Relais Schaltstromkreis über Platine?

Hi Leute,

wie vielleicht einige schon mitbekommen haben, bin ich im Begriff, den Kabelbaum meines Autos neu zu gestalten und bediene mich dabei des CAN Busses. Über diesen sollen einzelne kleine Steuergeräte (STGs) die Signal- und Beleuchtungseinrichtungen des KFZ steuern. An jeder Ecke des Fahrzeugs (also bei jedem Lampenträger) wird sich ein solches STG befinden. Den CAN Bus versorgen je STG ein MCP2515 zusammen mit einem PCA82C250. Das eigentliche Gehirn dieser STGs stellt bis jetzt ein mega8 dar, soll aber wegen der mangelnden Port-Anzahl noch auf mega16 oder 32 aufgestockt werden.

Die Schaltung der Lampen geschieht über ein durch ein Flachbandkabel an die Steuereinheit angeschlossenes Relais-Modul, auf dem sich neben den 6 Relais nur noch 1 Pfostenstecker, 6 Transistoren BC 546, 6 Freilaufdioden und 6 Basiswiderstände 4,7k befinden sollen.

Dies als kleine Einführung, bzw. Update des aktuellen Standes. Noch ist alles in der Planung.

Jetzt hab ich dazu eine Frage, um auch endlich auf den Topic zu kommen:
Wenn ich über den Controller Relais ansteuer, die nachher dann die Lampen ein und ausschalten, so kann es durchaus sein (wenn ich richtig rechne), daß da bei 55W für die Fernlichtbirnen bei einer Board-Spannung von 14V mal locker (P/U = I) 4A durch den Schaltstromkreis der Relais gehen. Da sollte man sich schon genau überlegen, ob man diese 4A lieber nicht über die Platine schickt, und stattdessen vielleicht doch lieber über direkt an die Relais gesteckte Kabel, korrekt? Wenn ich auf die Idee käme, diese 4A über die Platine des Relais-Moduls zu schicken, wie breit müsste dann die Leiterbahn mindestens sein? Aber is keine gute Idee, oder?! :) Wie macht man das normalerweise?

Bei Sprut findest Du eine Beschreibung für die Widerstände von Leiterbahnen. Da kannst Du Dir leicht ausrechnen bis wohin Du gehen willst/kannst:

http://www.sprut.de/electronic/switch/up_opt/up_opt.htm

Hmm... okay, aber wie berechne ich denn damit jetzt den minimalen Querschnitt für die mindestens 4A? Hmm... vieleicht ist mir das dann doch zu doof, den Strom über die Leiterbahn zu schicken. Ich denke, ich werde da tatsächlich direkt an die Beine der Relais gehen.

Ist das ganze nicht TÜV-Pflichtig ??

Davon ab, wenn Du ein gemeinsames Steuerelement für die vordere Beleuchtung hast, fliesen dort ganz andere Ströme : Du hast jeweils 2 parallele Scheinwerfer, also 110 W Licht, 110 W Fern, 110 W Nebel... Lichthupe bei Nebel bringt also 330 W (ansonsten max. 220 W) bei 12 (!) Volt. Hast Du 14 V an der Lampe, liegt deren Leistung aufgrund des höheren Stromflusses über 70 W.
330 W bedeuten also 27,5 A. Dabei darf die Spannung natürlich nicht einbrechen, da sonst die Leistung (und damit die Helligkeit) der Lampen stark abnimmt ! 4 mm² sollten es daher mindestens sein. Empfehlenswert wäre aber eine getrennte Ansteuerung, was eigentlich auch Vorschrift ist, damit auf der einen Seite das Licht weiterbrennt, wenn es auf der anderen ausfällt (getrennte Sicherungen). macht also ca. 15 A pro Seite, 2,5 mm² sollten es da sein. Unter 1,5 mm² sollte KEINE Leitung ausgelegt sein !! Berechnen kannst Du den minimalen Querschnitt nicht, dafür gibt es Normtabellen (Tabellenbuch).

Der TÜV wird dazu nichts sagen (sofern er's überhaupt feststellt), wenn es so funktioniert, wie es Vorschrift ist. Kein TÜV Prüfer wird sich bei einer HU jemals die Zentral-Elektronik anschauen. Wozu, wenn alles funktioniert? Und wenn's nicht funktioniert, hab ich was falsch gemacht, und der Wagen fällt eh durch die HU.

Und um die Ausfallsicherheit zu gewährleisten habe ich vor, für jede Lampe ein Steuergerät einzusetzen, also quasi für jede Fahrzeug-Ecke eines, die jeweils vorn Fernlicht, NSW, Abblendlicht und Blinker und hinten dann Rücklicht, Rückfahrscheinwerfer, Blinker und Bremslicht betreiben. Nebelschlussleuchte kann ich drauf verzichten, da die erst ab Baujahr '91 Pflicht ist. Mein Auto ist von '87. :)

Desweiteren muss ich erwähnen, daß die Boardspannung eines Autos immer ungefähr 13,8V beträgt (außer beim Startvorgang), nicht exakt 12V.

Okay, also wenn das so ist, dann werde ich die Leitungen direkt an die Relais legen. Oder wäre es vielleicht auch möglich, sinnvoller, einfacher, schöner, professioneller für die Ansteuerung MOSFETs einzusetzen? Ich kenn mich da noch nicht so gut aus.

Nicht ganz falsch...

Das mit dem netten TÜV-Prüfer von nebenan kann ganz schnell umschlagen, wenn Worte wie "Einzelabnahme" durch den Saal Hallen.
Das Du auf eine Nebelschlußleuchte verzichtest ist kein altersbedingter Glücksfall, sondern Leichtsinn. Spätestens wenn Dir ein polnischer LKW bei Nebel mit 120 Sachen ins Heck trümmert, werden Dir die 5 gesparten Euro weh tun.

Ganz davon ab : Solltest Du in einen Unfall verwickelt sein, der Deine Lampensteuerung als Ursache hat (Bremslichausfall, vertauschte Blinker, Hauptlichausfall in der Nacht, usw usw usw), ist es scheißegal, ob Du Deine Bastelei erfolgreich am TÜV vorbeigemogelt hast - Du verlierst in jedem Fall Deinen Versicherungsschutz (Regress bis 5180 €) und bist "mit einem nicht versicherten Fahrzeug" gefahren.
Aber das wird Dir natürlich niiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiie passieren, und wenn, wird man die Bastelei in Deinem Auto natürlich niiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiie finden...

Nix gegen Basteleien, aber gegen Blauäugigkeit (...also... nicht im farblichen Sinne !) ;)

Deine 13,8 V sind die (durch den Laderegler der Lichtmaschine vorgegebene) maximale Spannung an der Batterie. Real ankommen werden davon ca. 12 V an der Lampe. Aber das ist relativ egal, denn es ging Dir ja um die Leistung der Lampe. Das sind 55 W bei 12 V. Hast Du hingegen Deine angenommenen 14 V an der Lampe, hast Du anstelle der 55 W (4,6 A) = 75 W (5,4 A).

Ja, es wäre in JEDEM Fall sinnvoll (wenn man schon einen Totalumbau vornimmt), für die Hauptlampen Elektronische Leistungsstufen mit Softstart (< 500ms) vorzusehen. Für Blinker und BREMSLEUCHTEN natürlich KEIN Softstrart !

Ja gut, da aber sowieso vermutlich das ganze Auto eine einzige Einzelabnahme wird (sobald es fertig ist), wird die Elektronik den Kohl auch nicht mehr fett machen. Dann nimmt der Prüfer die halt gleich mit ab. Und da der CAN Bus in heutigen Autos ja ohnehin schon überall Verwendung findet, sollte das nicht all zu problematisch werden.

Ich weiß, mit dem folgenden setze ich mich hier wieder in die Nesseln: man kann immer spekulieren, was alles passieren könnte. Mir könnte auch irgendwann mal ein Ziegelstein auf den Kopf fallen, dann würden mir die 5 gesparten Euro für einen Helm ebenso weh tun. Es gibt keinen Fortschritt, wenn man ständig versucht, alle Eventualitäten abzudecken.

Ich bau ja nichts völlig neues, sondern greife eine Idee auf, die gegenüber dem Stand der Technik meines Autos zu heute schon einiges an Fortschritt mitsich gebracht hat.

Ich halte mich und meinen "Mentor" (der seit 15 Jahren Autos bearbeitet) in dieser Sache für handwerklich talentiert genug, das ganze System sicher zu realisieren, daß es auch einer Einzelabnahme durch den TÜV standhält: Die Steuerelektronik wird in wasserdichte Gehäuse verpackt, die Stecker werden in Superseal Gehäusen realisiert, auf daß dort nichts empfindliches der Witterung ausgesetzt wird.

Übrigens: danke für die nett gemeinten Hinweise und Tipps, aber deinen Sarkasmus kannst du dir sparen.

Nein, ich spare mir meinen Sarkasmus, wie Du ihn nennst, nicht. Das ist die einzige Möglichkeit, mit FREUNDLICHEN Worten darafu hinzuweisen, dass einige Deiner Ideen für Dich eine gewisse Geafhr bedeuten, OHNE gleich als Oberlehrer dazustehen (was dann wahrscheinlich AUCH von Dir kritisiert worden wäre). Außerdem hast Du Deinen Beitrag doch ins Forum gesetzt, DAMIT man darüber redet, anregt und abrät, oder wolltest Du, dass alle Mitglieder der Community "Jo, Ok, Passt schon." in den Tread setzen ?
Wer fragt, muss mit Antworten rechnen, aber Deine Reaktion auf die Nebelschlußleuchte (kost nix, kost auch keine Arbeit) befremdet mich da schon ein klein wenig, Hobbykollege ! Deine Vorgehensweise im Bezug auf die Absicherung der Elemente (wasserdicht usw) ist ja vorbildlich - das Du das vorhast, konnten wir aber erst aus deiner dritten Reaktion auf meine Beiträge entnehmen, Hellsehen klappte irgendwie nicht ! Genausowenig wie bei der TÜV-Problematik, denn erst in Deiner letzten Mail hast Du erwähnt, dass Dein Auto eh eine Einzelabnahme wird. :)
Damit haben sich schon meine ganzen Bedenken bezüglich der Zuverlässigkeit, der Zulässigkeit und der Versicherungsproblematik erledigt - ohne die Rückfragen/Hinweise/"Sarkastischen Verse" wüssten wir es nicht. ;)

[Harald Schmidt off]

Du hast oben von einer Flachbandleitung geschrieben. Irgendwie ist mir noch nicht ganz klar, wie der Aufbau des Systems aussehen soll.
Eine Ringleitung (+ und Masse) ergäbe Probleme bei der Absicherung, bzw einen Totalausfall bei einem Kurzen im Ring. Oder willst Du einen Steuerungsring legen (an den Verbrauchern vorbei) und Sternförmig die STG mit Strom versorgen ? (Also fast wie jetzt ) ?

Okay, dann werd ich ein wenig weiter ausholen müssen, um die Tragweite dieser Änderungen zu erläutern und zu verhindern, daß aufgrund fehlender Details wieder falsche Schlüsse gezogen werden:

Der gesamte Kabelbaum wird von uns neu konzipiert. Noch ist nicht alles 100% durchdacht, was aber auch noch nicht notwendig ist, da es bis zur Realisierung noch einige Zeit dauern wird. Zu der Überarbeitung des Kabelbaums zählt auch, daß wir die Batterie in den Kofferraum verlegen, um im Motorraum mehr Platz zu bekommen. Auch dies wurde schon bei verschiedenen Serien-Modellen so gemacht, ist also auch kein Problem. Dies hat nun den Vorteil, daß zumindest die Heck-Beleuchtung inkl. der STGs leicht mit kurzen Kabelwegen versorgt werden kann. Um dies auch vorne problemlos zu gestalten, wird ein entsprechend dickes Kabel (wir dachten an min. 50mm²) nach vorn verlegt. Über dies wird dann alles versorgt, was sich im vorderen Teil des Fahrzeugs befindet. Der Bus selbst wird (zum aktuellen Zeitpunkt der Planung) als offener Ring mit Abschlusswiderständen an den jeweils letzten Steuergeräten verlegt. Zwischenfrage dazu wäre, ob man den Bus auch komplett ohne Widerstände als geschlossenen Ring verlegen kann. Die sternförmige Versorgung der Komponenten erhöht zwar wieder die Anzahl zu verlegender Kabel, jedoch ist sie im Gegensatz zur originalen Verkabelung immer noch wesentlich geringer, da über die Sternleitung sowohl Steuergerät, als auch sämtliche vom Steuergerät gesteuerte Lampen versorgt werden (nicht wie in der original Verkabelung jede Lampe direkt mit 2 Leitungen). Das heißt, im Ring liegen CAN-L, CAN-H und Masse, und zu jedem Steuergerät liegt von der Batterie bzw. dem Anschlusspunkt vorn dann jeweils noch ein mitteldickes Kabel zur Spannungsversorgung.

Das schöne daran ist dann eben, daß sich Features, wie die Kombination aus Blinker & Standlicht, die in D sogar erlaubt ist, leicht per Software lösen lassen. Selbst eine Alarm-Anlage lässt sich damit leicht realisieren.

Das von mir erwähnte Flachbandkabel befindet sich innerhalb der einzelnen Steuergeräte, um die zwei Platinen (die Kontroll-Einheit mit AVR, Bus Controller und Transceiver drauf und die Relais/MOSFET-Platine) miteinander zu verbinden.

Und zuletzt zur Erklärung, weshalb das voraussichtlich eine Vollabnahme wird: der Wagen (ein Passat 32B Syncro) wird komplett restauriert, erhält einen stärkeren Motor und entsprechend größere Räder, größer dimensionierte Bremsen etc. Um die größeren Räder unterzubringen werden wir die Radkästen dezent rausstellen (in der Form, wie es beim Audi S1 bzw. auch ähnlich beim Corsa-A zu sehen war).

Desweiteren werden wir das Frontdesign etwas ändern, damit dort je Seite drei Stück 80mm DE-Scheinwerfer aus dem Hause Hella hineinpassen, welche dann durch Lexan-Abdeckungen vor Steinschlägen geschützt werden. Dies sind alles bauartliche Veränderungen, die Einzelabnahmen erfordern. Von daher werden wir die geänderte Elektronik dann gleich in die Prüfung mit aufnehmen.

Um auf deine Aussage "Wer fragt, muss mit Antworten rechnen" einzugehen: meine Frage war lediglich, ob man die Versorgung der Komponenten über die Platine schicken sollte, oder ob doch eher direkt Kabel einzusetzen sind. Ich habe hier niemanden nach seiner Meinung gefragt, ob die Dinge, die ich plane im so im Sinne des Deutschen Regulierungswahnsinns rechtens sind. Einzig meine Aussage, daß es den TÜV nicht kümmern wird, war vielleicht etwas naiv. Wenn's ihn kümmert, lass ich's halt abnehmen.

Zum Thema NSL: ich lebe in Hamburg und Umgebung. Ich habe die NSL in der Zeit, in der ich meinen Führerschein habe (7 Jahre, ca. 400.000km) noch nie benötigt. Denn bis der Einsatz der NSL erforderlich ist, da gehört schon dazu, daß die Sichtweite unter 50m fällt. Außerdem darf man dann nur noch 50kmh fahren. Und in einer solchen Situation war ich in den besagten 7 Jahren noch nicht ein einziges Mal. Keine andere Beleuchtungseinrichtung wird so häufig so falsch verwendet, wie die Nebelschlussleuchte.

Wenn mein Auto bereits eine NSL besitzt, dann klemme ich diese natürlich auch wieder an... und von mir aus überlege ich mir dann auch, wenn es keine hat, eine nachzurüsten.

Hallo SeveQ !

Danke für Deine ausführliche Erläuterung, und entschuldige bitte, wenn ich zu sehr gebohrt habe - mir fehlte halt das Vorstellungsvermögen !

Unabhängig vom Praxisaufbau der Automobilhersteller "würde ich an Deiner Stelle" drei dezentrale Steuerungszentren aufbauen - vorne links, vorne rechts und hinten. Die Aufteilung vorne / hinten ergibt sich logisch, die Trennung vo li und vo re ist als Redudanzlösung gedacht, damit man mit halbem Licht weiterfahren kann, falls ein STG komplett ausfällt. Das Bremslich würde ich doppelt redudant ausführen : neben der indirekten Ansteuerung über das STG PARALLEL die direkte Versorgung der Bremsleuchten über ein reales Kabel vom Premspedal (ist in meinen Augen die wichtigste Leuchte am PKW). (Achtung, je nach Typ wird evtl am Pedalschalter Masse oder Plus durchgeschaltet)

Drin Projekt hört sich toll an, ist es ein Passat "B3", der auch als "Raumwunder" bezeichnet wurde ? Kann man bequem zu zweit auf einer erhöhten Liegefläche oberhalb des Gepäck's nächtigen... DAS waren noch Zeiten !

Mit der NSL hast Du vollkommen recht - ich wohne in Emden, und hier ist es häufig nebelig. Wenn der Nebel bei Dir "entfällt", ist das nicht nötig. Sorry !

Meinst du mit der Blinker&Standlicht-Kombi die typischen amerikanischen Blinker, die immer an sind und beim Blinken invertiert blinken ?

Für den Corrado gab es bei Hella ein komplettes Frontend mit dem von Dir beschriebenen Aussehen. Ist gut 12 Jahre her, würde aber vielleicht baulich gut passen (für den Fall, dass Neuteile unerschwinglich sind).

Viel Erfolg ! (und Spaß damit !!)