Display für Mario(s) Kart

Dem Kart fehlt noch ein Display. Momentan werden wichtige Informationen über BLYNK Anbindung zum Handy übermittelt. Das hilft aber niemandem, wenn man fährt.

Was soll alles dargestellt werden:

  1. Bildschirm
  • Geschwindigkeit
  • Akkustand
  • Leistungsanzeige
  • Licht an / aus
  • Blinker links/rechts (noch Zukunftsmusik)
  • Tageskilometer
  • Gesamtkilometer

2. Bildschirm

  • Analog in (Gaspedal)
  • DAC out (zur Hauptplatine)
  • Akkutemperatur
  • Boardtemperatur (Hauptplatine)
  • Außentemperatur
  • Geschwindigkeit
  • Akkustand datailliert

Als Display habe ich mich für ein QVGA TFT mit 320×240 Pixel Auflösung entschieden. Das ist groß genug. Ich hoffe, dass es auch draußen gut ablesbar ist. Das Display wird von einem Teensy 3.2 angesteuert. Dan hatte ich noch rumliegen und er hat genug Speicherplatz für die ganzen anzuzeigenden Bitmaps.

Den Schaltplan und die Hauptplatine habe ich mit EASYEDA erstellt.

Schaltplan Display Kart

Der oben gezeigte Schaltplan zeigt schon die optimierte Variante. Einige Komponenten konnten doch entfallen. Unten sieht man die Platine nach alten Schaltplan. Der untere DC-DC Regler ist entfallen und wurde durch eine einfache Diode ersetzt. Der erste Sapnnungsregler sollte die Referenzspannung für den Komparator, der das Signal für den Interrupt gibt welcher die Kilometerstände in den EEprom schreibt, bereitstellen. Das ist aber nicht notwendig, es funktioniert auch mit einer einfachen Diode.

Ursprünglich war geplant, die einzelnen Signale für Blinker, Licht, Power, Batteriespannung und Geschwindigkeit über digitale bzw. analoge Eingänge abzufragen. Mittlerweile bin ich aber soweit, dass ich alle Werte von der Zusatzplatine im Kart (ESP32) per serieller Schnittstelle an das Display sende. Somit werden nur noch drei Kabel statt der geplanten neun Kabel benötigt und man kann noch viel mehr Informationen übertragen.

PCB alter Stand
bestückte PCB nach altem Stand
fertig aufgebautes Display nach altem Stand

PCB neuer Stand
3D Ansicht PCB neuer Stand
3D Ansicht nach neuem Stand mit TFT

Display

Hier mal ein paar Displayzustände fürs Auge

Das Gehäuse

Das Gehäuse ist im CAD konstruiert und mittels SLS-Druck hergestellt worden. Oben sieht man ein gerendertes Bild aus PTC Creo 7. Da ist mittlerweile eine abgespeckte Version von Keyshot enthalten. Ich finde das kann sich schon sehen lassen.

Die beiden Knöpfe dienen einmal der Rückstellung der Tageskilometer und zur Aktivierung eines zweiten Bildschirmes mit verschiedenen Parametern zur Überwachung des Systems.

Der zweite Bildschirm

Über den 2. Bildschirm bekommt man Zugriff auf einige Systemparameter wie ADC-Eingang für das Gaspedal sowie den umgewandelten Ausgang des Gaspedalsignals über DAC. Weiterhin werden Temperaturen, die Geschwindihkeit und der Akkustand in Echtzeit angezeigt. Der Akkustand wird auf dem Hauptschirm nur im 30s Takt aktualisiert und in 20% Schritten angezeigt.

Video

Erster Displaytest mit serieller Schnittstelle über Arduino Uno

Weil es so schön ist, habe ich ein kleines Testprogramm mit Blynk erstellt. Blynk arbeitet hier mit einem ESP32 zusammen, welcher die vom Handy über BLE empfangenen Werte per serieller Schnittstelle an das Display sendet.


Das Gehäuse

Das Gehäuse habe ich mit CAD designed und drucken lassen.

Tacho am Kart montiert

Falls jemand Lust hat das nachzubauen, hier die Downloadlinks:

Projekt_Display_Kart

Teensy AddOn für Arduino IDE

Teensy 3.2 kaufen bei Eckstein Komponente (Teensy 3.1 geht auch, sind pinkompatibel)

2,2″ TFT Display bei Amazon

2,2″ TFT Display bei Ebay


1. Download Blynk app here
2. Scan this QR code
3. Enjoy my app!

BMW K100 Tacho LCD Display

Eine Alternative zur Brotdose!

Link zum Umbau!

Lange Zeit war es ruhig um meine K aber mittlerweile hat mich das Bastelfieber wieder ereilt. Nachdem ich einige Jahre mit der K durch die Lande gefahren bin möchte ich doch noch etwas am Design feilen. Was mich am meisten an der K stört ist die hässliche Brotdose. Hier hat der Umbau auf einen Harley Sportster Tacho und LED Anzeigen bisher gute Dienste geleistet. Jetzt möchte ich es doch etwas schlichter aber mit voller Funktionalität haben.

BMW K100 Caferacer Umbau
Harley Davidson Sportster Tacho
Harley Davidson Sportster Tacho
Ansteuerelektronik für Haley Tacho
Ansteuerelektronik für Haley Tacho
Signalkonverter_Josef_yX16-0
Bestückungsplan der Paltine für den Harley Tacho, danke Josef!
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Kontrolleuchteneinheit, Aufblendlicht aktiv
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Kontrolleuchteneinheit, Blinker rechts
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Größenvergleich
zsb_kontrolleuchten-einheit_explosion
CAD 3D-Explosionsansicht
zsb_tachohalter_001
3D-Modell der gesamten Tachohalterung

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Wie geht es weiter?

Ein kleines LCD Display könnte alle nötigen Informationen bereitstellen und wäre zudem total unauffällig. Genau das was man für eine schlichte Optik braucht.

Was soll das Display alles anzeigen?

  • Geschwindigkeit
  • Blinker rechts/links
  • Öldruckkontrolle
  • Ladekontrolle
  • Aufblendlicht
  • Kühlwassertemperaturwarnung
  • Ganganzeige
  • Tankanzeige
  • Gesamtkilometer
  • Tageskilometer
  • Uhr
  • Datum
  • Außentemperatur

für spätere Weiterentwicklung wären zusätzlich denkbar:

  • Drehzahl
  • Momentanverbrauch
  • Durchschnittsverbrauch
  • Kühlwassertemperatur
  • Luftmenge
  • Datenlogging über SD-Karte

Ich denke, muss aber ein etwas größeres Display her.

Ok, ein Design muß her. Hier ist ein erster Entwurf, der natürlich noch optimiert werden kann, aber schon ganz gut aussieht.

WP_20141008_002
erster Entwurf der Anzeige
mögliches „Nachtdesign“
WP_20141008_001
Versuchsaufbau
TFT_Abmessungen

Als erstes habe ich mich also an den Schaltplan gemacht. Aus der vorherigen Anzeige wußte ich wie die einzelnen Signale handzuhaben sind. Wie der Tacho angesteuert wird ist nun auch kein Geheimnis mehr.

Schaltplan
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Auf Basis des Schaltplanes ist folgende Leiterplatte entstanden. Darauf befinden sich einige Komparatoren um die Signale auf TTL Level zu bekommen, ein Operationsverstärker um das Tachosignal vom Hinterrad aufzubereiten und ein Arduino Nano zur Ansteuerung des Displays und zur Signalverarbeitung. Das ganze sieht dann so aus:

WP_20141015_20_44_55_Pro
unbestückte Platine
Bestueckungsplan
Bestückungsplan
BMW K100 Tacho Hauptplatine

Links sieht man die Anschlußklemme für die Signale vom Fahrzeugkabelbaum. Rechts ist der Anschluß zum Display und einigen Tastern. Ein Taster dient zur Rückstellung des Tageskilometerzählers die anderen sind Zukunftsmusik. Der Uhrenbaustein und das Display sind noch nicht angeschlossen.

WP_20141008_003
Uhrenbaustein

Die Tachoanzeige auf dem Display weicht noch ein wenig ab und springt auch etwas. das muß noch gedämpft und korrigiert werden.

So, jetzt funzt es! Freu!

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Hier sind noch die Kurven vom Tachogeber (hier Karamba, Dank an Michael)

Eingang gemessen mit 200mV Raster

Die Eingangsspannung beträgt ca. 400mV. Das Rastre im Oszi ist 200mV.

Ausgang mit 4V Raster

Das Ausgangssignal vom OP zeigt eine schöne Rechteckspannung mit ca. 11.3V leicht nach unten verschoben. Die 11.3 V kommen von den 12V Versorgungsspannung minus 0,7V Spannungsabfall an der Verpolungsschutzdiode. Die Raster hat hier eine Auflösung von 4V.


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Hier eine vorläufige Kostenaufstellung:

  • Platine bestellt bei Ätzwerk in München:   56€ (1Stk.) / 13,20€ /10Stk.)
  • Bauteile bestellt bei Conrad: 28€
  • Display bei Ebay: 2Stk. 6€
  • Arduino nano Clon: 7€
  • RTC:   4€

Summe:     101€ (1Stk.) / 59€ (10Stk.)


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Was jetzt noch fehlt ist ein gefälliges Gehäuse für das Display. Das werde ich im CAD konstruieren und aus Aluminium fräsen lassen.  Mal sehen, was dann preislich noch hinzu kommt.

Gehäuseentwurf
Explosionsdarstellung

Es wäre auch denkbar das Gehäuse in Phototypenmaterial fertigen zu lassen oder zu drucken.

Gebelbrücke mit Display

So, jetzt habe ich, wie ich finde ein ansprechendes Design für das Gehäuse gefunden.  So soll es werden.

(eingefügt am 23.5.2019) Download CAD-Data (STEP-File)

Eine längere Testzeit steht dann auch noch ins Haus. Das wird aber wohl erst März 2015. Eine weitere Überlegung ist noch das farbige TFT Display durch ein einfarbiges LCD zu ersetzen um bei Sonneneinstrahlung bessere Anzeigeeigenschaften zu erreichen.

10.12.2014 Ich habe eine andere Grafikbibliothek bemüht um ansehnlichere Schriftarten benutzen zu können. Leider reicht nun der Speicherplatz im Atmel 328 nicht mehr aus. Ich werde wohl auf einen anderen Prozessor aufsetzen um einmal mehr Speicherplatz zu haben und weiterhin mehr Funktionen. Die neue Plattform ist Teensy 3.1. Hier werkelt ein ARM Prozessor. Mittlerweile denke ich noch über eine Drehzahlanzeige und GPS Datenerfassung nach. Datenlogging wäre ebenfalls eine Option.

Das neue Anzeigendesign ist, wie ich finde, viel gefälliger. Die Geschwindigkeitsanzeige kann noch etwas größer werden. Die bunten Kästchen werden noch durch Symbole ersetzt.

WP_20141208_20_50_20_Pro[1]

11.1.2015

Ich habs endlich geschafft, den neuen Prozessor und das neue Display in Betrieb zu nehmen. Das Display hat nun 320×240 Pixel und eine Diagonale von 2,2″. Hier mal ein Bild und ein Video dazu.

BMW K100 Tacho LCD Display

13.11.2018

Hallo, ich habe mich entschlossen den Schaltplan in ordentlicher Auflösung hochzuladen.

BMW_Tacho_Shematic_002

Weiterhin habe ich die Daten wieder zum Download bereitgestellt. Vielleicht hat ja jemand die Muße das Projekt weiter zu führen.

Data_For_Speedo_Project

CAD-Data for latest Housing (Step-File)

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