Moin, ich bastel gerade an einem kleinen Batteriemanagementsystem wo ich u.a. den aktuellen Lade/Entladestrom erfassen möchte. Daher war meine erste Idee einen 0.09 Ω Shunt direkt zwischen Batteriemasse und Gerätemasse zu schalten. Jetzt ist die Frage, wie ich am geschicktesten mit einem ADC den Spannungsabfall messen kann… Nach meinem Gedankengang wäre die Spannung überm Shunt negativ, vom Massepotential nach dem Shunt aus gesehen, wenn die Batterie entladen wird und positiv wenn sie aufgeladen wird. … der AVR-ADC mag natürlich negative Spannungen gar nicht, jemand eine Idee, wie ich das am einfachsten messen kann? Die Battiespannung ist >10 V, also scheidet High-Side Sensing wohl aus, was?
Entweder den ADC im differentiellen Modus betreiben (Messung zwischen zwei Pins) oder einen Operationsverstärker davorsetzen. Da kannst du dann zum Beispiel das Ausgangssignal so setzen, daß "Null Strom" einen Offset von 2,5V hat. Maximaler negativer Strom wäre dann 0V am Ausgang und maximaler positiver Strom wären 5V am Ausgang.
INA 219
Bernd S. schrieb: > Entweder den ADC im differentiellen Modus betreiben (Messung zwischen > zwei Pins) Wenn der Spannungsabfall negativ ist, ist ja auch die Eingangsspannung an einem der differentiellen Eingangspins negativ… das erlaubt der AVR doch nicht, oder? Datenblatt ATtiny?61: > 0 - VCC ADC Input Voltage Range Also Opamp in Addiererschaltung, wo ich einfach 2.5 V (aus Spannungsteiler) addiere. Klingt nach einem Plan…
Marian B. schrieb: > > Wenn der Spannungsabfall negativ ist, ist ja auch die Eingangsspannung > an einem der differentiellen Eingangspins negativ… das erlaubt der AVR > doch nicht, oder? Du mußt doch nicht den AVR auf die gleiche Masse hängen wie die Batterie? Wenn du deine Schaltung isoliert aufbaust (über einen DC/DC-Wandler), dann hast du keinen Bezug mehr zwischen AVR und Batterie. Und die Pins messen wirklich nur die Differenz zwischen den beiden Beinen. Zwischen ADC-Eingang und GND des AVR liegt keine Spannung mehr an. > > Datenblatt ATtiny?61: >> 0 - VCC ADC Input Voltage Range > > Also Opamp in Addiererschaltung, wo ich einfach 2.5 V (aus > Spannungsteiler) addiere. Klingt nach einem Plan… Oder du nimmst den INA219, den Klaus vorgeschlagen hat. Auch eine gute Idee, der wird über I²C angesteuert und verträgt +/-26V im differential mode. Noch eine Möglichkeit: der ZXCT1041, ist im SOT23-Gehäuse und kann auch beide Stromrichtungen.
Bernd S. schrieb: > Marian B. schrieb: >> >> Wenn der Spannungsabfall negativ ist, ist ja auch die Eingangsspannung >> an einem der differentiellen Eingangspins negativ… das erlaubt der AVR >> doch nicht, oder? > > Du mußt doch nicht den AVR auf die gleiche Masse hängen wie die > Batterie? > Wenn du deine Schaltung isoliert aufbaust (über einen DC/DC-Wandler), > dann hast du keinen Bezug mehr zwischen AVR und Batterie. Und die Pins > messen wirklich nur die Differenz zwischen den beiden Beinen. Zwischen > ADC-Eingang und GND des AVR liegt keine Spannung mehr an. Stimmt, allerdings wollte ich die Schaltung möglichst einfach halten. Da kommt ein 08/15-Opamp als (nicht-invertierender) Summierer einfach günstiger weg :-) Außerdem muss der AVR noch ein paar MOSFETs ansteuern (um die Ladung zu aktivieren bzw. sich selbst und den Verbraucher von der Batterie zu trennen, falls sie zu tief entladen wird) und dann wird es isoliert doch ziemlich haarig…
Gast
#3151412
Bernd S. schrieb: > Wenn du deine Schaltung isoliert aufbaust (über einen DC/DC-Wandler), > dann hast du keinen Bezug mehr zwischen AVR und Batterie. Und die Pins > messen wirklich nur die Differenz zwischen den beiden Beinen. Auch ein Differenzverstärker hat so etwas wie einen "Common Mode Range". Auch die einpolige Spannungsmessung muss erst noch erfunden werden.
Gast
#3151423
Marian B. schrieb: > Die Battiespannung ist >10 V, also scheidet High-Side Sensing wohl aus, > was? High Side Strommessung ist in gewissen Grenzen keine Problem, zumal man ganz ohne Signalaufbereitung sowieso nicht auskommen wird. Beitrag "Stromsensor Schaltung mit OPV" Wie wäre es mit ein paar Fakten deinerseits? Um welchen Spannungsbereich geht es 100V, 50V, 20V, 12V ...? ">10V" ist ein weites Feld. Hat dein µC irgendetwas, was eine Analogsignalaufbereitung erlaubt?
Mr. X schrieb: > > Auch ein Differenzverstärker hat so etwas wie einen "Common Mode Range". > Auch die einpolige Spannungsmessung muss erst noch erfunden werden. Sorry, du hast recht. Ich ging davon aus, daß der AVR tatsächlich eine richtige Differenzmessung macht. Dann hätte das funktioniert. Aber er mißt nur zwei Spannungen an den Eingängen (gegen GND!) und bildet intern die Differenz dieser beiden Meßwerte. Das ist ein großer Unterschied. Ich nehme alles zurück! :-) Also auch an Marian: Differenzmessung mit dem AVR hilft dir hier nicht weiter.
Gast
#3151438
Marian B. schrieb: > Bernd S. schrieb: >> Entweder den ADC im differentiellen Modus betreiben (Messung zwischen >> zwei Pins) > > Wenn der Spannungsabfall negativ ist, ist ja auch die Eingangsspannung > an einem der differentiellen Eingangspins negativ… das erlaubt der AVR > doch nicht, oder? > > Datenblatt ATtiny?61: >> 0 - VCC ADC Input Voltage Range Es ist zwar nicht erlaubt, aber bei einem Attiny44(V/A) funktioniert das trotzdem, solange die Spannung natürlich klein genug ist, damit die interne Diode noch nicht leitet. Für letztere braucht man natürlich eine entsprechende Strombegrenzung. Alternativ könnte man den Pegel auch einfach mit einen Spannungsteiler nach Vcc, Vref oder eine andere geeignete Spannung hochziehen.
Zur Messung von Positiven und Negativen Strömen benutzte ich einen ACS711. Der Strom fliest direkt durch den IC. Der ACS711 basiert auf einem Hallsensor und gibt eine Analoge Spannung aus, die durch einen uC weiterverarbeitet werden kann. max. Strom: +/- 25A Ausgangsspannungen am ACS711: +25A = 3.3V 0A = 1.65V -25A = 0V
Bei einer Zelle komm ich gerade nicht drauf wie es einfach geht, obwohl es eigentlich einfacher sein sollte.^^ Oder ich denke da falsch. Man könnte zwei Operationsverstärker nehmen. Der eine wird so beschaltet, daß er den Ladestrom mißt, der andere so, daß er den Entladestrom mißt. Bei mehreren Zellen würde ich den Shunt von der Masse aus gezählt zwischen der untersten und der zweiten Zelle anbringen. Solange die Zellspannung+Shuntspannung nicht über der Versorgungsspannung liegt sollte das gehen. Ansonsten hilft ein Spannungsteiler. Dann noch das Signal differentiell messen, bzw. bei Bedarf vorher noch Verstärken. So kann am Shunt aus Sicht vom AVR keine negative Spannung auftauchen solange die unterste Zelle nicht tiefentladen und durch den Rest des Akkupacks verpolt wird. Da wäre aber ohnehin der Notaus fällig. Gruß Carsten
Google mal nach "lt an105". Da findest du dann [PDF] AN105 - Current Sense Circuit Collection - Linear Technology. Wenn du so im Bereich der Seite 26 herumliest findest du eine hinlänglich bekannte Schaltung. Wegen der Bidirektionaltität baut man deise dann halt 2 mal auf. Man benötigt dann 3 Stück OPV. Was daran jetzt einfacher sein soll als nen INA219 oder was ähnliches erschliesst sich mir nicht auf den ersten und auch nicht auf den 2ten Blick. Gruss Klaus
oder du nimmst eben einen ACS711, da ist alles drin was du brauchst. Da brauchst du nichtmal einen Shunt. Und die Weiterverarbeitung kannst du direkt mit jedem normalen uC mit ADC machen. Kosten tuts bei Farnell gerade mal €3.15 http://de.farnell.com/allegro-microsystems/acs711klctr-25ab-t/current-sensor-25a-3-3v-8soic/dp/2057424