Drehzahlmesser mit vielen LED's



Vorgeschichte:

Einer meiner Kumpels stocherte mich immer an, das ich in meinem Auto nichtmal nen Drehzahlmesser habe,
irgendwie hat er damit sogar recht!
Es hat mir wirklich sehr gestunken, hat Man(n) schon ein schönes Auto und das etwas hergerichtet
aber ein Drehzahlmesser fehlt.
Als ich eines Nachts von ner Disco heimfuhr, überlegte ich wie das Ding aussehen soll,
"Standard" kam für MICH garnicht in die Tüte!
Da in meinem Auto schon allerhand eingebaut ist, u.a. 66 Blaue LED's
in A + B Säule, unter den Konsolen, im Kofferaum und an den Einstiegsleisten,
mussten beim DZM natürlich auch so einige LED's herhalten!
Ich hab mir noch während der Heimfahrt einige Gedanken über Schaltungsideen,
Aufbau und endgültiges Aussehen gemacht.

Woah! Mir lief das Wasser im Mund zusammen!

Erste Überlegungen:

Zuhause angekommen, habe ich begonnen im Internet nach Daten für mein Fahrzeug zu suchen,
da bei mir noch nichteinmal ein Drehzahlmesser eingebaut war!
Dabei habe ich herausgefunden, das JEDER! Golf3 ab Werk vorverdrahtet ist,
d.h. das Signal liegt an allerdings ist die Tacholeiterplatte nur für eine Uhr bestückt!
Testen kann das jeder selbst: (Ich übernehme KEINE Haftung für Schäden!)

(Sollte bei T4, Golf3, Passat, eigentlich jedem Kombiinstrument mit einem kleinen
LCD Display funktionieren)
Zündung an!
Tageskilometerzählerrückstellknopf (TKR ist kürzer) drücken und gedrückt halten!
Zündung aus!
Zündung an! (auf Wunsch gleich weiterdrehen und anlassen!)
TKR loslassen
-> schon ist man im Service Menüpunkt 1
Durch weiteres drücken des TKR's schaltet man in Menüpunkt 2, 3 usw.
Dort wird folgendes Angezeigt:
Impulse pro Radumdrehung (Zähler für Geschwindigkeit)
Impulse pro Kilometer (Zähler für gefahrene Kilometer)
Firmwareversion
Zylinderanzahl
Displaytest
Drehzahl
usw.

Hierdurch habe ich rausgefunden, dass sogar ich ein Signal zur verfügung habe,
welches ich auswerten können müsste!
So, jetzt gabs 2 Ideeen:

1. Die Impulse mit µC Zählen
Problem an der ganzen Sache war das ich mich damit noch nicht auskenne,
und der Zähler für eine entsprechende genauigkeit einige Impulse zählen muss.
Die Frequenz liegt aber ziemlich niedrig, wodurch erst nach einigen hundert msec
ein brauchbarer Wert zur verfügung steht.
Aber niemand will einen Drehzahlmesser der sich nur alle 0,5 bis 1sec bewegt!!! :-(

2. Ein Monoflop dessen Zeitkonstante geringer ist, als die minimale Pulszeit des DZ-Signals
formt ein Rechteck Taktsignal mit konstanten Einschalt-Pulsweiten, während sich die Frequenz ändert.
Dieses Signal über einen Tiefpass gefiltert sollte eine Analoge Spannung in abhängigkeit
von der Drehzahl geben!
Problem war hier wieder die Auswertung... per µC? genau, aber für mich noch zu schwierig

In einem Auto Forum machte mich ein netter Tuner auf eine Seite aufmerksam,
WIE BESCHEUERT WAR ICH?
Ich kam nicht darauf mal www.digitaler-drehzahlmesser.de auszuprobieren!
Der Webmaster der Site dort, kam auf die genialste und einfachste Idee auf die ich kompliziert
denkender Mensch nicht gekommen bin! Ein genau für diesen Einsatz entwickelter IC Typ
"Frequenz -> Spannungswandler" speist die "Drehzahlspannung" in 3-4 (für 30-40LED's) in Reihe
kaskadierte LED Treiber, welche die Spannung als Bargraph darstellen.
WOW!
Unter Downloads kann man sich dort die Schaltpläne, Datenblätter und Layouts herunterladen

Mechanischer Aufbau:

Ich begann noch vor dem herstellen der Leiterplatte damit, mir die Optik zu überlegen.
Ich habe in der Mittagspause meinen Tacho zerlegt und nachgesehen wieviel Platz mir bleibt,
gerade genug für die Displayplatte und die Verdrahtung, Elektronik musste extern untergebracht werden.
Ich bat jemanden darum mir eine Alu Platte mit 5mm Stärke auf den richtigen Durchmesser zu drehen,
und auf der Unterseite die passende abgeflachte Stelle zu fräsen.
Das sollte sehr präzise vorgenommen werden, die Scheibe hat nur Platz wenn sie max. 2mm größer
als der Durchmesser des Loches durch welches man die Scheibe sieht ist!
Genauso sieht es auch bei den Bohrungen für die LED's aus, man merkt am Ende jedes Zehntel Toleranz!
Hier eine Skizze der Alu Platte
Die LED's sollten gut erkennbar sein, mich aber nicht Blenden, was zu drei Maßnahmen führte:
1. Die LED's wurden von mir vorne mit Schleifpapier abgeschliffen bis kurz vor den Kristall (ca. 0,5mm)
2. Die Bohrlöcher der LED's sind in 3 Stufen aufgebaut
3. Die StromeinstellWiderstände der Treiber IC's habe ich von 620Ohm auf 1kOhm erhöht!

Da jetzt nur eines nicht klar ist:
Standard 3mm LED's haben einen Durchmesser von ca. 2,7-3,1mm (große Toleranzen)
Um die Helligkeit zu reduzieren leuchten die LED's nur durch ein 2mm großes Loch beim DZM,
durch ein 1,5mm großes Loch beim VU-Meter
Dieses Loch geht durch die ganze Platte, ein Loch mit dem LED-Durchmesser + 0,1mm
wird nur 4mm tief "angebohrt" (ein 1mm tiefer Rand bleibt auf der Sichtbaren Seite stehen)
Durch den Schutzkragen den beinahe JEDE LED hat musste ich auf der Rückseite noch ein 3tes
Loch bohren, mit 3,4mm Durchmesser und 1mm Tiefe.
Das Loch für jede LED sieht im Querschnitt aus wie ein 3 stufiger Zylinder,
ist zwar sehr aufwendig, aber dringend nötig!!
Nachdem ich mit dem Bohren des Drehzahlmessers fertig war, fand ich heraus,
dass es in der Mitte noch ziemlich leer ist...
Mein Kumpel brachte mich dann auf die Idee mit dem VU-Meter
ich konnte einfach nicht widerstehen, und bohrte nochmal 20 Löcher!

Elektronik:

Ich habe sehr lange überlegt, wie ich die ganzen Zahlen (1000, 2000, ..., 6000) darstellen sollte
Am Ende kam ich zu dem Schluss, für jeden ganzen Wert eine Zusätzliche LED einzubauen,
welche auf der "Linie" in Richtung Mitte liegt.
Das Problem später lag darin das der Treiberbaustein nur knapp 5V liefert,
da der Baustein jeden Ausgang auf den Sollstrom regelt, musste ich die LED's in Reihe schalten,
2 Blaue LED's benötigen aber ca 6-7V, also habe ich sie kurzerhand über Vorwiderstand
(um zu hohe Verlustleistung im IC zu verhindern) auf die Versorgungsspannung gelegt.

Naja, ich muss mich jetzt korrigieren, die DZM Platine teilt die Drehzahl durch 40,
die maximale DZ liegt bei 6000, also stellt jede LED einen 150RPM Schritt dar.
Also ist der erste "ganze" Wert 1050, der zweite 1950 usw. bis 6000
Die Zündung aktiviert die Schaltung (dicke, Schwarze Leitung mit gelben Strich)
bei der Lichtschaltereinheit anzapfen -> Versorgungsspannung!
Aja, für alle Fälle habe ich noch einen AUS! Schalter dazwischen montiert.
Zündung READY wird durch eine einzelne Weisse LED am Anfang der Skale angezeigt!

Aufbau:

Zuerst muss natürlich die Leiterplatte bestückt werden.
Dabei viel mir erst beim Einbau ein Fehler auf, den ich auch im Forum geschildert habe!
Kurzfassung: Einen 10kOhm Widerstand vom IN-Eingang auf Masse Schalten!
Ansonsten blinkt die "Öldruckwarnlampe" (Motorschaden?)
und die Steuerung des Tachos kann keine DZ mehr messen!
Grund ist die "Pull Up" Funktion der Transistoreingangsschaltung der DZ-Steuerplatine,
sie verfälscht das Signal und das führt zu Fehlauswertungen Golf intern!

So, nun der schwierigste und langwierigste Teil!
Glaubt mir wenn ich sage, das jemand der mit Elektronik nichts am Hut hat lieber
nicht mehr weitermachen sollte!
Da aber doch niemand auf mich hört, lasst euch wenigstens von einem erfahrenem
Spezialisten helfen, ein einfacher Bastler ist hier an seinen Grenzen!

Mit klarem, durchsichtigen Acrylkleber, habe ich die SchutzkragenBohrungen dünn bestrichen
und die LED's mit sehr kurz abgeschnittenen Beinen hineingesteckt.
Nachdem das ausgehärtet war, habe ich die gemeinsame Anode aller LED's verlötet
(Achtung, die "ganzen Zahlen LED's" liegen ja an 12V, also getrennt verdrahten!)
Das VU Meter habe ich frei verdrahtet, zur Wärmeableitung wurden die zwei LM3915
(3dB pro Step Bargraph Treiber) mit dem Rücken auf die AL-Platte geklebt.
Die ganze Verdrahtung habe ich mit 0,45mm dickem Kupferlackdraht CuL gemacht.

Fotos

Skizze der Al Platte Al Platte Al Platte Zutaten Werkzeug Al Platte, Vorderseite LEDs fertig eingeklebt Zerlegter Tacho Fertig verdrahtet Anschlussleitungen Anschlussleitungen angelötet Die letzten paar Leitungen So sieht Drahtgewirr aus! Leitungsbaum Verdrahtungsseite, fertig in Tacho montierte Al Platte Zusammenbau Das ganze von vorne fertig montiert Beinahe Fertig!

Das Video gibts natürlich unter Downloads!!

Durch die schon für Lämpchen vorgesehenen Löcher unter der Uhr habe ich ein Loch gebohrt
und den Kabelbaum durchgefädelt.
Anschließend muss man nurnoch jede LED einzeln ausmessen und an der richtigen Stelle
bei der Steuerplatine anlöten.
Die Steuerplatine habe ich auf der Rückseite des Tachos befestigt.
Nun musste nurnoch der Rest verdrahtet, angeschlossen und kalibriert werden.
Zum Kalibrieren einfach in Service Menü gehen, Drehzahl beobachten und den Poti solang drehen,
bis das "DZ-LED Band" an der richtigen Stelle (Standgas oder mehr) aufleuchtet.

FERTIG!!
Erfolg:

Ich war mit meinem Auto am Wörthersee, dort lachten mich zwar Tags über einige aus, die nur
dem vergleichsweise kaum getunten Golf sahen. Nichtmal nen SportEndtopf habe ich drauf
(wird sich bald ändern, Scheiben werden auch getönt!)
In der Nacht allerdings staunten viele! Es war nicht das "übliche" "billig-pfuscher" Blaue Licht
im Auto! Sondern eine Vielzahl mit "Liebe" eingearbeiteter LED's die einen geilen Effekt erzeugen!
Der Drehzahlmesser gefiel einem Kamerateam das "Vollgas - Wörthersee 2003 DVD" drehte sogar so gut,
dass sie ihn in gefilmt und mit auf die DVD nehmen! *freu* *unendlichstolzbin*


Special Thanks to:
FDA-Technology (Horstmann) [Schaltung, Layout]
Andi [Idee für VU-Meter]
Markus [Alu Platte]
und schließlich auch Consi
[Inspiration und Anstacheln wegen fehlendem Drehzahlmesser]