XTZ-Bordcomputer


Mein aktuellstes Elektronikprojekt ist ein Bordcomputer für meine XTZ 750.
Er hat ein Grafikdisplay und bietet die folgenden hübschen Spielereien:

- Öltemperatur, Wassertemperatur, Lufttemperatur (TSIC 306 und TSIC 206)
- Verbrauchter Sprit (Durchflussmesser)
- Grafik-LCD von Electronic Assembly, 64x128 Pixel, weisse Beleuchtung
- ATmega644 als Controller, 20MHz
- RTC für die Zeit, am I2C (M41T00)
- Stoppuhr
- Messung der Bordspannung
- Menübedienung über Dreh-Drück-Knopf.
- Schaltregler zur Spannungsversorgung

So können die wichtigsten Infos während der Fahrt abgelesen werden und man hat eine hübsche Spielerei am Motorrad... :-D




Das Ganze wird am Bordnetz des Motorrades betrieben, deshalb hat es am Eingang noch eine Suppressordiode, um etwaige Spannungsspitzen zu schlucken.
Gleich danach kommt ein LM2574, ein hübscher, unkomplizierter Schaltregler, der mir 5V DC (10mV Ripple bei 300mA Belastung) mit max. 500mA erzeugt. Mit diesen "Simple-Switchers" habe ich bisher nur gute Erfahrungen gemacht und bin weiterhin von ihnen überzeugt.

Die RTC kriegt eine eigene kleine Backup-Batterie, damit die Zeit nach dem Abschalten nicht verloren geht. Die Uhr läuft mit einem eigenen 32768kHz Quarz.

Als Steuerelement dient ein Drehdrückschalter, den kann man endlos drehen und auch draufdrücken, das reicht für die gesamte Menubedienung. Zusätzlich wird noch eine rote 8mm LED verbaut, um etwaige Alarme (Übertemperatur, Druckverlust etc.) erkenntlich zu machen.

Das Grafik-LCD hat eine weisse LED-Hintergrundbeleuchtung und ist ziemlich kontraststark. Mittels Software-PWM kann die Helligkeit in 6 Stufen eingestellt werden.

Als zentrales Steuerorgan wird ein Mega644 verwendet, er liest die Sensoren, die RTC und den Durchflussmesser aus, misst die Bordspannung mit dem internen ADC, reagiert auf den Drehdrückschalter und steuert das LCD an.

Zur Spritmessung wird ein Durchflussmesser verwendet, prinzipiell ein mit Magneten bestücktes Schaufelrad in der Benzinleitung mit Hallsensor. Das Ding liefert 10`000 Pulse pro Liter und kann bis 50ml/Minute runter noch erkennen, was auch nötig ist, denn die XTZ verbraucht im Leerlauf 43ml Sprit pro Minute (rein stöchiometrisch ermittelter Wert). Hingegen schluckt die Gute bei Vollgas (8000RPM) gute 342ml pro Minute, das sind 5.7ml pro Sekunde, welche durch ein 3mm grosses Loch im Sensor müssen...mal sehen ob das klappt....

Das Gehäuse wurde aus dem Vollen aus Aluminium gefräst:



Es wird mit einer Klemmung am Lenker befestigt werden. Über ein 16 Poliges Kabel werden die Sensoren und sonstigen Anschlüsse mit dem Computer verbunden.
Das Gehäuse ist spritzwasserdicht, die beiden Gehäusehälften werden mit einer Dichtung dazwischen verschraubt.
Die rechte Öffnung im Foto oben beherbergt die rote Warnungs-LED, welche zu blinken anfängt, sobald irgend ein Parameter kritisch werden sollte. (z.B. Wasstertemperatur zu hoch etc.)

Hier noch eine Übersicht über die Menus:



Die Menüs können durch drehen am Drehschalter angewählt werden.

Und so siehts im Innern aus:


Am Motorrad wird ein eigener, kleiner "Kabelbaum" mit einem geschirmten Kabel aufgebaut, der alle elektrischen Leitungen vom Hauptteil zu den Sensoren führt.
Die Spannungsversorgung erfolgt (per Zündung geschaltet) über das Zündschloss; die 12V-Leitung wird dazu an der Hupe abgegriffen.
In die Versorgung wurde eine "Crowbar"-Schaltung eingeschleift, welche bei Überspannung eine Sicherung auslöst und so den Bordcomputer rettet. (Falls der Regler des Motorrades abbrennen oder der Blitz einschlagen sollte o.Ä.... ;-) )

Im Folgenden Bild sieht man den neuen Sensor-Kabelbaum. Im Kästchen (mit 3 Kabelbindern befestigt) befindet sich die oben erwähnte Überspannungs-Schutzschaltung.





Der Durchflussmesser wurde zwischen Tank und Benzinpumpe eingeschleift (nach dem T-Stück, welches die Tankhälften verbindet) Er wurde an einer Getriebedeckelschraube befestigt. Die Spritleitung hat nun einen kleineren Querschnitt, doch es haben sich keine Probleme ergeben, auch bei voller Drehzahl über längere Zeit kriegt sie genug Sprit. Der Durchflussmesser funktioniert tiptop, er liefert trotz der geringen Fliessgeschwindigkeit brauchbare Signale.

Der Öltemperaur-Sensor wurde direkt in den Öltankdeckel eingebaut. Dazu wurde ein Messingröhrchen durch den Deckel getrieben, am Ende umgebogen und verlötet und darin den Sensor untergebracht. So hängt er direkt im Öl, ohne jedoch mit dem Öl in Berührung zu kommen.

Der Wassertemperatursensor wurde aussen an ein Kühlwasser führendes Rohr geklebt. Da bin ich mir nicht sicher, ob der thermische Übergang nicht zuviel Verluste bringt und der Sensor einen zu geringen Wert anzeigt, da er zusätzlich auch noch Kontakt zur Aussenluft hat...
Öl- und Wassersensoren haben eine Genauigkeit von 0.5°C (TSIC206)

Der Sensor für die Lufttemperatur hängt vorne unter dem Cockpit, neben den Lampen. Er hat eine Genauigkeit von 0.3°C (TSIC306).


Das ganze System funktioniert sehr zufriedenstellend. Noch ein paar kleine Software-Unschönheiten, aber die lassen sich leicht beseitigen.
Jetzt habe ich endlich eine Uhr am Motorrad :-D

Hier ein paar Betriebsdaten:
Das Öl hat relativ lange, bis es auf Temperatur ist, (es sind immerhin 4.5l im Umlauf) bleibt dann aber bei ca. 75-83°C.
Das Wasser ist relativ schnell bei 60-70°C.
Die Bordspannung liegt währen der Fahrt bei ca. 14.4V.


Phoa, das war wieder einmal ein Monster-Projekt.
Č
ċ
ď
Mario Mauerer,
Oct 18, 2010, 11:11 AM
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