Honda NSX - Verstärkerservice II

[ElHeineken]

Nach dem einer der drei Verstärker nicht repariert werden konnte, besorgte sich der Besitzer Ersatz aus Australien.

Im Angebot wurde er als "funktionierend" beschrieben - technisch korrekt allerdings nur für 10 Minuten und mit reduzierter Lautstärke.

Schon auf einem Bild, das mir im Vorfeld zugesandt wurde, konnte man erkennen dass es sich um ein frühes Modell mit den grünen Kondensatoren handelt.

Interessanterweise waren die großen, Spannungs-stabilisierenden Kondensatoren nicht betroffen, dafür aber alle grünen ausgelaufen.

Immerhin genügt deren Füllung nicht aus um die Leistungstransistoren zu erreichen.

Die betroffenen Bereiche wurden gereinigt, die unterwanderten Bereiche der Lackierung entfernt, zum Schutz Lötzinn aufgebracht und neue Kondensatoren installiert.

Zum Glück passten alle Kondensatoren vom damals un-erfolgreich reparierten Verstärker und mussten daher nur von einer Platine zur nächsten getauscht werden.

Nach einem 30-minütigen Testlauf bei erhöhter Lautstärke, dem Aufbringen einer neuen Klarlackschicht und Sicherung der Spulen mit etwas Heißkleber gilt der Verstärker damit als repariert und geht morgen an seinen Besitzer zurück.

Schön zu wissen dass sein Audio-System damit von komplett tot zu vollständig funktionierend gegangen ist, auch wenn es einige Monate gedauert hat

Honda Jazz - Corona Service

[ElHeineken]

Seit Ausbruch des gefährlichen und teilweise sehr lästigen Virus namens COVID-19 änderte sich auch die Auto-Nutzung in der Familie recht fundamental. Anstelle zweier Eltern die ins Büro fahren und Kinder die in Schule und Kindergarten gehen sind je nach Lock-Down-Status wochenlang alle zu Hause. Der Seat wird nur hin und wieder zum Baumarkt gefahren, der Jazz war letztes Jahr immerhin eine Runde im Urlaub in Slowenien aber seither auch nur am Kindergarten und im 500 m entfernten Supermarkt.

Neben dem daraus resultierenden hohen Spritverbrauch (der Jazz hängt zwischen 7 und 8 l/100 km) schaffen wir es auch kaum die Kilometerintervalle die für einen jährlichen Service vorgesehen sind einzuhalten - beim Seat waren es in 1,5 Jahren gerade mal 5000 km die zusammen gekommen sind.

Der Jazz hat es seit Sommer 2019 von 140.000 auf 153.000 km geschafft aber mehr als zwei Jahre wollen wir ihm auch nicht mit dem selben Öl herum fahren lassen.

Dementsprechend wurde noch letzten Samstag 15 l lokal eingekauft - wobei die Preise wieder mal nicht von schlechten Eltern sind - im Internet für 5 €/l im Ersatzteilhandel für 10 €/l und wie viel das beim Händler kostet will ich gar nicht wissen ..

Vermutlich durch die Passfahrten in Slowenien (zumindest rede ich mir das mal so ein) ist der Ölverbrauch recht hoch ausgefallen - fast 0,6 l fehlen gegenüber dem letzten Wechsel - müssen wir weiter beobachten.

Exakt 3.6 l werden benötigt (inkl. Filter) um den Stand auf die oberste Markierung zu bringen.

Luft- und Pollenfilter kamen auch gleich neu - der Farbe nach keine schlechte Idee und der Pollenfilter sah auch nicht viel besser aus.

Zusammen mit dem Wechsel von Winter- auf Sommerreifen wurden die Führungen der Bremsbeläge gereinigt, Belag- und Scheibenstärke gemessen sowie geprüft ob die Führungsbolzen noch sauber laufen.

Alles prima aber vorne links ist der Verschleiß an Scheibe und Belag messbar höher als an der rechten Seite (interessanterweise aber nicht an den Reifen) - wer Ideen hat woran das liegen könnte ist herzlich eingeladen dazu in den Kommentaren zu schreiben.

Für den TÜV wird es noch ein paar neue Scheinwerfer benötigen nachdem die originalen nun soweit vergilbt sind dass es wohl nicht mehr reichen wird. Dank großer Stückzahlen gibt es Ersatz bei Drittherstellern schon für ca. 75 Euro pro Seite aber dazu mehr in einem separatem Blogeintrag.

Honda NSX - Late Night Radio

[ElHeineken]

Neben den Verstärkern aus dem letzten Blogeintrag vor zwei Wochen fand auch ein Radio den Weg ins heimische Bastelzimmer. Das tat bei seinem Benutzer keinen Mucks mehr, nach seiner Aussage stand der Wagen zehn Jahre lang in einer Garage oder Scheune. Dementsprechend viel Zeit hatte die Säure des 1992er Baujahrs ihre nähere Umgebung zu zerstören.

Die europäische Version des Radios besitzt zwei besonders dicke Kondensator-Kollegen und deren Füllung hatte sich auch schon bis auf die Rückseite der Platine durchgearbeitet – das sah wirklich nicht gut aus.

Da der Vorbesitzer schon angekündigt hatte, dass es sich nicht einschalten ließ gab es auch keinen zweiten Versuch solange die Kondensatoren nicht ausgetauscht, alles aufgeräumt und die Umgebung sauber gemacht war.

Um die Spuren der Säure loszuwerden musst der Anschluss des CD-Wechslers sowie eine der Flachbandkabel-Anschlüsse entfernt werden. Das Kabel war im Stecker fest-korrodiert und musste daher ausgetauscht werden. Leiterbahnen waren an zwei Stellen unterbrochen und dementsprechend repariert worden.

Nach dem Einbau der neuen Kondensatoren erwachte das Radio wieder zum Leben – zumindest teilweise. Sender wurden empfangen aber der Ton klang komisch und brauchte einige Minuten Aufwärmzeit.

Der CD-Wechsler lief, allerdings war kein Ton zu vernehmen obwohl das Audio-Signal am Stecker messbar war.

Der Bereich in der Nähe des Wechsler-Anschlusses war ja heftig betroffen. Dort befindet sich ein kleiner Operationsverstärker der für die Einspeisung des CD-Signals zuständig ist und wohl nicht überlebt hat.

Direkter Ersatz ist nicht mehr erhältlich aber es existieren verschiedene Ersatztypen. Leider passt deren Baugröße nicht ganz aber die Befestigungspunkte des alten sind großzügig genug ausgelegt um den Ersatz dort befestigen zu können.

Damit funktionierte der CD-Wechsler wieder einwandfrei allerdings klang der Ton immer noch komisch . Mit dem Oszilloskop auf der Platine unterwegs wurde festgestellt, dass die Versorgungsspannung der Operationsverstärker schwankte und die Veränderungen im Ton passte dazu.

Das ein einwandfreies, baugleiches Radio zum Vergleich vorhanden war half übrigens sehr bei der Fehlersuche.

Die Spannung wird von einer Z-Diode erzeugt die sich im Bereich befindet der ebenfalls stark von Säure betroffen war. Ein Test mit Kältespray und Lötkolben zeigte, dass sie stark Temperatur-anfällig geworden war – was sie natürlich nicht sein sollte. Nach dem Einbau eines Ersatzteils war der Ton dann einwandfrei.

Nachdem diese Problem behoben war wurde ein weiteres bisher nicht hörbares Verhalten erkennbar. Immer wenn sich die Rauschsperre aktivierte (z. B. beim Senderwechsel) war auf dem rechten Kanal ein Ploppen zu hören. Bis früh in den Samstagmorgen hat es gedauert die Ursache zu finden.

Ein Kondensator auf der Klangregel-Platine hatte einen Fehler und sorgte dafür, dass ein Gleichspannungsanteil auf das Audio-Signal aufgeprägt wurde der dann beim Einschalten der Rauschsperre für die Tonstörung sorgte.

Ein letzter Fehler im Kassettendeck scheint ein defekter Motor zu sein – er schwankt in schneller Folge zwischen langsam und schneller Abspielgeschwindigkeit was für ein sehr schräges Klangerlebnis sorgt. Da der Besitzer keine Kassetten hören möchte wurde das aber so gelassen.

Nicht ganz einfach so eine Fehlersuche aber auch echt toll wenn am Ende alles wieder funktioniert

Honda NSX - Verstärkerservice

[ElHeineken]

Ein französischer NSX-Besitzer hat mir die Audio-Komponenten seines Neuerwerbs zugesandt. Der Wagen stand zehn Jahre in einer Garage und das Audiosystem war tot - kein Ton aus den Lautsprechern nicht mal das Radio ließ sich einschalten.

Nachdem sein Klimasteuergerät bereits durch ausgelaufenen Kondensatoren Schach-Matt gesetzt wurde lag die Vermutung nahe, das es beim Radio und den Verstärkern nicht anders aussah. Bevor es ans Radio ging, waren die Verstärker dran.

Schon auf den ersten Blick und ohne besondere Experten-Kenntnisse waren hier größere Probleme erkennbar. Einer der Transistoren machte z. B. überhaupt keinen guten Eindruck.

Der Fehlerfall ist dagegen gar nicht ungewöhnlich, wenn man die Funktionsweise der Verstärker kennt. Es handelt sich um einen Brückentreiber bei dem je zwei Transistoren für einen Pin des Lautsprechers zuständig sind.

Ein Transistor schaltet den Lautsprecher nach Masse, der andere nach Batteriespannung. Dabei muss peinlich darauf geachtet werden, dass unter keinen Umständen beide Transistoren gleichzeitig schalten denn dann haben wir einen saftigen Kurzschluss.

Bei einem echten Kurzschluss würde schnell die Sicherung fliegen und der Spuk wäre vorbei. Das es hier so lange gebrutzelt hat liegt an der Säure der ausgelaufenen Kondensatoren.

Die Flüssigkeit kriecht unter dem Heißkleber entlang und wenn sie die Beine eines Transistors erreicht kann sie ihn "ein bisschen" einschalten. Im Ergebnis heizt er sich dadurch bis zum Versagen auf, ohne das die Sicherung auslösen würde.

Bose ist traditionell geheimniskrämerisch mit ihren Konstruktionen. Es gibt keine Schaltpläne, keine Ersatzteile und selbst Bauteile die eigentlich Standard sind werden anders beschriftet.

Im Falle der Transistoren genügt es daher den Ersatztyp IRFIZ24N einzusetzen - Kostenpunkt ca. 50 Cent.

Nach dem Entfernen aller vier Transistoren, der Kondensatoren, sorgfältiger Reinigung und Reparatur konnten neuen Bauteile aufgelötet werden und der Verstärker lief wieder tadellos.

Beim zweiten Exemplar (der Wagen hat drei) waren die Mühen leider nicht erfolgreich - hier waren zwar auch Transistoren defekt aber wohl zusätzlich eine der zwei Bose-ICs und das sind leider keine Standardprodukte. Ein gebrauchter Verstärker (aus Australien) ist schon unterwegs.

Die dritte Verstärkerplatine war netter und lies sich bereits durch Reinigung und Austausch der Kondensatoren wieder zum Leben erwecken.

All Platinen wurden anschließend mit Lack neu versiegelt und gingen zurück an den Besitzer. Als nächstes dann das Radio - das ging über mehrere Tage und bis 6:00 Uhr Morgens

Honda NSX - Tachotester MK2 - Aktueller Stand

[ElHeineken]

Seit längerer Zeit kein Update mehr - Home-Office, Home-Schooling und Home-Kindergarten lassen grüßen.

Die neuen Platinen kamen Ende Januar hier an. Gleich mal die wertvolleren Teile von der alten Platine holen (unter anderem die grünen AG5-Kupplungen und die ICs).

Der Aufbau der gesamten Platine hat ca. 1,5 Stunden Zeit in Anspruch genommen. Schon mal deutlich weniger als bei der alten Version, da dort ein Gehäuse bearbeitet und beschriftet werden musste.

Fast 200 zusätzliche Beschriftungen sind auf der neuen Platine zu finden. Dabei handelt es sich um die Namen der Arduino-Pins vom Ausgang des Mikrokontrollers über die Ausgangstreiber bis zum Tacho.

Sie sollen bei der Entwicklung, Fehlersuche und wenn sich mal etwas komisch verhält helfen.

Da die interne Verdrahtung der Pins optimiert wurde gab es entsprechende Software-Änderungen und auch ein oder zwei Pins die ihre Position wechseln mussten. Als ich bei dieser Arbeit an der Tachobeleuchtung angekommen war ging es mit den Problemen los.

Die Hintergrundbeleuchtung ließ sich nicht abschalten und gleichzeitig wurde der MOS-FET-Transistor ziemlich warm. Es stellte sich heraus, dass ich das Schaltsymbol falsch gelesen und dadurch eine Platine mit verdrehten Pins für den Transistor produziert habe.

Nichts was sich nicht durch zwei gezielte Schnitte und einige Reparaturverbindungen beheben lässt aber trotzdem ärgerlich. Im Layout ist der Fehler bereits behoben und sobald neue Platinen bestellt werden benötigt es keinen Work-around mehr.

Ein Kollege aus dem US-Amerikanischen NSX-Forum (NSX Prime) unterstützt mich bei der Arbeit mit den Kabelbäumen, daher wurde gleich noch ein zweiter Tester zusammengebaut. Mit der Übung vom letzten Mal klappte das in knapp einer Stunde.

Um die Sache visuell etwas interessanter zu gestalten kam ein weißes OLED-Display zum Einsatz. Der Preis ist fast gleich, alles andere (mechanisch & elektrisch) identisch.

Neben einem funktionierenden Tester benötigt es auch auch noch ein passendes Anschlusskabel. Mit etwas Übung dauert es etwas länger als eine Stunde um die ca. 60 Kabel und 120 Pins zu crimpen.

Eine etwas langweile Tätigkeit aber deutlich schneller als die Schrumpfschlauch- und Löt-intensive Version beim alten Tester. Um alles in Betrieb zu nehmen braucht man jetzt nur noch ein Netzteil mit 12 V, 5 A und einem passend Stecker.

Aus Sicht meines Tachos (1997 JDM Automatik ohne Targa) wäre die Sache damit abgeschlossen. Nach verfügbaren Pin-Informationen über die Baujahre sollten somit die Funktionen aller NSX-Tachos >1995 abgedeckt sein aber eben nicht getestet. Für ältere Baujahre benötigt es noch ein passendes Kabel aber funktional und Software-seitig sollte alles klappen.

Prinzipiell kann dieser Tester (passende Software und Anschlusskabel vorausgesetzt) auch viele andere Honda-Tachos aus den 90ern ansteuern, potentiell auch Tachos anderer Hersteller.

Da mein Tacho wieder zurück ins Auto soll wird als nächstes eine Anschlusskabel für einen 1991er Honda Legend entstehen. So ist dann immer etwas zum Testen auf dem Basteltisch auch wenn gerade NSX-Saison ist

Honda NSX - Tachotester Mk2 - Hardware Fixes

[ElHeineken]

Das länger verzögerte Update bezüglich des Platinen- und Schaltungsdesigns. Dies ist nötig, da die folgenden Probleme bei der Inbetriebnahme aufgetreten sind:

• Die Ausgangstreiber sind zu schwach für die Tachobeleuchtung (ICs werden zu heiß)
• Der Spannungsabfall der Ausgangstreiber ist zu hoch für die Tankanzeige (Maximalwert wird nicht erreicht)
• Zu wenig Masse-Pins

Aus mir unbekannten Gründen hat die Zusendung der notwendigen Teile über zwei Wochen gedauert aber vor wenigen Tagen war es dann endlich soweit. Lasst uns nun also einen genaueren Blick auf die obigen Punkte werfen.

Schwache Ausgangstreiber

Der minimale Stromverbrauch des Tachos liegt bei ca. 1 A (wenn 12 V anliegen). Werden alle Warn- und Hinweislämpchen eingeschaltet steigt er auf über 3 A und die Beleuchtung schiebt das ganze dann auf mehr als 4 A. Alles zusammen haben wir damit einen Energieverbrauch von grob 50 W.

Da sich der Hauptteil des Stroms auf über knapp 50 Pins verteilt ist das kein größeres Problem für den Tester aber die Beleuchtung zieht ~1 A über zwei Pins wovon der am linken Stecker 0,75 und der am rechten 0.25 A trägt - beides zu viel für die Ausgangstreiber die nur grob 0,1 A pro Pin liefern können.

Alternative Treiberbausteine mit höherer Leistungsfähigkeit konnte ich keine finden als wurde es notwendig mehr Power mit Hilfe einer diskreten Schaltung herauszuholen - eine Art Tuning für den Tester. Mehr aus Neugierde als aus Notwendigkeit fiel die Wahl auf einen MOSFET-Transistor.

Heutzutage werden diese in mehr und mehr Schaltungen eingesetzt das sie sehr schnell und verlustarm sind, was sie optimal für digitale Ansteuerung (auch mit sehr hohen Frequenzen) macht.

Für den Tester ist das alles nicht so wichtig aber schaden tut es auch nicht und man lernt ja gerne was neuen dazu. Wie das ganze im Ergebnis aussieht könnt ihr auf den Bilder an der linken Seite erkennen.

Der interne Widerstand des gewählten Transistors ist so niedrig (0.05 Ohm im Fall des hier genutzten IRF5305), dass er bei diesen Strömen nicht mal warm wird.

Man beachte, dass ein weiterer Pull-Down-Widerstand benötigt wird, sonst würden wir sofort wieder vor dem selben Problem wie beim Drehzahlmesser stehen.

So weit, so gut, auf geht es zum nächsten Punkt!

Zu hoher Spannungsabfall

Die Ansteuerung der Tankanzeige erfolgt, indem die Referenzspannung aus dem Tacho periodisch auf Masse gezogen wird. Legt man den Pin permanent auf Masse, geht der Zeiger zum Maximalanschlag.

Leider haben die Ausgangstreiber des Testers einen Mindest-Spannungsabfall der genau das verhindert. Blöderweise bleibt die Nadel knapp unter der "F"-Markierung stehen. So kann man die Anzeige nicht vernünftig testen.

Wie oben bereits erläutert haben MOSFETs einen sehr geringen Innenwiderstand (und daraus folgend einen entsprechend niedrigen Spannungsabfall) wenn wir an diesem Pin also so einen Kollegen einsetzen sollte das Problem behoben sein.

Das war dann auch die Lieferung die sich zwei Wochen Zeit ließ und die Schaltung daher erst jetzt getestet werden konnte.

Der ausgewählte IRLD014PBF kann direkt durch einen Ausgang des Arduino gesteuert werden und hat einen minimalen Innenwiderstand von 0.2 Ohm.

Dem Handbuch nach entspricht ein voller Tank einem Widerstand von ca. 3 Ohm. Da sollte also genug Luft nach unten sein, was das Bild auf der rechten Seite auch schön zeigt.

Die neuen Bauteile mussten nach der erfolgreichen Prüfung noch irgendwo auf der Platine untergebracht werden. Angeboten hat sich dafür der Bereich zwischen den grünen Steckern.

Die 3D-Ansicht des Layout-Programms bietet einem die Möglichkeit sich das Ergebnis schon mal virtuell anzusehen. Das ist, wie eigentlich immer, recht motivierend und schiebt entsprechend an es auch wirklich umzusetzen.

Nicht genügend Masse-Pins

Wie es dazu kommen konnte ist mir selber nicht ganz klar aber buchstäblich beim letzten Pin des Tachos hatte ich nicht genügend Masse-Pins mehr (ohne Steuerung) am Tester.

Dieses Problem wurde dann gleich im Layout gelöst, zusammen mit einigen kleineren Verbesserungen wie z. B. einer vereinfachten Nummerierung und mehr Informationen auf der Platine (um die Fehlersuche zu vereinfachen).

Am Ende müssen nur wenige Pins ihre Position am Stecker tauschen, das meiste kann in Software abgefangen werden.

Verbleibende Arbeit

bevor man mit gutem Gefühl sagen kann, dass die Sache abgeschlossen ist stehen noch weitere wichtige Schritte an. Darunter, dass der Tacho zurück ins Auto muss, was wiederum bedeutet, dass das finale Anschlusskabel vom Tester zum Tacho dokumentiert und dafür ebenfalls eine kleine Platine erstellt wird mit der man die Kabel ohne Anschluss an einen Tester auf korrekte Pinbelegung prüfen kann.

Ein ganz wichtiger Punkt ist ein Anschlusskabel für NSX-Tachos vor 1995. Deren Pinbelegung liegt mir nur alsText vor, leider nicht in Form eines weiteren Tachos. Netterweise hilft mir hier ein NSX-Fahrer aus Neuseeland weiter.

Um auch Software-Änderungen machen zu können ohne zum Test den Tacho wieder aus dem Auto zu holen habe ich mir einen 1991 Honda Legend-Tacho besorgt (mit knapp 374.000 km) der sehr ähnliche Technik besitzt.

Noch einiges an Arbeit aber ich freue mich darauf

Honda NSX - Tachotester Mk2 - Geschwindigkeitsanzeige

[ElHeineken]

Eine große Anzeige fehlt noch und das ist der eigentliche Tachometer. Die genaue Funktionsweise des Signals wurde bereits in diesem separaten Artikel beschrieben.

Mit der neuen Hardware brauchen wir auch hier keine separate Schaltung sondern benutzen einfach einen der vorhandenen Ausgangstreiber die auf Masse schalten um damit den VSS (Vehicle Speed Sensor) zu simulieren. Zur Abwechslung gab es hier mal keine Überraschungen und alles funktionierte auf Anhieb:

Der Test der Geschwindigkeitsanzeige muss immer etwas kurz ausfallen denn dabei laufen Tages- und Gesamtkilometerzähler hoch .. fast 20 km hat mich das Testen am Schreibtisch schon gekostet

Man beachte auch die inzwischen massiv angewachsene Zahl an Leitungen die vom Tester zum Tacho gehen (und es fehlen noch eine ganze Reihe). Ein schönes Beispiel warum an Bus-Systemen irgendwann kein Weg mehr vorbei führt.

Die Grundfunktionen sind damit alle umgesetzt aber auch drei kleine Probleme beobachtet worden die im nächsten Artikel näher betrachtet werden.

Honda NSX - Tachotester Mk2 - Ganganzeige

[ElHeineken]

1997 Automatik (JDM)

Der Tacho in allen vorher gezeigten Videos ist aus einem 1997 Automatik-NSX mit manueller Gangwahl am Lenkrad (wenn auch ohne diese schicken Pedale die heute für so etwas benutzt werden). Auf der Fläche des Drehzahlmessers befindet sich daher eine erweiterte Ganganzeige .

Die sonst übliche Position '3' wurde in 'M' umbenannt und wenn sie ausgewählt ist wird direkt daneben der aktuelle Gang angezeigt.

Ohne ein Bus-System und unter Berücksichtigung der Rückwärts-Kompatibilität mit bestehenden Schaltern und Steuergeräten werden insgesamt 10 Pins benötigt um die komplette Anzeige zu steuern.

Einzelne Element dafür anzulegen wäre reichlich schwierig zu bedienen, insbesondere da manche der Leuchten mit Masse, andere mit Batteriespannung gesteuert werden und die Gangnummer einen ziemlich exotischen Standard verwendet der sonst nur in älteren Registrierkassen benutzt wird.

Das ganze lässt sich jedoch elegant in Software lösen. Im zweiten Blogeintrag dieser Serie wurde erwähnt, dass sich das Modul "Signal" um die elektrischen Eigenschaften jedes Pins kümmert (also auch z. B. ob nach Masse oder Batteriespannung geschaltet werden muss). Das Modul "Element" fasst Signale in Elemente zusammen die durch das Modul "Graphic" angezeigt und verändert werden.

Mit einer korrekten Konfiguration aller benötigten Signale und einem neuen Element mit dem Namen Ganganzeige sowie dessen Darstellung auf dem Display führt dann zu einem Bedienkonzept bei dem einfach alle möglichen Optionen der Anzeige nacheinander ausgewählt werden können:

Erfahrenen wird auffallen, dass manche Lichter nicht so schnell aufleuchten wie man das im Auto gewöhnt ist. Hier lag ein Fehler in der Konfiguration der Arduino-Pins vor, der verhinderte, dass die Ausgangstreiber voll angesteuert wurde. Inzwischen ist das behoben und die Leuchten sind wieder so schnell und hell wie sie sein sollen.

Honda NSX - Tachotester Mk2 - Drehzahlmesser

[ElHeineken]

Was im letzten Blogeintrag vergessen wurde: Die Tankanzeige bewegt sich leider nicht vollständig bis auf "voll" da dazu ein kleinerer Widerstand benötigt wird als ihn die Ausgangstreiber auf dem Tester zur Verfügung stellen können. Hier wird ein spezieller Ausgangstreiber mit geringerem Widerstand benötigt - aber dazu später mehr in einem anderen Blogeintrag.

Jetzt erst mal zurück zum Thema. Die Ansteuerung des Drehzahlmesser erfolgt prinzipiell wie beim alten Tester also mit Hilfe eines 12 V-Rechteck-Signals dessen Frequenz nach einer bestimmten Formel berechnet wird.

Anstelle einer besonderen Ansteuerschaltung wird einfach eine der 12 V Treiber auf der Testerplatine verwendet. Die Frequenzen sind nicht besonders hoch und so war die Erwartung, das alles auf Anhieb funktionieren würde.

Wie man das bei mir kennt funktionierte es natürlich nicht. Der Tacho folgte bis ca. 4000 RPM der Vorgabe des Testers um dann schlagartig auf 0 herunter zu fallen. Klingt nach einem Problem mit dem Ansteuersignal.

Mein altes Philips Oszilloskop besitzt zwar keine schicke Messwertanzeige aber es eignet sich gut um einen Blick auf das Signal zu werfen, zuerst auf das Eingangssignal am Treiberbaustein.

Ein sauberer Rechteck und auch die Spannung beträgt mit ca. 4,6 V (2 V pro Kästchen) ziemlich genau dem was zu erwarten war (die Logikpegel des Arduino betragen 5 V).

Das Ausgangssignal dagegen sah nicht so schön aus. Die Spannung lag zwar mit 12,6 V in einem guten Bereich ..

.. besonders "quadratisch" sah das ganze allerdings nicht aus. Der Eindruck entsteht, dass der Treiber Problem hat wieder auf 0 V herunter zu kommen.

Je höher die Frequenz, desto größer das Problem, bis die Schaltung im Tacho endgültig nichts mehr damit anfängt und aufgibt.

Etwas Nachforschungen im Datenblatt des Treibers bestätigt diese Vermutung. Es handelt sich um eine sogenannte "Open-Emitter"-Schaltung die genau diese Schwäche hat. Da auch die Schaltung im Tacho nicht dazu in der Lage ist bekommt man dieses unzufrieden stellende Ergebnis.

Die positive Seite der Sache: Man kann einfach Abhilfe schaffen. Es genügt einen 1,5 kOhm-Widerstand vom Ausgang des Treibers zur Masse zu legen.

Selbst wenn der Treiber auf 12 V ist, fließt nur ein minimaler Strom (~8 mA oder 0.1 W) aber es hilft sehr die Spannung schnell wieder auf 0 V herunter zu bekommen.

Mit diesem Signal klappt die Ansteuerung des Drehzahlmessers einwandfrei und man kann schön beobachten wie der Zeiger dem Wert, der auf auf dem Tester angezeigt wird, folgt:

Der benötigte Widerstand könnte noch ohne ein neues Layout integriert werden aber da vermutlich noch weitere Änderungen dazu kommen werden kommt das schon mal auf die Liste.

Honda NSX - Tachotester Mk2 - Öl, Temperatur, Tank und PWM

[ElHeineken]

Nachdem der letzte Artikel recht Software-lastig war kommt nun ein bisschen klassische Elektrotechnik.

Konkret geht es um die drei kleinen Anzeigen auf dem Tacho: Öldruck, Temperatur und Tankinhalt.

Alle drei haben etwas gemeinsam: Sie funktionieren nach dem selben Prinzip. Der Tacho gibt eine Spannung aus und der Sensor besitzt (je nach dem was er gerade misst) einen Widerstand.

Die Kombination aus Spannung vom Tacho und Widerstand des Sensors lässt einen Strom fließen der die Nadel im Tacho bewegt.

Aber wie simuliert man nun auf der Seite des Tachotesters einen Widerstand? Zu diesem Zweck kommt das Wörtchen "PWM" ins Spiel. Eine Abkürzung für "Puls Width Modulation" oder auf Deutsch "Pulsweitenmodulation".

Darunter versteht man nichts anderes, als dass man den Ausgang des Tachos immer nur ganz kurz auf Masse zieht. Da die Anzeige sehr träge ist, kann sie diesen schnellen Schaltvorgängen nicht folgen und pendelt sich auf eine Art Mittelwert ein.

Dieser Mittelwert entspricht grob der Zeit in der die Spannung auf Masse gezogen wurde, vs. die Zeit in der das nicht getan wurde. Ist nicht ganz neu diese Technik und wird wegen ihrer geringen Verluste bei vielen elektronischen Regelungen eingesetzt.

Einziger Nachteil ist das leichte fiepen der Spule des Anzeigeinstruments durch die hohe Frequenz der Ansteuerung - da kommt etwas Straßenbahn-Feeling auf

Davon abgesehen funktioniert diese Art des Ansteuerung sehr gut. Der Arduino unterstützt diesen Modus von Natur aus und es werden keine zusätzliche Ausgangstreiber benötigt.

Die Anzeigen lassen sich sauber einstellen und nachdem entsprechende Kalibrierwerte hinterlegt wurden lässt sich damit ein sehr intuitives User-Interface realisieren, wie ich finde:

Honda NSX - Tachotester Mk2 - Lämpchen und Software

[ElHeineken]

Nach dem das Gerät initial funktioniert ist es nun Zeit die Treiberbausteine zu installieren sowie die ersten Leitungen zum Tacho zu ziehen. Bezüglich ihrer Funktion am einfachsten sind Warnanzeigen. Die meisten von ihnen haben einen Kontakt der auf Masse gezogen werden muss um sie zu aktivieren.

Der Arduino setzt den Pegel eines seiner Ausgänge auf "Low", der Treiberbaustein tut das selbe und das Lämpchen leuchtet auf. Mit einem Druck auf den Rotationskodierer wird die Warnleuchte ein- bzw. ausgeschaltet dessen Name in der oberen Zeile des Displays steht.

Insgesamt drei Leitung sind in obigem Video zu sehen. Sie sind notwendig da noch zusätzlich Batteriespannung (Zündung-an) und Masse benötigt wird.

Manche Warnleuchten haben eine eigene Stromversorgung oder deren Kontakte müssen mit Batteriespannung anstelle von Masse versorgt werden. Die Benutzeroberfläche ist immer die selbe aber die Funktionalität dahinter unterschiedlich.

Um das in Software abzubilden wurde eine Mehrschicht.Architektur gewählt. Ganz oben steht das Modul "Display" welches sich um die Steuerung der Anzeige kümmert und seine Informationen aus dem Modul "Element" bezieht. So reduziert sich die Komplexität da viele Elemente (z. B. alle Warnleuchten) die selbe Darstellung (hier: on/off) benutzen.

Das Modul "Element" wiederum definiert unterschiedliche Typen (z. B. "Schalter" für on/off) und stellt die nötige Verbindung zu den entsprechenden Signalen (Pins) her.

Der Zustand jedes Elements wird aus dem Modul "Knob" (für Knopf) hergeleitet. Es kümmert sich um den Rotationskodierer und seine Druckknopf-Funktionalität.

Keine einfache Aufgabe denn alles wird aus der Position des Drehkodierers berechnet und diese muss ständig angepasst werden z. B. wenn zwischen Auswahl des Elements und Änderung dessen Werts hin und her gewechselt wird.

Auch eine Entprellung der Druckknopfs ist notwendig. Deren saubere Umsetzung ist sehr wichtig für eine gute Bedienbarkeit, denn langsam reagierende Knöpfe oder gar Glitches sind beim besten Willen kein Qualitätsmerkmal.

Die Anbindung an die Pins erfolgt dann durch das Modul "Signal". Es kümmert sich darum so viel der elektrischen Eigenschaften eines Pins wie möglich zu verstecken.

Dazu gehört z. B. welcher Arduino-Pin damit verbunden ist, ob die Logik invertiert ist, usw., aber natürlich nur sofern dies auf Element-Ebene nicht notwendig ist.

Für die Leser, die mit Software nicht so viel am Hut haben sind das vermutlich Böhmische Dörfer aber es war mir wichtig zu zeigen, dass Design und Architektur nicht an der Hardware aufhören. Selbst so eine recht trivial Funktion (sofern vernünftig umgesetzt) stellt eine wichtige und komplexe Aufgabe dar.

Die Diagramme oben im Bild wurden mit der freien Software Doxygen erstellt. Ein populäres Werkzeug zur Quellcode-Dokumentation und Analyse. Durch die andere Form der Darstellung hilft sie dabei saubere und einfach zu verstehende Software zu erstellen.

Honda NSX - Tachotester Mk2 - Einführung und Design

[ElHeineken]

Die erste Version des Honda NSX Tacho-Testers erfüllt zwar ihren Zweck, strahlt aber starken Bastel-Charm aus und unterstützt nur einen kleinen Teil der Funktionen des Tachos. Wer sich ernsthaft mit dem Thema beschäftigt der erkennt schnell Potential für eine weiterführende Lösung mit dem Namen "Mk2" und folgenden Eigenschaften:

• Unterstützung aller Anzeige-Funktionen des Tachos
• Intuitive, wertige Bedienung
• Weniger basteln (kein bohren, schrumpfen, drucken, etc.)

OK, Anforderungen sind ja immer schnell definiert aber in der Realisierung steckt die Arbeit. Alle Funktionen zu unterstützen dürfte mit genügend Kabeln und den Originalsteckern kein Problem sein. Weniger Bastelei sollte dadurch erreicht werden alles direkt auf einer Platine zu platzieren und dabei auch gleich auf das Gehäuse zu verzichten.

Was das Thema Bedienung angeht so gab es wilde Ideen, so z. B. einen Haufen Schalter mit LEDs oder ein Touch-Screen. Beides sehr teuer, außerdem sind komplexe Grafiken nicht die Stärke von Mikrocontrollern wie dem favorisierten Arduino. Nach einem feierabendlichem kollegialem Telefonat setze sich dann die Idee eines 2-zeiligen Displays in Kombination mit einem Rotationskodierer (Dreh-und-Drück) durch.

Man dreht daran um ein Element auszuwählen, anschließend drückt man um den Wert des Elements (wieder durch drehen) zu verändern. Ein weiterer Druck führt wieder zurück in die Element-Auswahl. Einfach, simple und flexibel.

Die Ansteuerung solcher Text-Displays mit Hilfe eines Arduinos ist keine große Sache aber die Dinger sind in der klassischen LCD-Ausführung bekannt dafür schlechten Kontrast, schlechte Blickwinkel-Stabilität und langsame Umschaltzeiten zu haben - nichts was für eine wertige Bedienung spricht.

Netterweise gibt es inzwischen kompatible Produkte die mit OLEDs anstelle der LCD-Technik arbeiten. Themen wie Blickwinkel und Umschaltzeiten sind damit Vergangenheit, der Preis hält sich netterweise im Rahmen.

Genug gespielt und damit grünes Licht für die weitere Umsetzung. Nun muss man sich neben den Bedienelementen auch um die Ansteuerung des Tachos kümmern. Da wir nicht nur zwei Ausgänge bedienen wollen macht es Sinn sich etwas umzusehen was der Markt so an integrierten Schaltkreisen anbietet. Grundsätzlich benötigen wir diese Art von Ausgängen:

• Schalten nach Masse
• Schalten nach 12 V
• Feste Ausgänge (Masse und 12 V)

Die Deluxe-Version würde einfach 60 Pins (so viele Eingänge besitzt der Tacho) zur Verfügung stellen welche all diese Eigenschaften gleichzeitig haben, der Rest wäre dann nur noch Software. Solche Treiberbausteine gibt es, geht aber bei den verlangten Strömen (und potentiellen 60 Pins) ziemlich ins Geld.

Der Kompromiss sieht so aus, dass anhand der Pinbelegung ausgewürfelt wird wie viele Pins welcher Kategorie benötigt werden und dazu passende Treiber zum Einsatz kommen. Die Anpassung an die unterschiedliche Pinbelegung der Tachos erfolgt dann per Anschlusskabel.

Die Pinbelegung des Tachos wurde, im Vorfeld, über einige Tage hinweg anhand des Electrical Trouble Shooting Manuals von Honda erstellt und dokumentiert. Eine kleine Anzahl Fehler lässt sich später korrigieren aber wenn zu wenig Pins eines Typs vorgesehen sind kommt man nur schwer um ein neues Layout herum.

Apropos Anschlusskabel, diesmal kein Gefrickel mit einzelnen Pins sondern der Einsatz der offiziellen Stecker - denn wer möchte schon 60 Pins einzeln anschließen. Nicht günstig die Kandidaten aber was anders taugt in diesem Fall definitiv nicht.

Nach langer Suche fand sich dann auch ein bezahlbares Crimp-Werkzeug das mit den etwas ungewöhnlichen Abmessungen umgehen kann. Immer noch etwas fummelig aber akzeptabel und immerhin muss nicht gelötet werden.

Bevor das alles nun zum Einsatz kommt brauchen wir aber erst mal einen Schaltplan und ein Layout sowie eine Platine. Bei der zu erwartenden Komplexität ist Eigenbau schwierig und sehr aufwändig. Da es inzwischen gute und zuverlässige Anbieter gibt, die für wenig Geld Platinen mit bis zu mehreren Ebenen herstellen sollte es in diese Richtung gehen.

Eine erster Schaltplan wurde in KiCAD erstellt, 1:1 auf Papier ausgedruckt und mit den Bauteilen (die in wilder Einkaufstour zusammengestellt wurden) kombiniert - sieht schon mal nicht schlecht aus.

Beim Erstellen des Schaltplans und des Layouts konnte so einiges gelernt werden. Unter anderem wie man Footprints (also die Anschlussfläche von Bauteilen) und deren 3D-Modlle importiert und anpasst. Notwendig da hier einige Bauteile zum EInsatz kommen die nicht standardmäßig bei KiCAD dabei sind.

Die ganze Sache hat dementsprechend lange gedauert und war erst nach über einem Monat abgeschlossen. Erfahrene Leute sind hier vermutlich schneller aber wenn man noch wenig Erfahrung hat bleibt einem keine Wahl als die Zeit zu investieren.

Nun also grünes Licht also für die Bestellung beim PCB-Hersteller. Knapp eine Woche später ist die Mindestmenge von fünf Stück da und es geht los mit der Bestückung.

Absolut faszinierend wie gut die Anschlussflächen und die realen Bauteile zusammen passen. Die 30-Pin-Stecker und die IC-Sockel fallen einfach in die dafür vorgesehenen Löcher - beeindruckend. Das Löten ist schnell und einfach erledigt, also genau wie ursprünglich gedacht.

Bei der Inbetriebnahme gehen wir vorsichtig und Schritt für Schritt vor. Der Arduino Mega sitzt auf seinen Pins, bekommt Strom über seinen Buchsenstecker und kann per USB programmiert werden.

Das Display funktioniert auf Anhieb und mit einer einfachen Test-Software können die Ausgänge des Mega geschaltet und das Ergebnis mit dem Multimeter kontrolliert werden.

Nun in die Garage und für den nächsten Blog-Eintrag den Tacho holen. Darin soll es um die weitere Inbetriebnahme der Ausgangstreiber, das Anschlusskabel und die dabei aufgetretenen Probleme drehen. Die letzten 10 % eines Projekts sind ja bekanntlich die schwersten und so ist es auch gekommen