ADC-Messung von Spannungen > Vcc

Sebastian Gast #4686657
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Hallo,
Ich habe hier eine Wetterstation die mit einem LiFePo-Akku @~3,3V 
betrieben wird. Wenn ein angeschlossenes Photovoltaik-Modul nun mehr als 
3,5V liefert, soll diese über einen Transistor zugeschaltet werden um 
den Akku zu laden. Die Spannungen soll der ATMega8 über den ADC messen 
und dann entscheiden (Meine Erklärung ist stark vereinfacht).
Meine Frage ist nun, wie ich eine Spannung, höher als die 
Betriebsspannung, genau messen kann?
Meine Idee war nun einen StepUp-Regler (5V) für AVcc und dahinter noch 
eine externe Spannungsreferenz an ARef zu hängen. Ist das vernünftig? 
Gibt es bessere Lösungen? Ich bin für Vorschläge offen.

Danke und LG
Sebastian
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Tom Gast #4686671
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Ein Spannungsteiler wäre eine gute Idee :)
Du kannst die zu messende Spannung mit einem Spannungsteiler (also zwei 
relativ großen Widerständen in Serie gegen Ground) um einen festen 
Faktor reduzieren. Diese misst du dann und rechnest anhand des bekannten 
Faktors zurück auf die echte Spannung.
So macht man das typischerweise.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Spannungsteiler

Bedenke aber, dass du auch deine Spannungsversorgung bzw. 
Referenz-Spannung des ADC kennen musst. Da du mit einem Akku arbeitest, 
schwankt deine Spannungsversorgung. Die meisten µCs bieten dir eine 
interne Referenzspannung von ~1V die du als Referenz am ADC verwenden 
kannst. Diese ist dann unabhängig von VCC stabil genug.
Wenn du die nutzt, musst du deine zu messende Spannung natürlich niedrig 
genug teilen.
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LastLampe Gast #4686674
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Wäre es nicht sinnvoller das Photovoltaikmodul immer an dem Akku zu 
lassen?
Das einzige was dann bei erreichen der Ladeschlusspannung nötig ist wäre 
ein Shuntregler der die überschüssige Energie verheizt.
Das geht bei kleinen Leistungen unter 1A recht gut.
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Axel S. #4686914
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Sebastian schrieb:
> Ich habe hier eine Wetterstation die mit einem LiFePo-Akku @~3,3V
> betrieben wird. Wenn ein angeschlossenes Photovoltaik-Modul nun mehr als
> 3,5V liefert, soll diese über einen Transistor zugeschaltet werden um
> den Akku zu laden. Die Spannungen soll der ATMega8 über den ADC messen
> und dann entscheiden (Meine Erklärung ist stark vereinfacht).

Ich halte das Vorgehen auch in der "vereinfachten" Form immer noch für 
deutlich zu kompliziert gedacht. Eine stinknormale Diode zwischen 
Solarpanel und Akku und schon wird der Akku nur dann geladen, wenn das 
Solarmodul Energie liefert.

Der kribblige Teil ist die Abschaltung bei vollem Akku. Kann man 
wahlweise als Shuntregler machen oder per Transistor/MOSFET in Reihe zur 
Solarzelle. Und den Shuntregler kann man entweder parallel zum Akku 
machen - dann muß er Energie verheizen. Oder vor der besagten Diode und 
dann die Solarzelle einfach kurzschließen. Letzteres hat den Vorteil, 
daß man weniger Leistung verheizt. Allerdings muß man dann nicht nur 
eine "Akku voll" Erkennung haben, sondern auch eine für "Akku wieder 
leer genug zum weiterladen". Und dafür wäre dann ein µC wieder ein 
passender Kandidat.
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