Modul: SensorBoard

Ein Module zur Erfassung von Messwerten sowie zur Bereitstellung dieser Messwerte für die Verarbeitung durch die RnControl.

Aufgabe

Aufgabe des Moduls ist es, Anschlussmöglichkeiten für Sensoren zur Verfügung zu stellen und die hiermit aufgenommenen Messwerte an das Controllerboard weiterzuleiten bzw. von diesem aus abrufbar zu machen. Für einen Pölsteuerung kommen als Sensoren insbesondere folgende Meßgrößen in Betracht:

  • Temperatur
  • Druck (Ladedruck, Sog)
  • Füllstand (Tankpegel)
  • Drehzahl

Aus Kostengründen kommen hierbei analoge Sensoren zum Einsatz. Diese werden über geeignete Hilfsschaltungen angeschlossen; Messwerte durch einen A/D-Wandler bereitgestellt. Siehe auch die Infos zu Sensoren und Messwerte. Die Drehzahl wird direkt durch den Mikrocontroller ermittelt.

Je nach Komplexität der Sensorausstattung – also je nach Neugierde, da ein Temperaturfühler für einen automatierten Betrieb ausreicht – ist ein direkter Anschluss der Sensoren vom Meßpunkt – meist im Motorraum – an die bei meiner Planung im Innenraum installierte Steuerung nur schwer machbar. Daher werden im Motorraum durch das Modul die Meßwerte aufbereitet und über einen Bus bereitgestellt.

Design

Anforderung an das Design ist die Bereitstellung mehrerer A/D-Wandler, die komfortable über ein Busssystem angesprochen werden können. Ein PCF8591 bietet die Möglichkeit bis zu 4 analoge Signale mit 8 Bit Genauigkeit (für meine Belange ausreichend auch wenn der interen AD eine Genauigkeit von 10 Bit bietet) auszulesen und einen analogen DA Port zu steuern. Die Ansteuerung durch das Mikrocontrollerboard ist über I2C. Insgesammt lassen sich 2 * 6 (PCF8591 & PCF8591A) an einem Bus anschließen.

Werden 2 PCF8591 auf einem Modul platziert, so bietet dies die Möglichkeit, 8 Meßwerte aufzunehmen. Da die Hilfsschaltungen für den Anschluss der Sensoren mit auf der Platine installiert ist, werden diese wie folgt realisiert:

  • 2 * Druck (z. B. Sog + Ladedruck)
  • 1 * Tankpegel
  • 4 – 5 * Temperatur

Dies sollte auch für die aufwändigsten Anforderungen ausreichen. Wenn nicht, so kann natürlich ein zweites Modul hinzugezogen werden.

Umsetzung

Im folgenden Schema, Layout, Platine und das Endprodukt. Der Anschluss an die Hauptplatine ist zur Zeit über Wannestecker realisiert. Die Pin-Belegung ist von e-lab.de übernommen.

DogDisplay

DogDisplay

DogDisplay

DogDisplay

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