Dieses Gerät habe ich entwickelt, um elektrische Messungen auch dann durchführen und aufzeichnen zu können, wenn die Bedienung von Multimeter oder Oszilloskop nicht möglich sind. Ein Anwendungsfall ist z.B. die Messwertaufnahme an einem Motorrad während einer Fahrt. In meinem Fall war das die Überwachung der Benzinpumpe der F800 (Ansteuerungsspannung, Pumpenstrom, Temperatur), die dafür bekannt ist, ab einem gewissen Alter und bei höheren Temperaturen Aussetzer zu haben - während der Fahrt... Also ganz klar kein Anwendungsfall für ein Oszilloskop.
Um das zu bewerkstelligen, ist das Gerät zwar sehr klein gehalten, so dass es locker unter der Sitzbank Platz findet, gleichzeitig stellt es aber doch einige flexible Messeingänge zur Verfügung. Das Gerät selber wertet die Messungen nicht aus, sondern sendet die Rohwerte über Bluetooth an ein angeschlossenes Smartphone. Dieses kann bequem in einer Lenkerhalterung stecken und dient sowohl als Anzeigegerät, als auch zur Messwertaufzeichnung und zur Konfiguration der Messungen.
Zentralrechner des Messcontrollers ist ein PIC18F13K50. Über diesen können bis zu sechs verschiedene analoge und vier rein digitale Signale gemessen werden. Die analogen Messkanäle sind dabei in drei Kategorien verschaltet.
- 2x Strommess-Verstärker für Messungen über Shunt-Widerständen
- 2x nicht-invertierende Operationsverstärker für Messungen an resistiven Sensoren
- 2x direkte Eingänge auf den ADC für Messungen von niederohmigen Spannungen
Alle Messeingänge (sowohl analoge als auch digitale) sind so generell wie möglich gehalten. Die genaue Konfiguration der Messung erfolgt über das jeweilige Messkabel, in dass je nach Messbereich entsprechende Serien- und/oder Parallel-Widerstände bzw. Kondensatoren eingebracht sind, um den Messbereich entsprechend einzustellen.
Am UART des PIC ist dann ein HC-05 Bluetooth-Modul angeschlossen, das die Kommunikation mit dem Smartphone übernimmt.
Schaltplan des Messcontrollers
Smartphone-App:
Die Smartphone-App gibt es aktuell nur für Android. Über die App lassen sich Messungen konfigurieren, steuern, anzeigen und aufzeichnen.
Der gezeigte Screenshot zeigt beispielhaft eine Messung an der Benzinpumpe der F800 über 10 Sekunden mit einer Abtastrate von 10Hz. Gemessen werden dabei der Pumpenstrom, die Steuerspannung und die Temperatur des Pumpen-Treibers. Strom und Steuerspannung sind im Motorrad eigentlich PWM-Signale. Durch entsprechend in die Messkabel eingebrachte RC-Filter werden diese für die Messung zu Analog-Signalen gewandelt.
Screenshot der Smartphone-App