Digitale Ladedruckanzeige (Fachartikel)

[dieselschrauber]

Selbstbau einer digitalen LadedruckanzeigeEine Ladedruckanzeige ist bei so gut wie jedem Motor mit Turbolader sinnvoll, nur wie rüstet man eine optisch ansprechende Anzeige nach, die sich am besten noch in die bisherigen Anzeigeinstrumente integriert?
Eine Lösung für dieses Problem hier am Beispiel eines Audi A3 Baujahr 7/98 mit AHF Motor, bei dem eine elektronische Anzeige in den Farben der bisherigen Anzeigeinstrumente (rot) in einen freien Schalterstopfen der Mittelkonsole nachgerüstet wurde.

Funktionsprinzip
Um den Bauteileaufwand möglichst gering zu halten, wurde auf das Ausgangssignal des bereits verbauten elektronischen Drucksensors zurückgegriffen. Dieser Sensor, kombiniert mit einem Temperatursensor, sitzt beim Beispielfahrzeug im Saugrohr.
Der beim AHF verbaute 250kPa Drucksensor wird vom Motorsteuergerät mit 5V Gleichspannung versorgt. Er liefert ein lineares Ausgangssignal von 0,40V bei 20kPa und 4,65V bei 250kPa Druck im Saugrohr. Bei Atmosphärendruck liegen also ca. 1,86V am Ausgang des Sensors an. Da der Sensor nur einen geringen Strom liefern kann, ist es wichtig bei der Dimensionierung der Spannungsteiler keine wesentlich geringeren Widerstandswerte als die folgend genannten zu verwenden.

Die Pinbelegung des Sensors (4poliger Stecker) ist folgendermaßen:

- Pin 1: Masse (0 V)
- Pin 2: Anschluß NTC Ladelufttemperatur vom Steuergerät
- Pin 3: +5V Versorgung für den Ladedrucksensor
- Pin 4: Ausgangssignal (Spannung) Ladedrucksensor

Zwischen Pin 1 und 2 wird also die Ladelufttemperatur gemessen, zwischen Pin 1 und 4 das Ausgangssignal des Ladedrucksensors.
Bei den Ladedrucksensoren gibt es Ausführungen mit unterschiedlichen Meßbereichen.
Bei meinem AHF (110PS TDI) ist die Ausführung für 250kPa (~2,5bar) absolut verbaut. Der ASZ Motor nutzt eine 300kPa (3,0bar) Ausführung.

Diese Spannung wird nun über ein digitales LED-Panelmeter gemessen. Eine geschickte Eichung des Panelmeter sorgt für eine korrekte Anzeige des Ladedrucks.

Bei einem 250kPa Ladedrucksensor gilt: Bei 1,86V Ausgangsspannung (Normaldruck, ca. 1013mbar) des Sensors muß ein Druck von 0 bar angezeigt werden, bei 4,65V 1,50bar.
Die notwendige Verschiebung des Nullpunkts der Anzeige kann durch ein 2kOhm Poti zwischen +5V und Masse des Drucksensors erreicht werden: am Schleifer kann man nun jede beliebige Spannung zwischen 0 und 5V einstellen. Man stellt das Poti auf 1,86V ein.
Um bei 1,50bar Ladedruck eine Ausgangsspannung von 150mV zu erhalten, die dann im LED-Panelmeter als 1,50bar angezeigt werden, verwendet man einen Spannungsteiler:
4,65V-1,86V = 2,79V diese müssen auf 150mV gebracht werden, also 180kOhm zu 10kOhm.

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Bei einem 300kPa Ladedrucksensor gilt: Bei Normaldruck werden 1,62V Ausgangsspannung bei 0bar Ladedruck ausgegeben, Poti auf 1,62V einstellen. Um bei 2,00bar Ladedruck eine Ausgangsspannung von 200mV zu erhalten, muss der Spannungsteiler folgendermassen konzipiert werden:
4,65V-1,62V = 3,03V -> auf 200mV mit Spannungsteiler 150kOhm zu 10470Ohm (10kOhm + 470Ohm).

Für die 7-Segmentanzeigen, verwendet man am besten superhelle Ausführungen. Damit ist die Ablesbarkeit auch am Tag sichergestellt:




Da in der Mittelkonsole der Einbauplatz sehr beschränkt ist, habe ich die 7-Segmentanzeigen per geschirmten (Radio!) Kabel an die Panelmeterplatine angeschlossen. Diese ist unter der unteren Cockpitverkleidung befestigt und wird über eine Sicherung aus der Komfortelektrik versorgt.

Zum Schluß noch eine Warnung: Weil direkt das Signal des Ladedrucksensors angezapft wird, kann bei falschem Schaltungsaufbau die Ladedruckregelung nicht mehr funktionieren. Dies kann bei Ignoranz des Fahrers schnell zu Schäden an Turbolader und/oder Motor führen.
Die Schaltung ist supereinfach, richtig zusammen bauen und anschließen muß man sie trotzdem!

Verwendete Bauteile und Materialien

- 2kOhm Spindelpotentiometer,
- 10kOhm, 470Ohm, 150kOhm oder 180kOhm Metallschichtwiderstand je nach verwendetem Ladedrucksensor,
- LED Panelmeter (Spannungsanzeige mit 200mV Messbereich),
- Audi A3 Schalter-Blindstopfen für die Mittelkonsole,
- Acrylglas dunkelrot zur Abdeckung der 7-Segmentanzeigen,
- Zweikomponentenkleber um das Acrylglas im Blindstopfen einzukleben.