Lenkrad für Formel Fahrzeug

[BlackDevil]

Servus

Hab länger überlegt ob ich das hier Posten soll oder nicht weil alle meine geposteten Projekte immer in langeweile unter gingen und ich somit schon ein bisschen meinen "Ernst" verloren habe. Dachte mir aber: Das ist ein Formula Student Projekt und das wird durchgezogen, also zeig ichs euch .

Was machen wir?

Wir sind dabei ein Lenkrad für ein Formel Fahrzeug, genauer ein Formula Student Fahrzeug, zu entwerfen und entwickeln. Verfügen soll es über ...

• ... eine sequentielle Schaltanzeige
• Display zum Anzeigen diverser Drücke, Temperaturen und was einem noch so einfällt
• Alarme
• Ganganzeige

Nach ein bisschen Diskussion war der erste Prototyp vom Lenkrad selbst fertig:

Das ganze soll dann später aus CFK aus einer negativ Form gehoben werden. Kurz drauf hab ich mich dran gemacht ein passendes Display zu suchen.
An Anforderungen habe ich verschiedene Dinge gestellt, zum Beispiel

• Transflektiv: Ich wollte das Display transflektiv haben damit man es auch bei direkter Sonneneinstrahlung noch ablesen kann
• Amber/Schwarz: Ich wollte einen Amberfarbenen Hintergrund und schwarze Schrift da man das drausen am besten ablesen kann
• Stoßfestigkeit: Das Lenkrad ist von der Lenkstange abnehmbar und soll im Panikfall weg werfbar sein. Dabei sollte es aber nicht gleich den Exitus kriegen
• Grafikfähigkeit: Ich wollte ein Grafikfähiges haben da ich darauf die Drehzahl darstellen wollte (ungefähr so: http://www.me-mo-tec.de/content/media/2100.jpg)

Nach etwas suchen und beraten lassen bin ich auf die Firma Electronic Devices gestoßen welche mir ein passendes Display als Muster angeboten haben. Das Layout für das Lenkrad sah danach so aus:

Also eigentlich viel zu groß. Hätte aber einen Touchscreen. Naja kurz um hab ich mich dagegen entschieden.

Das Display kam dennoch mitlerweile bei mir an, schaut so aus:

Kaputt -.- Mal sehen ob die mir das Muster umtauschen.

Das Aktuelle Layout ist auch soweit fertig:

Wobei ich doch ein grafisches Display nehme. Nämlich das hier:

Das ist zwar nicht transflektiv aber für den Außeneinsatz gedacht. Eventuell stell ich die Drehzahl dann noch zusätzlich grafisch dar, mal sehen.

Ferner wird das Lenkrad CAN Bus erhalten (wird der Fahrzeugbus werden). Grund: Unser Motorsteuergerät spuckt wichtige Daten über den CAN Bus aus:

• Drehzahl
• Motortemperatur
• Batteriespannung
• Drosselklappenstellung
• Luftdruck
• Lufttemperatur
• Lambdawert

Öltemperatur und Druck wird ebenfalls gemessen und von einem Datenlogger aufgezeichnet. Dort muss noch ein Modul gebaut werden das die Daten einerseits Analog und einerseits im CAN Format darstellt - Herausforderung hierbei ist die Werte durch den digitalen Teil nicht zuverfälschen (impedanzen etc).


Also jede Menge Arbeit während dem nächsten Semester


Grüße

Edit:
Design fürs Display (http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;L...wQARsAACIjTvk5dc5531bc3d6695e9a925bef39facf26) ist fertig:

 

[Grandpa]

Hi BlackDevil,

ist doch ein tolles Projekt. Nach Fertigstellung hätte ich gern eins, in 1/43...


Grüsse,

Michael

 

[BlackDevil]

Danke. Och ich denke man könnte eines zum Verkauf anbieten nur günstig wird es sicher nich Aber wenn dann 1:1

 

[Grandpa]

Hi BlackDevil,

Wird aber schwierig, das Gewicht zu ziehen...

Aber ernsthaft: Soll das Lenkrad später praktisch angewendet werden? In einem selbst programmierten Renn- Spiel z. Bsp.? Oder bleibt es nur "das Projekt"?


Grüsse,

Michael

 

[BlackDevil]

www.formulastudent.de Das kommt in ein echtes Monoposto




War unser erstes Fahrzeug, noch mit keinerlei Elektronik. Im nächstne Auto soll sich das ändern

 

[Grandpa]

Hi,

das ist ja echt super. Da wünsche ich Euch viel Erfolg.
Hab mir kurz Deinen Link angesehen (Monoposto). Die alten Rennwagen hätte ich gern für die Carrera- Bahn. Die werde ich wohl irgendwie selbst (um)bauen müssen...


Grüsse,

Michael

 

[BlackDevil]

Hehe Danke Monoposti sind im Motorsport auch allgemein "Einsitze Formelrennwagen" - so wie unserer, Formel 3, Formel Renault, Formel 1 etc Unsere Kiste ist ja alles anders als Altmodisch

 

[Grandpa]

Hi,

ich bin und bleibe halt der Dinosaurier. Die alten Renn- und Sportwagen bis Ende der 60er sind doch einfach nur geil.


Grüsse und schönen Sonntag,

Michael

 

[BlackDevil]

So kleines Update. Eigentlich sollte das Projekt im Staub versinken da die Zeit im laufenden Semester einfach nicht reicht. War aber ein Misverständnis - wir dachten das solle Ende Dezember fertig sein und das hätten wir nicht geschafft.

Nun erfuhr ich aber das die Zeit mitte Februar abläuft. Ergo: Nummer5 lebt


Ich habe nun vom Professor der uns in der Sache unterstützt ein STK500+501+AT90CAN128+CAN Receiver hier rumliegen - erste Experimente könnten also gestartet werden. Eine Bib von ihm habe ich auch, dort enthalten ist ein generischer sowie ein Treiber für FreeRTOS (auf dem soll das ganze aufsetzen) + ein Beispiel Projekt.

Nun fehlt mir noch ein CAN Dongle.
Ich habe mich für diesen hier
http://www.kreatives-chaos.com/artikel/can-debugger
entschieden. Allerdings ist mir das ganze noch zu groß, zu voll und zu teuer. Ich werde mal schauen das ich einen ruhigen Tag finde und das ganze ein wenig Strippe.
Meine ersten überlegungen:

• Könnte man das EEProm nicht auch weg lassen? -> Datenblatt
• Den Inverter in einen Single Inverter verwandeln und das ganze in SOT23 -> viel kleiner
• SMD Duo Leds oder je zwei SMD LED
• andere Platzierung der Bauteile
• CAN Receiver mit galvanischer Trennung inside
• SubD statt Flachbandkabel anschluss (machts zwar wieder größer aber das ist egal

Mein wusch: USB Stick größe. Aber das wird glaube ich nichts. Ich überlege auch so etwas selbst zu stricken, mit FreeRTOS. So als einstiegs CAN Projekt. Ist ja so schwer im grunde nicht - allerdings frage ich mich ob es Sinn macht das Rad neu zu erindne


grüße

 

[BlackDevil]

Aktueller Stand: Schaltplan für das Lenkrad wird im Moment erstellt. Dabei gibt es das ein oder andere Problem mit Spannungsversorgungen und co.

Problem:

Der CAN-Transceiver möchte auf beiden Seiten mit 5V versorgt werden. Die eine Seite ist kein Problem. Die andere Seite schon, schlieslich habe ich zwei Potentiale. Jetzt suchen wir eine kompakte und günstige Lösung aus 12-15-Lichtmaschinen-Volt eines Einzylinders ohne große abgabe von Wärme 5V zu erzeugen . 7805 fällt eigentlich Flach, der produziert zuviel Wärme.
Jemand einen Tipp? Günstig hiese hier unter 2€

Grüße

 

[Bonze]

spannungsteiler?

 

[BlackDevil]

Ich glaube nicht

 

[Dirk]

Jetzt suchen wir eine kompakte und günstige Lösung aus 12-15-Lichtmaschinen-Volt eines Einzylinders ohne große abgabe von Wärme 5V zu erzeugen . 7805 fällt eigentlich Flach, der produziert zuviel Wärme.
Jemand einen Tipp? Günstig hiese hier unter 2€

Hallo BalckDevil,

wenn bei einem Linearregler zu viel Verlustleistung entsteht, bietet sich ein Schaltregler an. Super günstig ist der MC34063, hier könntest du mit Peripheriebauteilen unter 2€ kommen. Etwas mehr kostet der LM2575.

Gruß,
Dirk

 

[BlackDevil]

http://de.farnell.com/stmicroelectronics/mc34063abd/dc-dc-controller-smd-34063-so8/dp/1087205
Sieht gut aus das Teil, ich werd mir da mal das Datenblatt ansehen. Danke

 

[BlackDevil]

Ging etwas unter. Platinen sind bestellt - Programmierung geht bald los Falls interesse besteht kann ich mal die Layouts posten

 

[BlackDevil]

Servus

Gehäuse sind aus ABS Kunststoff, IP65 (werden mit Kraft/Druck verschraubt, die sind echt dicht Oo) und mit Kupferleitlack lackiert (Geschirmt) :thumbsup: Kosten: Irgendwo zwischen 30 und 50€, für uns umsonst (Bopla).

Gehäuse für die Hauptsteuereinheit, MCU genannt

Gehäuse und Platine der MCU, DCDC Wandler (Spannungsversorgug, trennt die Lichtmaschine von der restlichen Elektronik) und ein Wannenstecker mal provisorisch aufgesteckt. Problem: Ein IC-Footprint ist zu klein => Fuck

MCU Platine von hinten

Gehäuse des Leistungsteils

Gehäuse des Leistungsteils, Platine eingelegt

Leistungsteilplatine von hinten

Lenkrad Platine von oben

Lenkrad Platine von hinten

Lenkrad Platine, Anzeige Elemente und ein Wannenstecker provisorisch aufgesteckt.

Hinweis: Bei der MCU Platine muss man noch schauen ob die Steckverbinder nach außen so passen wie ich sie vorgesehen hab. Ich konnte die Zeichnung nicht gescheit lesen aber es müsste passen. Bei der Lenkradplatine muss noch schauen wie dick das ganze wird am Ende und wie hoch die Anzeige Elemente verbaut werden

Grüße

PS: mal schaun wie lang die bilder hier gehen

 

[dino03]

Pixies Teil 1

Hallo,

PS: mal schaun wie lang die bilder hier gehen

Na da kann man ja abhelfen ...
Ich hab die JPEG-Komprimierung noch etwas vergrößert. Damit sind die
Dateien noch etwas kleiner geworden. Die Bildgrößen sind aber geblieben.
Ich hoffe mal es ist dir recht ...


DSC_5610.jpg


DSC_5613.jpg


DSC_5615.jpg


DSC_5616 copy.jpg


DSC_5623.jpg

 

[dino03]

Pixies Teil 2


DSC_5626.jpg


DSC_5634 copy.jpg


DSC_5639.jpg


DSC_5640.jpg

Es nimmt ja langsam Form an

Gruß
Dino

 

[Grandpa]

Hi BlackDevil,

na super, geht ja voran.

Von den TRACO's hab ich ein paar rumfliegen; die kommen bei mir jetzt auch um Einsatz. Perfekt, da ich zukünftig mit einer Eingangs- Spannungsversorgung von 24V arbeite (wird dann aufgeteilt).

Auf Eure Platinen kann man ja doch ein bisschen neidisch werden. Sieht gut aus.
Ist mir aber zu teuer, da geb ich lieber etwas mehr für Bauteile aus. Habe grad, unter anderem, zwei Mega32 für je 3,15 und 4 ATTiny84 für je 2,45 bei Reichelt bestellt


Grüsse,

Michael

 

[BlackDevil]

Danke. Ja, ich hab Eagle Technisch auch eine Menge gelernt bei dem Projekt.

Schlussendlich sieht unser Konzept so aus:
Die Hauptsteuereinheit bekommt als CPU einen AT90CAN128 auf dem ein FreeRTOs läuft. Dieser empfängt vom CAN sämtliche Daten die das Motorsteuergerät so her gibt, verarbeitet Sie (zum Beispiel in eine Temperatur oder einen Druck) und schickt sie über RS232 an das Lenkrad weiter. Ein weiterer RS232 Port wird am Armaturenbrett vorgesehen werden. Dort soll dann ein Laptop angeschlossen werden um die Daten dort Anzeigen zu lassen (dort kann man dann das gesamte Drehzahlband ansehen (wichtig für eine technische Abnahme).

Im Lenkrad werkelt ein ATMega64. Der empfängt Temperaturen und die Drehzahl und wandelt sie in die entsprechenden LED um (der Bogen ist die Drehzahl, die 4 unteren sind DuoLEDs für Alarme). Weiterhin werden dort dran Taster angeschlossen (3stk: Hoch- und Runterschalten sowie auf Neutral schalten) und die Information ob einer gedrückt wurde wird an die MCU geschickt.

An die MCU ist weiterhin auch der Leistungsteil angeschlossen - ohne Bus. Hart verdrahtet mit einem geschirmten Gehäuse werden 2 Optokoppler geschaltet welche wiederum zwei FETs schalten welche wiederum den Magneten schalten welcher wiederum das Getriebe betätigt . Das ist unserer Meinung nach eine Robuste und wenig Fehleranfällige lösung. Wir haben überlegt ob wir das an den CAN Bus hängen, haben uns aber dagegen entschieden da viele Teams probleme mit CAN haben.

Zu den Platinen: Die haben wir ebenfalls gesponsort bekommen. Ich find es aber def. besser gescheite Platinen zu haben als so einen Bastelwastel kram. Den Leistungsteil haben wir in "billig" im Moment im Auto, die MCU wäre auch noch gegangen wenn ich die komplett bedrahtet gestaltet hätte. Aber das Lenkrad hätte die HS Darmstadt NICHT hinbekommen und ich musste so klein Layouten.

Und zu den Bauteilen:
TRACO TEL5: 20€
AT90CAN128 10,10€
ATMEGA64 4,50€
Max232 2x0,73€
+ viel viel kleinkram. Insgesamt kosten die Bauteile ca 60€


Grüße