Hey, wie ich in meiner Vorstellung bereits angekuendigt habe will ich nun langsam beginnen, meine ZZR mit etwas Rechenpower zu erweitern. Kurz noch: Ich habe 2 Abschluesse in Informatik, einen davon von der Edinburgh Napier University aus Schottland und bin auf dem Gebiet auch schon eine Weile beruflich taetig. mache ab dem Sommersemester dann noch einen Master dazu, also fehlt es an den Grundlagen sicherlich nicht und ich kann mit guten Gewissen sagen das ich technisch weiss was ich da tue.
Das Projekt ist fuer mich privat (und fuer euch bestimmt auch) interessant. Ich habe einfach Spass daran Messwerte und Statistiken zu beobachten, auszuwerten und so weiter. Einen tieferen Sinn werden einige von euch sicherlich nicht erkennen koennen, ich moechte allerdings auch keine Ueberzeugungsarbeit leisten, jedem das Seine und wie Er/Sie gerne moechte.
Ich werde versuchen, dieses Thema aktuell halten, und eure Anregungen in diesen ersten Post mit einfliessen zu lassen. Zusaetzlich werde ich einen zweiten Post direkt im Anschluss anlegen mit einer Art Changelog. Die Moderatoren bitte ich, diesen Doppelpost zu verzeihen, aber er dient der Uebersicht. Bitte helft mir in Bezug auf die verschiedenen Fragestellungen, ich bin da auf einige Mithilfe angewiesen.
Grundlage des Ganzen ist das E-Modell der Kawasaki ZZR-600 mit dem Baujahr 1993, daher mit Kraftstoffpumpe. Ich habe die Reparaturanleitung hier in digitaler Form vorliegen und auch die relevanten Themen schon gelesen. Geschraubt habe ich bisher enorm viel an meinem Roller, inkl Motorumbau mit Kolben/Zylinderwechsel und Ventilspieleinstellung und allem was so bei einem Roller im laufe der Zeit mal so kaputt geht (und das war ne ganze Menge!). Begonnen habe ich ein aehnliches Projekt bereits schonmal an meinem Auto, wobei mir jedoch alles, was hier zum Thema Kraftstoff steht nicht gelungen ist. Die Technik bei der ZZR ist jedoch simpler und leichter zu verstehen, als bei einem modernen Auto mit Einspritzmotor.
Ziele
Ziel des Ganzen ist es Daten aus dem aktuellen Lauf des Motorrads zu berechnen, speichern und anzuzeigen.
- Aktuelle Geschwindigkeit
- Aktuelle Drehzahl
- Aktueller Benzinverbrauch
- Aktuelle Uhrzeit
- Umgebungstemperatur
- Kuehlmitteltemperatur
- Oeltemperatur
- Betriebsstunden des Motors
Vorgehensweise
Zu den einzelnen Punkten habe ich mir natuerlich schon einige Gedanken gemacht und eine gute Vorstellung davon wie das funktionieren kann:
Aktuelle Geschwindigkeit
Installation eines Fahrradcomputer Reed-Sensors am Vorderrad. Ein kleiner Magnet wird im engen Abstand zu einem Abnehmer an der Felge angebracht. Dadurch, dass das Vorderrad hierfuer genommen wird, treten Ungenauigkeiten wie Schlupf nur beim Gebrauch der Vorderradbremse auf, nicht jedoch durch den Antrieb bedingt. Die verstrichene Zeit zwischen zwei Impulsen ergibt die aktuelle Raddrehzahl. Mulitpliziert mit dem Radumfang ergibt sich die Geschwindigkeit.
Als Abnehmer will ich den Sigma BC700 verwenden.
Fehler:
- Schlupf durch Vorderradbremse beim Bremsen.
- Nicht-konstanter Radumfang durch Verformung bei Rotation bedingt durch Kreiseleffekt.
- Nicht-konstanter Radumfang durch Verschleiss des Reifens selbst.
Aktuelle Drehzahl
Vom Pickup geht ein Drehzahlimpuls aus, dessen zeitliches Intervall wie die Raddrehzahl gemessen werden kann. Aus diesem Intervall laesst sich die aktuelle Drehzahl des Motors bestimmen. Durch das Zaehlen der Impulse laesst sich zugleich auch noch die absolute Anzahl der Umdrehungen bestimmen. Das Signal wird hochohmig abgegriffen um zu verhinden, dass durch die Messung das Signal des Impulsgebers selber verfaelscht wird.
Aktueller Benzinverbrauch
Dies ist der Punkt, der mir am meisten Sorgen bereitet, da ich einige Sachen noch nicht mit Sicherheit weiss. Ich werde an den Ausgang der Kraftstoffpumpe einen Durchflussmengen-Messer anbauen, welcher selbstverstaendlich fuer Benzin und aehnliche Stoffe geeignet ist. Diese Messer gibt es in den verschiedensten Ausfuehrungen fuer gegebene Durchflussmengen und liefern fuer eine bestimmtes Volumen an Fluessigkeit eine genau definierte Anzahl an elektrischen Impulsen.
Ein Problem, was mich beschaeftigt, ist der Durchmesser der Kraftstoffleitung, sowie der erzeugte Druck der Kraftstoffpumpe. Ich habe wenig Erfahrung mit der Installation von Schlaeuchen und bin mir nicht ganz sicher, wie man Leitungen/Anschluesse mit unterschiedlichem Durchmesser sicher miteinander verbinden kann. Hier geht es letztendlich auch im Sicherheit, da Benzin ja nunmal gerne und heftig brennt, und so ein Motorrad auch gerne mal warm wird. Fuer diesen Punkt brauche ich einfach Hilfe:Das Ergebnis dieser Messung ist eine Anzahl an Impulsen, wobei jeder fuer ein definiertes Volumen steht. Dieses kann man je nach aktuellem Zustand (Fahren/Stehen) in Bezug zur Zeit oder zur Geschwindigkeit setzen und den aktuellen Benzinverbrauch messen.
- Was ist der Durchmesser der Kraftstoffleitung ab dem Ausgang der Kraftstoffpumpe?
- Welchen Druck erzeugt die Pumpe? (Dieser Punkt ist nur wichtig, wenn der Druck sehr hoch waere, um zu vermeiden, dass der Mengenmesser dabei draufgeht)
- Wie verbinde ich sicher Leitungen/Anschluesse mit unterschiedlichem Durchmesser? Gibt es Adapterleitungen mit unterschiedlichem Durchmesser der einzelnen Enden? Wo gibt es diese? Schlauchschellen? Andere Moeglichkeiten? Der Punkt ist mir wichtig, ich will gut und sauber Arbeiten und niemanden (auch nicht mich selbst) gefaehrden!
- Gibt es wie beim Auto einen Ruecklauf? Ich bin mir zu 99% sicher, dass es diesen nicht gibt. Mein Auto ist ein Einspritzer, der Druck auf der Kraftstoffleitung wird durch die Pumpe konstant gehalten und Treibstoff welcher nicht benoetigt wird kommt ueber einen Ruecklauf wieder in den Tank. Fuer den Fall wuerden zwei Mengenmesse benoetigt. Davon gehe ich bei der ZZR-600 aber nicht aus.
Fehler:
- Messungenauigkeit des Sensors.
- Die Pumpe arbeitet nur unter bestimmten Bedingungen (Anlasser laeuft, Benzinstand in den Schwimmerkammern nicht voll, dadurch weniger Druck auf der Kraftstoffleitung, da die Schwimmer den Zufluss nicht verhindern) und dadurch kann es sein, dass der Durchfluss zeitlich leicht versetzt stattfinden kann, gerade auch bei niedrigem Verbrauch (Leerlauf, Motorbremse). Diesen Fehler nehme ich hin und gehe gerade fuer den laufenden Betrieb bei Drehzahl und Geschwindigkeit von einem relativ gleichmaessigen Arbeiten der Pumpe aus. Durch das Glaetten der Werte laesst sich das interval-maessige Arbeiten der Pumpe auch wieder herausrechnen, absolut gesehen muessen die Werte immerhin stimmen (minus geringem Messfehler). Durchschnittswerte der letzten 3-5 Sekunden sollten damit problemlos machbar sein.
Aktuelle Uhrzeit
Ein RTC-Chip mit eingebautem Taktgeber liefert konstant die aktuelle Zeit, welche beim Einbau einmal eingestellt werden muss. Dieser Chip sollte ebenfalls als zuverlaessige Zeitquelle fuer die Mess-Intervalle arbeiten.
Fehler:
- Laufende Ungenauigkeiten des Taktsignals fuerht zum Driften der Uhrzeit. Nachtraegliches Korrigieren sollte jedoch erst nach Monaten erforderlich sein.
- Diese Ungenauigkeiten wirken sich ueber lange Zeitraeume aus und sind fuer kleine Intervalle zu vernachlaesigen.
Weitere Punkte
Alle weiteren Punkte sind Optional und durch entsprechende Hardware umzusetzen. Je nach Verfuegbarkeit einer Oelablassschraube/Einfuelldeckel, etc mit Temp-Sensor(digital, oder analog ueber Temp-abhaengigen Widerstand) mehr oder weniger machbar. Die Kuehlmitteltemperatur laesst sich ueber den vorhandenen Sensor ablesen. Die Umgebungstemperatur ueber einen beliebigen Temp-Sensor irgendwo am Motorrad, wo die Hitzeentwicklung des Motors nicht zum Tragen kommt.
Auswertung
Diese Werte werden von einem kleinen Mikrocontroller verarbeitet und ueber ein entsprechendes Interface an einen "richtigen" Computer weitergerreicht. Die Grundlage fuer den Mikrocontroller soll ein AVR ATMega sein, welcher in C programmiert wird. Der eigentliche Computer ist ein Raspberry PI Modul (Link). Als Ausgabe dient ein einfaches Display mit Composite-Anschluss, welche in allen erdenklichen Ausfuehrungen als Rueckfahr-Displays angeboten werden und fuer wenig Geld zu haben sind.
Zusaetzlich sollen die Werte noch innerhalb des PI's auf SD-Karte gespeichert werden, sodass das Ganze auch funktioniert wenn das Display gar nicht angeschlossen ist. Am Ende lassen sich aus diesen Werte ganze Verlaufskurven erstellen.
Das Projekt ist auch beliebig erweiterbar, z.b. mit GPS Empfaenger (das PI verfuegt ueber USB Anschluesse).
Ebenfalls laesst sich aus dem Verhaeltnis Drehzahl/Geschwindigkeit mit ein wenig Glaettung eine Gang-Anzeige bauen.
Bedienung
Die Steuerung des Ganzen wird dadurch vereinfach, dass das PI ueber USB-Schnittstellen verfuegt. Man koennte daher einfach eine billige 2-Tasten Maus nehmen, das Gehaeuse wegschmeissen und die Tastknoepfe belassen, und die "Maus" wuerde immer noch als ganz normale USB-Maus erkannt. Es gibt sicherlich Moeglichkeiten, das irgendwie "nett" zu verpacken. Gerade auch in Bezug auf die Speicherung der Daten auf SD-Karte liesse sich hier eine Funktion einbauen, die die letzten Minuten der Statistik verwirft um bei Polizeikontrollen aufgrund der Aufzeichnung nicht durch sein eigenes Geraet ueberfuerht zu werden.
Dokumentation
Einige Einzelheiten dieses Projektes habe ich mir schon laenger ueberlegt, Andere habe ich beim Schreiben dieses Threads erdacht. Ich werde das Ganze natuerlich ordentlich dokumentieren, den Quellcode frei zugaenglich machen und Hardware-Designs zur Verfuegung stellen. Finde es nur fair auch euch etwas zurueckzugeben fuer die super Hilfe die Ihr hier mir und auch Anderen leistet!.
Kostenuebersicht
- Sigma BC 700 als Geschwindigkeitsmesser. 13,99 bei Ebay.
- ATMega32 + Platine und Komponenten sind etwa 10 Euro.
- Durchflussmengenmesser bei Conrad fuer ca. 29 Euro.
- Kraftstoffschlauch + Schlauchverbinder ca. 3-5 Euro.
- Raspberry PI, 25 Euro.
- Display, bei Ebay fuer 16-18 Euro.
- Maus zum Zerlegen, ca 1,88 Euro.
Abschliessend
Bitte verzeiht den langen Post, aber ein derartiges Projekt will durchdacht sein, ich denke es finden sich auch Interessierte die ueber meine Ausfuehrungen gluecklich sind
Ich kann verstehen, dass viele gerade beim Motorrad (aber durchaus auch beim Auto) solche "Gadgets" als unnoetig empfinden und nicht nachvollziehen koennen warum mich das Thema dennoch interessiert. Dazu noch einen abschliessenden Satz:
Ich moechte noch einmal betonen, dass ich dies nur aus meinem eigenen persoehnlichen Interesse, Neugierde und dem Spass am Arbeiten an solchen Projekten durchfuehre und niemanden ueberzeugen moechte, dass so etwas auch nur im entferntesten noetig, wichtig, unentbehrlich oder sonstwie von besonderem Interesse sein muss.
Bin elektrotechnisch allerdings bestenfalls laienhafter Amateur, immerhin kann ich halbwegs gescheit löten. Gibt sicher 'ne Menge interessanter Anwendungsgebiete! 
...endlich mal wieder mit dem Rollator unterwegs! 
ich brauche ne inspiration für die Anbringung dieser tacho Geschichte.