Vorwort
Bei diesem Projekt wird in die Elektronik des Fahrzeugs eingegriffen. Bevor man so etwas tut sollte man sich gründlich Gedanken über mögliche Konsequenzen machen. Jeder, der dieses Projekt, auch nur in Anteilen, nachbaut handelt in eigener Verantwortung.
Zielsetzung
Beim eigenen PKW, einem Ford Focus Turnier Bj. 2003, ist eine Sitzheizung verbaut. Diese lässt sich über jeweils einen Schalter für Fahrer und Beifahrer ein- und ausschalten. Die Sitzheizung ist in ihrer Intensität nicht einstellbar. Diese Funktionalität soll durch eine kleine Zusatzschaltung nachgerüstet werden.
Die Schalter zur Betätigung der Sitzheizung sind in die Abdeckung des Schalthebels integriert (sh. Abbildung 1). Die Zusatzschaltung soll unter dieser Abdeckung, unter der auch die Anbindung der Schalter kaschiert und das zugehörige Steuergerät untergebracht ist, verschwinden. Zur Bedienung sollen die vorhandenen Bedienelemente verwendet werden, wobei deren Funktionalität wie folgt erweitert wird:
-
1. mal schalten: die Sitzheizung (SH) läuft auf stärkster Stufe; die Funktionsrückmeldung (FMldg) leuchtet permanent (wie bisherige Funktionalität)
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2. mal schalten: SH auf mittlerer Stufe; FMldg pulsiert mit kurzer Pause
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3. mal schalten: SH auf niedriger Stufe; FMldg pulsiert mit langer Pause
-
4. mal schalten: SH aus; FMldg aus
danach weiter bei 1
Um die Ablenkung während des Fahrens gering zu halten soll das Pulsieren der FMldg nicht durch hartes ein und Ausschalten erfolgen, sondern durch (relativ) langsames auf- und abblenden.
Um diese Funktionalität aufwandsarm und kosteneffizient umsetzen zu können ist der Einsatz eines Mikrocontrollers erforderlich.
Elektronik
Verbauraum
 Abbildung 2 zeigt den Verbauraum, nachdem die Abdeckung entfernt wurde. Im oberen Teil sieht man das Gestänge des Schaltknüppels. Es gilt bei der Entwicklung darauf zu achten, dass Kabel so geführt bzw. kurz gehalten werden, dass sich keines im Gestänge verfangen kann.
Im unteren Teil der Abbildung ist das silbrige Druckgussgehäuse des originalen Steuergerätes sichtbar. In der Abbildung erkennbar ist der Kabelbaum, von dem ein brauner Stecker zum Anschluss des fahrerseitigen Schalters und ein blauer Stecker zum Anschluss des beifahrerseitigen Schalters abzweigen. Der Bauraum bietet genügend Platz um dort eine Platine mittlerer Größe unterzubringen.
Stecker
Die Abbildung zeigt einen braunen Stecker für die Fahrerseite und einen blauen für die Beifahrerseite. Unterhalb der Stecker ist das Steuergerät zu sehen. Ein dritter, grauer Stecker ist offensichtlich nicht verbunden. In der Schaltkonsole befindet sich ein Blindstopfen. Jede der Schalterbaugruppen ist über einen 8poligen Stecker mit dem Steuergerät verbunden. Von dem 8poligen Stecker sind nur vier Kontakte belegt. Die Belegung beider Stecker ist identisch. Die folgende Tabelle gibt die Belegung wieder.
| Pin |
Belegung |
fahrerseitig |
beifahrers. |
Pin |
Belegung |
fahrerseitig |
beifahrers. |
| 1 |
Anode FMldg |
rot/grün |
grün/weiß |
5 |
nc |
|
|
| 2 |
Schaltkontakt |
gelb/grün |
grün/schwarz |
6 |
nc |
|
|
| 3 |
nc |
|
|
7 |
nc |
|
|
| 4 |
Masse, gemeinsame Kathode |
schwarz |
schwarz |
8 |
Anode Auffindbeleuchtung |
2 Kabel: rot/gelb und rot/blau |
rot/blau |
Die untere Abbildung zeigt das Innenleben des Schalters. Deutlich zu erkennen ist die gelbe LED zur Funktionsrückmeldung und eine grüne LED zur Auffindbeleuchtung. Beide LEDs sind Kathodenseitig zusammengeschaltet. In der Mitte, unterhalb der gelben LED ist der Schaltkopf zu erkennen. Der Schalter schließt eine Verbindung zwischen Pin 1 und 2.
Da Pin 2 bei Zündschlüsselstellung II auf UBat liegt wird durch Schließen des Schalters sowohl die Anode der FMldg bestromt, als auch das Potential von Pin 1 auf High-Pegel gelegt. Es ist davon auszugehen, dass im Steuergerät dieses Pin überwacht wird und bei High-Pegel die Leistungssteller durchschalten.
Funktionale Simulation
Zur Funktionsabsicherung wurde eine funktionale Simulation mithilfe des Programms Electronic Workbench erstellt. Abbildung 3 zeigt die simulierte Schaltung, die sich von links nach rechts in 6 Abschnitte gliedert:
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12V Spannungsquelle, die hier der Klemme 15 entspricht,
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einem Schalter, einer LED mit Vorwiderstand und zweier Kontaktpunkte, was der Schaltergruppe ohne Auffindbeleuchtung entspricht,
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einer Baugruppe aus 3 Transistoren, 5 Widerständen und einer Diode zur schalterseitigen Pegelanpassung,
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dem steuernden Mikrocontroller, hier abgebildet durch 2 Schalter mit Pulldown-Widerständen, einer 5V Spannungsquelle und einem Indikator,
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der steuergeräteseitigen Pegelanpassung bestehend aus 2 Transistoren und drei Widerständen,
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sowie dem Steuergerät, hier abstrahiert zum Voltmeter.
to be continued...
Konstruktion
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