Söker hjälp med multifunktions ratt i racebil

[evouno]

Hej.

Peter heter jag och är ny här på forumet.

Jag har som hobby att bygga och tävla med racebilar och strävar alltid att gå ett steg längre.
Nu har jag börjat fundera på om det skulle vara möjligt att tillverka en egen "Multifunktionsratt" liknande F1 mm.

anledningen till det är så klart att det är riktigt häftigt men även att få in alla vanliga funktioner som används i ratten.
Idag har jag en 9 pol dinkontakt i rattnavet då jag måste kunna ta ur ratten för att kunna komma ur bilen.
detta gör ju självklart att mina möjligheter för många funktioner är begränsat.
Nu andvänder jag bara följande i ratten:

4 st funktions knappar till bilens display.
2 st andra funktioner.

men under vintern skulle jag vilja utvidga detta med hjälp av något sorts Canbus system? eller liknande till dessa funktioner:

5 st tryck knappar. ( vanliga puls knappar)
3 st tryck knappar. ( on/off)
2 st potentiometrar. ( 0-5v) för Traction controll och ABS justering

och eventuellt möjlighet för fler funktioner i framtiden.

rattaxeln och Snabb navet för ratten har för liten genomföring för att kunna dra in fler kablar än idag så därför funderar jag på om det finns något sätt att tillverka en krets mellan ratt och instrumentpanel via canbus? då som jag förstått det endast arbetar med 2 kablar ( can high och can low) plus 12v och jord för att ev kretskort skall fungera.

Så jag skulle vara väldigt tacksam om någon ville komma med tips och råd om hur man går vidare.

Med vänlig hälsning Peter

[hanzibal]

Hej och välkommen till forumet!

Mina spontana tankar om detta: Om det finns lediga pinnar i DB9:an DIN-kontakten och om enkelriktad kommunikation är tillräcklig (från rattreglage till fast monterad mottagare i bilen) så går det ju helt klart att lösa.

Enklast vore nog seriell överföring, alltså Tx-pinnen från UART på en MCU i ratten.

Istället för vanliga potar använder du rotary encoders, då kan du köra ut denna info tillsammans med övrig info från de andra reglagen på samma pinne.

Jag tänker mig alltså två delar:

1. Rattreglage/sändare med knappar, rotary encoders, mm efter behov
2. Mottagarbox fast monterad i bilen som tar emot kommando från rattreglaget och utför motsvarande verkliga åtgärder mot bilen (motor, växellåda, etc).

Du bygger alltså 1:an med valfri MCU och hittar sedan på ditt eget seriella protokoll för att skicka till mottagren. På samma sätt gör du mottagaren som lyssnar efter kommando från rattreglage/sändaren. Enklast vore nog att sammanställa en komplett rapport med info om status för alla reglage och sedan löpamde skicka över rapporten t.ex. 200 ggr/sekund till mottagaren. Använd checksum (t.ex CRC16/32) och förkasta ev. felande rapporter.

Hur man sedan får mottagren att verkligen utföra åtgärder mot olika funktioner i bilen har jag ingen aning om, det beror ju på vad som finns och hur dessa saker funkat, vad de har för gränssnitt, mm men att t.ex. dra reläer och dylikt är ju enkelt.

En annan idé vore kanske att använda trådlös överföring men det blir troligen mindre robust och tämligen osäkert för en så pass viktig realtidsfunktion, känsligt för störningar och så.

[Lennart Aspenryd]

Hej och välkommen. Bra idéer Ratten är klart i Centrum när man skall införa snabba funktioner.

[hanzibal]

Läste lite noggrannare nu, missade det där med traction och ABS. Inga problem att i mottagaren översätta kommandon från protokollet och generera motsvarande 0-5V till dessa baserat på input från sändarens rotaries.

Dock: Om du behöver feedback från mottagren krävs 2 lediga pinnar i DIN-kontakten (inte DB9 som jag felaktigt skrev tidigare).

Inga problem att bygga ut med fler knappar och rotaries i framtiden. Du kan utan problem köra över 2kB i sekunden och med föreslaget digital protokoll kan du koda in mycket i bara ett fåtal några bytes. Låt säga att en komplett rapport högt räknat kräver 10 bytes, då kan du rapportera uppåt 200 ggr per sekund.

Det lär alltså krävas många fler knappar och reglage innan du vuxit ur bandbredden och sen kan ju alltid skruva upp seriella hastigheten en bit.

[evouno]

Wow här var ni snabba.

Och riktigt kul att du hade en bra ide direkt.
nu måste jag bara förklara att mina kunskaper inom det här området är väldigt begränsat, så om du kunde hjälpa mig i rätt riktning med att föreslå komponenter och vart man ska köpa dom för att lyckas med detta skulle jag vara väldigt glad.

Hur små mcu enheter finns egentligen? tänkte då att det ska få plats i ett riktigt litet utrymme i rattkåpan.
När det kommer till lediga pinnar i kontakten så finns det 8st om jag andvänder ditt förslag för all kommunikation ,även för knapparna så det ska inte vara något problem.

på bilens sida så styrs det flesta funktionerna via relän, eller analog 0-5vdc till styrsystemets ecu ( traction controll och ABS)

Med vänlig hälsning
Peter

[Nerre]

Microcontrollers finns så små att du inte vill använda de minsta (de är nämligen väldigt svåra att löda).

En mikrocontroller är en IC-krets helt enkelt, sen behövs lite kringkomponenter men att få plats i rattnavet knappast ett problem.

[Johanb]

Inom bilindustrin används ofta LIN-bus för kommunikation där det mer komplexa CAN-bus inte behövs, tex för knappar i dörrar, styrning av backspeglar mm. Här finns ett dokument som beskriver lite mer.
Det finns ett flertal MCU från olika tillverkare, tex Atmel AVR och Microchip PIC, som kan vara lämpliga.
Själv är jag insnöad på Atmel AVR och kan då tipsa om tex ATtiny87 ($2 på digikey) med inbyggd LIN-kontroller som har 16 I/O och finns i 20pins kapsel.

[hanzibal]

8 pinnar är mer än nog, mitt lösningsförslag kräver bara en pinne plus matning (och jord såklart).

Räknade fel tidigare, skall vara 20kB och inte 2kB - du kan alltså köra över 10-byte långa rapporter uppåt 2000 ggr/s eller 100 byte-rapporter 200 ggr/s.

Som vanligt vill jag slå ett slag för MSP430 från Texas, lätt att komma igång med och komplett utvecklingsmiljö inkl. programmerare kostar 10 USD inkl. frakt från Texas - de kallar det Launchpad:
https://estore.ti.com/MSP-EXP430G2-MSP4 ... P2031.aspx

Finns varianter med LIN-bus (tror jag) men om du kör på mitt förslag med vanlig UART så ingår 1 x MSP430G2553 i kitet ovan. Sedan kan du sampla ytterligare 3 st gratis från Texas.

Utöver detta behöver du förutom reläer, brytare och switchar ett par rotary encoders. Denna typ har även inbyggd momentan pushbutton och du får 10 st för under 6 USD:
http://www.ebay.com/itm/New-10pcs-12mm- ... 2a2f119c78

Eftersom grejorna skall sitta i en bil bör du nog satsa på högre kvalitét men det kan du ju göra efter att du provat ut prototypen och då kanske även gå över till automotive-klassad MSP430.

Jag hade börjat med att göra sändaren och först prova ut den mot en PC som får agera mottagare mha en virtuell COM port. På PCn gör du först ett enkelt program som bara dumpar rapporterna på skärmen så kan du enkelt se att din sändare funkar som den skall. Sedan gör du mottagaren.

Du kopplar Tx från sändaren till Rx på COM-porten/mottagaren samt jord till jord.

Till mottagaren ansluter du sedan efter behov 12V reläer via t.ex transistorer till GPIO på MCUn. För att generera 0-5V hade jag använt MSP41100 med 5V matning som du styr via SPI från MCUn med dess 3,3V-logik. MCP41100 fixar 0-5V i 256 steg och är enkel att använda med du kan inte lasta utgången vilket förutsätter hög impedans på ingången till de grejor du skall styra.

För att fixa 3,3V och 5V matningar kan du använda vanliga regulatorer för att gå ner från 12V, först till 5V (7805) och sedan därifrån till 3,3V (7833) med sedvanliga avkopplingselyter på dessa. Det skall inte bli några strömmar att tala om (kanske 100mA in alles) annat än möjligen på 12V-sidan då reläerna drar lite mer.

Några tankar bara, finns såklart också andra lösningar, både bättre och sämre. Sånt här är kul, eventuellt kan jag hjälpa till med grundläggande programmering av MSP430 så att du kommer igång snabbt. Styrning av MCP41100 har jag t.ex redan färdig kod för.

Kanske behövs ngt för avstörning också, förr i tiden gav ju t.ex tändningen rejäla spikar men så är det nog inte längre.

EDIT: Vad finns på DIN-kontakten idag, endast jord eller?