Batterie-Management für Standheizung

Moin,

nachdem hier immer wieder bemängelt wird, dass man sich beim unvorsichtigen Betrieb der Standheizung und wg. Gebläse insbesondere bei der Wasserstandheizung die (Starter-)Batterie leer saugen kann, habe ich eine kleine Steuerung gebastelt, die das vermeiden soll.

Sie überwacht die Spannung(en) der Batterie(n), schaltet die Standheizung bei Unterschreiten einstellbarer Spannungswerte ab und steuert - falls vorhanden - ein Trennrelais an, damit die Standheizung während des Betriebes von beiden Batterien versorgt werden kann.
Damit ist es in der Regel auch nicht mehr erforderlich, Teile der Standheizung (z.B. Gebläse) von der Starter- auf die Zweitbatterie umzuklemmen.

Eine Beschreibung findet sich - natürlich - in der T4-Wiki. Für die Nachbauer gibt es Schaltplan und Layout wie üblich kostenlos bei mir.

-> T4-Wiki - Standheizung-Steuergerät SH-SG

Moin,

[...]

Zitat

Kann man das Steuergerät auch als reinen Unterspannungsschutz betreiben
für die 2. Batterie? Hab alles auf die 2. geklemmt und würde das gern so
lassen aber die Batterie vor Tiefentladung schützen.

Könnte man grundsätzlich, wenn es für andere Sachen als eine Standheizung genutzt werden soll.
Allerdings müssen dann die an die Batterie angeschlossenen Verbraucher über entsprechend belastbare Relais abgeschaltet werden. Die Relais würden dann über den Ausgang Uhr_Out angesteuert. Abhängig von Art und Anzahl der Relais braucht das natürlich einiges an Strom (ca. 150mA bei 'fetten' Relais).

Ich könnte die Steuerung per Software aber leicht dahin ändern, dass die Relais erst anziehen und die Verbraucher trennen, wenn es zur Unterspannung kommt. Ist eine Sache von 1 Minute.

Du könntest auch bei solch einer Nutzung durchaus die Trennrelais-Steuerung nutzen; schadet ja nicht, verlängert aber die Batterienutzung.

Zitat

Programmieren muß man da nix oder? Teile bestellen und löten?

Der Mikroprozessor muss programmiert werden. Das mache ich aber.

Moin,

[...]

Zitat

*Wahrscheinlich würde ich es doch so anschließen wie von Dir vorgesehen,
obwohl alles auf der 2. Batterie hängt, würde trotzdem die Batterienutzung
länger sein weil Du ja mittels Ansteuerung des Trennrelais die Batterien
verbindet?

Ja, die Batterien werden verbunden, wenn die Versorgungsspannung(en) der Heizung in die Nähe des Unterspannungswertes kmmt/kommen.
Bevor das passiert, wird aber natürlich geprüft, ob die 2. Batterie dafür eine ausreichende Spannung hat.

Zitat

*Wenn ich Dich jetzt richtig verstehe muß man vor dem Zuheizer und den
Innenraumlüftern noch jeweils ein Relais setzen?

Nein. Die Relais wären nur erforderlich, wenn man das Teil für etwas anderes als die Standheizung nutzt.
Als SH-Steuerung muss man nur das gelbe Kabel von der Uhr unterbrechen und zur Platine führen. Die Steuerung übernimmt dann anstelle der Uhr das Ein-/Ausschalten der Heizung. Wird die Heizung durch die Steuerung ausgeschaltet, erfolgt das 'regulär' und ohne Nebenwirkungen. Aus Sicht des Heizgerätes ist es so, als ob die Heizung an der Uhr abgeschaltet wurde.

Zitat

*Mir ist das immer am liebsten wenn man eine Lösung findet die relativ
einfach ist, nicht zuletzt um spätere Fehler noch finden zu können.

Ich denke, dass es ziemlich einfach ist, weil die einzige Veränderung an der Standheizung das o.a. Auftrennen des gelben Kabels ist.
Natürlich muss man noch ein paar Signale an die Steuerung legen. Diese dürften aber alle in der Nähe liegen.

Moin,

Zitat

das sieht ja schon mal recht gut aus. Soweit ich das sehe gibt es nun 2
Platinen eine fuer die Standheizung und eine fuer die Zuheizeraufruestung.

Jein
Diese Steuerung ist für eine bereits vorhandene Standheizung (ab Werk oder aufgerüsteter Zuheizer) gedacht, um für die die Spannungsüberwachung/-abschaltung und Trennrelaisansteuerung zu haben.

Ich werde aber wohl spasseshalber die Elektronik für eine Zuheizeraufrüstung mit dieser Steuerung kombinieren, sodass die, die noch aufrüsten wollen, nur eine Platine haben.

Zitat

Udo, kannst Du mir die Platinengroessen verraten um mal auszurechnen was
so eine Platine kosten wuerde ?

Die hat grob 100 mm x 65 mm.
Übliche Preise dafür liegen unter 10 Euro; teilweise sogar mit Bohrungen.

Zitat

PWM-Module, hast Du es ferig bekommen :-).

Nicht wirklich, habe auch praktisch nichts daran gemacht. Zumal ich immer noch nicht so richtig davon überzeugt bin, dass das viel bringt. Denn auch eine PWM ist nicht verlustfrei; insbesondere nicht, wenn sie so aufgebaut ist wie das Conrad-Teil. Da stellt sich schnell die Frage nach Aufwand vs Nutzen.

Hauptproblem ist, dass ich zwar die PWM selbst fein genug einstellen kann (0 bis 97% in 8 Bit Auflösung), die Grundfrequenz der PWM aber nicht ohne Weiteres in ausreichend kleinen Schritten (z.B. 100 bis 4000 Hz) verändern kann. Und das ist IMO erforderlich, damit man die Frequenz an das Gebläse anpassen kann; wg. Geräuschentwicklung und Verlusten.

Zitat

Zur Zeit bin ich noch am
schauen ob ich meinen Luefter sammt Steuereinheit fuer den 2.
Waermetauscher nicht auch im Stand nutzen kann. Laut Schaltplan sollte es
sogar moeglich sein das man die Temperatur einstellen kann da das 2te
Bedienteil hinter dem Fahrersitz (E100) einen Drehregler fuer Temperatur
und Luefter hat. Dann koennte man einen "Motor vorwaerm Modus" und einen
"Heiz den Wohnraum Modus" realisieren wobei man dann ueber einen
Umschalter den Luefter vorn oder hinten einschaltet.

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Grundsätzlich machbar ist das. Zu klären wäre halt, ob das Regulierventil angesteuert werden muss oder nicht.

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Da ich Samstag fuer 2 Wochen dienstlich unterwegs bin werd ich wohl erst
Ende Januar wieder etwas aktiver am Bus schrauben koennen.

Dein Bus wird sich freuen. Der wird ja momentan ganz schön in die Mangel genommen
Viel Spaß unterwegs!

Moin,

[...]

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(auch deine versprochene PWM)

Oops, Missverständnis. Ich dachte Frank meinte mich.
Wie willst Du die realisieren?

Moin,

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Und irgendwann schalten beide Batterien ab?

Irgendwann wird der eingestellte Spannungswert unterschritten, eine Unterspannung erkannt und dann wird die Standheizung abgeschaltet. Den Wert stellst Du getrennt für beide Batterien nach Wunsch ein. Z.B. 11,8 Volt für die Starterbatterie und 11,0 Volt für die Zweitbatterie.

[...]

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Das klingt gut. Muß das mal mit Brüderchen klären...der macht mir den
Stromkram immer. Ich müßte also paar Teile z.B. bei Conrad bestellen und
den Chip bei Dir?

So in der Art. Wobei ich wegen der Kosten Reichelt bevorzugen würde.

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Wo kommt das Modul denn kostenmäßig hin?

Wenn ich es jemanden komplett fertig machen würde, liegt es bei ca. 30 Euro plus Nebenkosten (Versand, Bauteilebeschaffung -> ca. 10 Euro).

Moin,

[...]

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Mit 100 bis 4000 Hz bist du viel zu weit unten. Du wirst es immer hören.
Probiere es im Bereich von 20KHz.

Mal abgesehen davon, dass das nur ein Beispiel zur Verdeutlichung war, halte ich 20 kHz bei den doch recht großen Motoren für arg/zu hoch.
Ein Motor aus dem hinteren Gebläse lief hier bei ca. 250 Hz schon recht gut und leise.

Moin,

[...]

Zitat

wie schnell schaltest du das PWM Signal?

waren ca. 250 Hz Grundfrequenz; PWM von 0 bis 100%, low-side geregelt und nicht wie im Auto high-side.
Allerdings hatte ich nur schnell eine frei verdrahtete Ausgangsstufe an meinen kleinen Frequenzgenerator drangeklemmt. Die hat's wg. Unvorsichtigkeit nicht lange überlebt. Mangels MOSFET habe ich dann erst einmal weitere Versuche eingestellt. Arghh, schon wieder vergessen die mit in die Bestellung zu tun

Zitat

(Hab dir auch noch ne Mail geschrieben)

Ja, jetzt gefunden. Antwort kommt nachher. Muss jetzt erst ein paar Sachen erledigen.