tage später kam das dabei raus:

28840102bm.jpg


28840190bg.jpg


28840191um.jpg



Funktion:
In der Regel ist der Bildschirm aus. Nur wenn eine Taste gedrückt wird, schaltet sich der TFT ein und zeigt die Spannung der Batterie, die beiden Temperaturen, Status der Remote-Leitung und den Lüfter (AUS / 40% / 60% / 80% / 100% Umdrehung)
Nach x Sekunden geht er automatisch wieder aus. Es soll ja nur als Info dienen und nicht zu sehr ablenken während der Fahrt. Daher einfach und ohne viel "Blink-Blink".

Temperaturbereich wird von 0 °C bis Alarm °C angezeigt.
Ist es kleiner 0°C so wird "<0 °C" angezeigt.
Bei >99 °C oder es ist ein Sensor ist nicht angeschlossen dann erscheint "?? °C"
Bei Alarm blinkt ein Hinweisschild bei dem jeweiligen Sensor um zu zeigen, welcher hier den Alarm ausgelöst hat.
Ist die Batteriespannung < des eingestellten Wert, so Piepst es einmal und vor der Spannungsanzeige erscheint ein blinkendes Hinweisschild.

Das mit den Hinweisschild habe ich in dem Video nicht gezeigt, da kein Feuerzeug in der Nähe und ich nicht die Möglichkeit hatte die Spannung zu reduzieren.

Hauptbildschirm:

28840285jn.jpg



Zum Konfigurieren diverser Sachen wie Einschaltzeiten des TFT, Alarm und Kalibrieren einfach die Taste mehr als 3 Sekunden gedrückt halten.
Dann erscheint der Einstellungs-Bildschirm:

28840287ur.jpg


Mit kurzen Druck auf den Taster kann ich horizontal zwischen den 3 Werten blättern.
Wird nichts gedrückt, geht es nach ~ 2 Sekunden in die nächste Zeile.
Ist es unten angekommen geht es oben wieder weiter. Nach dem 2. Durchgang wird automatisch beendet.
Diese Einstellung sollte natürlich NICHT während der Fahrt gemacht werden, da es zu sehr ablenkt!!!

Beschreibung der 6 Punkte:

Remote:
Wird hier 5 oder 10 Sekunden nach Einschalten der Remote-Leitung des DSP verzögert.
AUS bedeutet temporär aus, bis es wieder eingeschaltet wird oder Zündung aus/an. Dieses könnte sinnvoll bei z.B. MendiaNav Updapte sein, da es sich hier 1-2x Ausschaltet und es dann aus den Lautsprechern ploppt = nicht so gut.

Anzeige:
In Sekunden wie lange der Bildschirm an bleibt.

Lüfter:

Starttemperatur ab der der Lüfter sich dreht (40%).
Er wird kurz auf 100% drehen (~0,5 Sek.) und dann auf 40% zurück um das Anlaufen mit niedriger Drehzahl zu ermöglichen.
Ist diese Temperatur 2°C kleiner (also hier bei 28°C) geht der Lüfter aus.
So soll das periodische ein-/ausschalten verhindert werden, wenn es mal bei der eingestellten Temperatur sich einpendelt.

Alarm C:
Ab hier dreht der Lüfter auf 100% und Remote ist aus. Erst wenn es 5° Kälter wird, geht Remote wieder an.
Die anderen Drehzahlen (60%, 80%) ergeben sich aus den hier eingestellten Start-/End-Werte.

Alarm V:
11V / 12V / AUS
Hier wird Remote bei unterschreiten der Spannung ausgeschaltet. Aber erst wenn diese > 30 Sekunden ununterbrochen unter den Wert ist.
Damit wird verhindert, dass es periodisch aus-/eingeschaltet wird.
Bei AUS ist der Alarm nicht aktiv.

Zurück:
(N)ein / (J)a / CAL
In der letzten Zeile, ist "CAL" gewählt, so geht es in den Kalibierungsbildschirm.
Bei (N) geht es wieder von oben los (Default) oder nach 2 Durchgängen automatisch beendet und gespeichert (Im EEPROM).
(J) Daten speichern und beenden.


Kalibrierung der gemessenen Batteriespannungs-Anzeige (über Drehpoti in der Box):

28840326nw.jpg


Später habe ich es auf große Zahlen geändert, da man ja in der Regel weiter weg vom TFT ist und mit Multimeter und Schraubendreher am werkeln ist, ist keine Hand mehr für ein Fernglas frei...
Die Anzeige bleibt solange an bis die Taste gedrückt wird.

28840290hy.jpg


Die verbauten Temperatursensoren brauchen nicht kalibriert werden.
1~2°C Abweichung laut Datenblatt und der Vergleichsmessung mit dem Multimeter und warmen Wasser.
Das ist für mein Vorhaben vollkommen ausreichend.

28840317mf.jpg


Hier noch 2 Bilder wie es im Auto dann später ausschaut (noch mit der alten Anzeige und vor der Behebung kleinerer Fehler):

28813167vp.jpg


28813161pu.jpg



Und zum Schluss noch den "Spielberg" in mir, ein kurzes Video der Schaltung in Funktion.
Hmm, leider kann ich wohl keine Textbausteine mehr hier einsetzen um die einzelnen Funktionen noch etwas zu beschreiben. Naja, ein Bild/Video sagt oft mehr als 1000 Worte :dance:

 
Ich habe davon keine Ahnung. Dein Werk beeindruckt mich.
Danke fûr die umfangreiche Veröffentlichung.
 
Alleine die Mühe und Zeit, die Du in die Erstellung dieses Umfangreichen Beitrages investiert hast. :o

DANKE dafür! :prost: :)
 
  • Themenstarter Themenstarter
  • #4
Danke @Helmut2 und @Corax.

Bitte habt Verständnis, ich werde die Box nicht für andere bauen oder das Programm für andere (auf deren Bedürfnisse) anpassen. DANKE :prost:
Es ist ausschließlich ein Einzelstück (eventuell noch ein 2. für das andere Auto) was ich für mich soweit baue, aber für andere - sprich euch - später den Schaltplan, Programm, etc hier noch einstellen. Für die, die Lust (und die Möglichkeit) haben es nach zubauen und/oder das Programm oder Teile daraus für sich umzuschreiben.
 
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  • Themenstarter Themenstarter
  • #5
kleines Update.
Bin gerade dabei die Software neu (um) zu schreiben. Hier und da kleine Änderungen, Bugfixes.

Habe auch eine "Nachlauf-Funktion" für die RFK integriert. Sprich diese (eventuell die Parksensoren hinten auch) bleibt dann für 0s (aus), 4s oder 7 Sekunden noch an wenn der Rückwärtsgang herausgenommen wurde. Quasi was beim MediaNav mit RFK schon integriert ist. Das Einstellungsmenü wird auch noch angepasst, da nun mehr Sachen konfiguriert werden können.

Stay tuned... :prost:
 
  • Themenstarter Themenstarter
  • #7
Ach, wenn du ein wenig mit dem Lötkolben umgehen kannst, ist das schnell gelötet.
Passende Fotos/Anleitung wo was hinkommt zeige ich ja auch noch.
Das Gehäuse mit der passenden Lochaster Platine gibt es bei Conrad.

Mit dem Atmega Chip, kann man ja auch was machen. Hab ja noch ein par IC hier und das Programmieren kann ich dann durchführen und zum Selbstkostenpreis dir überlassen. Will mich da gar nicht dran bereichern. Nur halt baue ich es nicht in (Klein) Serie... Das muss derjenige dann selbst machen (lassen) ;)

Theoretisch und Praktisch kann die Box ja auch an das MediaNav angeschlossen werden - wenn die RFK dort aktiv/freigeschaltet ist. Dieser dient dann halt als Anzeige des Programms und weiterhin der RFK. "Nebenbei" überwacht die Box dann noch die Spannung und Temperatur und Lüfter. Musst dann halt nur noch einen Taster irgendwo unterbringen. Und die Leitung zur Kamera und Rückfahrsignal eventuell umleiten/anders verlegen/anschließen. Aber das wird dann noch später genau beschrieben.

Aber noch ein klein wenig Geduld. Möchte es zuerst zu ende Programmieren und dann ein paar Tage praxisnah im Auto testen.
 
Ich finde sowas ja echt cool. Zusammenlöten nach Schaltplan würde ich mir zutrauen. Am besten ne Teilliste dazu. Das brennen vom EPROM würde ich wohl auch hin bekommen müsste man sich halt den Programmer kaufen. Selber schreiben wäre eher nicht so meins, da müsste ich mich zu sehr einarbeiten. Auch mit LCD ansteuerung etc.
Ich habe mir in China nen Ampermeter gekauft, dort gibt es auch günstig Shunts zu kaufen. Müsste man sowas nicht noch intrigieren können in der Box? Dann wüsstes du viele Ampere dein Versträker gerade so zieht.
Das China Teil kann sogar per BT die Messwerte übertragen oder Per USB. Ein Anzeigegerät kann mehrere Shunts verwalten. Kostenpunkt war 25€. Das war für mich einfacher und schneller etwas fertiges zu kaufen. Ich will damit am Ende den Ladezustand einer Versorgerbatterie überwachen.
 

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  • #9
Bauteileliste, Schaltplan etc wird natürlich auch beigefügt.

Bestimmt lässt sich ein Ampere Meter hier integrieren. Aber für mich uninteressant wie viel die Verstärker "ziehen". Wird es zu viel sinkt die Spannung irgendwann (dann eh Warnung), aber wahrscheinlich löst die Sicherung dann vorher schon aus ;)

Ein Shunt ist - auch wenn klein - ein zusätzlicher Spannungsabfall zum Verstärker und eine weitere Fehlerquelle / Übergangswiderstand in der Kette. Das möchte ich vermeiden.

Aber wie schon geschrieben: Gerne können andere meine Schaltung & Programm entsprechend Erweitern / Verändern oder Verbessern :)
 
Ja 75mV zusätzlicher Spannungsabfall macht der Shunt. Damit muss man leben.
 
  • Themenstarter Themenstarter
  • #11
So, bald ist es soweit. :yes:

Noch ein paar Tage mehr im Betrieb testen ob da sich noch ein Fehler irgendwo eingeschlichen hat. Da der Lodgy aber ab Dienstag beim AH ist (wegen des Wasserschadens), kann es noch ein paar Tage länger dauern. Ist dann aber alles soweit ok, werde ich Schaltplan, Bauteileliste und das Programm hier online stellen, für den, der es gerne nachbauen und privat nutzen möchte.

Hier schon einmal eine Kurzanleitung mit Bilder und Funktion der Box :)

Keine Ahnung ob sich hier ein Video lohnt. Zeigt ja dann eh nur das was in der Anleitung bebildert ist...

Gerne kann die Schaltung im Betrieb beim nächsten Treffen in Bochum angeschaut/ausprobiert werden.
 

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  • Themenstarter Themenstarter
  • #12
So, die letzten Tage konnte ich keine Probleme feststellen. Einzig die Temperatursensoren habe ich noch nicht an den Verstärker angeschlossen. Aber im "heißen Wasserbad" haben diese ihre Funktion bestanden und ich muss diese noch neu verkabeln (2 adriges, geschirmtes Kabel).


Angeschlossen wird das ganze so:

Bei dem MediaNav (Wenn Freigeschaltet) müsste dann das Rückfahrt-Signal an den hinteren Stecker getrennt werden. Das Kabel von der UCH (braun auf dem Bild unten) geht dann in (7) der NinnBox#2 und (4) rot geht an den Rückwärtsgang Eingang MediaNav und auch an die RFK Stromversorgung. Dieses muss wegen dem Nachlauf der RFK und für das Einschalten des "Monitors" gemacht werden. Hoffe es ist verständlich genug beschrieben. Sonst fragen!
Bitte RFK von dem Rückfahrscheinlampe trennen, sonst würde diese immer mit angehen wenn ihr den Monitor per Taster einschaltet ;)

Grün ist das Videosignal der RFK
Gelb das zum Monitor / MediaNav (RFK Eingang)
Orange ist das Minuskabel des Lüfters. Das Pluskabel wird mit an (1) angeschlossen
Blau ist Remote Ausgang - geht zum Verstärker
Hellblau ist von dem Taster - dieser Schaltet Minus
(1) wird bei mir der Plus vom Innenlicht (erst nach 3 Minuten aus). So würde der Lüfter auch noch nachlaufen wenn das Auto abgeschlossen ist, aber die Temperatur des Verstärkers noch zu hoch ist.
(2) kommt an Masse
Anschluss.jpg

Kurz zu den Dateien:
Programmcode : Die Arduino Programmdatei, Zeichensätze und Bitmaps die ich hier nutze
Anleitung : Selbsterklärend
Aufkleber : Photoshopdatei des Aufklebers
Layout : Hier befinden sich die Dateien für das Layout, Schaltplan, Bauteileliste, Aufdruck etc.
Die Bibliotheken die zusätzlich zu den Arduino Bibliotheken hinzugefügt werden müssen zum Kompilieren

Denke ein fähiger Programmierer schlägt die Hände über den Kopf wenn er meine Programmierung sieht, aber es funktioniert ;)

Schaltplan und Layout benutze ich Fritzing (Fritzing (http://fritzing.org/home/)), da es mir für das manuelle Routing der Leiterbahnen sehr gut gefällt.
Soweit möglich habe ich den Programmcode jede Zeile kurz beschriebe was heri gemacht wird.
Als Tool nutze ich Notepad++ mit ein paar Änderungen/Einstellungen. Siehe "NPParduinoSetup.txt (Punkt 1~8)

Die Bilder der Platinenober und -unterseite könnten den Aufbau erleichtern für das "Abzählen" der Positionen. Die äußersten Reihen mit den einzelnen Durchkontaktierungen sind nicht Bestandteil der Platine, sondern geben in 5er Schritten nur die Nummer der Reihe/Zeile der Lochrasterplatine an.

Leider können nicht alle Sachen bei Reichelt bestellt werden. Manches wohl nur bei Conrad und/oder eBay etc.
Siehe Bauteileliste.

Edit: Habe noch Fotos beigefügt die die Platine von Oben und Unten zeigt.

Viel Spaß beim Nachbau oder Umbau/Anpassung der eigenen Bedürfnisse.
Für mich ist das Projekt NinnBox #2 nun abgeschlossen.


Ich möchte nochmals darauf hinweisen:
Nutzung auf eigene Gefahr und ich werde nicht diese Schaltung für andere aufbauen oder umprogrammieren!
 

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Schade das du zu weit weg wohnst,würde mir das ganze mal Live anschauen .:clap:
 
Hochachtung für dein Werk! :yes::yes:
Auch wenn ich, da überhaupt keine Ahnung, nicht viel damit anfangen kann, finde ich es super, dass du hier deine Informationen zum Projekt allen Forumsmitgliedern zur Verfügung stellst.:clap:

Ich hoffe, es betreibt niemand Schindluder damit.
 
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