Ölkühler entfernen, Messfühlerdisskussion

[Ati]

ich greif das mal aus dem Kabelsalat Fred auf. Wenn Du die Tankanzeige blinken lassen willst beim Einschalten, dann kann der Zeiger der Temp-Anzeige ja auch mal auf Maximal hoch drehen und dann wieder zurück auf Null.
Mit Digitaltechnik überhaupt kein Problem, weil nur ein Programmschritt. Ist mit Analogtechnik zwar auch möglich, aber etwas aufwändiger, weil es hier dann mit ein paar Bauteilen zusätzlich realisiert werden muss.

[guzzistoni]

@Ati: das wäre natürlich das "Sahnehäubchen"! auf der ganzen Sache.

[Ati]

So, hier mal ein schnell entworfener Digitalteil. Sieht ein wenig komplexer als unbedingt notwendig, aber in echt ist das winzig.
Der Schaltplan besteht aus zwei Teilen. Linker Teil ist das Netzteil. Ich verzichte hier auf analog arbeitende Festspannungs-Linearregler, obwohl diese in dieser Anwendung auch problemlos arbeiten würden.
Ich verwende statt dessen einen Step Down Konverter. Das ist ein Schaltregler. Selbiger hat den Vorteil hoher Güte, also keine Spannungsschwankungen und keine Wärmeentwicklung und das in einem weiten Umgebungstemperaturbereich. Kurzschluss fest usw. bla bla bla

Der rechte Teil ist die eigentliche Messtechnik. Gut zu erkennen, wie einfach das alles ist.

Der kleine Controller hängt mit zwei Anschlüssen an der Betriebsspannung, mit einem Eingang am Sensor und am Ausgang direkt das Messwerk. Eingangsseitig ist die Messspannung mit einem Dämpfungsglied gegen Störeinflüsse versehen. Am Ausgang befindet sich ein Trimmer, mit dem das Anzeigeinstrument letztlich "feingetrimmt" werden kann. Man kann den Trimmer auch weglassen, muss dann aber präzise programmieren. Der Kondensator integriert die Ausgangsspannung des Kontrollers und bestimmt die Dämpfung des Zeigers. Er muss von seiner Größe her auf das jeweilige Instrument angepasst werden.

Programmtechnisch funktioniert das dann in etwa so:
Einschalten - Initialisierung falls gewünscht - Zeiger dreht hoch und wieder runter
Programmablauf - Sensor gibt Messwert aus -> AD-Wandler generiert digitalen Wert -> Pulsweitenmodulator (PWM) wird entsprechend dem ermittelten Wert auf bestimmten Wert gesetzt. Am Ausgang wird durch den Kondensator diese pulsweitenmodulierte Spannung auf ihren Mittelwert gebracht, die das Messinstrument anzeigt.
Die Schottky-Diode entkoppelt das Messwerk rückwärts gegen den Pulsweitenmodulator.

Das ist auch schon alles.

Analog geht das natürlich auch. Im einfachsten Fall reicht die Spannung und der Strom des Sensor aus, den Zeiger des Instrumentes direkt anzutreiben. Das wäre dann ziemlich linear. Da die Skale des Zeigers aber nicht linear abbildet muss man hier doch Kompromisse eingehen. Um eine exakte Anzeige zu bekommen, muss die Ausgangsspannung entgegengesetzt "nichtlinear" sein. Dann ist im Ergebnis wieder linearisiert. Der Aufwand dafür ist schon erheblich mehr, als bei der obigen digitalen Lösung. Ich erspare mir da jetzt einfach den Schaltungsentwurf, da das sowieso nicht realistisch ist.

Die nichtlineare Skale des Zeigers kann man leicht mit der Tabelle des PWM gerade biegen. Das Prinzip ist, dass es im Prozessor eine Tabelle gibt, in der beispielsweise 250 Messwerte hinterlegt sind. Also in Schritten von Null bis maximal. Jedem Messwert wird ein Wert für den PWM zugeordnet. Wie hoch dieser Wert ist, kann man ja selbst festlegen. Hier wird mit Prozent gerechnet. 0% ist gleich Null während 100% maximal ist. Nimmt man nun das Zeigerteil und macht eine Messreihe damit, erhält man genau diese Werte, die man dann in die Tabelle überträgt. "Linearisierung" abgeschlossen. Schon zeigt ein noch so unreal wirkendes Zifferblatt plötzlich exakt genaue Werte.

[guzzistoni]

Ich habe auch mal schnell was gemacht:
(leider fehlt noch der Sensor )

[Quickshifter]

Sieht super aus! Kannst du gleich noch'n zweites anfertigen?

[Ati]

und jetzt geht's weiter.

so klein ist der Sensor

WP_20131115_002.jpg (47.54 KiB) 5264 mal betrachtet

Jetzt kann ich das noch mal auf dem Tisch simulieren.

[guzzistoni]

Ich würde eher sagen: so groß ist der Taler

[Ati]

datt VDO Teil ist ein Kreuzspulinstrument. Das ist noch richtig trickige Analogtechnik. Da wird mit zwei unterschiedlichen Magnetfeldern jongliert. Also nix da mit Federinstrument und Nichtlinerarität durch Feder. Viel schlimmer. Nichtlinearität durch Magnetfelder.

[guzzistoni]

datt VDO Teil ist ein Kreuzspulinstrument. Viel schlimmer. Nichtlinearität durch Magnetfelder.

Was es alles so gibt, ich lerne hier laufend neue Begriffe -- hoffentlich gebt es ne Lösung für das Magnetproblem.

[Ati]

Ach na ja. Wie sagtest Du? Alte Schule?
Kommen wir mal auf das VDO-Teil zu sprechen. Von der Sache her ist das für Autos entwickelt worden. Der innere Aufbau ist alles andere als schwingungsfest. Damit hätte man an einer SV wegen der Vibrationen nur kurze Freude. Aber! Man kann ja nachbessern. Das wäre gar nicht so sehr ein Problem.
Schwieriger ist es, die vorgesehene Einbaulage des Teils zu ändern. Die Nadelachse ist nämlich nur mit einer winzigen Kunststoffhülse geführt. Mein erster Verdacht, dass die untere Lagernadel futsch ist, ist nur zu 50% sicher. Befindet sich das Messwerkzeug in senkrechter Position funktioniert die Anzeige, allerdings auch nicht ruckfrei. Also egal was wir machen, mit der analogen Anzeige zumindest mit diesem Teil wird's nicht schön.

Kreuzspulinstrument - Stell dir ein Andreas-Kreuz vor. Es gibt nun zwei Wicklungen. Eine wird von Norden nach Süden gewickelt, während die zweite von Osten nach Westen gewickelt wird. An der Welle des Zeigers befindet sich ein Magnet. Selbiger hat Nord- und Südpol. Wenn nun an eine Wicklung eine Gleichspannung angelegt wird, entsteht ein Magnetfeld und der Magnet dreht sich entsprechend. Wenn nun an die andere Wicklung ebenfalls Spannung angelegt wird verschiebt sich das Magnetfeld je nach Stärke des fließendenden Stromes in der Wicklung. Zeiger dreht sich.
Das ist die Vorstufe des Drehzahlmessers der SV beispielsweise. Bei der sind es aber vier Wicklungen, womit man dann mehr als 45Grad abbilden kann.

Ich bau trotz allem mal eine Testschaltung auf. Mal sehen. Ist ja erst mal Experiment. Alternativen gibts natürlich auch noch. Also der Sensor ist schon richtig.

[guzzistoni]

Dann habe ich jetzt mal so grob die Funktionsweise Kreuzspulinstrumentes verstanden -- da sag doch einer Internet verblödet die Menschen

Das Instrument war liegend, also horizontal eingebaut (in einer Verkleidung) -- jetzt soll es aber stehend/vertikal eingebaut werden, vllcht tut das der Mechanik gut. Andernfalls muss ein anderes Instrument her.
Der Sensor muss richtig sein da habe ich ja schon einen so formschönen Halter gebaut -- ich hatte da aber auch keine Zweifel dran

[Ati]

hmm, ich würde sagen, da kommt was alternatives rein. z.b. eine nette sich in der Farbe verändernde Leuchtfläche für die Temperatur, nebst Warnsignal für Motorglühen und natürlich die Öldruckkontrolle.

[guzzistoni]

So so

[Ati]

hab heute mal das Stagedings6-Schätzmal-Temperaturdingsda getestet. Mit zwei unterschiedlichen Sensoren (beide für dieses Gerät) Abweichung um ein halbes Grad. Mal davon abgesehen, dass wohl niemand Gradzahlen hinter dem Komma braucht, stimmt aber auch die grobe Temperaturmessung nicht so ganz. Im Vergleich der Messung gegen mein geeichtes Thermometer - sagen wir gut geschätzt
Aber für Moppedzwecke immer noch viel zu genau.
Was mich an dem Stagetec stört, ist die Tatsache, dass einfache zweipolige Steckverbinder ohne Veredlung benutzt werden. Da NTCs Widerstände sind, addieren sich die Kontaktwiderstände zum NTC-Widerstand hinzu. Damit steigt der Fehler an. Und zwar genau in der Richtung, die man nicht haben will. Das Thermometer zeigt bei höheren Temperaturen zu wenig an. Im Niedrigbereich ist der Widerstandswert prozentual vernachlässigbar und macht damit so gut wie keinen Fehler aus. Bei hoher Temperatur ist der NTC-Widerstand recht niedrig, wo ein paar Ohm Kontaktwiderstand doch einen ziemlichen Anzeigefehler verursachen.
Kommt noch hinzu, dass die Steckverbinder nicht gegen Feuchtigkeit geschützt sind und außerdem noch mit einer zwischengesteckten Verlängerung gearbeitet wird. Da ist der schleichende Fehler vorprogrammiert. immer diese halben Sachen
Fazit - nette Spielerei, schön beleuchtet. Für Umgebungstemperatur wohl besser geeignet. Wer braucht schon 82,7°C Öltemperatur ?

[guzzistoni]

hab heute mal das Stagedings6-Schätzmal-Temperaturdingsda getestet.

Redest Du von so einen Dingsbums

SL_S6-4033.jpg (56.76 KiB) 5112 mal betrachtet