Digitale Steuerung elektromechanischer Messgeräte

Ich habe genau das gleiche Szenario wie eine vorherige Frage zur digitalen Steuerung der analogen Anzeige, habe aber immer noch Probleme bei der Lösung.

Ich habe zwei (Kraftstoff und Temperatur) alte (ca. 1973) elektromechanische analoge Messgeräte von VDO, die ich gerne digital steuern möchte. Es handelt sich um 3-Draht-Messgeräte (12 V, Masse und Signal), bei denen das Signal ursprünglich mit einer Sendeeinheit (Kraftstoffschwimmer oder Temperaturgeber) verbunden war.

Ich habe eine Reihe von Schaltungen erstellt und hatte einige Erfolge mit der unten gezeigten (mit einem Tiefpassfilter, einem Operationsverstärker und einem MOSFET), aber ich habe sie noch nicht gut zum Laufen gebracht.

Digital-zu-Analog-Gauge-Schaltung

Da die ursprünglichen Messgeräte eine Art logarithmische Skala verwenden, habe ich eine Karte im Code gemessen und erstellt, die die PWM-Ausgabe basierend auf dem von mir gewünschten Prozentsatz von Voll (oder heiß) variiert. Der Bereich der verwendeten PWM ist eng, aber es funktioniert gut mit nur einem Messgerät und einer konstanten Spannung von der 12-V-Stromversorgung. Jede geringfügige Änderung der Spannung oder des Widerstands im System, wie z. B. das Variieren der Eingangsspannung von der 12-V-Stromversorgung, das Einschalten der Instrumentenbeleuchtung oder das Hinzufügen des zweiten Messgeräts, ändert die Kalibrierung und bewirkt, dass sich die Nadel mehr oder weniger bewegt als bisher. Ich verwende ein einzelnes 12-V-Netzteil zum Testen. Ich habe einen 12-V-zu-Micro-USB-Abwärtswandler angeschlossen, um den Arduino mit Strom zu versorgen. Ich teile die Masse von der Stromversorgung zum Erdungsstift des Arduino.

Beispielvideos, die sich durch 5 oder 6 verschiedene (kalt, normal, halb, 3/4, heiß oder leer, Reserve 1/4, halb, 3/4, voll) Schritte bewegen: https://youtu.be/VGjDCAPXvEQ https : / /youtu.be/2KRYqxt8-eU

Irgendwelche Vorschläge, wie man das zuverlässig macht?

Verwendete Komponenten: Arduino MKR Zero mit 12-Bit-DAC, LM358 Operationsverstärker, 2N7000 MOSFET

Ich denke nicht, dass der Arduino-Code besonders relevant ist, aber ich werde ihn der Vollständigkeit halber hier einfügen. Offensichtlich wird dies schließlich Kraftstoff- und Temperaturinformationen von meinem CANbus verwenden, um die entsprechende PWM-Ausgabe zu schreiben, aber im Moment versuche ich nur, die Ausgabe mit festen Schritten zu kalibrieren.

int tempStep = 0;
int fuelStep = 0;
int tempIncrement = 1;
int fuelIncrement = 1;

int tempGaugeMap[] = {
  2500, // bottom of cold
  2560, // top of cold
  2600, // quarter
  2635, // half
  2655, // three quarters
  2680, // bottom of hot
  2695 // top of hot
};
unsigned int tempSteps = 6;

int fuelGaugeMap[] = {
  2710, // reserve
  2730, // empty
  2760, // 1/4
  2820, // half
  2900, // 3/4
  3500, //full
};
unsigned int fuelSteps = 5;

void setup() {
  // open a serial connection
  Serial.begin(9600);
  // make our DAC pin an output
  pinMode(0, OUTPUT);
  pinMode(1, OUTPUT);
  // 12-bit DAC resolution
  analogWriteResolution(12);
}

void loop() {
  int tempVal = tempGaugeMap[tempStep];
  int fuelVal = fuelGaugeMap[fuelStep];
  
  analogWrite(0, tempVal);
  analogWrite(1, fuelVal);
  
  if(tempStep >= tempSteps) { tempIncrement = -1; }
  if(tempStep == 0) { tempIncrement = 1; }
  tempStep = tempStep + tempIncrement;
 
  if(fuelStep >= fuelSteps) { fuelIncrement = -1; }
  if(fuelStep == 0) { fuelIncrement = 1; }
  fuelStep = fuelStep + fuelIncrement;
 
  delay(1000);
}

Ich habe einige Messungen der Messgeräte selbst wie folgt vorgenommen: