Akkuspannung mit MCU messen

Moin,

Isoliert eine Spannung zu messen ist im Vergleich zu den anderen 
Problemen ziemlich sportlich.
Warum muß das isoliert sein?

Wenn der AVR (8-Bit also Mega oder Tiny???) vom Netz versorgt wird, 
hängt der doch bestimmt an einem Linearregler. Die sind weit genauer als 
diese gammeligen internen 1,1V. Für 2% muss man da schon ganz miese 
Komponenten nehmen.

Gruß,
Norbert

Bernd schrieb:
>> Die sind weit genauer als diese gammeligen internen 1,1V.
>
> Das ist nicht war (siehe Datenblatt des µCs).

Aha, Linearregler mit knapp 10% Toleranz sind also üblich?
Warum schreibt man so einen Schwachsinn?

Gruß,
Norbert

Die Eingangsimpedanz der Analogeingänge ist typ. 100 MOhm, kannst also 
ruhig Widerstände 3MOhm und 1MOhm nehmen. Und Widerstände mit 0,1% 
kosten heute auch kein Geld mehr. Der größte Fehler ist sind die 1,1V.

Linuxfan schrieb:
> der Akku ist nicht die Spannungsquelle des
> AVRs. Der AVR bekommt seinen Strom aus dem Netz.

Schade, denn sonst gäbe es eine schöne schicke Alternative. Wenn du nach 
Alternativen fragst, wäre eine komplette Beschreibung hilfreich um 
weitere Optionen zu prüfen. Welchen Zweck erfüllt der Akku denn, wenn er 
nicht der Versorgung des Mikrocontrollers dient?

Linuxfan schrieb:
> Gibts da eine Möglichkeit der Messung ohne, dass ich ständig Strom
> verbrauche ? Mohm Widerstände sind auch nicht drin, da der AVR, den ich
> benutze keine so hohen Impendanzen mag

Da wäre der genannte Kondensator bei hochohmigen Spannungsteiler oder 
man opfert einen weiteren Pin um den Spannungsteiler erst kurz vor der 
Messung mit dem anderen Pol zu verbinden.

Norbert S. schrieb:
> Bernd schrieb:
>>> Die sind weit genauer als diese gammeligen internen 1,1V.
>>
>> Das ist nicht war (siehe Datenblatt des µCs).
>
> Aha, Linearregler mit knapp 10% Toleranz sind also üblich?
> Warum schreibt man so einen Schwachsinn?
>
> Gruß,
> Norbert

Jeder 7805 aus Opas Bastelkiste hat eine engere Toleranz als die interne 
1.1V Bandgapreferenz. Sie ändert sich aber über die Lebensdauer nicht so 
sehr. Bei der Temperatur habe ich ganz grob mal nen Drift von 70ppm/*C 
ermittelt. Wenn Mensch also ein halbwegs genaues Multimeter hat, kann 
ein Korrekturfaktor mit eingerechnet werden. Oder halt nen LM4040 o.Ä, 
kostet ja nun auch nicht die Welt.

Viele Grüße
Matze

Ach da habe ich den zweiten Teil doch komplett vergessen. Ich habe fast 
den verdacht daß da mehrere Akkus in Serie einzeln vermessen werden 
sollen. spekulier Aber wenn es nur um eine einzelne Zelle geht:

Galvanisch getrennt kommunizieren, da gibt es viele Möglichkeiten, 
Infrarot LED optokoppler, per Übertrager...

Allerdings muß die Logik ja auch irgendwie versorgt werden. Da könnte 
man auch über einen kleinen Tiny nachdenken, welcher dann im Tiefschlaf 
wartet. Die Messung sähe dann so aus:

Wähle die Akkuspannung als Versorgung und Referenz.
Messe die Bandgap Referenz.
Errechne daraus die Akkuspannung.
Sende Daten.

Moin,

Ich würde erstmal klären wollen, warum das denn getrennt sein muß.
Wenn es nur ein begrenzt anderes Potential ist, also so im Bereich 
10-25V darüber oder darunter, bekommt man das auch gut ohne galvanische 
Trennung hin.

Wie Simon das beschreibt ist es tatsächlich die "amtliche" Lösung aber 
für einen Bastler ohne viel Erfahrung kann das in gestörter Umgebung 
auch sauber in die Hose gehen.
Mit Transienten geht da garantiert mal ein Telegramm in die Hose und 
ohne Fehlerbehandlung steht der unbedarfte Bastler dann blöd da.
Ausserdem scheint mir das angesichts der Fragestellung den Aufwand um 
eine Grössenordnung aufzubohren.
Wenn man sich gerade den Spannungsteiler angelesen hat, sind I2C oder 
SPI mit einem AD-Wandler ja schon kein Selbstgänger, wenn vor zwei 
Wochen die erste blinkende LED Begeisterung ausgelöst hat.

LiFePo4 kenne ich nun nicht so gut aber bei LiPo und 80% Kapazität sind 
10% der Spannung durchaus ein Problem. 25% der Spannung sind 100% der 
Kapazität (so ungefähr).

Linuxfan:
Beschreibe doch mal bitte genauer was Du da vorhast. Das klingt nach 
einer Problematik, die man vielleicht anders und viel einfacher lösen 
kann.

Strombelastung: Bei 100k und 3,6V hält ein 1000mAh Akku rechnerisch gut 
3 Jahre. Da wäre der Akku auch von alleine längst leer. (Sondermüll)
Taschenrechner immer in Reichweite haben kann manchmal nicht schaden...

Gruß,
Norbert

Jakob schrieb:
> Die 1,1 V - Referenz ist nur auf +/-10% GENAU, aber recht STABIL.
> Man erreicht leicht 1...2% GENAUIGKEIT, wenn man bei Ersteinschaltung
> einen Abgleich vorsieht und den Korrekturfaktor in's EEPROM
> schreibt, um ihn bei jedem weiteren Einschalten dort abzurufen.
>
> - Etwas Programmierarbeit, kostet einmalig etwas Zeit, was aber
> nur bei einem Serienprodukt als Kostenfaktor relevant ist.

Warum zum Teufel sollte man das tun wenn der µC an einem 7805 oder sowas 
hängt?
Und das mit dem Kostenfaktor hast Du wohl falsch herum verstanden:
Genau anders herum. In der Serie könnte das Sinn machen um den 
Spannungsregler bei Batteriebetrieb einzusparen. Bei Netzbetrieb ist das 
aber vollkommener Nonsens.

Matthias Q. schrieb:
> Drift von 70ppm/*C
Prima, selbst an einem Exemplar gemessen oder steht das im Datenblatt? 
Immerhin ist das etwa 50% besser als die Drift von z.B. einem LP2950.
Edit: Ca. +-1% von -25 bis +85°C. Also das kann nicht die 
Lebensberechtigung der internen 1,1V Referenz sein.

Gruß,
Norbert

Selbst gemessen mit Kältespray und Sommersonnefensterbank mit 
sagenhafter n=2. Also Ca -40 bis +40.
Ich mache es so, dass ich die interne Referenz für ADC verwende, jeweils 
ausmesse und das Ergebnid als Korrekturfaktor speichere.
So kann ich auch gleich die ggf. vorhandene Toleranz der Messschaltung 
ausmessen und auch korrigieren. Offset der OPV, Widerstandstolleranzen 
etc. lassen sich Exemplarspezifisch bestimmen, messen und korrigieren.

Viele Grüße
Matze