Welche Hardware für umfangreichen Boardcomputer

Hi,

bevor ich euch mit Fragen löcher kurz zu meiner Person. Ich heiße Joe und komme aus Wien und bin erschreckender weiße mittlerweile 31. Kommen tu ich schwer aus der Maschinenbauseite und damit von Autos, Traktoren, Baumaschinen und seit 2 Jahren einem Unimog. Leider hat sich kurz nach dem Kauf ein Getriebeschaden eingestellt und im Zuge der Reparatur ist das Ganze in eine komplett Instandsetzung und Modernisierung ausgeartet..

Mittlerweile neigt sich das Projekt dem Ende zu und die Elektrifizierung ist im vollen Gange. Ähnlich wie bei den späteren Unimogs der großen Baureihe möchte ich einen Art UNICOMP Boardcomputer bauen der allerdings mit mehr Funktionen und Funktionalität aufwarten soll. In gewisser weiße soll es so gut wie alles Verwalten, was nicht nur Lichtanlage ist.

In HTL und UNI habe ich mich zwar immer wieder mit dem Programmieren befasst und denke dass mit genügen Trail and Error das schon zu stemmen ist aber nie mit der Hardwareseite und genau da steht es auch gewaltig an.

Ich benötige eine Vielzahl an Digitalen und Analogon Eingängen, eine kleiner Anzahl Ausgänge und die Möglichkeit ein Touchscreen anbinden zu können.

Ich versuche hier einmal den aktuellen Stand der notwendigen Ein und Ausgänge zusammenzufassen und im Anschluss die Wünsche an die Funktionalität damit ihr euch ein Bild machen könnt.

Eingang:
Kühlwassertemperatur Ohm
Motoröldruck Ohm
Motoröltemperatur NTC
Motordrehzahl Abgegriffen an Lichtmaschine Klemme W
Getriebeöltemperatur NTC
Getriebefüllstand Schließer
Bordnetzspannung V
Zapfwellendrehzahl Schließer (errechnet sich auch Motordrehzahl je nach Schaltstellung 450/1000)
Hydrauliköltemperatur NTC
Hydraulikölstand Schließer
Hydrauliköldruck 0-10V
Differenzialsperre vorne Schließer
Differenzialsperre hinten Schließer
Allradsperre Schließer
Luftdruck Kreis 1 0-3V
Luftdruck Kreis 2 0-3V
Außentemperatur Analog
Hydraulik ein Schließer
Niveaugeber Kraftheber Analog
Druck Kraftheber Analog

Ausgänge:
Kühlwassertemperatur Warnlampe bei >100°C
Motoröldruck Warnlampe bei <0,25 bar
Motoröltemperatur Warnlampe bei >100°C (Selbe wie Warnlampe Öldruck)
Getriebeöltemperatur Warnlampe bei >60°C
Getriebeölstand Warnlampe (Selbe wie Warnlampe Getriebeöltemperatur)
Luftdruck Kreis 1 Warnlampe bei <6,5 bar
Luftdruck Kreis 2 Warnlampe bei <6,5 bar (Selbe Warnlampe wie Luftdruck Kreis 1)

Bezüglich des Touchdisplays stelle ich mir das wie folgt vor:

Startbildschirm:
Kopfzeile: Uhrzeit und Außentemperatur
Rechte Seite: Auswahltasten zum Durchblättern: Allgemein, Motor+Getriebe, Hydraulik, Arbeitsgeräte, Luftdruck,

Allgemein: Wichtigsten Informationen über Motor, Bordnetzspannung, Diffsperren und Allrad.
Motor+Getriebe: Temperaturen, Drücke, Drehzahlen
Hydraulik: sämtliche Infos über Hydraulik
Arbeitsgeräte: zukünftig Infos über Stellung Kraftheber, und Zapfwellendrehzahl
Luftdruck: sämtliche Infos über Luftdruck und Sperren

Sobald eine der Warnlampen aufleuchtet soll auch eine Info am Display erscheinen die alles überlagert und Quittiert werden muss. Zusätzlich möchte ich noch Warnung bezüglich Bordnetzspannung und Hydraulik Temperatur/Druck

Zu einem späteren Zeitpunkt soll nach der Nachrüstung eines Krafthebers aus den Eingängen Niveau und Druck Kraftheber eine Zugkraft und Lageregelung des Krafthebers umgesetzt werden, welche dann ein Proportionales Magnetventil ansteuern muss. Hier stellt sich mir dann aber noch die Frage, ob die Ansteuerung der Umfangreichen Hydraulikventile nicht ein eigener Arduino übernehmen soll und von diesem nur die Infos bezüglich Lage und Druck bekommen sollte.

Mir ist klar, dass das Ganze ein ziemlich umfangreiches Projekt ist, aber man muss sich große Ziele setzen. Meine unmittelbaren Fragen beziehen sich fürs erste Mal noch nicht auf die Programmierung, da beiß ich mich vermutlich schon durch sondern eher auf die zu verwendende Hardware. Der Arduino wird voraussichtlich in einem eigenen Gehäuse Gummigelagert im Innenraum untergebracht und der Bildschirm separat im Dach verbaut werden.

Welcher Arduino ist geeignet (Vibrationen im Fahrzeug)
Welche Spannungsabsicherung muss ich vorsehen damit die Bordnetzschwankungen nicht den Arduino grillen
Wie kann ich die nötige Anzahl ein Ein- und Ausgängen erzielen
Gibt es Touchscreens (denke so 5-6“) die einfach einzubinden und Robust sind

Ich hoffe ich habe alle Eckdaten gut genug umrissen damit ihr euch ein Bild der Sache machen könnt.

Lg
Joe

a) sollst du das lesen wenns um Elektronik im KFZ geht:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

besonders dieses Kapitel. Aber auch alle anderen sind interessant.

b) ich würde einen ESP32 auf einem bastlerfreundlichen Board nehmen da er ausreichend Speicher zur Verfügung hat, auch schnell mal ein OTA Update zulässt und - CAN kann. Du bist im KFZ, "Irgendwann" wirst du CAN benötigen. Dann ist es gut wenn das der Microcontroller kann.

c) "Viele Eingänge" ... nimm einfach ausreichend Portexpander, dann hast du genug Ein und Ausgänge zur Verfügung.

...und
(d) schau dir mal die Nextion-Displays an.
Einfach zu benutzen und Touch inklusive.

Hi,

danke für die ersten Inputs. Den KFZ und einige andere Teile der FAQ hab ich gelesen und das hilft schon gut weiter. Der ESP32 sieht nach meinem Verständnis auch geeignet ist und kosten ob drein noch viel weniger als ich das erwartet hätte. Bei den Portexpandern muss ich mich noch weiter einarbeiten. Da gibt es ja auch viel Auswahl von diversen Herstellern.

Die Testschaltung wird wohl auf Breadbords stattfinden, ich möchte dann allerdings wenn alles fertig ist ein Platine nach meinen Vorgaben anfertigen lassen. Ich denke da wird es schon geeignete Dienstleister geben.

Von CAN-Bus ist mein Unimog 406 mit Baujahr 66 zwar weit entfernt aber wenn das Projekt funktioniert wird das sicher nicht das letzte gewesen sein!

Die Nextion Displays sehen sehr interessant aus! Ich hab mich schon ein wenig mit dem Editor gespielt. Damit sollte ich ein ordentliches Display zusammenbekommen. Mir gefällt sehr, dass ich dann quasi ein Bauteil habe, das sich rein um die Verarbeitung der Daten kümmert und ein zweites das nur die Grafische Aufbereitung macht.

An den Wochenenden steht weiterhin der Zusammenbau des Unimogs im Vordergrund aber unter der Woche werde ich mich tiefer in die Materie einarbeiten.

Lg
Joe

analogon:
Bei den Portexpandern muss ich mich noch weiter einarbeiten.

Beispielsweise MCP23017 mit passender Bibliothek von Adafruit ist einen Blick wert.

Danke für die Info. Sieht an sich gut aus und nicht zu komplex zum einbinden. Wenn ich das richtig verstanden habe ist damit aber nur eine digitale Porterweiterung möglich. Mal schauen ob ich mit den analognen Ports ohne Erweiterung auskomme oder ob ich da noch mehr brauche. Analoge Ports erweitern dürfte nicht ganz so einfach sein.

ich würde an deiner Stelle mal nach

"i2c analog port expander arduino" suchen.

PCF8591 wird sicher oft angeführt werden.

Möglicherweise hilft Dir diese Zusammenstellung: ESP32 Pinout Reference: Which GPIO pins should you use?

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