Forum: Fahrzeugelektronik Arduino PWM geht nach 4N35 verloren Typ 2 Ladestation selber bauen!


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von Leo T. (tipstricks)


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Guten Abend,

ich sitze gerade an einem kleinen Projekt und habe ein Problem.

Es geht darum eine Typ 2 Ladestation fürs Elektroauto zu bauen.

Dabei findet die Kommunikation über den verfügbaren Ladestrom per PWM 
Signal, auf der Ladestations-Seite statt.
Im Ladekabel gibt es einen sogenannten CP (Control Pilot) Pin, welcher 
für diese Kommunikation zuständig ist. Neben einer Pulsweitenmodulation 
liegt dort aber auch eine variable Spannung an, welche der Ladestation 
den aktuellen Status des Fahrzeuges mitteilt.

Alles noch ziemlich Analog ;)

Um nun dem Fahrzeug vor/während des Ladens mitzuteilen, mit wie viel 
Ladestrom geladen werden darf, gibt die Ladestation (in meinem Fall ein 
Arduino Nano als Controller) eine PWM auf den CP Pin, welche das 
Fahrzeug erkennt und sich darauf anpasst.

Der PWM-Pin des Arduino kann dabei aber nicht einfach mit dem CP Pin des 
Kabels verbunden werden, da dort wie gesagt eine variable Spannung 
anliegt, die der Arduino nicht hinbekommt. (12V, 9V, 6V,)
Ich habe mir hierzu einfallen lassen, einen 4N35 zu nutzen und darüber 
die PWM in die jeweilige Spannung mit "einzupflegen". Ich denke ihr 
versteht was ich meine. (Im Anhang gibts den Schaltplan)

Nun habe ich jedoch das Problem, das der 4N35 die PWM nicht weitergibt. 
Am Pin 1 des 4N35 kann ich die PWM noch ohne Probleme mit meinem 
Oszilloskop erkennen. Das Signal flacht sich durch den R3 natürlich 
etwas ab...

Normalerweise sollte sich die PWM doch nun an Pin 4 des 4N35, mit einer 
anderen Spannung (die gerade bei Pin 5 des 4N35 anliegt) widerspiegeln 
oder?!
So dachte ich zumindest.
Leider kommt dort aber nur die Spannung, ohne PWM durch...

Die Spannungen variieren zwischen 12V, 9V und 6V je nach aktueller Lage 
des Fahrzeugs.

Kann mir jemand von euch weiterhelfen? Übersehe ich vielleicht einen 
blöden Fehler?

Der LM393 und die Potentiometer R5 und R6 sind dazu da, dem Arduino per 
einfachem Signal mitzuteilen, wenn eine gewisse Spannung am CP-Pin 
anliegt. Ich achte dort derzeit nur auf die zwei wichtigsten Stände 
"Bereit zum Laden" bei CP = 9V und "Laden" bei CP = 6V. Mit den Potis 
habe diese beiden Grenzwerte eingestellt, sodass der LM393 dem Arduino 
einfach über einen seiner beiden Pins 1 oder 7 mitteilt, was gerade 
Sache ist.

Vielen Dank für eure Hilfe und einen schönen Abend!
Beste Grüße,
Leo

: Verschoben durch Moderator
von H. H. (Gast)


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Die NI-Eingänge des Komparators können so gar nicht nach GND gezogen 
werden.

von Leo T. (tipstricks)


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H. H. schrieb:
> Die NI-Eingänge des Komparators können so gar nicht nach GND gezogen
> werden.

Danke! Wie genau meinst du das?

von H. H. (Gast)


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z.B. so wie im Anhang machen.

von Leo T. (tipstricks)


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H. H. schrieb:
> z.B. so wie im Anhang machen.

Danke Dir! Ich checke das fix.

von H. H. (Gast)


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von Manfred (Gast)


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H. H. schrieb:
> z.B. so wie im Anhang machen.

Damit sind bei gesperrtem Optokoppler (OK) die +IN definiert, aber Du 
hast den 1k-Angstwiderstand zwischen OK und CP verschluckt.

Nicht besser den R4 belassen und vom Pin4 des OK ein paar kOhm nach GND?

-------

Bitte am 7805 die Kondensatoren nicht vergessen.
Müssen die drei Kontroll-LEDs wirklich mit so viel Strom betrieben 
werden?

von Leo T. (tipstricks)


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H. H. schrieb:
> z.B. so wie im Anhang machen.

Sieht soweit gut aus.

Die PWM kommt nun auf jeden Fall durch. Ich checke es kurz am Fahrzeug!

von Leo T. (tipstricks)


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H. H. schrieb:
> Mir scheint du hast das eh falsch verstanden.
>
> https://www.goingelectric.de/wiki/Typ2-Signalisierung-und-Steckercodierung/

Nein. Genau so meinte ich es. Hatte mich da vielleicht unglücklich 
ausgedrückt.

von Leo T. (tipstricks)


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Manfred schrieb:
> H. H. schrieb:
>> z.B. so wie im Anhang machen.
>
> Damit sind bei gesperrtem Optokoppler (OK) die +IN definiert, aber Du
> hast den 1k-Angstwiderstand zwischen OK und CP verschluckt.
>
> Nicht besser den R4 belassen und vom Pin4 des OK ein paar kOhm nach GND?
>
> -------
>
> Bitte am 7805 die Kondensatoren nicht vergessen.
> Müssen die drei Kontroll-LEDs wirklich mit so viel Strom betrieben
> werden?

Hi Manfred,
Danke!

Der Aufbau ist heute ganz fix entstanden, mit den Komponenten die ich 
hier hatte. Ideal und fertig ist die Schaltung lange nicht, wie du ja 
auch erkannt hast :)

von Flip B. (frickelfreak)



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Leider musst du auch -12V am CP gewährleisten sowie die toleranz der 
+12V. Den Komparator besser ersetzen durch einen Analogeingang, damit du 
auch die Diodenfunktion zum Schutzleitertest gewährleisten kannst. 
Erprobte schaltung inkl. Erzeugung der Symmetrischen spannung im Anhang. 
Die Komponenten sind einfach und günstig, die Spannungsreferenz wird 
durch den TL431 unabhängig von der Versorgungsspannung geregelt.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Anonym00. schrieb:
>> Bitte am 7805 die Kondensatoren nicht vergessen.
>
> Der Aufbau ist heute ganz fix entstanden, mit den Komponenten die ich
> hier hatte.

Dann schaue Dir unbedingt Deine +5V an, nicht, dass Du Ärger hast, weil 
das Ding mangels C-Beschaltung schwingt. Meist sind die 7805 gutmütig, 
aber ich habe schon Schwingerei erlebt.

Der Nano ist falsch angeschlossen: Die extern erzeugten +5V gehören an 
dessen 5V-Pin, nicht an VIN!

Flip B. schrieb:
> Leider musst du auch -12V am CP gewährleisten sowie die toleranz der
> +12V. Den Komparator besser ersetzen durch einen Analogeingang,

Wenn, wie bei goingelectric.de beschrieben, der CP auf -12V muß, sehe 
ich die direkte Nutzung des µC-Analogeinganges als wenig hilfreich. Da 
müsste doch eher ein OP mit Offsetverschiebung her?

: Bearbeitet durch Admin
von Leo T. (tipstricks)


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Flip B. schrieb:
> Leider musst du auch -12V am CP gewährleisten sowie die toleranz der
> +12V. Den Komparator besser ersetzen durch einen Analogeingang, damit du
> auch die Diodenfunktion zum Schutzleitertest gewährleisten kannst.
> Erprobte schaltung inkl. Erzeugung der Symmetrischen spannung im Anhang.
> Die Komponenten sind einfach und günstig, die Spannungsreferenz wird
> durch den TL431 unabhängig von der Versorgungsspannung geregelt.

Hi Flip B.,
Vielen Dank! Das hilft mir sehr!

Sehe ich es richtig, dass ich CPN_SNS dann einfach an einen Analog Pin 
des Arduino hänge und dann meine Spannungen auslese?!

An CP_OUT kommt dann einfach der CP. Wofür hast du noch einen CP_IN 
definiert?

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Anonym00. schrieb:
> Ich checke es kurz am Fahrzeug!

Damit du zum Testen der Schaltung nicht immer zum Fahrzeug runter laufen 
musst, kannst du dir so eine Testschaltung aufbauen. Für R3 geht auch 
ein 2k7 Widerstand.

Die negative Halbwelle wird  für VW und Tesla Fahrzeuge zwingend 
benötigt. Die anderen Fahrzeuge laden auch ohne negative Halbwelle. Für 
den Privatgebrauch mag das so gut sein, aber für die Sicherheit ist eine 
negative Halbwelle doch irgendwann erforderlich.

: Bearbeitet durch Admin
von Flip B. (frickelfreak)


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CP-IN kann mit einer kleinen schaltung die Fahrzeugseite simulieren, 
damit kann man sich dann zwischen eine bestehende ladeeinrichtung und 
ein fahrzeug schalten, den Zustand gibt man durch und die Pulsbreite 
kann man in software verändern.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Falls die Flanken am Optokoppler zu schräg sind, kann dieser auch durch 
einen Transistor in Emitterschaltung ersetzt werden. Das 1kHz PWM-Signal 
muss jetzt natürlich in der Software invertiert werden.

von Michael_Ohl (Gast)


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Wozu soll das ganze gut sein? Ich hab das PWM Signat auf 12V verstärkt, 
die Spannungswerte ergeben sich durch die Lasten.
Die Auswertung durch ein Tiefpassfilter und einen Spannungsteiler um zu 
sehen das alles passt. Mein Kangoo ZE braucht keine -12V.

MfG
Michael

von Anja (Gast)


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Michael_Ohl schrieb:
> Mein Kangoo ZE braucht keine -12V.

Der nicht, aber die Ladesäule darf das Schütz erst einschalten wenn sie 
die Diode im Fahrzeug diagnostiziert hat.

Liest hier keiner eine Norm bevor er an so was herumbastelt?

Gruß Anja

von MaWln (Gast)


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Natürlich wird hier mit arduino und Drehstrom gebastelt. Keine Idee nen 
optokoppler richtig anzuschließen, aber egal, 3x 230V bei 16A, da wird 
schon nix schief gehen!

Da hört der Pfusch noch gar nicht auf, auch im Schaltplan fehlt noch 
einiges, damit das zuverlässig funktioniert.

von Michael_Ohl (Gast)


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Wow da haben ein paar Leute das Rad neu erfunden und diese 
Raketenwissenschaft ist so kompliziert, das man nicht Mal mehr die 
Reifen wechseln kann ohne den Hochvoltschein. selbst beim TÜV 
denkennvsie schon über neue Einnahmequellen durch den Wegfall der ASU 
nach.
Da darf natürlich nur nur Ausgebildetes Fachpersonal Ran und ohne 
mehrere Semester Studium darf Lieschen Müller da eigentlich gar keinen 
Stecker rein Stecken.
Lustig wie die Reichsoberbedenketräger schon wieder eine einfache 
geschaltete Steckdose mit einer Primitivsignalisierung zu einem 
Komplexen Technischen Gerät umdeuten wollen, deren kleinster Fehler zum 
sofortigen Weltuntergang führen wird.

MfG
Michael

von Björn W. (bwieck)


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Michael_Ohl schrieb:
> Lustig wie die Reichsoberbedenketräger schon wieder eine einfache
> geschaltete Steckdose mit einer Primitivsignalisierung zu einem
> Komplexen Technischen Gerät umdeuten wollen, deren kleinster Fehler zum
> sofortigen Weltuntergang führen wird.

Naja.. wenn da schon auf der "Harmlosen" Seite rumgemurkst wird will man 
gar nicht mehr wissen wie es auf der "Gefährlichen" Seite aussehen wird.

von Anja (Gast)


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Michael_Ohl schrieb:
> Lustig wie die Reichsoberbedenketräger

Sorry Dir fehlt es an Lebenserfahrung:
Sicherheitsmaßnahmen in Normen entstehen erst nachdem größere Schäden in 
der Praxis aufgetreten sind.

Außerdem: bei den geringen Preisen die für solche Ladestationen 
aufgerufen werden (+ staatliche Förderung) lohnt sich ein Selbstbau gar 
nicht.

Gruß Anja

von Hihi (Gast)


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Anja schrieb:
> Sorry Dir fehlt es an Lebenserfahrung:
> Sicherheitsmaßnahmen in Normen entstehen erst nachdem größere Schäden in
> der Praxis aufgetreten sind.

Jojo, bestimmt.

Und das Gildedenken der Elektriker hat damit nichts zu tun :-)

Ich bin beispiesweise Hardwareentwickler in der Industrie, und habe die 
Fachkraft nach VDE gleich zweimal gemacht, einmal im Studium, einmal in 
der Lehre davor.
Seit dem arbeite ich schon 20 Jahre mit Niederspannung, nur zählt das 
nicht. Es gelten zwar die gleichen Normen, jedoch wurden diese nicht von 
der geheiligten Gilde verkündet.

Denn die Gildeheiligen hier sprechen sich daher einstimmg dagegen aus, 
dass solche Kurpfuscher an der gesegneten Elektroinstallation im eigenen 
Haus herumbasteln.

Dagegen darf der Gas-Wasser-Scheiße Mensch mit Klampnerlehre eine 
Steckdose verbauen, der wurde ja dank "Schulung" zur elektrisch 
unterwiesenen Person gesalbt (=hat bezahlt). Das der schon mal den PE 
vergisst, kommt vor, aber er tut das mit Segnung der Gilde.

Ihr macht euch nur noch lächerlich, das ist alles. Das gibt es nur in 
Deutschland, nirgends sonst.

von H. H. (Gast)


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Hihi schrieb:
> von der geheiligten Gilde verkündet.

Strippenzieher sind doch keine Händler.


https://de.wikipedia.org/wiki/Zunft

von Michael O. (michael_o)


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Klar ich habe mit 6 von meiner Vater das löten gelernt, der 
Entwicklungsleiter bei Blaupunkt für Fernseher war, habe eine Lehre als 
Funk und Feingeräteelektroniker, eine Technikerausbildung als 
Comptertechniker vom CDI und gut 40Jahre Erfahrung aber es gibt sicher 
viele Leute die nicht so grün hinter den Ohren sind und über wesentlich 
mehr Erfahrung verfügen ;-)

MfG
Michael

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