[arduino] Fahrerlebnissometer

013_arduinoBei BMW – so hab ich gehört – gibt’s einen Fahrerlebnisschalter. Mir ist jetzt nicht klar, ob dieser Schalter default-mäßig ein oder ausgeschaltet ist. Also, ob man bei so einem BMW das Fahr-Erlebnis erst ausschalten muss, um unaufgeregt dahinzugleiten, oder ob das Erlebnis mit dem ersten Meter aus der Parklücke schon anfängt. Mein BMW hat auch einen “Fahrerlebnisschalter”. Experten nennen den auch Gaspedal. Egal. Kommen wir zu einem anderen Erlebnis: Messtechnik meets Bastelbude.

Wie ließe sich das Fahrerlebnis besser anzeigen als mit einem Beschleunigungsmessgerät? Grundstein meiner weltweit wahrscheinlich einzigartigen Sammlung von Beschleunigungsmessgeräten war ein Zeigerinstrument, das ich seinerzeit erst in meiner DS und danach in meinem 911er installiert hatte. Ich fand das immer ganz interessant, einen Eindruck davon zu bekommen, wie hoch die wirkenden Beschleunigungen und Verzögerungen sind, gerade auch im Hinblick auf die Zahlen, die man so in Unfallrekonstruktionen anwendet. Später hatte ich sowas, nun für Längs- und Querbeschleunigung, als Digitalinstrument gebaut. Das war allerdings rein optisch eher nicht so schön. Display und “Rechner” waren auch getrennt in zwei Kästen. Alles irgendwie ungeil.

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Schon länger haben es mir diese kleinen Einplatinenrechner angetan, wie z. B. der Arduino. Irgendwo flogen bei mir auch noch ein paar Analog Devices Beschleunigungssensoren rum, und so stand das erste Projekt fest: Ein analoges Beschleunigungsmessgerät. Aber erst mal musste ich mit meinem neuen italienischen Kumpel warm werden, was schnell klappte. Der Arduino grüßt mich freundlich und kennt schon die richtige Antwort.

Schon mal ganz schön super. Als nächstes hab ich meinen alten ADXL202 angekabelt, der mir nach ein paar Programmierfingerübungen auch schon passable Werte lieferte. Vorteil ist ja heutzutage, dass man sich im Netz viele, viele Tipps und Beispiel-Code holen kann. Denn allein das Ansteuern der Anzeige hätte ich allein nie hingekriegt. Was ich aber z. B. nirgendwo fand, ist, dass man nachdem Beschreiben einer Anzeigenzeile diese auch wieder löschen muss. Wenn nämlich ein Zahlenwert nur zweistellig ist und da vorher ein dreistelliger stand, kann man sich ganz schön lange fragen, warum die Anzeige unplausible Werte liefert, wenn man nicht ahnt, dass nur die Stellen überschrieben werden, die tatsächlich aktualisiert werden, und alle anderen ihre Information behalten.

002_arduinoAls nächstes kam das Zeigerinstrument ins Spiel. Das wollte ich eigentlich mit einem Schrittmotor bewerkstelligen, hab dann aber doch erst ausprobiert, ob man über die Pulsweitenmodulation (PWM) auch ein Zeigerinstrument ansteuern kann. Ergebnis: Klappt! Blöd ist, dass die meisten Anzeigen nur einen Zeigerwinkel von 90° liefern. Das war mir zu wenig. Ich wollte mehr! Also hab ich mir einen kleinen Drehzahlmesser besorgt. Warum man sowas für nicht mal 13 Euro inklusive Versand bekommt und einem das auch noch aus England geliefert wird, ist mir unklar. Egal. Kaum angekommen, hatte ich es schon zerlegt und ausgeweidet. Als erstes zeigte sich, dass der Zeiger stark gedämpft ist. Nach weiterem Zerlegen fand ich heraus, dass die Zeigerachse in zähem Fett gelagert ist. Das habe ich entfernt und schon ging der Zeiger so leicht, wie er sollte. Schnell noch den Strom gemessen: Knapp über 40 mA bei Vollausschlag. Das geht gerade noch. Vollausschlag hat man ja nicht so oft.

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Dann war das Zeigerinstrument auch schon schnell an einen PWM-Ausgang angeschlossen. Erst dachte ich, dass der Zeiger eine Mittelstellung haben soll und dann nach links und rechts ausschlägt. Ich hab mich dann aber entschlossen, dass, egal in welcher Richtung die Beschleunigung wirkt, der Zeiger immer in die gleiche Richtung ausschlägt. Und da ich ja einen zweiaxialen Beschleunigungssensor hatte, hab ich mir dann noch gedacht, dass man zwischen Längs- und Querbeschleunigung mit einem Tastendruck wechseln kann. Eine LED zeigt dann die gewählte Messachse an.

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Den “großen” Arduino (Uno R3)  hab ich mir im Grunde als Entwicklungsgerät besorgt. In das Rundinstrument wandert dann der Arduino Nano-Derivat , hier unten im Bild. Der kann das gleiche wie der große, ist nur kleiner.
Nachdem die Software soweit lief, musste ich den ganzen Kram nun in das vorgesehene Gehäuse einbauen. Zum Arduino Nano gesellt sich noch die Platine mit dem Beschleunigungssensor und ein Spannungsreglerbaustein. Zwar kann man den Arduino an bis zu 12 Volt hängen, aber im Auto hat man ja schon mal etwas mehr. Außerdem kann ein Kondensator zum Glätten auch nicht schaden.

009_arduinoDiverse Bauteile mussten dafür an andere Stellen umgesetzt werden, damit alles in die kleine Röhre des Messgeräts passt. Die Beleuchtung des Geräts habe ich erst mal wieder eingebaut wie sie war, allerdings wird mir die Glühbirne zu warm. Da werde ich wohl noch LEDs einbauen.

Überhaupt scheint der große Arduino die Werte des Beschleunigungssensors etwas anders als der Nano auszuwerten. Da muss ich die Software noch mal anpassen, damit der Zeiger wirklich anfangs auf Null steht. Vielleicht baue ich auch noch eine automatische Nullstellungsfunktion ein. Mal sehen. Ach, und das Superdupercarbonoptik Zifferblatt muss noch anders beschriftet werden. Wenn ich das ganz neu mache, kann ich auch noch eine andere Skala aufdrucken. Dann muss ich mich nicht mit einem Maximalwert von 7,5 m/s2 zufrieden geben. Work in Progress. Sowas ist ja nie fertig.

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Datum: Montag, 27. Januar 2014
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