FIS auf Basis Arduino Mega - Projekt erfolgreich abgeschlossen

valereo · 24. Juli 2020

Hallo zusammen,

seitdem ich im Dezember 2017 dem A2-Fieber verfallen bin und immer wieder spannende Projekte hier im Forum verfolgt habe, bin ich nun endlich in diesem Jahr dazu gekommen, ein eigenes Projekt umzusetzen. Ich wollte endlich – wie schon viele von euch vor mir – den ungenutzten Freiraum im Tacho (kleines FIS) nutzen und ein paar Zusatzinformationen darstellen. Leider war das Projekt „kleines FIS ganz groß“ hier schon vor einigen Jahren beendet worden. Aber das Projekt hat mich inspiriert etwas Eigenes zu verwirklichen. Da ich schon einige kleine Projekte auf Arduino-Basis umgesetzt habe, bildet auch dieses Mal ein Arduino (Mega) die Basis.

Seit Mai 2020 verfügt mein A2 nun über eine zusätzliche Anzeige im Kombiinstrument. Die Daten werden über das KW1281 Protokoll direkt vom Steuergerät des Kombiinstrumentes abgerufen. Dieser Weg ist nicht der schnellste, aber die Idee den CAN Bus zu nutzen kam erst während der Realisierung und da fehlt es noch etwas an reverse engineering um die erforderlichen Informationen aus dem Datenstrom zu extrahieren. Evtl. wird das mal ein Folgeprojekt.

Hier nun die Details:

Prozessor: Arduino Mega

Display: TFT 160x128 1,77“

Schnittstelle: modifiziertes USB OBD KKL Interface

Dargestellte Messwerte:

Batteriespannung
Außentemperatur (ungedämpft)
Geschwindigkeit
Ganganzeige
Kühlwassertemperatur
Öltemperatur
Tankinhalt

Bis auf die Messerte 1, 4 und 7 stammen die Daten direkt aus dem Steuergerät des Kombiinstruments. Die Batteriespannung wird direkt über einen Spannungsteiler und einen Analogeingang des Arduino Mega ermittelt. Die Ganganzeige wird errechnet aus Drehzahl (nicht angezeigt) und Geschwindigkeit. Dazu habe ich die Gesamtübersetzungen verwendet. Beim Tankinhalt musste ich eine gleitende Mittelwertbildung (Tiefpass) programmieren, da sonst jede Kurve zu einem fröhlichen Auf und Ab der Messwerte führte. Die Daten im Steuergerät sind offensichtlich nicht gedämpft.

Zusätzlich zur permanenten Anzeige gibt es einen Startbildschirm ( :audi: A2), der bei Start des Prozessors (über Zündungsplus) erscheint, bis die Kommunikation mit dem Steuergerät hergestellt ist.

Es gibt einen Hauptschalter und eine Micro-USB Schnittstelle, über die z.B. eine neue Firmwareversion auf den Arduino Mega geflasht werden kann. Spannungsversorgung des Arduino erfolgt über einen Spannungsregler, der als Eingang abgesicherten Zündungsplus verwendet.

Nach nunmehr über zwei Monaten intensiven Testens ohne Ausfälle kann ich das Projekt als erfolgreich abgeschlossen ansehen. Eine kleine Anpassung muss ich noch vornehmen: Ich habe für die OBD Diagnoseschnittstelle ein Y-Kabel verwendet, damit ich weiterhin Diagnose betreiben kann und auch der TÜV Mann glücklich ist ohne immer alles auseinander bauen zu müssen, aber selbst wenn der Prozessor nicht mit dem Steuergerät kommuniziert, zieht der OBD USB KKL Adapter die K-Leitung auf ein festes Niveau. Da muss ich im Y-Kabel noch einen weiteren Schalter einbauen und dann sollte auch das gelöst sein (es kann nur ein Teilnehmer auf der K-Line senden / empfangen).

Am Ende gibt es noch ein paar Fotos vom Umbau und der Anzeige in Aktion.

Falls jemand Lust hat, das Ganze nachzubauen oder etwas ähnliches zu realisieren, kann ich gern behilflich sein und natürlich auch den Quellcode (noch etwas quick & dirty) und den Schaltplan teilen.

Eins will ich nicht verschweigen: die Geschwindigkeitsdaten aus dem Steuergerät des FIS werden nur mit einer Genauigkeit von 2km/h ausgegeben, d.h. es werden nur gerade Geschwindigkeiten angezeigt (2,4,6 …). Aber das hat mich nicht gestört. Der Quellcode ist auch für die Kommunikation mit anderen Steuergeräten (Motor o.ä.) ausgelegt, allerdings dauert das Umschalten zwischen den Steuergeräten sehr lange und jedes Mal, wenn das Steuergerät des KI geweckt wird, erfolgt offensichtlich über den eingebauten Lautsprecher ein "Klicken" das nervt. Daher habe ich mich auf die dauerhafte Kommunikation mit dem KI-Steuergerät beschränkt (nur einmal Klicken beim Start) und muss daher auf Informationen zur GRA (z.B. Staus und gesetze Geschwindigkeit) verzichten. Das wäre dann wieder was für die CAN Bus Erweiterung ;-).

Viele Grüße und danke an alle Vorarbeiter, von denen ich hier viel gelernt habe,

Andreas

A4Fan · 30. Juli 2020

Saubere Arbeit!

Glückwunsch !

Das „Klicken“ nach dem Init der K finde ich nicht schlecht. Es bestätigt die Initialisierung.

Zu dem Delay : ich Initialisiere die K bei Zündung ON und frage in jeder Loop irgend einen Wert (Coolant) ab auch wenn dieser nicht gebraucht wird. Wenn zwischen wenn Abfragen nicht mehr als 1100 ms liegen bleibt die Verbindung zur K erhalten.

Die K Leitung muss ich auch mit einem Schalter unterbrechen um die Kommunikation mit einem externen Diagnosegerät zu ermöglichen.

Wie gross ist die Abweichung zwischen Tacho und dem Wert der K ?

Bei meinem A4 sind es +9 kmh bei 100 kmh.

Beste Grüsse

**Frickler** · 30. Juli 2020

Am 24.7.2020 um 17:59 schrieb valereo:

Falls jemand Lust hat, das Ganze nachzubauen oder etwas ähnliches zu realisieren, kann ich gern behilflich sein und natürlich auch den Quellcode (noch etwas quick & dirty) und den Schaltplan teilen.

Github? - ist ggf. auch ein bequemes "Backup" für dich... und andere können einen Pull Request machen, wenn sie mitarbeiten wollen.

**Madcek** · 30. Juli 2020

Geile Sache, schön gemacht! Diesen Arduino Quark muss ich mir auch mal raufschaffen...

valereo · 30. Juli 2020

Hallo zusammen,

Nur ein kurzes Feedback von mir, da ich gerade für ein paar Tage mit dem Fahrrad unterwegs bin und die Chefin sonst Stress macht ;-)

@A4Fan:

Danke.

Ich habe mich wohl etwas unverständlich ausgedrückt. Auch ich führe die Initialisierung nur einmal zum Start (Zündungsplus) durch. Danach werden die Daten permanent in den Loops abgefragt. Daher erfolgt das Klicken auch nur einmal. Die Delays haben mehrere Gründe. Zum einen ist das TFT nicht sehr schnell. Daher braucht es zum Start etwas Zeit für den Startbildschirm. Fand ich aber ganz nett. Auch wenn die Grafik unheimlich viel Speicherplatz schluckt.

Zum anderen frage ich in jeder Loop alle Daten aus den Messwertblöcken ab und diese Kommunikation mit Frage - Antwort- Spiel dauert halt. Auf dem TFT werden nur Daten neu geschrieben, die sich geändert haben. Das spart schon mal Zeit.

Insgesamt stört mich der Delay nicht. Es handelt sich ja nicht um extrem dynamische Daten.

Meine Tachoabweichung ist sehr gering, ca. 2 km/h bei 80 und 3 bei 100. Ich muss dazu aber sagen, dass ich mir beim Einbau der Tachonadeln sehr viel Zeit genommen habe und mit der Stellglieddiagnose ( 3000 1/min, 100 km/h, 50% Tankinhalt und 90°C Kühlwasser) die Nadeln penibel justiert habe. Ich vermute daher, dass die Tachoabweichung bei dir eher auf der Mechanikseite, d.h. bei der Tachonadel zu suchen ist. Bei mir passt die Geschwindigkeit aus dem KI auch gut mit GPS Daten überein.

@Frickler

Ich werde mich nach der Fahrradtour mal mit Github beschäftigen. Bisher habe ich das nur zum Download genutzt. Danke für die Idee. Ich werde aber vor der Veröffentlichung noch ein wenig den Code aufräumen und kommentieren.

Viele Grüße, Andreas

A4Fan · 21. Oktober 2020

Das mit der Einstellung der Zeiger habe ich auch gemacht, im Stellgliedtest mit CarPort. Für den A4 gibt es 2 KI. VDO und Magneti Marelli. Das MM KI lässt sich sauber einstellen. Mittelstellung 3000 rpm und 100 kmh, die Zeiger stehen auch sauber auf 0. Beim VDO geht es nicht . Entweder stehen die Zeiger sauber auf 3000/100 und dann beide unter 0 oder sauber auf 0 und dann auf 3000+ und 100+

Eine Frage zu deinem A2: hat der einen Komfortblinker?

Gruß

valereo · 21. Oktober 2020

Hallo A4Fan,

mein A2 hat keinen Komfortblinker.

Gruß, Andreas

**A2 HL jense** · 23. Oktober 2020

Gibt es eine Chance auf eine Kleinserie?? Ich glaune das würde super ankommen? Lässt sich das bezahlbar realisiesren? Das kleine FIS ganz groß ist ja ein ähnliches Prpjekt und hat hier sehr viele Freunde gefunden. Ich finde die Idee und Umsetzung richtig Klasse! Interessant wären natürlich auch die anderen Daten, die das kleine Fis ganz groß darstellen konnte und die Umschaltung über den originalen Fis Hebel, den man bei Ali Express ja schon für ein paar Euro bekommt.

Bearbeitet 23. Oktober 2020 von A2 HL jense

valereo · 25. Oktober 2020

Hallo A2 HL jense,

im Gegensatz zum Projekt "Kleines FIS ganz groß" habe ich nur Bauteile verwendet, die jeder kaufen kann, keine extra Platine herstellen lassen oder ähnliches. Den Quellcode bekommt jeder der damit arbeiten möchte und natürlich helfe ich jedem, der so ein Projekt umsetzen möchte.

Hier mal eine Übersicht der Bauteile die ich verwendet habe:

1. Arduino Mega (Nachbau): 15 €

2. 1,77" TFT (Makershop): ca. 8€

3. K409 USB Autodia OBD2 Interface: ca. 15 €

4. Einstellbarer Spannungsregler auf Basis LM317: ca. 5 €

5. Y-Kabel OBD2: ca. 10€

6. Original OBD2 Buchse inkl. Kontakten: ca. 10€

7. 2 x Schalter ca. 5 €

8. Micro-USB Einbaubuchse: 5-10€

9. Kabel: ca. 5 €

10. Kunststoff Grundplatte für Montage: ca. 5 €

In der Summe also unter 100€ für die Teile.

Das K409 muss umgebaut werden, das hat mich etwas gebremst, da in meinem Interface wieder andere Bausteine verbaut waren als in diversen Anleitungen im Netz. Wenn man aber versteht, dass es eigentlich nur um einen Pegelwandler geht den man da benötigt, dann benötigt man nur eine gute Lupe, ein scharfes Skalpell, eine ruhige Hand und ein wenig Geschick beim Löten.

Einen FIS Hebel hatte ich auch schon, aber leider habe ich kurz vor dem Projekt einen Tempomat nachgerüstet und dann irgendwie keine Lust mehr das Lenkrad und alles noch einmal abzuschrauben. Der Quellcode beinhaltet aber grundsätzlich auch schon eine "zweite Ebene" der Anzeige, da ich im Quellcode schon die Kommunikation mit dem KI und dem Motorsteuergerät umgesetzt habe.

Wie bereits beschrieben bin ich davon überzeugt, dass man sich das Leben sehr viel leichter machen kann und auch mit deutlich weniger Geld auskommt, wenn man das Ganze über den CAN BUS und nicht über die K Line umsetzt. Den CAN BUS habe ich auch schon angezapft, es fehlt allerdings noch das Wissen über die IDs und die entsprechenden Daten, die man über die K Line dank guter Doku im Internet sehr gut kennt.

Ich würde mich daher freuen, wenn alle Interessierten mithelfen die Infos zu den CAN BUS IDs zu sammeln und dann sind es nur wenige Bauteile: µController, z.B. Arduino Mega, TFT und CAN BUS Shield. Also, Freiwillige vor.

Jeder der mein Projekt nachbauen will ist herzlich eingeladen mir zu schreiben. Ich halte keine Infos zurück und helfe wo es geht. Machen muss man aber selbst, da es nicht nur ein Plug & Play Projekt ist.

Viele Grüße,

Andreas

dA5nny · 25. Oktober 2020

Klasse Projekt! Ich hatte mir ebenfalls zu Jahresbeginn einen alten Mega-Nachbau mit kleinerem Display (Nokia 5110 blau bel., auf rot umgerüstet) ins Kombi integriert, jedoch nur um primär Öltemperatur (externer Sensor) und Bordspannung anzuzeigen (Bild in meiner Vorstellung)... dein Projekt macht aber Lust auf mehr, speziell der Tankinhalt wäre noch schön... an der K-Line wäre Ich also auch interessiert... oder an CAN...

Das große Display und das Layout sehen jedenfalls klasse aus!

Gruß dA5nny!

Bearbeitet 25. Oktober 2020 von dA5nny

A4Fan · 25. Oktober 2020

Für die genannten Werte

folgende PID im CANBUS Train prüfen:

Tankinhalt auf den Liter genau bis min 8 l

PID 0x320 Byte 2

unter 8 l Wert 159 und Tankwarnung an:

PID 320 Byte 0 Bit 2 = 1

Oel Temperatur wenn LL Sensor vorhanden

PID 0x420 Byte 3 - 60

Gruß

**eisdieler** · 29. Oktober 2020

Am 25.10.2020 um 20:28 schrieb dA5nny:

Klasse Projekt! Ich hatte mir ebenfalls zu Jahresbeginn einen alten Mega-Nachbau mit kleinerem Display (Nokia 5110 blau bel., auf rot umgerüstet) ins Kombi integriert, jedoch nur um primär Öltemperatur (externer Sensor) und Bordspannung anzuzeigen (Bild in meiner Vorstellung)... dein Projekt macht aber Lust auf mehr, speziell der Tankinhalt wäre noch schön... an der K-Line wäre Ich also auch interessiert... oder an CAN...

Das große Display und das Layout sehen jedenfalls klasse aus!

Gruß dA5nny!

Ja, tolles Projekt. Genauso wie das "kleine FIS ganz groß". Klasse was hier im Forum an Know-How unterwegs ist.

Ich wollte das damals in ein anderes Kombiinstrument basteln. Ist jetzt übrig und steht im Basar zum Verkauf (sorry für die Eigenwerbung an der Stelle )

A2-Nerd · 12. November 2020

Großes Lob auch von mir. Was mich begeistert, ist das, daß Du

nicht auf dem Quellcode sitzen möchtest, wie eine Henne auf

dem Ei. Für das alte Projekt, von Jordan, wurden keinerlei Codes

veröffentlicht, obwohl es nie kommerziel vertrieben wurde.

Gruß Chris

A4Fan · 2. Januar 2022

Hallo @valereo

habe am Projekt FIS weiter gearbeitet und kann auf die K fast verzichten. Es fehlt noch der Ladedruck und die Intake Temperatur.
Die Gangazeige ist in der Version 2 gut gelungen,
Diese lässt sich wie folgt realisieren :

Die Drehzahl und der Schalter vom Kupplungspedal kommen über die PID 0x280 vom MSG. Speed kommt über die PID 0x320 vom KI. Die beiden PID kommen sehr häufig.
Die Übersetzung wird aus der DZ und Speed errechnet wenn die Kupplung zu ist, beim Wechsel des Bit- Kupplung von 0 auf 1 und Speed !=0.

Essentiell ist dass ein Zeitfenster, zB 100 Millis, definiert wird in dem die Werte DZ und Speed erfasst werden. Die Werte müssen dicht beieinander sein sonst passt die Ratio nicht.

Die Ratio für jeden Gang ermittelt man indem man in jedem Gang mit zB 2000 rpm fährt Und die jeweilige Geschwindigkeit aufschreibt. Das ergibt 5 Sollwerte für Ratio. Diese liegen für den A4 1.9tdi zwischen 100und 21.

Der Wert 27für den 4. Gang definiert man als 25- 29 um die Zeitverzögerung zwischen den PIDs auszugleichen. Passt der Wert keiner Definition, wird dieser erneut berechnet. Die Einstellung der Werte erfordert etwas Geduld. Je enger die Ratio definiert ist desto besser die Ergebnisse.
Man kann auch Filter für den Canbus setzen und, wenn der Code es erlaubt, ISR einsetzen.
Die Daten:

PID280; Byte 2 und Byte 3

DZ = (256*byte3+ byte2)/4

byte0 -Bit3 = Kupplung

PID 320; Byte3 und Byte4

Speed = (256*byte4+byte3)/200.

Die Daten passen zu unseren A4 1.9 tdi bj 2000 und A6 2.5tdi bj 2004. der Polo von 2011 ist ähnlich gestrickt. Beim A4 bj2008 und Q7 bj 2009 sind es andere PID.
Es kann gut sein das die PID zum A2 passen.

Gruß

A4Fan · 4. Juni 2023

@valereo

melde mich mit der Lösung zum „Y“ Kabel und Schalter für die K Line.

Weitere Experimente an der K Line und am LIN Bus haben gezeigt dass der K Line PullUp Widerstand im Adapter für das DIY FIS entfernt werden sollte. Die K Line wird vom Gateway, wie der LIN Bus Master, bereits auf High gehalten. Der zweite Widerstand im K509, idR 510 Ohm, tut das Gleiche. Der Transceiver schafft es die K Line auf Low gegen zwei PullUp WS zu ziehen, gegen drei WS jedoch nicht mehr. So kann der FIS Adapter permanent angeschlossen bleiben und die die OBD / K Diagnose läuft ungestört. Über den Code können, während der Kommunikation mit dem Diagnosegerät, die Anfragen vom DIY FIS ausgeschaltet werden, wenn es zu Interferenzen kommen sollte. Alternativ kann der Code für das DIY FIS so adaptiert werden dass „externe“ Anfragen als „Diagnose Modus“ erkannt werden und Anfragen vom DIY FIS, solange dieser Zustand anhält, nicht erfolgen.

Gruß

S-Tronic · 4. Juni 2023

Hi A4Fan,

Chapeau, ich ziehe meine Hut vor dieser Arbeit. Das gefällt mir extrem gut. Da meine "Quietschie" (1.4 TDI AMF) auch nur das "kleine FIS" hat, frage ich mich (oder eher Dich), was ein komplett zusammengestelltes und funktionsfähiges Setup (also nur noch Einbau durch mich) kosten würde?

Frage:

Würdest Du das machen?

Quanto costa?

Viele Grüße

Christian

valereo · 3. September 2023

Hallo zusammen,

der eingangs beschriebene Audi A2 mit dem Spezial FIS steht nun zum Verkauf.

Bin nur noch auf zwei Rädern unterwegs. Zum rumstehen ist er zu Schade.

Siehe Basar hier im Forum oder hier:

https://www.kleinanzeigen.de/s-anzeige/audi-a2-1-4-benzin-2001-128tkm-top-zustand-spezial-fis-tempomat/2536335161-216-7791

Viele Grüße,

Andreas

A2-Nerd · 9. September 2023

Am Anfang des Thread's wurde geschrieben, daß man den Quellcode und

die benötigten restlichen Unterlagen (Schaltplan, etc.) bekommen kann.

Von wem kann man diese Unterlagen erhalten, um dieses Projekt selber

zu verwirtklichen. Ich hätte die eine, odere andere Alukugel, die noch auf

ein FIS wartet. Eine hat das "kleineFISganzgroß" von Jordan verbaut. Das

zweite, welches ich noch ausgebaut liegen habe, ist leider defekt (Display-

beleuchtung).

valereo · 9. September 2023

Hallo A2-Nerd.

Die Sachen kann man von mir bekommen. Ich habe dir eine PN gesendet.

Gruß, Andreas

TT_Freund · 24. Oktober 2023

Hallo Valereo,

der Quellcode würde mich auch sehr interessieren.

Könntest du mir diesen zukommen lassen?

Viele Grüße, Patrick.

valereo · 25. Oktober 2023

Hallo Patrick,

ich habe Dir eine PN gesendet.

Viele Grüße,

Andreas

quadxyz · 12. November 2023

Hallo! tolles Projekt. Könnte ich bitte den Quellcode für meinen eigenen Gebrauch haben?

cercelmariuscristian · 12. November 2023

Grüße aus Rumänien.
Ich schreibe mit Hilfe von Google
Ich hätte auch gerne den Code, wenn möglich
cercelmariuscristian@gmail.com
oder per PN hier
Danke

greetings from Romania.
I write with the help of google
I would also like the code if possible
cercelmariuscristian@gmail.com
or pm here
thank you

**A2 HL jense** · 12. November 2023

Kann das nicht mal einer bei dropbox hochladen, der es schon hat, bevor hier alle drei Tage einer fragt?

**Unwissender** · 12. November 2023

Das wäre aber im WIKI besser aufgehoben, als in einer Dropbox!

**A2 HL jense** · 12. November 2023

Stimmt, das ist noch viel besser!!

valereo · 12. November 2023

Hallo zusammen,

das Interesse ist wirklich deutlich gestiegen, nachdem ich nun kein A2 Fahrer mehr bin. Wird doch hoffentlich nicht daran liegen ;-).

Ich stelle die Infos gern fürs Wiki zur Verfügung. Die Infos, die ich bisher auf Einzelanfragen gesendet hab gibt es jetzt hier für alle.

Viel Spaß beim Nachbauen und natürlich Erweitern, ... und bitte nicht zu viel Kritik am Quellcode. Bin kein Software-Entwickler.

Andreas

2021-03-04_AS_FIS_Audi_A2_Schaltplan.pdf arduino_kw1281_TFT_ucglib_Mrz2021.ino ASBitmaps.h NewSoftwareSerial.cpp NewSoftwareSerial.h Readme Audi A2 FIS.txt

Artur · 12. November 2023

Am 30.7.2020 um 14:14 schrieb Frickler:

Github? - ist ggf. auch ein bequemes "Backup" für dich... und andere können einen Pull Request machen, wenn sie mitarbeiten wollen.

Magst du das vielleicht bei Github einstellen?

A4Fan · 13. November 2023

@valereo

basiert der Code auf den Code von „bla Fussel“ ?

Beste Grüße

valereo · 14. November 2023

Moin,

Einen Großteil des Codes habe ich von Alexander Grau übernommen. Siehe readme-File.

Bei www.blafusel.de ist das Protokoll sehr gut beschrieben. Ist auch in der readme Datei verlinkt.

Gruß, Andreas

FIS auf Basis Arduino Mega - Projekt erfolgreich abgeschlossen

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