Hallo,
ich suche eine Lösung für die Spannungsmessung von 52 in Reihe
geschalteten 12V-Blei-Akkus. Es sollen 13 Reihen von jeweils 4 Akkus
einzeln gemessen werden um deren Ladezustand einigermaßen beurteilen zu
können.
Mein erster Gedanke: Jeweils 4 Akkus controllergesteuert per FETs,
Relais oder sowas über einen entsprechend dimensionierten
Spannungsteiler an einen ADC vom ATmega schalten. Dann die nächsten 4
Akkus zuschalten, also 8 insgesamt messen, den vorher gemessenen Wert
abziehen um den Wert der letzten 4 Akkus zu erhalten, usw...
Angenommen, die Akkus haben in vollgeladenem Zustand übern Daumen je
12,7 V, hätte man am letzten Akku ca. 660 V. Bei einer Toleranz von 0,2%
des Spannungsteilers wird das für die Beurteilung des Ladezustands schon
zu ungenau (zumindest für die letzten Akkus). Außerdem sollten lt.
Datenblatt bei ATmegas keine Widerstände über 10k vorm ADC hängen, was
bei der Spannung aber nicht ausreicht, ohne ordentlich zu heizen. Die
Auflösung des ADC wäre bei einem Messbereich von 0 - 660V auch mies.
Nächster Gedanke: Per Controller ein Voltmeter an die jeweiligen Pole
schalten, allerdings hätte man dann 2 Displays, eins vom Voltmeter u.
eins vom Controller zur Anzeige, welche Reihe ans Voltmeter geschaltet
ist. Das wär nicht so schön.
Wäre es evtl. möglich, die Masse für den Controller aus den 4er-Reihen
zu nehmen und immer auf die nächste Reihe weiterzuschalten, ohne einen
Reset oder irgendwelche Schäden zu verursachen? Dann wäre der
Messbereich ausreichend klein und man käme mit einem Display aus.
Dass sich solche Spannungen bei Unachtsamkeit negativ auf das
menschliche Wohlbefinden auswirken können, hab ich schon mal gehört,
also keine Sorge ;)
Also falls jemand ne nette Idee dazu hat, ich wär dankbar...
Schönen Gruß,
Metulski
Da ich momentan meine Photorelais-Phase habe, möchte ich Dir eine darauf
basierende Lösung vorschlagen. Sie erfordert pro Akku zwei Photorelais:
Schalte einen Kondensator mit beiden Anschlüssen per Photorelais an den
Akku (Samplephase). In der zweiten Phase schaltest Du den Kondensator
mit dem einen Pol gegen Masse und misst die Spannung am anderen Pol.
Auf diese Weise kannst Du die Spannung immer mit konstanter und hoher
Auflösung messen. Es gilt "nur" Streukapazitäten zu beachten, die den
Samplekondensator in der Umschaltphase umladen könnten. Wenn der
Samplekondensator aber ein paar Nanofarad aufweist, sollte das kein
Problem sein.
Eine relativ einfache Möglichkeit das zu messen wäre den Vorgang in 2
Schritte zu Teilen:
Schritt A: Spannungen gegenüber Masse teilen, so dass sie in einem
Bereich sind, mit denen ein OPV umgehen kann. (z.Bsp. Faktor 20)
Schritt B: Vergleichsspannungen mit Hilfe eines Spannungsteilers mit
mehreren Abgriffen haben. So dass Du im "Sollzustand" an jedem
Widerstand 12 Volt abfallen hast.
Die Reihenfolge der Schritte ist im Prinzip egal.
Schritt B kannst Du Dir so vorstellen. Du hast auf der einen Seite die
Spannungen Deiner Akkus, sprich 0V, 12V, 24V, 36V, usw. Auf der anderen
Seite hast Du die Ausgangsspannungen des Spannungsteilers welche
ebenfalls 0V, 12V, 24V, 36V, usw sind. Jetzt betrachtest Du die
Differenz beider Spannungen. Diese ist gleich dem summierten
Spannungsfehler der Akkus bis zu diesem Punkt.
In der Praxis könntest Du diese Spannungsdifferenzen jeweils auf einen
ATMega geben, alle miteinander verbinden und dann gegebenenfalls per
Optokoppler vom Rest der Schaltung trennen. Alternativ kannst Du auch
einfache Halbleiterschalter verwenden, nach dem Spannungsteiler brauchen
die ja nicht mehr spannungsfest sein.
Metulski schrieb:> 52 in Reihe> geschalteten 12V-Blei-Akkus
Das sind dann also 312 Zellen hintereinander.
Da musst du beim laden und entladen höllisch aufpassen und einen
immensen Aufwand betreiben.
die versorgung der mess schaltung galvanisch trennen geht nicht? das man
immer nur an einem akku misst?
sollte doch einfach machbar sein! diese dcdc wandler machen doch immer
min 1000vdc und dann schön durchschalten.
Es ist eine Moeglichkeit den Mess-AVR floating zu betreiben und von der
zu messenden Batterie zu speisen. Dazu benoetigt man je ein reedrelais
pro Batterie.
Dürrer Zitterknilch schrieb:> Es ist eine Moeglichkeit den Mess-AVR floating zu betreiben und von der> zu messenden Batterie zu speisen. Dazu benoetigt man je ein reedrelais> pro Batterie.
Wobei der dann bis zu 600V über Masse hängt, da sollte man dann schon
etwas Sorgfalt beim Platinenlayout walten lassen.
Man könnte auch jedem Akku einen eigenen Tiny verpassen, der lokal
versorgt wird. Verbunden mit einem potentialgetrenntem Bussystem.
Oliver
Statt der Lösung mit den vielen Relais könnte man auch einen Controller
für je 4 Akkus nehmen, dort per Spannungsteiler die Akkuspannung messen
und mit einem Optokoppler (z.B. per Manchester-Kodierung) an einen
zentralen µC weiterleiten. Zur Stromversorgung könnte man einen (relativ
hohen) Widerstand, einen Kondensator und eine Z-Diode nehmen. Bei
geschickter Nutzung des Sleepmodus kann die Stromaufnahme wesentlich
geringer als der Betriebsstrom des µC sein. Der Kondensator muss dabei
für eine Messung inklusive Datenübertragung ausreichen.
Bei einer geringen Zahl von Akkus pro Controller kann man theoretisch
auch über mehrere Spannungsteiler die einzelnen Akkuspannungen messen.
Zum Kalibrieren (wegen Toleranz der Referenzspannung und des
Spannungsteilers) müsste man einmalig die Spannungen mit einem
hinreichend genauen Multimeter messen und einen Korrekturfaktor
ausrechnen.
@Stefan:
Das ist ja genial! Und ich dachte das ist wieder so ein Durchgeknallter,
der keine Ahnung von Elektronik oder auch nur E-Lehre hat, aber ein
Super Duper Solarzellendings-Erfindung machen will oder eine
knall-bums-coin-shrinking-Gigavolt-Tesla-rail-gun bauen will.
Die Idee von Jakob gefällt mir am besten, Pro Controller werden maximal
4 Batterien überwacht, das macht maximal 14,5V * 4 also knapp 60V und
damit eher beherrschbar. Die einzelnen Contoller liefern dann ihre
Messdaten über Optokoppler, oder auch über Funk an eine zentrale
Auswertung.
Die Messcontroller können dabei locker über die zu messenden Batterien
mit versorgt werden
Vorteile:
kein Relaisgrab
beherrschbare Spannung
modular
Von der Stange wirds sowas aber nicht so ohne weiteres geben.
Viel Erfolg.
Metulski schrieb:> ich suche eine Lösung für die Spannungsmessung von 52 in Reihe>> geschalteten 12V-Blei-Akkus. Es sollen 13 Reihen von jeweils 4 Akkus>> einzeln gemessen werden um deren Ladezustand einigermaßen beurteilen zu>> können.>>>> Mein erster Gedanke: Jeweils 4 Akkus controllergesteuert per FETs,>> Relais oder sowas über einen entsprechend dimensionierten>> Spannungsteiler an einen ADC vom ATmega schalten. Dann die nächsten 4>> Akkus zuschalten, also 8 insgesamt messen, den vorher gemessenen Wert>> abziehen um den Wert der letzten 4 Akkus zu erhalten, usw...
Nö, das von Dir geschilderte Vorgehen ist wenig sinnvoll.
Schau mal hier, wie man sowas wirklich elegant (unter hoher Spannung)
macht:
http://www.linear.com/designtools/app_notes.jsp dort AN112
Vorteile:
kein Relaisgrab
beherrschbare Spannung
potentialfrei
keine controller auf hochliegendem Potential (Wartung!)
modular
etc.
Andrew Taylor schrieb:> Schau mal hier, wie man sowas wirklich elegant (unter hoher Spannung)>> macht:>>>> http://www.linear.com/designtools/app_notes.jsp dort AN112
Na, das hat sich ja gelohnt, hier zu lesen! Eine ganz neue Idee für
mich. Vielen Dank für den Link! (keine Ironie!)
U.R. Schmitt schrieb:> @Stefan:> Das ist ja genial! Und ich dachte das ist wieder so ein Durchgeknallter,> der keine Ahnung von Elektronik oder auch nur E-Lehre hat, aber ein> Super Duper Solarzellendings-Erfindung machen will oder eine> knall-bums-coin-shrinking-Gigavolt-Tesla-rail-gun bauen will.
Wie gesagt: Man kann etwas Nützliches mit so einem Akkugrab anstellen.
Was Metulski damit vorhat weiss nur er/sie selbst.
So eine Segelflugzeugwinde ist übrigens wie jedes Luftfahrzeug abnahme-
/ zulassungspflichtig und daher kein Bastelprojekt.
Vielleicht äußert sich Metulski noch.
Vielen Dank erstmal für die Antworten, sind ja ein paar nette Anregungen
dabei.
U.R. Schmitt schrieb:> Hmm, mich würde ja mal interessieren was man mit so einem Akkugrab> anstellt.
Ein Kollege hat sich ein Elektroauto gebaut bzw. einen Benziner
umgerüstet.
Und ins Armaturenbrett sollen halt noch son paar Instrumente zur
Überwachung rein.
Aber falls der TÜV nicht mitspielen sollte, kann ich das mit dem
Segelflugzeuge hochziehn ja mal als Alternative vorschlagen :D
