Mini-Schaltung zur Geschwindigkeitsbeschränkung (z.B. KKR 45 km/h)



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wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
Hallo,

mein erstes EL (Perm von 2003) hatte ich vom Händler gekauft, und da ich eine KKR-Zulassung (45 km/h) wollte, hatte der Händler dafür, wie ich erst später bemerkt habe, ein zusätzliches Elektronik-Gehäuse mit lediglich einem Poti, welches parallel zum Gaspedalpoti geschaltet war, am Angelrahmen angebaut.

Das war, wie ich später gelernt hatte, ziemlich stümperhaft, weil:

1. Damit wird halt generell der Fahrstrom (also die Leistung) etwas reduziert, was bei einem im Original 36 V-Modell mit einem 21er Ritzel dann bergauf zu einer üblen Plackerei führte.

2. Es gar nicht nötig gewesen wäre, weil dieses CiytEL eine Strombegrenzer-Platine Vers. 3 drin hatte, die den Strom (was nat. um längen besser ist - insbes. bergauf) erst bei erreichen der eingestellten Endgeschindigkeit (leicht früher) runter zu reduzieren beginnt.
Man kann dann insbes. in der Ebene wunderschön beobachten, wie der Fahrstrom dann ab 42-45 km/h runter geregelt wird, während man bei niedrigerem Tempo noch die volle Leistung bekommt.
Dafür wäre es bei dieser Strombegrenzer-Platine lediglich erforderlich gewesen, ein Kabel mit dem Tacho-Signal von der Diagnosebuchse zur Strombegrenzer-Platine zu legen, und die 2 Potisauf der Platine entspr. auf die 45 km/h einzustellen ... was ich nat. später dann auch gemacht habe :cool:.

Diese Platine wurde aber nur kurzzeitig verbaut, und ist vermutl. kaum noch zu bekommen, so dass viele vermutl. (wie mein Händler aus Unwissenheit) zur einfachen Lösung greifen, und sich ihren EL-Fahrspass versauen.


Jetzt brachte mich @Werni auf die Idee, gem. dieses Threads einfach das Signal der 45 km/h-Tacho-LED abzugreifen, und damit über einen Optokoppler diesen Parallel-Widerstand zum Gaspoti geschwindigkeitsabhängig zuzuschalten (etwas angelehnt an die von @Ralf Wagner entwickelte Schaltung), so dass also die Leistung tatsächlich erst bei erreichen von ca. 45 km/h reduziert wird - genau wie bei dem Modell der Strombegrenzerplatine in meinem City-EL.

Diese einfache Schaltung (mit hohem Nutzwert :)) sähe dann prinzipiell so aus:

Geschwindigkeitsbegrenzung.png

Wo es jetzt noch fehlt ist, den passenden Optokoppler zu finden (sowie den Widerstandswert für R1), der bei den geringen Strömen auch schaltet ... und ohne dass die Tacho-LED aus geht ;)

Die Tacho-LEDs werden von 6 LED-Treiber-ICs Siemens UAA180 (Datenblatt) angesteuert, und bekommen demnach nur 5-10 mA (nach Lichteinfall gedimmt) Strom

Hätte da ein Experte einen Tip für den passenden Optokoppler?
Ich habe leider keine Ahnung, nach welchen Kriterien man da auswählen müsste :(
Hier mal eine Liste von Pollin (da findet man auch meist noch was anderes, was man dann mitbestellen kann, wenn man nur ein kleines Bauteil braucht):

Und wie berechnet man dann damit den Vorwiderstand R1?
 
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wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
Geeignet ist z.B. ein Optokoppler mit niedrigem If, also z.B. ein CNY17-4. Den CNY17 gibt es in vier Klassen, wobei der CNY17-1 den höchsten und der CNY17-4 den niedrigsten Strom benötigt.
Ein weiteres Glück für dich ist die Tatsache, das die IR LED in einem Optokoppler eine niedrigere Spannung als jede andere LED Farbe benötigt, um zu leuchten, es sollte also kein Problem sein, deine Schaltung mit dem 100Ohm in Reihe direkt zu benutzen. Es kann allerdings sein, das die betreffende LED am Tacho ein wenig dunkler leuchtet, da der UAA180 eine Konstantstromquelle benutzt und du ein wenig Strom ja in den Optokoppler abzweigst.
Das würde aber vermutlich nicht mal ein strenger TÜV Mann merken :)
Cool: Da war die Antwort schon gekommen, bevor ich den neuen Thread erstellt hatte :D:D :D
Vielen Dank!!!!!


Was für eine Farbe haben eure Tacho LEDs eigentlich?
Ich bin mir gar nicht mehr sicher, da ich vor 10 Jahren mal einige LEDs bei mir getauscht habe.
Grds. sind die LEDs klar, und leuchten grün.
Ich glaube, im Original sind die 10/20/30/40/50 km/h-LEDs rot, und nur die dazw. grün.
 
Zuletzt bearbeitet:

Kamikaze

Aktives Mitglied
Ich glaube, im Original sind die 10/20/30/40/50 km/h-LEDs rot, und nur die dazw. grün.
Bei meinem Akku sind nur die 30km/h- und 50km/h-LEDs rot. (>60km/h habe ich aber noch nicht getestet...)
Ob der Tacho allerdings original, oder verbastelt ist, weiß ich nicht.
Falls es eine Bastellösung sein sollte, hat derjenige aber WIRKLICH sauber gearbeitet (zumindest nach dem, was man so sieht ohne den Tacho zu zerlegen)...
 

wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
Bei Pollin gibt es den CNY17 Optokoppler leider nicht,
... aber 3 Typen MB104, die angeblich dem CNY17 entsprechen sollen.

Der kleinste (MB104/4A) hat folgende Werte:
Eingang
Durchlaßspannung Ur bei Ir=40 mAtyp. 1,3 V
Sperrstrom In bei Un=6 V10 µA
Ausgang
Kollektorstrom ICEO beo Uce=10 V50 nA
Kollektorstrom ICEO beo Uce=32 V10 µA
Kollektor-Basisstrom ICBO bei UCB=70 V100 µA
Emitter-Kollektorstrom IECO bei UEC=6V10µA
Koppler
Kollektorstrom ICE bei IF=10 mA, UCE=5 Vmind. 4 mA
Kollektorstrom ICE bei IF=3,2 mA, UCE=0,4 Vmind. 0,2 mA

Ich denke, die kann man alternativ auch nehmen???
Sind allerdings schon älter ("DDR-Bestände" 🥴 ) ... aber watt solls 🤔...
Datenblatt Optokoppler MB104
 

matzetronics

Aktives Mitglied
08.07.2020
864
Berlin, DE
Nee, bitte nimm nicht die alten DDR Koppler. Erstens hat es die Täterä nie geschafft, helle LEDs zu bauen und zweitens altern die Dinger auch noch - selbst wenn sie fabrikneu waren, als Max sie aufgekauft hat.
Der CNY17-4 hat schon bei 1mA ein hohes Transfer-Ratio (CTR) und wäre ideal.
Aber es gibt auch den PC817/LTV817, der gar nicht so schlecht ist. Kost' bei Reichelt fast gar nix:

Und bei Ulf gibt es auch den CNY17-4, sogar von 2 Firmen:
Und noch als Noname für noch weniger Mäuse:
 
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Wertungen: wolfram_f4

wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
Vielen Dank für die Warnung!!!!
Ich dacht nur, weil die DDR dem Westen ja technisch Jahrzehnte voraus war, und vor 50 Jahren schon Autos mit nur 600 kg Gewicht bauen konnten, was die westdeutschen Autobauer (trotz moderner Leichtwerkstoffe) ja bis heute nicht annähernd hinkriegen ... ... hätte ja bei Optokopplern ähnlich sein können ...;)


Dann warte ich halt ein wenig, bis sich ein paar Sachen angesammelt haben, um bei Reichelt zu bestellen.
Hab ja bei mir die Strombegrenzer-Platine drin, die das sowieso kann, und brauche diese Schaltung ja eigentlich nicht.
Aber ich hoffe, dass es Leute gibt, die es für ihre KKR-Zulassung wirklich brauchen können.
 

wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
Noch mal eben das Fazit für eventuell Interessierte, die etwas mehr Fahrspass aus einem ggf. nur per Festwiderstand (parallel zum Fahrstrompoti) gedrosselten CityEL rausholen wollen:

Obige Schaltung (3 Widerstände+1 Optokoppler) an die 45 km/h-LED (oder wo immer man die Geschwindigkeit begrenzen möchte) anschliessen.
Der Widerstand R1 hat 100 Ohm
Der empfohlene Optojoppler: CNY17-4
 

matzetronics

Aktives Mitglied
08.07.2020
864
Berlin, DE
Den Wert des Widerstandes würde ich allerdings noch nicht in Stein meisseln, denn es muss u.U. ein Kompromiß zwischen Helligkeitsverlust des Tachos und der ausreichenden Ansteuerung des Optokopplers gesucht werden. Wenn wir von grünen LED im Tacho ausgehen mit etwa 1,6-1,8V Uf und einen Uf von etwa 1,1-1,3V für die LED im Optokoppler, dann arbeiten wir mit ca. 0,5-0,6V. Setzt man einen Strom durch den OK von 5mA an, dann sind wir bei (R=U/I) bei 100-120 Ohm. Man ist also mit 100 Ohm auf einem guten Weg, zapft der Tacho LED aber 5mA ab.

Ihr Ellertsens müsst also mal gucken, ob der Tacho da genügend nachschiebt oder ob die Tacho LED untragbar dunkel wird. In dem Fall muss man den Widerstand etwas vergrössern. Trimmpotis sind übrigens bei Automotive nicht zu empfehlen, weil die in der Umgebung öfter mal oxidieren.
Das UAA180 gibt als max. Strom für die LED 10mA an.
 

wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
Setzt man einen Strom durch den OK von 5mA an, dann sind wir bei (R=U/I) bei 100-120 Ohm.
Was ich bei den Datenblättern leider nicht erkennen kann, ist, wie viel Strom der OK mindestens braucht, um zu "schalten".
Bei (theoretisch) 5 mA für den OK dürfe die Tacho LED nämlich nachts ggf. kmpl. dunkel bleiben, weil:

Im EL-Cockpit sitzt ein Licht-Sensor. Wenn ich das Datenblatt des UAA180 richtig lese, bekommen die Tacho-LEDs tagsüber 10 mA, werden nachts, wenn es kmpl. dunkel ist, aber auf nur 5 mA vom UAA180 runter gedimmt.

Wenn Tacho-LED und OK sich diese 5 mA teilen müssen, frage ich, ob überhaupt einer von beiden (Tacho-LED, OK) funktionieren wird?
Leider habe ich keine Ahnung, was eine normale LED für einen Mindeststrom benötigt, um noch etwas zu leuchten (Google hilft mir da auch nicht weiter), und ganz besonders nicht, was der OK mind. braucht, um noch zu schalten.
Aber wenn der OK deutlich weniger Strom braucht als die Tacho-LED, scheint mir, dass man den OK-Vorwiderstand (R1) viell. doch etwas grösser wählen muss als 100 Ohm?!
 

Kamikaze

Aktives Mitglied
Wenn Tacho-LED und OK sich diese 5 mA teilen müssen, frage ich, ob überhaupt einer von beiden (Tacho-LED, OK) funktionieren wird?
Mal wieder ne dumme Frage vom Elektronik-DAU:
Warum schaltest du nicht statt der Tacho-LED einen Transistor, der von einer stärkeren Stromquelle gespeist wird und teilst erst danach auf OK (brauchst du den dann überhaupt noch?) und Tacho-LED auf?
Wenn die eine LED in der Nacht etwas heller ist, sollte das ja nicht zu arg stören...
Oder alternativ: Lötest eine andere LED in den Tacho, wenn du eh schon an der Platine rumschraubst..?
 

Werni

Bekanntes Mitglied
19.02.2019
2.040
Heidenrod
Nun ja,

die Schaltung sollte ja bis jetzt möglichst einfach bleiben. Und das Prinzip war in dem von mir verlinktem Thread (mit den 15 km/h) auch schon getestet. Wenn man jetzt natürlich den Schönheitsfehler LED-Helligkeit beseitigen will, ist das kein Problem, macht halt nur die Schaltung etwas größer.

Gruß,

Werner
 
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wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
die Schaltung sollte ja bis jetzt möglichst einfach bleiben.
Genau das!!!!!
Mit zusatzlichem Transistor, und wenn man die Tach-LED, die ja durch die Lötpunkte an der Tachoplatine in Position gehalten wird, würde es sonst doch einen ziemlichen Eingriff in die Tachoplatine erfordern.
Wenn man jetzt natürlich den Schönheitsfehler LED-Helligkeit beseitigen will, ist das kein Problem, macht halt nur die Schaltung etwas größer.
Die Frage ist ja nicht der "Schönheitsfehler", dass die Tacho-Led an Helligkeit verliert.
Ich frage mich halt nur, ob sie bei nur 5 mA gesamt (für OK+LED) überhaupt noch glimmt, und/oder, ob der OK dann noch genug Saft bekommt, die andere Seite "durchzuschalten".


Es gäbe nat. auch noch Plan B für eine wirklich saubere/professionelle Lösung:
Den für die Geschwingkeitsregelung zuständigen Teil der Strombegrenzer-Platine V.3 einfach zu extrahieren, und sich daraus tatsächlich eine kleine Platine zu bauen.
Dann braucht man auch nicht am Tacho rum löten, sondern nur das Signal vom Tacho-Geber irgendwo im EL abgreifen.

Bei der CC-Platine kann man die Geschwindigkeitsbegrenzung stufenlos über Poti einstellen, und über ein zweites Poti auch, wie abrupt/sanft dann runter geregelt werden soll.
Ist also schon was Feines :D

Die Platine hat allerdings einen Haken:
Der Einstellbereich liegt von 25?? km/h bis 45 km/h ... aber auch nicht ein bisschen mehr!!!
50 km/h sind dann wirklich nur noch bergab zu erreichen, was ich dann doch (insbes. im Stadtverkehr etwas blöd fand).
Deshalb hatte ich sie mir vor vielen Jahren mal angeschaut.
Durch (wenn ich mich recht entsinne) Austausch eines Kondensatoren+Widerstand komme ich jetzt doch so grob an die 50 km/h für den Stadtverkehr ran, aber mein damaliger Wunsch, den Poti-Einstellbereich von 45 km/h auf 55 km/h (zumind. "echte" 50) nach oben verschieben zu können, hatte ich damit leider auch nicht erreicht.

Hier mal die Rück-(Leiterbahn-)Seite der Platine (auf der anderen sitzen nur Anschlüsse, Potis, Signal-LEDs):
Strombegrenzer.jpg
Der haupts. untere, lila eingefärbte Bereich ist für die Geschwindigkeitsbegrenzung zuständig

Hatte auch damals mal versucht, die Schaltung für diesen Bereich etwas nachzuvollziehen (bitte bedenken, dass ich Voll-Laie bin!)
Schaltplan-Strombegrenzer.jpg
 
Zuletzt bearbeitet:

Werni

Bekanntes Mitglied
19.02.2019
2.040
Heidenrod
Na,

am tacho müsste man nix ändern, nur der Abgriff an der Tacho-LED geht dann halt erst an den Transistor und von dessen Ausgang an den Optokoppler. bei richtiger Auslegung nimmt es der Tacho-LED dan nur noch ein paar Mikroampere (und nicht Milliampere) weg. Dazu brauchts zwei Bauteile mehr (Transistor und dessen Eingangswiderstand) und eine Plusleitung (Kabel Nr.5) an die Begrenzungsplatine. Nicht weltbewegend...

Gruß,

Werner
 
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wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
Das coole an obiger Schaltung wäre natürlich, dass man nicht nur keinen Eingriff in's Fahrzeug vornehmen muss, und die gewüschte Endgeschwindigkeit stufenlos einstellen kann, sondern dass man, wenn man das Vmax-Poti raus legt (oder ggf. auch anders beschaltet), einen schicken Tempomat hätte :)
Aber spät. dann müsste man für alle mit PKW-Zulassung nat. rausfinden, wie man den Einstellbereich nach oben verschieben (oder dehnen) kann.
 

matzetronics

Aktives Mitglied
08.07.2020
864
Berlin, DE
Wenn Tacho-LED und OK sich diese 5 mA teilen müssen, frage ich, ob überhaupt einer von beiden (Tacho-LED, OK) funktionieren wird?
Der bevorzugte Optokoppler (CNY17-4) ist ab 1mA If spezifiziert und da würde auf jeden Fall genug Strom für die Tacho LED übrigbleiben. Und ja, es würden beide funktionieren, weil die IR LED im Optokoppler mit geringerer Spannung als eine grüne LED schon leuchtet.

Die Schaltung mit LM324 und CD4528 ist auch nett, da fehlt aber eine GND Leitung von Pin 8 des 4528 zum LM324.
CD4528 kann ohne Änderung durch CD4098 oder CD4538 ersetzt werden.
 
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wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
Der bevorzugte Optokoppler (CNY17-4) ist ab 1mA If spezifiziert
Diesen Wert hatte ich gesucht ... aber iwie hat der sich in dem Datenblatt vor mir versteckt :rolleyes:
Vielen Dank!!!!!!

da würde auf jeden Fall genug Strom für die Tacho LED übrigbleiben. Und ja, es würden beide funktionieren, weil die IR LED im Optokoppler mit geringerer Spannung als eine grüne LED schon leuchtet.
Super! Dann kann man die Schaltung ja erstmal so stehen lassen.
Viell. wäre es keine blöde Idee, statt dem 100 Ohm-Vorwiderstand ein 470 Ohm Spindelpoti zu verweden. Dann kann man ggf. noch etwas fein tunen.



Ich versuche gerade, wieder ein wenig in die Schaltung vom Strombegrenzer rein zu kommen ...

Verstehe ich das richtig, dass der 4528 Impulse erzeugt, deren Pulsweite von dem Unterschied des vom LM324 kommenden Tacho-Signals und den Poti-Einstellungen abhängt, und die dann das Gaspoti in der Impulslänge über den Optokoppler kurz schliessen?
Also quasi eine Art PWM?

Warum aber gibt es dann, wenn man das Vmax-Poti auf Anschlag (0 Ohm) einstellt, doch noch so viele/lange Impulse zur Fahrstromreduzierung, dass man nicht über 45 km/h kommt?
Liegt das an der Höhe der Verstärkung des Signals vom Tacho-Sensor durch den LM324??
Müsste man also hier den Verstärkungsfaktor des LM324 reduzieren, um den Einstellbereich des Vmax-Potis am 4528 von 45 km/h bei 0 Ohm auf z.B. 55 km/h bei 0 Ohm hoch zu bekommen?

Die Schaltung mit LM324 und CD4528 ist auch nett, da fehlt aber eine GND Leitung von Pin 8 des 4528 zum LM324.
Ich muss mir das nochmal in Ruhe genauer anschauen ... irgendwas stimmt da mit der Versorgung (+5 V, Masse) nicht so richtig .... 🤔 ... plus und minus sind hinter dem Festspannungsregler (12 V->5 V) iwie kurz geschlossen ... :eek: 🥴
 

wolfram_f4

Aktives Mitglied
20.12.2007
1.648
So, ich habe jetzt nochmal die Versorgung ergänzt.
War etwas kompliziert da rauszufinden, was da zu welchem Bereich der Gesamtschaltung gehört.

Ich hoffe inständig, das ist jetzt so korrekt!!!!!

Geschwindigkeitsbegrenzung-Schaltung.png


Was mich etwas irritiert ist, dass die Masse an PIN 8 (Vss) des 4528 angeschlossen ist, aber das scheint wohl so richtig:
da fehlt aber eine GND Leitung von Pin 8 des 4528 zum LM324.

Was noch fehlt, ist der Wert der Diode an PIN 7 des 4528.
Diese war leider nicht beschriftet bzw. ich konnte nichts finden.
Hat jemand eine Idee?


Dann habe ich mich nochmal etwas schlau gemacht zu dem 4528/CD4098 etc.
Das sind wohl sog. Monoflops, und ab welcher Geschwindigkeit die Reduzierung eingreift, scheint wohl von der Aufladezeit des Kondensators zw. PIN 1 und PIN 2 abhängig zu sein.
Diese wird wiederum bestimmt von den Vorwiderständen (10 K + Poti 1 M)

Damit ergibt sich eine Aufladezeit bei
25 km/h: (10.000 Ohm + 1.000.000 Ohm) * 0,47 µF/1000 = 474,7 mSek
45 km/h: (10.000 Ohm + 0 Ohm) * 0,47 µF/1000 = 4,7 mSek

Bei mir habe ich vor vielen Jahren das RC-Glied (ein Begriff, den ich - neben viiiielem anderen hier im Forum gelernt habe :D ) für eine kürzere Aufladezeit getauscht:
1.600 Ohm * 0,1 µF/1000 = 0,16 mSek
Steil bergauf fahre ich damit aber auch nur etwas über 40 km/h, weil da die Geschwindigkeitsbegrenzung bereits langsam einzugreifen beginnt.

Will man doch ein wenig schneller fahren, oder die Schaltung gar als PKW-Tempomat verwenden, scheint man also durch eine weitere Verkleinerung des RC-Glieds nicht weiter zu kommen.

Wo könnte man noch ansetzen, um die Schaltung etwas massentauglicher/flexibler zu gestalten, und z.B. auch mind. 60 km/h als Begrenzungsgeschwindigkeit einstellen zu können??
 
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matzetronics

Aktives Mitglied
08.07.2020
864
Berlin, DE
Die Monoflopschaltung ist eine schon sehr alte Methode, um aus einer Pulsfolge eine PWM oder nach Glättung eine Analogspannung zu erzeugen. Das Mono erzeugt einen immer gleich langen Puls am Ausgang. Kommt der Trigger selten, sinds wenig Pulse. Nähert sich der Trigger der Monokonstantzeit, wird der Ausgang immer öfter high, bis er so oft retriggert wird, das der Ausgang konstant auf Plus bleibt.
Aus so einer Schaltung haben wir früher schon Drehzahlmesser fürs Moped gebaut, Ausgang ging dann direkt auf ein Drehspulinstrument,
Die Diode ist vom Typ 'Silizium normal', also z.B. eine 1N4148 oder 1N4151 o.ä.

Der Wert von 1mA ist in der Tabelle für die verschiedenen CTR der vier Klassen des CNY17 zu finden.
 
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Wertungen: wolfram_f4

R4M

Neues Mitglied
27.12.2022
19
93192
Wie wäre es mit einem kleinem ATmega also moderner Lösungsansatz mit Erweiterungspotenzial:
- Drehzahlsignal
- Poti oder jumper für max Speed
- Poti oder jumper zum justieren der PID regelung (maximale Leistung bis zur eingestellten geschwindigkeit)
- Schalter zum aktivieren bzw setzen eines vorübergehenden max Speed / Limiter (quasi Tempomat)
- Digitalpoti IC parallel zum Gaspoti zum abregeln

Gruß Manoel
 

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