Funderar på att bygga om bil-el på 87'a

[cetex]

Hej!

Bakgrund:
Jag har en Suzuki SJ413 (bensin) från 87 som jag så småningom är sugen på att göra något åt elsystemet på.
Den är idag så analog det bara går och har i mitt tycke lite underdimensionerade kablar o.s.v. (Spänningsfall in till kupén, ytterligare spänningsfall till lysen o.s.v). Bilen saknar dessutom stöldskydd (förutom nyckel/rattlås) så det är ett bra tillfälle att bygga in detta samtidigt.

Jag har en idé om att en snygg lösning vore att flytta ut de flesta strömförbrukarnas relän ur kupén och eventuellt stoppa in någon form av bus-system för att få ner mängden kabeldragning in till kupén. T.ex en ruggeduino (eller något liknande byggt för ändamålet) i kupén som tar input från spakar och reglage och en ruggeduino i motorutrymmet som styr relän för lyse, startmotor o.s.v. Då kan jag dessutom rätt enkelt få en startspärr och ett hemsnickrat larm i bilen.
För att få det rätt vattentätt tror jag att låda med silikonpackning samt någon typ av lim + krympslang i genomföringar + AMP's kontakter för anslutning av all utrustning räcker. (Sjukt overkill jämfört med vad den har idag)

Funderingar:
Hur skulle det fungera med t.ex i2c?
Den tänkta kabeldragningen är 3meter och går rätt nära tändspole/tändkablar o.s.v. Vilken typ av kabel rekommenderas?
Finns det bättre lämpade protokoll som är lätta att implementera?
Räcker de extra skydden på en ruggeduino eller bör lägga till något ytterligare?

[13th.Marine]

Jag hade kört något differentiellt, och sen hade jag kikat på CAN =)

[cetex]

MCP2551 och MCP2515 är ju faktiskt rätt billiga, jag trodde liknande chip skulle kosta mycket mer, och då får jag ju felhantering inbyggt och vad jag förstått endast två tåtar.

Finns det färdiga kretsar typ PFC8574A / PFC8575C som finns till i2c för att styra outputs eller läsa inputs remote? vore skönt att bara ha en arduino/avr att programmera / designa kort till.

[gOry]

Känns inte som rätt bil att ha massa fin-elektronik i. Är de inte lättare att bara fixa problemen som är idag! Lite fetare kablar till de som behövs, reläer till ljusen och hämta matningen direkt från generator..
Stöldskydd fixar man absolut säkrast och lättast med en hemlig brytare till bensinpumpen! Så attraktiv kan väl inte bilen vara?

[blueint]

I2C skulle jag inte använt. Det bör vara differentiellt, kanske t.om med lite isolationstransformator som delar upp de lite längre sträckorna. Sedan behöver inte minst elförsörjningen till kretsarna skyddas mot överspänningar.
Problemet med fukt och temperatursvängningar finns förstås också.

Samt se upp så att mikrokontrollern verkligen inte har några programbuggar som t.ex missar att slå på bakljus men rapporterar "allt ok".

[cetex]

Känns inte som rätt bil att ha massa fin-elektronik i. Är de inte lättare att bara fixa problemen som är idag! Lite fetare kablar till de som behövs, reläer till ljusen och hämta matningen direkt från generator..
Stöldskydd fixar man absolut säkrast och lättast med en hemlig brytare till bensinpumpen! Så attraktiv kan väl inte bilen vara?

Jag hade en offroader, jeep cherokee -92'a (höjd o.s.v) för 1.5år sedan, hade inbrott vid nyår, fixade rutan, bilen stulen i mitten av februari, återfunnen, ruta och lås fixat, stulen igen slutet av februari då dom försökte fly från polisen och körde rätt ut i skogen och välte. Samma förövare vid bägge stölderna, men dom blev inte fälld för de i domstol. (men narkotikainnehav "åkte han dit" på ..)

Varken Jeepen eller suzuki'ns värde är spec högt, men för mig har dom varit värda rätt mycket. Har haft modernare och dyrare bilar innan som jag förvisso varit rädd om, men det var ju mest bara för att man var så illa tvungen då värdet på dom baseras på hur snygga dom är. Detta är alltså min hobby som jag investerar rätt mycket tid i.

I2C skulle jag inte använt. Det bör vara differentiellt, kanske t.om med lite isolationstransformator som delar upp de lite längre sträckorna. Sedan behöver inte minst elförsörjningen till kretsarna skyddas mot överspänningar.
Problemet med fukt och temperatursvängningar finns förstås också.

Samt se upp så att mikrokontrollern verkligen inte har några programbuggar som t.ex missar att slå på bakljus men rapporterar "allt ok".

Jag börjar inse det. Can bus verkar rätt vettigt, så jag ska försöka sätta mig in i det.
Och, ja. Det kommer ju att krävas lite testning med mindre kritiska saker innan jag eventuellt kopplar in lyse / tändning på controllern.

Bilen när jag köpte den:




Sedan dess har det rostlagats, renoverats bakaxel, bromsar, besiktats (första gången på 8år), byggts om lite småsaker, växellådsbyte/renovering + genomgång av kardaner står på tur, winchen ska renoveras och återmonteras med säkerhetsbrytare, startspärr / larm ska fixas, luftfjädringen ska gås igenom och tanken är att sätta dit magnetventiler med styrning från kupén istället för de manuella som sitter i skuffen idag.
Ett extra-batteri för winchning / extraljus / backup / hjälpelektronik (kom-radio, lite usb-portar för laddning av mobiler o.s.v, cigg-uttag)..

Så det är en hel del mer elektronik i bilen än vad den har original, mer ska det bli, och jag skulle även vilja få total koll på hur all elektronik i bilen ser ut om man skulle "råka plurra" nån gång.

Startspärren har jag tänkt stoppa in på tre ställen. (det finns bara tre ställen att göra nåt..)
Startmotorns solenoid ska kräva att nyckel + ett relä som startspärren styr är aktiva.
bensinpumpen ska gå via relä styrt av startspärren.
Tändspolen ska gå via relä styrt av startspärren.


Jag vet att folk brukar gilla bilder, så såhär fin kan den vara på sommaren!




(lite mer bilder)

[cetex]

Jag har skissat på hur det skulle kunna se ut rent logiskt.

Can Bus Schematic.jpg

Det är i princip första gången jag funderar på att göra nåt mer än att slänga upp saker på en labbplatta, så jag är lite osäker på om jag tänker rätt.
Jag behöver nog framförallt input om saker att tänka på (skydd, säkringar, avkoppling el.dyl) innan jag sätter igång planerandet på allvar.

MCU'n ska snacka med Can Bus controllern över SPI.
Can Bus kontrollern snackar med en eller flera IO Expander enheter, (Eller eventuellt Can Bus controllers med en MCU bakom, kallar det IO Expander i vilket fall)
IO Expandern sköter tillslag av relän
IO Expanderns Analog Input drivs av en shunt för att mäta strömmen till varje förbrukare.

En sak jag kommit på är att säkringens placering rent praktiskt bör vara mellan +12v och relät.

Saker jag funderar på:

• Unknown[1], mellan MCU och Can Bus Controllern, Behövs det någon form av skydd där?
• Unknown[2], mellan IO Expanderns output och relät, har försökt läsa databladet (sida 51) http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21664D.pdf men blir osäker på om den kan source'a 25mA eller 200mA per port. Vilket värde är det som gäller?
• Någon shunt ni kan rekommendera som klarar 12v 5/10A och är en lämplig matchning med t.ex arduino eller ovanstående krets?
• Såg även nån krets med halleffektssensor när jag surfade runt, vad är skillnaden rent praktiskt mellan en sån och en shunt?

[cetex]

Jag fortsätter min monolog och hoppas nån hoppar in med lite svar på mina frågor allt eftersom jag gräver ner mig i detta

Just nu kikar jag på schemat för Ruggeduino för att se hur dom gjort strömförsörjningen, överväger att kopiera ruggeduino-designen men bryta ut den till ett eget kort.

Ruggeduino-power.png

Atmega'n sätter jag sen på samma kort som can-bus kontrollern.

Nu undrar jag varför dom valt en 30V zener på 1A som D1? Är det för att den klarar högre ström? - Det var ju en schottky diod. Lärt mig nåt nytt nu!
Om jag skippar power-dioden LED1, kan jag även skippa C3?

Mer frågor följer..

[13th.Marine]

C3 hör till regulatorn, så den ska du ha kvar.

Dock är jag fundersam över vad Q1 ska göra.
EDIT: Ah, den styr nog bara någon USB-matning.

Men en annan kommentar är att jag inte tycker den där lösningen är speciellt rugged, snarare ett vanligt "nätagg".

[cetex]

Ok, då behåller jag C3.

Men R3 behövs väl inte?
Spänningen till 3.3V LDO'n är väl stabil efter 5v regulatorn? (Vad kan annars R3 tillföra?)
5.1V Zener'n D2 mot gnd är nog bra att ha på +5v out, och en 3.4-3.5v zener på +3v out, om nu något skiter sig.

Säkringen F1, jag har kikat på PTC's, kommit fram till MF-SM100/33, 33volt max, hold-current 1.1A, Trip-Current 2.2A men är osäker vilket footprint den egentligen har? (vad är benämningen på det?), Det enda jag hittar är att det är "2-smd", inte t.ex "0608" el. dyl.
Längden på det enligt databladet är (mm) 6.73 - 7.98, snittet blir 7.355, bredden 5.44, blir det då sm7354? Eller räknar man det inte alls så?

Jag använder KiCad och det saknar lämpliga smd-footprints för denna så jag måste göra egna, men är osäker på vad den egentligen ska benämnas.

[13th.Marine]

R3 + D2 blir en styrning till Q1. Båda behövs för att spänningen inte ska bli för hög.

Om du länkar till ett datablad så är det enklare att tipsa om hur footprinten ska se ut.

[cetex]

Datablad för MF-SMxxx/yy

Har ritat upp pad'sen, men är fortfarande osäker på vad kapseln egentligen ska heta. Kallar den för sm7354 tills vidare, men det är nog inte rätt

[13th.Marine]

När jag jobbar så använder vi max-måtten, men de har rekommenderad footprint i databladet kör på den.
Om man verkligen är lat så kan den nog passa på ett 0402 footprint.

[cetex]

Ah. Inte för att vara jobbig nu men.

0402 Är inte det 0.4*0.2mm?
Denna verkar ju ha måtten 7.3 * 5.4mm, så det känns inte riktigt rätt. Eller har jag tänkt helt fel nånstans?

Jag ritade in C3 igen, men undrar fortfarande om det verkligen behövs, gör en 0.1uF konding någon skillnad när den sitter tillsammans med 2st 10uF som bägge är inom väldigt kort avstånd.
när jag kikar har 10uF kondingar 10% tolerans, så då kan dom ju variera mellan 9 och 11uF, 0.1uF mer eller mindre borde väl inte göra nån skillnad om det inte är någon magi som jag är ovetande om som sker

Jag kanske kan byta ut C2 C3 och C4 (De tre mellan regulatorerna) mot en på 20uF, då kan jag ju trycka ihop regulatorerna mer..

Kastar upp detta här, litet som fan blir det. oklart om det blir vettigt, första försöket på att rita ett PCB, så hojta om jag tänkt fel.

PwrSupply V1.1.png

PwrSupply PCB V1.1.png

[13th.Marine]

Jag brukar räkna i milli-inch, iaf på "grus" (småkomponenter), och då är det ~1x0.5mm (vilket stämmer hyfsat med rekommenderat footprint i databladet)

Skillnaden mellan 10u och 100n (0.1u) ligger i "frekvenssvar", man skulle kunna att en mindre "svarar" snabbare, medans en större kan lämna mer och är långsammare.