Hallo,
Ich möchte an einem 13s Akku die Spannung an jeder
Zelle mit einer genauigkeit von 0,05V messen.
Spannungsbereich von bis 54,6V wird über Spannungsteiler
hochohmig auf 3,3V herunterskaliert.
Wird wohl mindestens ein 12Bit ADC dahinter benötigt.
Es geht mir hier einzig um die 13 Kanäle und nicht um
sonstige Vorbeschaltungen.
Es sollte auch ein header oder shield oder breakout board
sein. Will keine Platine mit Eagle oder Kicad erstellen.
Nun ist mir bei Atmel oder STM kein MC mit min.
13 Channel ADC bekannt.
Mögliche Wege wären...
CD74HC4067 16 Channel analog Multiplexer breakout board.
Hier weiß ich leider nicht welche Verfälschung der mir reinbringt,
da die Kanäle wohl verlustbehaftet sind und ob ich das herausrechnen
kann.
Kennt ihr kleine Breakout Boards die für das was ich machen möchte,
geeignet sind?
Emil schrieb:> Nun ist mir bei Atmel oder STM kein MC mit min.> 13 Channel ADC bekannt.
? Selbst ein kleiner STM32F100 hat 16 Kanäle, schon in der kleinsten
Gehäusevariante LQFP64.
Emil schrieb:> Kennt ihr kleine Breakout Boards die für das was ich machen möchte,> geeignet sind?
Die Frage ist, ob du einen VL-Discovery mit STM32F100RB als Breakout
Board akzeptierst.
Emil schrieb:> Ich möchte an einem 13s Akku die Spannung an jeder> Zelle mit einer genauigkeit von 0,05V messen.>> Spannungsbereich von bis 54,6V wird über Spannungsteiler> hochohmig auf 3,3V herunterskaliert.> Wird wohl mindestens ein 12Bit ADC dahinter benötigt.
Sportlich! Nur so mal als grobe Betrachtung:
- Teiler auf 0.1% Genauigkeit (50V zu 50mV)? Du brauchst dann
Widerstände mit 0.01% Toleranz. Gleiches gilt dann für die ADC-Referenz.
- 12Bit ADC, reicht theoretisch, praktisch aber nicht. Nur die Auflösung
reicht.
- hochohmig? ADCs wollen meist niederohmige Eingänge.
Matthias S. schrieb:> Selbst ein kleiner STM32F100 hat 16 Kanäle
Er will eine Genauigkeit besser als 0,1%.
(55V max. und Fehler kleiner 0,05V)
Da wird es mit den 12 Bit Wandlern eigentlich schon unmöglich. Deren
Gesamtfehler dürfte locker 2-4LSB betragen.
Dazu kommt der Fehler durch seine Spannungsteiler, Referenz,
Thermospannungen, Störspannungen, ...
HildeK war schneller :-)
HildeK schrieb:> - hochohmig? ADCs wollen meist niederohmige Eingänge.
Er will fast statisch Akkuspannungen messen. Da geht ein hochohmiger
Spannungsteiler und ein 10-33nF Kondensator zum Puffern.
Udo S. schrieb:> Er will eine Genauigkeit besser als 0,1%.> (55V max. und Fehler kleiner 0,05V)
Ich würde sagen, er will jede Zelle einzeln mit 0.05V Genauigkeit
messen. Das wären dann ca. 4,3V max, also gut 1% Genauigkeit.
Oliver
Udo S. schrieb:>> Selbst ein kleiner STM32F100 hat 16 Kanäle>> Er will eine Genauigkeit besser als 0,1%.> (55V max. und Fehler kleiner 0,05V)
Ich habe ja nur drauf geantwortet, das er keinen MC mit 12 Kanälen/12Bit
findet. Ob sein Messkonzept taugt, bleibt davon unabhängig. Bei meinem
E-Fahrzeug wird ein Differenzverstärker mit 2 Muxes zwischen den Zellen
umgeschaltet, damit bleibt die Messspannung von der absoluten
Gesamtspannung unabhängig.
Oliver S. schrieb:> Udo S. schrieb:>> Er will eine Genauigkeit besser als 0,1%.>> (55V max. und Fehler kleiner 0,05V)>> Ich würde sagen, er will jede Zelle einzeln mit 0.05V Genauigkeit> messen. Das wären dann ca. 4,3V max, also gut 1% Genauigkeit.
Er misst aber nicht jede Zelle einzeln. Im Maximum misst er den gesamten
Akku, d.h. sein Messbereich muss darauf ausgelegt sein. Als hat er einen
Messbereich von bis zu 55V, innerhalb dem er eine Genauigkeit von 0,05V
haben will - weniger als 0,1% des Messbereichs. Dass er nachher daraus
die Einzelzellen-Spannungen ausrechnet, ändert an den Anforderungen an
die Genauigkeit der Messung selbst nichts mehr.
Rolf M. schrieb:> Er misst aber nicht jede Zelle einzeln.
Er misst noch gar nichts. Er hat lediglich den Wunsch, irgend etwas
irgendwie zu messen, garniert mit vielen "ich will", "es muß", "es
soll".
Oliver
Oliver S. schrieb:> Rolf M. schrieb:>> Er misst aber nicht jede Zelle einzeln.>> Er misst noch gar nichts.
Nun gut. Dann tut er es eben nicht, sondern will es tun. So oder so sind
die Anforderungen an die angedachte Messmethode so wie beschrieben.
> Er hat lediglich den Wunsch, irgend etwas irgendwie zu messen,
??
Er hat doch ziemlich genau beschrieben, was er messen möchte und auch
wie er das tun möchte. Allerdings ist es auf Grund der sehr hohen
Anforderungen an die Genauigkeit nicht unbedingt praktikabel.
> garniert mit vielen "ich will", "es muß", "es soll".
Das einzige, was ein bisschen in diese Richtung geht, ist:
Emil schrieb:> Es sollte auch ein header oder shield oder breakout board> sein. Will keine Platine mit Eagle oder Kicad erstellen.
Rolf M. schrieb:> Er hat doch ziemlich genau beschrieben, was er messen möchte und auch> wie er das tun möchte.
Er hat ein Problem und sich bei der Suche nach dem Lösungsweg etwas
verrannt.
Wie andere schon geschrieben haben, die Lösung mit den Ultra-Präzisen
Spannungsteilern und hochauflösenden ADC dahinter ist nicht wirklich
Optimal, weder vom Ergebnis noch vom Preis-Leistungs-Verhältnis.
Evtl. macht es Sinn wenn er einen Schritt zurück macht, und sich andere
Lösungswege anschaut.
Es gibt z.B. (Linear/Analog, Infineon, TI, NXP, ...) Schöne BMS-ICs, die
15 Zellen auf einmal überwachen, gleichzeitig als Balancer arbeiten, und
dir die Einzelspannungen entspannt digital melden.
LTC6812-1 z.B. als Anschauungsobjekt (Viel zu Teuer, Overkill mit 16Bit
und 0.0005V typ.Error, schwer erhältlich, kein Breakout-Board)
Gibt's aber auch in kleiner, billiger, für weniger Zellen, aber mit
"Daisy-Chain"-Funktion.
-> mal die parametrische Suche der üblichen Verdächtigen bemühen...
Danke für die Rückmeldungen.
War bezüglich Überlegungen meinerseits sehr hilfreich.
Denke, mein Messkonzept war nicht so durchdacht.
Eher für die Tonne :-)
Bin nicht so sehr in dem Hardware Thema drinnen.
Kann es aber nachvollziehen.
Die bessere und wohl üblichere Messmethode ist das mit dem
Differenzverstärker.
Werde das noch im Detail durchdenken und mit LTspice simulieren.
Dann habe ich aber immer noch das Problem,
mir keine Platine entwickeln zu wollen.
Daher die frage ob es Differenzverstärker breakout module in dem weiten
Eingangsbereich gibt.
0... 55V und der Mux sollte ebenfalls diese Spannung an seinen Kanälen
können. Mögliche Verfälschungen des Mux würde wohl der
Differenzverstärker prinzipbedingt herausnehmen.
Den Diff. Verstärker könnte ich wohl auch auf Lochrasterplatine löten.
Ich bräuchte also Ratschläge bezüglich Mux und Differenzverstärker.
Möglicherweise gibt es hier auch schon PCB Module, die genau das
bereitstellen, da das erfassen von vielen Spannungen über einen weiten
Spannungsbereich jetzt nicht sooo ungewöhnlich ist.
Verzeiht mir, dass ich hier konkret frage aber ich will mir das lange
Suchen mangels Erfahrung ersparen.
Mein Schwerpunkt liegt eher im Übermitteln der Daten über Bluetooth an
mein Handy und Aufbereiten der Daten in einer Smartphone App. Also in
Software.
Emil schrieb:> Mein Schwerpunkt liegt eher im Übermitteln der Daten über Bluetooth an> mein Handy und Aufbereiten der Daten in einer Smartphone App.
Das ist also nur Spielerei und keine notwendige Anwendung?
Ist privater Natur, Hobby.
Das tut aber wohl nichts zur Sache.
Ich denke nicht, dass das Wohlergehen der Menschheit davon abhängt. Ist
somit nicht zwingend notwendig. Aus meiner Sicht für mich aber schon
mehr oder weniger notwendig. :-)
Ich glaube, BMS ist hier das richtige Schlagwort.
Da sollte ich mich mal schlau machen. Dort gibt es ja Lösungen und Chips
die genau für sowas eingesetzt werden. (Zellenspannungen ermitteln.)
Emil schrieb:> Ich denke nicht, dass das Wohlergehen der Menschheit davon abhängt
In einem BMS mögen die 0,05V notwendig sein, um sie auf einem Handy
anzuzeigen in 99% aller Fälle nicht.
Εrnst B. schrieb:> Wie andere schon geschrieben haben,
Und ich auch, in dem Teil, den du nicht zitiert hast. Aber gut, dass du
es jetzt auch nochmal geschrieben hast. :)
> Evtl. macht es Sinn wenn er einen Schritt zurück macht, und sich andere> Lösungswege anschaut.
Das wäre definitiv sinnvoll.
Udo S. schrieb:> Emil schrieb:>> Mein Schwerpunkt liegt eher im Übermitteln der Daten über Bluetooth an>> mein Handy und Aufbereiten der Daten in einer Smartphone App.>> Das ist also nur Spielerei und keine notwendige Anwendung?
Die meisten Hobbybastler bauen Spielereien und keine notwendigen
Anwendungen.
Das wird nicht ganz einfach! Eher vielfach.
Die meisten A/D-Wandler stehen auf eine massebezogene Spannung. Woher
nehmen wenn nicht stehlen? Sollte allerdings bei der ersten Zelle kein
Problem sein.
Weiterhin könnte die hohe, differenzielle Spannung spannend werden.
Emil schrieb:> Ich glaube, BMS ist hier das richtige Schlagwort.> Da sollte ich mich mal schlau machen. Dort gibt es ja Lösungen und Chips> die genau für sowas eingesetzt werden. (Zellenspannungen ermitteln.)
Auf
https://opensourceebikefirmware.bitbucket.io/development/Smart_BMS_with_bluetooth.html
solltest du ein paar interessante Links finden. (Fertiges BMS auf Basis
von BQ76940 + bluetooth und Link zu einem Github Projekt)
