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Sam Forum
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Erster Beitrag:
vor 3 Jahren, 8 Monaten
Letzter Beitrag:
vor 3 Jahren, 4 Monaten
Beteiligte Autoren:
Roland Schulé, Wolfgang Schneider, Andreas106

Informationsdisplay

Startbeitrag von Roland Schulé am 23.02.2014 16:25

Für den Renault TWIZY gibt es ein Informationsdisplay, das TWIZPLAY, das sich großer Beliebtheit erfreut: siehe hier und hier. (Der 2. Link geht leider nur für angemeldete Nutzer des TWIZY-Forums.)
Für die Renault ZOE ist ähnliches im Entstehen: siehe hier.
Ich trage mich schon länger mit dem Gedanken, etwas Ähnliches für den SAM zu erstellen. Ich habe mich mit der SAM-Group und dem Entwickler des TWIZPLAY in Verbindung gesetzt. Nach erstem Informationsaustausch kann wohl die Hardware des TWIZPLAY verwendet werden. "Lediglich" die Firmware muss angepasst werden, weil der SAM seine Informationen auf dem CAN-Bus anders codiert als der TWIZY. Zum Teil gibt es bestimmte Informationen nicht, dafür aber andere.
Ich eröffne nun mal das Wunschkonzert. Schaut euch mal das TWIZPLAY an und meldet, welche Informationen sinnvoll wären.
Außerdem werde ich euch in diesem Thread über den Projektfortschritt auf dem Laufenden halten.

Viele Grüße, Roland

Antworten:

Hallo Roland,

schöne Idee, das werde ich weiter verfolgen.
Aus meiner Sicht sollte unbedingt die Akkuspannung, leicht beruhigt, s.d. man den Ladezustand daraus erkennen kann, angezeigt werden.

Ansonsten wäre noch schön:
- entnommene Kapazität
- gefahrene Kilometer
- Batterietemperatur
- Ladezustandsanzeige

und, was wirklich Klasse wäre, eine Anzeige über verbleibende Restkilometer bis "Batterie leer", die sich je nach Fahrweise darauf einstellt.

Wie das funktionieren soll, weiß ich aber beim besten Willen nicht.

Gruss Wolfgang

von Wolfgang Schneider - am 23.02.2014 16:58
Alles bereits eingeplant ;-)
Gruß, Roland

von Roland Schulé - am 23.02.2014 18:16
Hallo Roland,

bist Du schon weiter mit Deiner Entwicklung.
Ich habe von OpenSource keine Ahnung, aber wenn es um andere Hilfestellung geht würde ich gerne meinen Beitrag leisten.

Gruss Wolfgang

von Wolfgang Schneider - am 04.03.2014 13:59
Hallo Wolfgang,
im Moment sind es noch Trockenübungen. Ich habe die Liste der wichtigsten CAN-Nachrichten des SAM und versuche gerade, diese zu verstehen.
In 1 - 2 Wochen erhalte ich von Uwe Jöckle ein TWIZPLAY. Dieses war nicht vorrätig, denn ich wollte es mit weißer Schrift auf blauem Grund haben, so wie das kleine Display im Tacho.
Danach werde ich zunächst einen Mini-Monitor auf dem TWIZPLAY laufen lassen (danke an Uwe und Arne!), der mir bestimmte Daten wie Kilometerstand, Geschwindigkeit, Ladezustand usw. anzeigt, die ich direkt mit den anderen Anzeigen im SAM vergleichen kann. Nach diesem Schritt kann ich sicher sein, dass ich die CAN-Botschaften verstanden habe.
Anschließend werde ich mir die Berechnung von Größen überlegen, die im SAM nicht vorhanden sind, allem voran die Restreichweite. Dazu muss man die verbleibende Batteriekapazität durch den durchschnittlichen Verbrauch teilen. Da beginnen aber schon die Fragen:
1. Stimmt die Restkapazität auf dem CAN-Bus? Sie steuert ja auch die Anzeige der "Tankuhr" im Tacho. Bei meinem SAM geht sie jedoch nur ungenau. SAM ist beim Erreichen des unteren Endes des Reservesegments noch lange nicht am Ende seiner Kräfte.
2. Wie soll der Durchschnittswert des Verbrauchs ermittelt werden? Seit Fahrtbeginn? Über die letzten x Fahrten? Seit einem manuellen Reset?
Am 12. 4. treffe ich Uwe Jöckle in Sinsheim und wir werden sicherlich etliche Erfahrungen austauschen. Bist du auch dort?
Nach der Programmierung werden sicherlich noch manche Testfahrten stattfinden müssen, bis die Berechnung sauber funktioniert.

Ich muss also noch um etwas Geduld bitten, zudem ich nicht meine ganze Freizeit dem SAM opfern möchte.
Gruß, Roland

P.S.: Mit Open Source ist keine bestimmte Programmiersprache gemeint, sondern dass ich mein Programmierergebnis der Allgemeinheit zur Verfügung stelle, so wie Uwe dies auch tut.

von Roland Schulé - am 06.03.2014 10:00
Hallo Roland,

wow, das klingt nach Arbeit...

In Sinsheim werde ich leider nicht sein, ist etwas weit weg, da ich aus Münster komme.

Zu 2. würde ich für die Verbrauchsermittlung "seit Fahrtbeginn" wählen, da sich dann die Restkilometer, je nach durchschnittlicher Fahrweise anpassen müsste.

Noch eine Frage:
Liegt irgendwo am Servicestecker die Batteriespannung an? Ich habe nämlich keine ECU, die mir diese im Display anzeigt.

Gruss,
Wolfgang

von Wolfgang Schneider - am 07.03.2014 11:42
Hallo zusammen,
als Anschluss des TWIZPLAY wird der CAN-Bus-Diagnosestecker verwendet. Dazu müsst ihr das Sicherungsfach öffnen und herunterklappen, rechts vom Sicherungskasten kann man einen Stecker ertasten und ein Stück vorziehen.

Auf diesen Stecker passt ein Molex Mini-Fit-Stecker, wie er auch bei Computer-Netzteilen verwendet wird. Der Stecker lässt sich nur in einer Orientierung aufschieben. Die Klammer des Steckers rastet über die Nase des Gegenstücks im SAM, so dass nichts auseinander rutschen kann.
Die Anschlussleitungen des Steckers sind dann wie folgt belegt:


Morgen bekomme ich mein TWIZPLAY (danke Uwe), dann werde ich weitersehen.
Gruß, Roland

von Roland Schulé - am 10.03.2014 08:59
Hallo Wolfgang,
die Verwenung des Durchschnittsverbrauchs seit Fahrtbeginn halte ich für nicht so geeignet. So etwas Ähnliches hatte ich in meinem TWIKE. Da passierte mir auf meiner allerersten Fahrt Folgendes:
Ich holte das TWIKE nach der Zulassung in Furtwangen im Schwarzwald (870 m) ab. Die Fahrt heim sollte über Schönwald in das Gutachtal und weiter ins Kinzigtal führen.
Bereits beim Anstieg nach Schönwald (1000 m) fluchte ich über den "Fehlkauf", weil angeblich bereits zwei Drittel der anfangs angezeigten Reichweite verbraucht waren.
Dann ging es über Triberg und Hornberg (384 m) das Gutachtal hinab. Mit fleißigem Rekuperieren hatte ich so gut wie keinen Verbrauch.
Und was passiert, wenn man die Restkapazität durch nahezu Null dividiert? Richtig, die Reichweite stieg und stieg und als im Display kein Platz mehr für die Anzeige war, rauschten nur noch die Ziffern durch. So schnell, dass ich nichts mehr erkennen konnte.
Erneut fluchte ich über das erworbene TWIKE, weil mir nun auch die Elektronik einen Fehler zu haben schien.
Später habe ich die Zusammenhänge natürlich verstanden und bin eigentlich immer nach Batteriespannung gefahren.
Eine Mittelwertbildung seit Fahrtantritt kommt deshalb für mich nicht in Frage. Eher eine Mittelwertbildung über die letzten x Fahrten. Dabei darf x nicht zu klein sein. Aber auch nicht zu groß, sonst stellt sich die Reichweitenberechnung zu langsam auf Änderungen der Fahrgewohnheiten ein.

Gruß, Roland

von Roland Schulé - am 10.03.2014 09:22
So, der erste Schritt ist geschafft:
Das TWIZPLAY ist zusammengebaut und an SAM angeschlossen.
Die Spezialitäten der CAN-Bus-Technologie des SAM EV II wurden (dank der Unterstützung der SAM Group, namentlich Herrn Galliker - danke) entschlüsselt und verstanden.
Außerdem hatte ich als Neuling im Bereich der Programmierung des Mikroprozessors des TWIZPLAY einige Anfangsschwierigkeiten zu überwinden. Hier auch noch mal ganz herzlichen Dank an Uwe Jöckle für die Unterstützung.
Derzeit läuft auf dem TWIZPLAY ein Monitor, der acht verschiedene CAN-Bus-Informationen darstellen kann. Es finden lediglich Umrechnungen in die üblichen Maßeinheiten statt. Die Auswahl, welche Informationen es sein sollen, lässt sich leicht anpassen.


Oben ist ein Beispiel zu sehen:
1: Geschwindigkeit in km/h (dahinter der Versionsstand)
2: State-of-Charge in Prozent
3: Batteriespannung in V
4: Restenergie in der Batterie in Wh
5: höchste Zellspannung in mV
6: niedrigste Zellspannung in mV
7: Batterietemperatur
8: Motortemperatur

Nun folgt der nächste Schritt, nämlich die Werte zu berechnen, die nicht auf dem CAN-Bus geliefert werden, aber zur weiteren Verarbeitung erforderlich sind. Das Wichtigste ist der Kilometerstand. Leider gibt es weder den Gesamtkilometerstand noch den Tageskilometerstand auf dem CAN-Bus. Aus der Motordrehzahl muss wenigsten die zurückgelegte Strecke seit Fahrtbeginn berechnet werden. Dann kann im nächsten Schritt der Verbrauch ermittelt und die Reichweite prognostiziert werden.
Diese Schritte starten am Samstag in Sinsheim beim Treffen. Wen's also interessiert kann dann Uwe und mir über die Schulter schauen.

Gruß, Roland

von Roland Schulé - am 11.04.2014 10:20
Hallo Roland,

schön, das es weiter geht.
Würde gerne in Sinsheim dabei sein, aber leider viel zu weit......

Lass wieder von Dir hören.

Gruss,
Wolfgang

von Wolfgang Schneider - am 11.04.2014 15:44
Hallo Roland,

interessantes Projekt. Das werde ich mir bei einem Besuch in nächster Zeit genauer anschauen :-)

Was mir bei deiner Aufnahme auffällt. Die Ladung ist bei 100% und die Energie nur bei knapp 5 kWh!

Das wären ja nur noch 71% der Anfangskapazität! Stimmt evtl. die Kapazitätsberechnung nicht?

Wieviel kWh ab Steckdose kannst du laden, wenn er leer ist?

von Andreas106 - am 14.04.2014 07:23
Hallo Andreas,
das sind die Werte, die auf dem CAN-Bus zur Verfügung stehen.
Im Moment finden nur ein paar wenige triviale Umrechnungen statt. So ist z.B. die Batteriespannung in Einheiten von 1/16 V auf dem CAN-Bus. Dies wird z.B. umgerechnet.
Der Rest-Energieinhalt ist in der Liste der CAN-Objekte der SAM-Group mit dem Vermerk "not correct" versehen. Dies bedeutet, dass der absolute Wert nicht korrekt ist, wohl aber ist das Verhalten proportional. Eine solche Größe muss dann auf Grund von Erfahrungswerten noch kalibriert werden.

Am Samstag war in Sinsheim das Elektrofahrertreffen. Uwe Jöckle hat die TWIZPLAY-Software an den SAM angepasst. Da läuft noch nicht alles. Aber eines habe ich gesehen: Beim Laden zeigt das TWIZPLAY eine Ladeleistung von 1,85 kW an (direkt aus Batteriestrom und -Spannung berechnet)*. Durch Integration lässt sich die aufgenommene Energiemenge ermitteln und damit der Energiegehalt der Batterie. Allerdings hat auch die Batterie ihren Speicherwirkungsgrad. Hier müsste diskutiert werden, was man lieber angezeigt haben möchte: die aufgenommene oder die abgegebene Energie?
Du siehst: hier gibt es noch einige Arbeit.
Gruß, Roland

* Das Energiemessgerät an der Steckdose zeigte beim Laden 2,2 kW an. Daran erkennt man den Ladewirkungsgrad des Ladegeräts.

von Roland Schulé - am 14.04.2014 08:07
Hallo Roland,

sieht ja ganz gut aus.
Wann ist das Projekt denn soweit, das man ein Display erwerben kann?

Gruss,
Wolfgang

von Wolfgang Schneider - am 06.05.2014 09:46
Hallo Wolfgang (und andere Interessierte),
es funktioniert schon recht viel. Eigentlich fast alles was ich mir vorgenommen habe. Es gibt nur eine klitzekleine Baustelle: auf dem CAN-Bus fehlt eine Wegstreckeninformation, sei es der Kilometerstand, der Tageskilometer oder einfach die Strecke seit Fahrtbeginn. Ohne diese keine Verbrauchsberechnung (kWh / 100 km), und ohne Verbräuche keine Reichweitenprognose.
Nun kann man die Wegstrecke auch indirekt ermitteln: Motordrehzahl mal Zeit mal Umrechnungsfaktor. Funktioniert auch, aber nicht immer. Manchmal haut die Berechnung schlagartig ein paar Kilometer auf den Zähler, sogar mehr als 10 km. Es muss also fehlerhafte Informationen bei der Zeitbasis oder bei der Motordrehzahl geben. Ich habe diese bereits teilweise abfangen können, aber noch nicht ganz.
Ansonsten gibt es noch ein paar Nebenschauplätze: Einstellung der Displayhelligkeit, Eingabe des Strompreises, ein paar grafische Balkenanzeigen usw., die noch nicht programmiert sind.
Ich halte euch auf dem Laufenden, Gruß, Roland

von Roland Schulé - am 06.05.2014 18:42
Nun endlich ist es soweit, dass ich wieder etwas vom Informationsdisplay für den SAM berichten kann.
Wie üblich war es der Zeitmangel, dass es so lange gedauert hat. Einerseits bin ich derzeit beruflich eingespannt, andererseits habe ich privat auch noch ein paar andere Baustellen.
Ich möchte euch "TWIZPLAY for SAM" anhand der angehängten Dateien vorstellen: Die [url=http://www.rolandschule.de/sam/TWIZPLAY for SAM.pdf] PDF-Datei [/url] ist die Beschreibung, die [url=http://www.rolandschule.de/sam/CAN-Monitor_SAM_V05e.zip] ZIP-Datei [/url] enthält die Software. Ich möchte den Softwarestand (Version 0.5e) als Beta-Version bezeichnen: prinzipiell funktioniert alles, aber nicht 100-prozentig zuverlässig. Ich war überrascht von der Häufigkeit der Fehlinformationen auf dem CAN-Bus des SAM. Ein Beispiel: Ich hatte programmiert, dass beim Einstecken des Ladesteckers in eine 230-V-Steckdose der Screen mit dem Ladevorgang angezeigt wird. Überraschenderweise kam aber das Signal "230-V-connected" auch während der Fahrt, besonders gerne beim Umschalten vom Vorwärts- in den Rückwärtsbetrieb. Ich habe dann die Bedingung auf den gestarteten Ladevorgang geändert. Nun ist weitgehend Ruhe, aber nicht ganz. In solchen Fällen muss noch eine Strategie entwickelt werden, Fehlinformationen auszusondern.
Weiterhin werden nach dem Einschalten ein paar Sekunden lang falsche Werte angezeigt. Dies liegt vermutlich daran, dass noch nicht alle CAN-Bus-Informationen vorliegen. Künftig sollen nur Werte angezeigt werden, zu deren Berechnung alle Ausgangswerte vorliegen. Eine entsprechende Software-Änderung ist vorbereitet, muss aber noch getestet werden.
Was bleibt sonst noch zu tun? Eventuell grafische Anzeigen, zum Beispiel Balkendiagramme. Oder weitere Screens mit Statusmeldungen der Steuergeräte zur Fehlersuche.
Ich würde mich freuen, wenn sich weitere SAM-Fahrer ein TWIZPLAY zulegen würden und Erfahrungen damit sammeln und mir Verbesserungsvorschläge oder Fehlermeldungen per PN melden. Ich fahre nicht so viel, dass ich alleine die Software gründlich testen kann.
Vielleicht kennt sich der eine oder andere mit der Programmierung aus und kann Vorschläge zur Verbesserung der Software unterbreiten. Diese aber bitte immer an mich, damit die Entwicklung nicht auseinander läuft und eine konsistente Software entsteht. Natürlich würde ich mich auch über ganz neue Anzeigekonzepte freuen.
Noch folgende Anmerkungen:
- Die Bilder in der Anleitung entsprechen nicht dem Softwarestand 0.5e sondern 0.5d; es gibt kleine Abweichungen.
- In meinem TWIZPLAY ist die unterste Pixelzeile ausgefallen, was man in den Bildern erkennen kann. Ich muss mal das Display nachlöten, vielleicht ist dann wieder alles OK.

Und nun bin ich auf eure Reaktionen gespannt.
Viele Grüße, Roland

von Roland Schulé - am 01.07.2014 15:59
Hallo Roland,

Hut ab, tolle Arbeit.....
Ich bin dabei, und werde mir ein Display holen!
Ich fahre ca. 8.000 km/Jahr mit dem SAM, könnte also ein paar Infos liefern.
Hier sind noch zwei weitere SAM´s in unmittelbarer Nähe unterwegs, werde auch mit denen sprechen.

Dies ist auch ganz praktisch bei der Fehlersuche, da der Support vom Hersteller eingestellt wurde.Wir hatten erst letzte Woche das Problem, das ein SAM nicht mehr geladen hat. Nach Umklemmen der Stecker hat sich ergeben, dass dies, nicht wie vermutet am Ladegerät, sondern an der Batterie liegen musste. Wir haben diese dann geöffnet (ich kenne mich mit Spannungen und Gleichstrom aus) und eine defekte Sicherung des BMS gefunden. Nach Austausch lädt der SAM wieder ohne Probleme. Kosten hierfür: 3,42€......

Mit dem Display wäre dieser Fehler vielleicht sofort zu sehen gewesen, da die Einzelspannungen wahrscheinlich nicht mehr angezeigt werden.

Am liebsten würde ich mir einen Bausatz holen. Lohnt aber nicht, wenn ich dann auch noch den Programmer kaufen muss, deshalb hier die Frage: Kann ich Dir das fertige Display zuschicken und Du spielst mir dann die Software darauf?

Würde auch gerne zwecks Erfahrungs- und Informationsaustausch (vor allem für die Zukunft) einmal mit Dir telefonieren.
Meine Nummer: 02582/902216, ich bin sebstständig, daher eigentlich immer zu erreichen...

Sonnige Grüsse aus dem Münsterland,
Wolfgang

von Wolfgang Schneider - am 02.07.2014 07:45
Hallo Wolfgang,
sowohl beim Fertiggerät als auch beim Bausatz ist der Prozessor derzeit mit der Twizy-Software vorprogrammiert. Es ist allerdings kein Problem, den Speicherinhalt mit der SAM-Software zu überschreiben - dies ist ein Aufwand von wenigen Sekunden. Der größte Aufwand ist das Päckchen zur Post zu bringen ;-) .
Andererseits: es handelt sich um eine Beta-Version, an der ich noch weiter entwickeln werde. Die jeweils neuesten Software-Versionen werde ich auch wieder zur Verfügung stellen. Willst du dann jedes mal das TWIZPLAY wegschicken? Der Programmer kostet um 25,-- EUR und die Software von Atmel ist kostenlos. Ist vielleicht doch nicht der große Kostenpunkt.
Gruß, Roland

Ach ja und noch etwas: Wenn du ein TWIZPLAY bestellst, nimm das mit weißer Schrift auf blauem Grund. Passt farblich exakt zum kleinen Display im Tacho. Das ist aber natürlich Geschmacksache.

von Roland Schulé - am 02.07.2014 07:53
Hallo Roland,

ok hast Recht....

Dann bestelle ich mal und melde mich wieder, wenn fertig.

Gruss,
Wolfgang

von Wolfgang Schneider - am 02.07.2014 08:23
Hallo Roland,

ich werde nun nach dem WE mein Twizplay bekommen und umgehend zusammenlöten.

Da ja der Service für den SAM im Reparaturfalle etwas hängt, und auch wohl nicht besser wird, sollten wir einen Informationsaustausch, bzw. eine Bündelung von Reparaturanleitungen, Schaltpläne, usw. voran treiben.

Ich habe da noch einmal eine Frage zum CAN-Bus.
Als Beispiel: Wir sind hier ja in der konfortablen Lage mit drei SAM-Fahren; bei einen war es jetzt so, das dieser nicht mehr lud. Ein anfänglicher Verdacht auf das Ladegerät hat sich nicht bestätigt. Wir haben dies über "Try an Error" per Ausschlussverfahren herausgefunden. Ergebnis war eine defekte Sicherung im Batteriekasten. Vermutlich ist diese Sicherung für das BMS. Ich denke, diese Information wäre auf dem CAN-Bus zu sehen gewesen. Desweiteren habe ich noch ein Problem mit dem PDC, der ja auch auf dem CAN-Bus hängt.
Wie liest Du den Can-Bus aus (Hard- und Software)?

Zum Twizplay könnte ich mir noch eine Seite mit allen Zellspannungen vorstellen, daraus könnte man eine Aussage zur Qualität der Zellen treffen und wie stark diese driften.

Weitere Wünsche ergeben sich dann vielleicht im Einsatz....

Grüsse,
Wolfgang

von Wolfgang Schneider - am 12.07.2014 09:34
Der im TWIZPLAY verwendete Mikrocontroller AT90CAN128 besitzt ein CAN-Interface. Bei entsprechender Vorbelegung von bis zu 15 Maskenregistern mit CAN-Identifiern werden bis zu 15 CAN-Objekte in CAN-Registern gespeichert, jedes mit bis zu 8 CAN-Informationen.
Diese werden von der Software zyklisch ausgelesen, ggf. umgerechnet und in Variablen gespeichert. Nach dem Auslesen wird das Register jeweils wieder für den nächsten Datenempfang freigeschaltet.
Die Werte werden in einem weiteren Zyklus auf einem der 13 wählbaren Screens dargestellt. In einigen Fällen findet vor der Darstellung eine Verknüpfung verschiedener Werte statt, z.B. für die Reichweite. Einige Werte (durchschnittlicher Verbrauch usw.) werden mit jedem Screenzyklus aktualisiert und beim Ausschalten der Zündung im Speicher des Mikrocontrollers abgelegt.

Zu den Zellspannungen: SAM liefert nur diese Informationen: höchste Zellspannung, niedrigste Zellspannung, jeweils mit Zellnummer und durchschnittliche Zellspannung. Die Information reicht aber, um eine defekte Zelle aufzuspüren. Das gleiche Konzept gilt für die Zelltemperaturen und -innenwiderstände.
Gruß, Roland

von Roland Schulé - am 15.07.2014 09:05
So, nun habe ich auch ein Twizplay.

Der Bausatz hat bei Uwe Jöckle 180,-€ inkl. MwSt und Versand gekostet.
Der Aufbau ist kein Problem, wenn man löten kann. Als Service war die Software von Roland schon aufgespielt und das passende Anschlusskabel gab es auch gleich dabei. So ist das Display innerhalb einer Stunde einsatzbereit.

Für alle, die Ihren SAM länger fahren wollen eigentlich ein Muss. Man kriegt wirklich viele Infos
und kann Fehler besser eingrenzen.

Großes Lob an Roland für seine Entwicklung, ich werde testen und Roland zur Weiterentwicklung Infos zu kommen lassen.

Gruss Wolfgang

von Wolfgang Schneider - am 18.07.2014 22:41
Hallo Wolfgang,
danke für das Kompliment :-)
Für das Debugging der Software sollten wir einen Thread aufmachen.
Gruß, Roland

von Roland Schulé - am 22.07.2014 08:08
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