Suzuki Meter Cluster goes CAN

[Säätäjä_setä]

Laitetaan tähän vaikka ei olekkaan varsinainen maasturiprojekti. Liittyy kuitenkin Johanneksen Pick-Up Suzuki sähköistykseen.


Autossa on hieno mittaristo mikä uhkaa sähköistyksen myötä jäädä mykäksi.



Tälle tavaralle ei löytynyt mittaristosta sopivaa liitintä.



vaikka miten etsi !



Ei auttanut muuta kuin pitää projektipalaveri. Tästähän tuli eläkeläiselle "tilaus" ja hyvää aivojumppaa. Toteutusta helpottaa, että Leafin CAN protokollat on aika hyvin häkätty ja eläkeukolla jotain aikaisempaa kokemusta CAN väylästä ja elektroniikasta. Tietenkin myös Johanneksen tähänastinen työ Zombiverter VCU:n konfiguroinnin ja ohjelmoinnin kanssa auttoivat tätäkin projektia. Tästä lähtee projektin ylimalkainen dokumentointi.

[Säätäjä_setä]

Mittareista vaille ohjausta jää:
- rundimittari
- bensamittari
- lämpömittari

Varotusvaloista vaille isäntää jää:
- Check Engine valo
- lataus/akku valo
- öljynpaine valo

Homma lähti liikkeelle ideoimalla mitä näillä voisi näyttää välittämättä vielä onko se mahdollista.

Rundimittarilla voi tietysti näyttää sähkömoottorin pyörintänopeuden. Tällainen data löytyy CAN väylästä. Tämä valikoitui ensimmäisen version toteutukseen. Rundimittarin voi myös laittaa näyttämään mitä vaan. Nollakohta vaikka 2:n kohdalle. Ylöspäin tehoa ja alaspäin regen tehoa kuten oikeissa sähköautoissa. Ehkä seuraavassa versiossa tämä. Tähänkin tarvittava data löytyy CAN viesteistä

Bensamittarille luonnollinen näyttö on akun varaustila SOC eli State of Charge. Datat löytyy viesteistä. Kyse on vaan skaalauksesta ja mittarin ohjauksesta.

Lämpömittari myös periaatteessa selvä tapaus. Laitetaan näyttämään lämpöä, mutta mitä. CAN viesteistä löytyy: Moottorin lämpö, taajuusmuuttajan IGBT trankkujen lämpö ja taajuusmuuttajan muun elektroniikan lämpö. No kun saa mittarin ohjauksen ja skaalaukset toimimaan niin datan voi valita myöhemminkin.

Akkuvalolle Johannes keksi heti hyvän käytön. Varoitusvalo sytytetään kun SOC laskee alle 20%:n. Myöhemmin tällä ehkä vilkutellaan myös latauksen etenemiseen liittyviä asioita.

Öljyvalo on vielä käyttöä vailla. Kunhan saadaan auto kasaan niin eiköhän tuollekin lampulle läydy käyttöä.

Check engine valolla tietysti ilmaistaan erilaisia vikatiloja. Toiminta hakee vielä muotoaan. CAN sanomista kun löytyy eri järjestelmien erilaisia vikaindikaattoreita, mutta ymmärrys ei vielä riitä mitkä oleellisia ja missä tilanteissa esiintyvät. Ensimmäisessä versiossa laitetaan näyttämään vain kaikkien vikojen äitiä eli vikaantunutta CAN väylän liikennöintiä. Jos tähän tilaan päädytään niin autossa ei toimi enää mikään.

[Säätäjä_setä]

Rundimittarin signaalin generointi on periaatteessa yksinkertainen juttu. Perinteisessä (virranjakajallisessa) nelisylinterisessä bensakoneessa sytytyspulsseja tulee 2/kampikierros. Tämä tarkoittaa, että tarvittava taajuus on RPM/60*2 . Esimerkiksi mittarin näyttäessä vaikka 3000 on taajuus 100Hz. Helppo juttu. Ei tarvitse kuin osata ohjelmoida mikrokontrollerin ajastinsysteemi siten, että tarvittavat taajuudet 0-340Hz pystytään tuottamaan. Tähänkin kyllä liittyy muutamia pikku juttuja.
Mittarin herkkyydestä sytytys-signaalille ei ollut mitään tietoa. No tämäkin on helppo selvittää kokeellisesti. Sytytysjärjestelmästä saatava signaali on muutama sata Volttia. Ei ole mitään järkeä ruveta synteettisesti tuottamaan samanlaista. Helposti selvisi, että mittari reagoi koin 20V signaaliin. Tähän marginaalit päälle niin toteutukseen tuli 30-40V tienoilla oleva signaali.
Joka juttuun liittyy yllätys. Niin tähänkin. Mikäli rundimittarille ajaa symmetristä kanttiaaltoa näyttää se oikein noin viiteen tonniin minkä jälkeen mittari sekoaa. No tämäkin selvisi nopeasti. Pulssin ajoituksen pitää jäljitellä oikeaa sytytysjärjestelmää. Lyhyt vakio on-aika ja lepoaika määrää taajuuden. On-ajaksi tuli kokemusperäinen Stetson vakio 1ms. Tätä suuruusluokkaa puolasytytyksissä ensimmäinen nousu on. Sitten ei auttanut kuin istua ja kukea datakirjaa. Ratkaisu löytyi ja mittarin ohjaus toimii tapista-tappiin.

[Säätäjä_setä]

Tässä myös ensin perustutkimusta. Mittareiden toimintaperiaatteesta ja antureiden ominaisuuksista ei ollut tietoa kun ei ole koskaan tarvinnut korjailla näitä. Nopeasti selvisi, että molemmat mittarit ovat lämpösähköisiä. Sähkävirralla lämmitetään bimetalli liuskaa mikä sitten kääntää viisaria. Anturit pelkkiä vastuksia. Bensatankissa reostaatti ja lämpöanturi NTC vastus. Konttorilla kun ei sattunut olemaan bensatankkia ja lämpöanturia niin vastusten suuruudet selvisi myös kokeellisin mittauksin. Osoittautui, että molempien mittareiden alue alatapista ylätappiin vastaa 10 ... 60 ohmin anturivastusta. Muita havaintoja oli, että mittareille syötettävä jännite on reguloitu jotta akkujännite ei vaikuttaisi mittauksiin. Regulointi on vaan toteutettu menneen maailman menetelmin. Mittaristossa on erillinen bimetallirele mikä värähtelee harvakseltaan (muutama jakso sekunnissa). Tällaisella systeemillä on-off aikaa säätämällä voidaan tuottaa aika lailla vakio keskiarvo jännite mittareille. Tällaiset bimetalli liuska mittarit kun ovat valtavan hitaita niin tämä jännitteen värähtely (pätkiminen) ei näy viisarissa mitenkään.

Anturivastukset voi korvata aseteltavalla virtageneraattorilla. Testivastusten yli mitatuista jännitteistä selvisi, että mittareiden tapista-tappiin virta-alue on noin 100-200mA. Ei muuta kun keksimään ja labraamaan.

[Säätäjä_setä]

Scheemasta tuli tämän näköinen.
https://forums.offipalsta.com/newrep...te=1&p=1474060

Nykyaikana laiskan miehen prossuvalita on jokin valmis esimerkiksi Arduino moduli. Jos ei muuta hyötyä niin hyvä valmis kehitys- ja ohjelmointiympäristö saatavilla. Tähän projektiin valikoitui pieni Arduino Nano kortti. CAN interface syntyi Microchipin MCP2515 ja MCP2551 piireillä.
Rundimittarin 40V jännite tuotetaan lootasta löytyneillä 12/24V muuntimilla siten, että tuo noin 24V summataan akkujännitteen päälle niin saadaan akkujännitteestä riippuen 30-40V jännite.
Virtageneraattorit on operaatiovahvistin, tehotrankku ja mittausvastus + vähän muita komponentteja. Ohjaus toteutettu softalla ja PWM DAC:illa. Toiminta-alue 0-200mA. Kytkennässä varauduttu myös siihen, että ojhaus voi tulla muualta (vaikka Zombivertteriltä). Merkkilampuille MOSFET kytkimet.

Tälle CAN interface piirilevylle piti sitten löytää sopiva paikka. Joku erillinen purkkikin kävi mielessä, mutta siisti ratkaisu olisi mittaristo mihin tulee vain CAN väylä. Mittariston takana oli vänän niinkuin varattu paikka tälle systeemille. Myöhemmin selvisi, että USA mallissa tässä on ovi/turvavyö summeri.



Piirikortille muotoa ja kokoa sitten tämän speksin mukaisesti.



Ja siihenhän se sopi.

[Säätäjä_setä]

Piirilevyt tilaukseen, osien haalimista maailmalta ja kohta kortit kasassa. Nykymaailman ongelma on se, että kaikilla on luettelot täynnä mielenkiintoista tavaraa, mutta ongelma on mistä saisi ostettua yksityishenkilönä. No kaikki tarvittava löytyi.



Ensimmäiseen korttiin tuli laitettua virtageneraattoreiden trankut pohjapuolelle ajatuksella, että ne saisi pellin päälle jäähtymään. Pidemmissä koejoissa kuitenkin osoittautui, että jäähdytyslevyä ei tarvita.



Vaikka mittaristo ottaakin maksimissaan noi 0.5A virtaa eli noin 6-7W.



Myöhemmin kortista tuli otettua lämpökamerakuva. Kuumin paikka näyttää olevan Arduino Nano kortin 5V regulaattori. Noin 50 astetta huoneen lämmössä. Autossa joutuu kyllä pahempaan paikkaan kun on kuuman koelaudan sisällä.



Kytkennät mittaristoon onnistui helposti. Lähes kaikille liityntäpisteille löytyi ruuvi tai pultti minkä alle sai kaapelikengän. Lampuille joutui juottamaan johdot.

[Säätäjä_setä]

Kun hardware (kasatut kortit) testattu niin softan kimppuun. MCP2515 kontrollerille löytyy useampikin CAN stäkki. Tässä oli ainoastaan valinnan vaikeus edessä ja tietenkin jonkin verran testausta, että pääsi sinuiksi kirjastojen kanssa.
Leaf protokollan sanomistakin löytyi riittävästi tietoa oman toteutuksen pohjaksi.
Sitten seurasi se väistämätön vaihe. Omat kamat kiinni Leafin väylään ja katsotaan tulkitseeko keksibtö mitään. Yllättäen kaikki testiä varten tehty koodi toimi laakista.

[Säätäjä_setä]

Tarkempaa kirjoituspöytätestausta ja softan jatkokehitystä varten syntyi vielä simulaattori. Ensimmäinen versio simulaattorista lähettää Leafin 0x1DA, 0x55A ja 0x55B sanomia sekä random dataa. Random datan tarkoitus on varmistaa, että systeemi ei sekoa mistään itselle kuulumattomasta väylän liikenteestä.



Simulaattorin olisi voinut hyvin tehdä tästä omasta kortistakin, mutta käsillä sattui olemaan Arduino UNO ja siihen CAN shield interface niin tämä käytettiin tähän hommaan.

[Säätäjä_setä]

Kortteja syntyi sekä auton mittaristoon että kirjoituspöytätestejä varten.



Softaan tuli koodattua vielä testi / demo tila missä kontrolleri itsekseen liikuttelee mittareita ja vilkuttelee lamppuja.

[Säätäjä_setä]

Taitaa olla maailman ensimmäinen CAN väylään kytkettävä SJ413 mittaristo.

[offroadjouni]

Sanattomaksi vetää... Hienoa kyllä jos saatte tämänkin osan konversiosta toimimaan uuden tekniikan kanssa.

[pillimehu]

Alkuperäinen kirjoittaja Säätäjä_setä

Perinteisessä (virranjakajallisessa) nelisylinterisessä bensakoneessa sytytyspulsseja tulee 2/kampikierros. Tämä tarkoittaa, että tarvittava taajuus on RPM/60*2 . Esimerkiksi mittarin näyttäessä vaikka 3000 on taajuus 100Hz. Helppo juttu. Ei tarvitse kuin osata ohjelmoida mikrokontrollerin ajastinsysteemi siten, että tarvittavat taajuudet 0-340Hz pystytään tuottamaan. Tähänkin kyllä liittyy muutamia pikku juttuja.
Mittarin herkkyydestä sytytys-signaalille ei ollut mitään tietoa. No tämäkin on helppo selvittää kokeellisesti. Sytytysjärjestelmästä saatava signaali on muutama sata Volttia. Ei ole mitään järkeä ruveta synteettisesti tuottamaan samanlaista. Helposti selvisi, että mittari reagoi koin 20V signaaliin. Tähän marginaalit päälle niin toteutukseen tuli 30-40V tienoilla oleva signaali.
Joka juttuun liittyy yllätys. Niin tähänkin. Mikäli rundimittarille ajaa symmetristä kanttiaaltoa näyttää se oikein noin viiteen tonniin minkä jälkeen mittari sekoaa. No tämäkin selvisi nopeasti. Pulssin ajoituksen pitää jäljitellä oikeaa sytytysjärjestelmää. Lyhyt vakio on-aika ja lepoaika määrää taajuuden. On-ajaksi tuli kokemusperäinen Stetson vakio 1ms. Tätä suuruusluokkaa puolasytytyksissä ensimmäinen nousu on. Sitten ei auttanut kuin istua ja kukea datakirjaa. Ratkaisu löytyi ja mittarin ohjaus toimii tapista-tappiin. CAN interface syntyi Microchipin MCP2515 ja MCP2551 piireillä.
Rundimittarin 40V jännite tuotetaan lootasta löytyneillä 12/24V muuntimilla siten, että tuo noin 24V summataan akkujännitteen päälle niin saadaan akkujännitteestä riippuen 30-40V jännite.
Virtageneraattorit on operaatiovahvistin, tehotrankku ja mittausvastus + vähän muita komponentteja. Ohjaus toteutettu softalla ja PWM DAC:illa. Toiminta-alue 0-200mA. Kytkennässä varauduttu myös siihen, että ojhaus voi tulla muualta (vaikka Zombivertteriltä). Merkkilampuille MOSFET kytkimet.

siismitä...???... IHANUFOA!!!!

[veijon-esso]

Alkuperäinen kirjoittaja offroadjouni

Sanattomaksi vetää... Hienoa kyllä jos saatte tämänkin osan konversiosta toimimaan uuden tekniikan kanssa.

Täysin samaa mieltä, ihan ufotason hommia tämmöselle rälläkän käyttäjälle!

[slapvete]

Erittäin hienoa toimintaa!