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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsquellen in Reihe mit ADU messen


Autor: Manuel (Gast)
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Servus,
ich habe folgendes Problem. Es wird ein Strang aufgebaut der aus 
Solarzellen besteht. Diese sollen am Ende einen 96V Motor bzw ein 
Akkupack laden. Wir wollten dort ein Messsystem einbauen umzusehen 
wieviel unsere Module einzeln liefern bzw ob sie "tot" sind. Unser 
erster Lauf wird mit relativ hohen Modulgrößen stattfinden so das dort 
die Spannung zwischen 0..16V liegen können. Später werden diese weiter 
verkleinert sodas die Modul Anzahl steigt und die zu messenden 
Spannungen kleiner werden.

Ansatz war wie man es kaum erwartet dies mit einem Mikrocontroller zu 
steuern. Ich habe mir dort den ATMEGA 644 rausgesucht. Wenn später die 
Modulanzahl steigt reicht natürlich ein 8 Pin ADU nicht mehr aus deshalb 
wird später das ganze via Canbus vernetzt, um eine Externe Auswertung zu 
gewährleisten.

Mein Problem besteht jetzt noch im "wie messen". Der Adu wird ja dann an 
GND angeschlossen ergo er misst jede Quelle zu dem selben 
Bezugspotential. Dazu habe ich im ANhang eine Skizze ergo ganz am Ende 
wird das maximum 96V gemessen. Das ich das über einen 
Messwiderstand/Spannungsteiler jagen muss ist mir bewusst.

Ich hatte zuerst die Idee die Quelle via Mosfets zu isolieren und zu 
messen. Dazu hatte ich gestern schon einen Thread gemacht:
Beitrag "Mosfet sperren"
Dort habe ich mich jedoch schlecht ausgedrückt warum ich dies tue bzw 
mir wurde dann schnell bewusst das die Lösung via Mosfets schlecht ist.
Würde ich die ganzen Zellen so drinne lassen und messen müsste ich für 
jedes Messmodul jeweils diverse Messwiderstände wählen (unten 
niederohmiger als oben) Zudem müsste ich jeweils die Differenz zum 
vorhergehenden bilden bzw wenn die Größe über 8 Module steigt dann über 
den Candaten bus auswerten. Weiterhin sollten die Module universell 
sein, ergo die MEsswiderstände gleich, falls eins dieser MEssysteme 
ausfällt.

Meine Frage ist daher wie kann ich die einzelen Quellen messen? ich 
würde eine kurzzeitige isolierung anstreben, jedoch wäre das weiterhin 
mit Einschaltvorgängen,Spannunsgeinprüchen etc. verbunden.

Autor: Gast 57 (Gast)
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Beim Umschalten von Meßstellen, so wie hier geplant,
sind durchaus einzelne Relais, 2*ein/um eine Überlegung.

Die Meßspannung mit Relais umzuschalten hat den Vorteil
"echt ein" oder "echt aus".
Bei Spannungsmessungen, besonders wenn der ADC oder der vorgeschaltete
OP-Amp hochohmig sind, können Leckströme der Mosfets interessante
Nebeneffkte erzeugen.

Autor: Manuel (Gast)
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Frage zu den Relais, die haben doch eine relativ hohe Ansteuerleistung 
oder? Kann man die über ein TTL ausgang ansteuern das die schalten?

Autor: Manuel (Gast)
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grad mal geschaut Realis bei 110V Dc haben nen max Strom von 0,25A is 
net so toll beim Schalten, zudem soll angeblich 1 A zustande kommen im 
Zweig, deswegen wirds mit Relais auch schlecht.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Manuel schrieb:
> grad mal geschaut Realis bei 110V Dc haben nen max Strom von 0,25A is
> net so toll beim Schalten, zudem soll angeblich 1 A zustande kommen im
> Zweig, deswegen wirds mit Relais auch schlecht.

?
Irgendwie habe ich das Gefühl, da wird aneinander vorbeigeredet

Die Relais haben die Aufgabe jeweils + und - eines einzelnen Moduls an 
den ADC Eingang bzw. Masse deiner Messchaltung zu legen.
Dazu brauchst du keine 110V DC Relais und wie bei einer derartigen 
Messung 1A über die Relais laufen soll, ist mir auch nicht klar.
Kleine Reed-Relais, die die 16V noch mitmachen und mit 5V angesteuert 
werden können, kosten nicht die Welt und sind mit einem 
Treiberstransistor einfach anzusteuern.

Autor: Gast 57 (Gast)
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Schau mal bei

"http://www.panasonic-electric-works.de/pewde/de/ht...

vorbei. Da findest Du unter "Signal-Relais" eine ganze Menge.
Da ist sicher was für Dich brauchbares dabei. Die Spulenleistungen sind
gering, ein paar 100mW.
Du musst nur bei den Kontakten ggf. den max. und auch den min.-Strom
beachten. Ströme < min. Strom können u.U. Probleme machen weil dann die 
Kontkte "hochohmig" werden. Hört sich irgendwie blöd an, nur leider
stimmt das wie ich aus eigener Erfahrung bestätigen kann.

WEg Ansteuerung: Selbst bei den KFZ-Relais gab es noch nie Probleme mit
ATMEGA und nem ULN2xxxx-Treiber.

Autor: Manuel (Gast)
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>Irgendwie habe ich das Gefühl, da wird aneinander vorbeigeredet


Ja das denke ich auch ich habe bisher noch nie Relais benutzt deswegen 
hatte ich auch zuerst an Mosfets gedacht. HAbe mal nen Rlais mit 
reingebaut weiss aber nicht ob dies so passt. HAbe dazu die Hilfe 
genommen:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit...


Wie gesagt benutze die zum ersten mal. Ich dachte wenn im Hauptzweig am 
Ende 96V anliegen muss ich Relais benutzen die mit 110V ausgelegt sind.

Autor: Gast 57 (Gast)
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Hallo Manuel,

die Relaiskontakte sollten natürlich 110V aushalten (schadet zumindest 
nicht), das ist schon richtig; (Signale alle auf GND bezogen)

In dem oben schon erwähnten Datenbuch würde ich mir
mal das Relais der DS2Y Baureihe näher ansehen.

Die Kontakte können 220V ab, die Spule, sprich die Ansteuerleistung,
dürfte kein Problem sein.

Du mußt nur aufpassen daß Du den GND Deiner Meßschaltung natürlich
immer auf dem Potential des (einen) Anschlusses hebst.

Den Strom, der über die Kontakte fließt,  würde ich auf 1mA oder 2mA
einstellen, oder ggf. noch ein paar mA mehr.

Autor: Route_66 (Gast)
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Hallo!
Ich persönlich würde das so machen:
Für jede Zelle einen eigenen Tiny (15/25/45...), also so einen 8 
Pin'ner.
Der kann gleich aus der Zelle mit vesorgt werden. Wenn da ein Motor dran 
hängt, geht der Tiny sicher auch noch. Jeder Tiny misst seine eigene 
Solarzelle und teilt seinen Wert, über einen Optokoppler getrennt, auf 
Anfrage einem zentralen Auswerte-AVR mit. Da Single-Master und ohne 
hoher Datenrate sollte ein geeignetes Protokoll möglich sein.

Autor: Manuel (Gast)
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mit Attiny wäre aber das Problem wenn die von der Zelle gespeisst werden 
direkt, so das eine Soalrzelole bei Licht=0 U=0V anliegt ergo Controlelr 
aus. Sobald eine gewissen Schwellenspannung erreicht ist geht der 
Controller aus ergo es wird nicht mehr gemessen. die 16V sind dabei das 
max was reicht wird!

Autor: Route_66 (Gast)
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> Sobald eine gewissen Schwellenspannung erreicht ist geht der
> Controller aus ergo es wird nicht mehr gemessen.

Dann bekommt der Master ja keine Antwort! Also wenn keiner antwortet, 
dann dunkel. Wenn nur einer nicht antwortet, dann Zelle kaputt.

Autor: Bernd N (Gast)
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Mal angenommen die Zelle liefert < 3V macht da eine Messung noch Sinn ? 
welcher Schwellwert wäre für dich Zelle aus ?

Autor: Manuel (Gast)
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>Später werden diese weiter
>verkleinert sodas die Modul Anzahl steigt und die zu messenden
>Spannungen kleiner werden.


bei den größere die jetzt 0..16V liefern würde das evtl funktionieren 
wir ihr das vorschlagt, aber wie oben genannt werden die noch 
verkleinert --> jenachdem (die größe steht noch nicht fest) kann am ende 
max 0..3V rauskommen z.b. dann würde das nicht funktionieren.

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