Hallo Mit einem AVR möchte ich die Zellenspannungen eines Lipo-Akkus messen. (Bis zu 8 zellen in Serie). Die Spannungen sind über den Balancerstecker verfügbar. Meine Frage: Wie die Spannungen am besten an den ADC führen ? Was wäre die eleganteste Lösung ? Hab zuerst an 8 verschiedene Spannungsteiler gedacht, aber das ist wohl alles andere als elegant. Vielleicht mit 8 Differenzverstärkern ? Wer hat eine Idee ? Liebe Grüße Manuel
Ich würd einen Balancer anschliessen, und dann nur die Spannung der "untersten" Zelle messen, die anderen haben dieselbe. Ansonsten: es gibt spezielle ADC-Wander für diese Anwendung, schau z.B. mal bei Linear vorbei.
Εrnst B✶ schrieb: > Ich würd einen Balancer anschliessen, und dann nur die Spannung der > > "untersten" Zelle messen, die anderen haben dieselbe. Die anderen Zellen haben eben nicht immer genau die gleiche Spannung. Und genau das will ich eben genau messen
Εrnst B✶ schrieb: > Ich würd einen Balancer anschliessen, und dann nur die Spannung der > "untersten" Zelle messen, die anderen haben dieselbe. Schon mal in Erwägung gezogen, dass Manuel die Spannungen während des Entladevorgangs messen will? Gruß, Magnetus
Du könntest einen ganzen Haufen Relais (ggf. "Photo-Relais") dazu benutzen immer nur jeweils eine Zell-Spannung auf den Eingang eines 0-5V AD-Wandlers zu legen und mit diesem tastest du die Zellen der Reihe nach ab.
Das mit den 8 Spannungsteilern ist nicht so verkehrt, wenn sich Deine Spannungen nicht rasend schnell ändern. Ich würde alle gleich bauen, Widerstände ausmessen, wenig Strom fließen lassen und filtern, außerdem mehrmals messen und den Durchschnitt bilden: Akku n --+ | 800k | ADC in --+----+ | | 100k 100nF | | GND GND GND
Spannungsteiler, der die Gesamt(mess)spannung unter der Betriebsspannung des AVRs (Tiny24, Tiny261) hält, dann Differenzmessung gegen die interne Referenz mit Gain. Damit haben alle Zellen dieselben Messbesingungen. Bis zu 6 Zellen lohnt sich Eigenbau eigentlich nicht: http://cgi.ebay.de/2x-Lipo-checker-Anzeiger-1-6-Lipo-Lipoli-Spannung-Akku-/270526630582?cmd=ViewItem&pt=RC_Modellbau&hash=item3efca4cab6 http://cgi.ebay.de/Lipo-checker-Anzeiger-1-6-Lipo-Lipoli-Spannung-Akku-/270526631707?cmd=ViewItem&pt=RC_Modellbau&hash=item3efca4cf1b Für den Preis kann man es nicht selbst machen. MfG
Ich muss die Daten verarbeiten - daher fällt ein externes Gerät flach. Zum Spannungsteiler: Wenn ich alle acht Spannungsteiler gleich dimensioniere, verliere ich ja massiv an Auflösung. Will eigentlich so genau wie möglich messen. Zu "Photo-Relais" - woher bekommt man die, bzw wie arbeiten diese ?
Dafür ist aber die Vergleichbarkeit besser. Genauigkeit und Auflösung sind 2 verschiedene Dinge. Was hast Du Dir denn als Referenzspannung vorgenommen?
Manuel schrieb: > Ich muss die Daten verarbeiten - daher fällt ein externes Gerät flach. > > Zum Spannungsteiler: > Wenn ich alle acht Spannungsteiler gleich dimensioniere, verliere ich ja > massiv an Auflösung. Das dachte ich erst auch, aber: > Will eigentlich so genau wie möglich messen. Bei Differenz-Messung wird ja nicht gegen GND gemessen, sondern gegen einen Nachbarpin. Und als Referenzspannung wird die interne Referenz von 1,1V genutzt, dazu evtl. noch die entsprechende Verstärkung (Gain). Es muss dabei (durch die Spannungsteiler) sichergestellt sein, dass alle ADC-Eingänge Pegel unterhalb der Versorgungsspannung haben. Bei Spannungsteilern von 6 + 1 (7 zu 1, 35V zu 5V) ist das geegeben. Die Zellenendspannung von 4,2V entspricht dann einer Spannung von 0,6V. Bei einer Referenz von 1,1V (intern) liegt der max. zu erwartende Messwert bei knapp 55% des Messbereiches. Das ist noch akzeptabel, wenn auch 80..90% schöner wäre. Dafür kann man aber alle Zellen einzeln mit derselben Skalierung messen (und vergleichen), ohne groß umrechnen zu müssen. Die untere Zelle misst man direkt gegen GND (Single ended), alle weiteren Zellen dann per Differenzmessung. Leider haben die DIL-AVRs, die dafür besonders gut geeignet sind (Tiny24, Tiny261) nicht genügend Pins, um nebenher noch Balancer und Stepupwandler für das Laden zu steuern und die Last bei kritischer Unterspannung einer Zelle abzuwerfen. > > Zu "Photo-Relais" - woher bekommt man die, bzw wie arbeiten diese ? Die gab's mal günstig bei Pollin, sind aber alle. http://www.pollin.de/shop/downloads/D340272D.PDF MfG
Rainer Unsinn schrieb: > Dafür ist aber die Vergleichbarkeit besser. Genauigkeit und Auflösung > sind 2 verschiedene Dinge. Was hast Du Dir denn als Referenzspannung > vorgenommen? Ich will auf 10mV genau messen - jede Zelle Atmega128 wird verwendet Als Referenz, saubere 3V3 Vcc
Kluchscheißender Consulter schrieb: > Damit hast Du wohl schlechte Karten.... > > > > > Warum genau ?
Also mit "sauber" meinst Du sicher gut gesiebt/geglättet. Aber wie bringst Du die auf genau 3,300 Volt?
Rainer Unsinn schrieb: > Aber wie > bringst Du die auf genau 3,300 Volt? Eher gar nicht. Also was wäre nun die beste lösung für den ATmega 128 ? Andere Uref können natürlich auch verwendet werden
Wenn es Dir hauptsächlich darauf ankommt, die Akkus zu vergleichen, dann muß die Referenz ja nicht super genau sein. Auf die 10mV Auflösung kommst Du ja, nur eben nicht auf 10mV Genauigkeit. Auch für das Ladeende >4,2V oder das Abschalten unter 3V sollte eine Nachkommastelle ausreichen. So eine genaue Referenz hinzubekommen ist schon einiger Aufwand (z.B. Temperaturstabil) - wahrscheinlich brauchst Du das nicht für Deine Zwecke?
Die 10 mV Genauigkeit werden laut pflichtenheft leider benötigt
Wie wär's mit paarweise schaltbaren Analogschaltern und hinten dran ein Differenzverstärker? Analogschalter und Differenzverstärker hängen an der Akkuspannung, am Ausgang des Differenzverstärkers liegt dann immer nur die Spannung der jeweils zugeschalteten Zelle gegen Masse an.
> Will eigentlich so genau wie möglich messen.
So genau zu messen wie moeglich ist unendlich teuer. :-)
Postulieren einfach das deine Akkus niemals unter 2.5V haben werden
weil sie dann kaputt sind. Dann nimmst du einen Controler der
bei dieser Spannung noch laeuft. Davon nimmst du dann acht Stueck.
Jeder Controller versorgt sich aus den Batterien und misst dabei
die Zellenspannung ueber seinen AD-Wandler. Alle Controller unterhalten
sich dann ueber ein von dir zu erfindendes Protokoll miteinander. Und
von einem liesst du dann die Werte aller Zellen aus.
Wenn du dein Protokoll klug erfindest so kommst du vielleicht mit
Kondensatoren zur Potentialtrennung aus. .-)
Olaf
Olaf schrieb: > So genau zu messen wie moeglich ist unendlich teuer. :-) Danke für deine Überlegungen aber ... Diese Variante erscheint mir doch etwas zu oversized ;). AVR soll auch nicht von der Akkuspannung betrieben werden.
Und, was war mit meinem Tip aus der ersten Antwort? Mal bei Linear geschaut? Da gibts z.B. den LTC6802-1, der kann zwar viel zu viel für deine Anwendung, aber dessen MUX für 12 Li-Ion Zellen inkl. 12 Bit ADC würd dein Problem doch erschlagen, oder?
Manuel schrieb: > Die 10 mV Genauigkeit werden laut pflichtenheft leider benötigt Wenn es für die Serie ist dann jammer hier nicht rum sondern machs gleich richtig. Es gibt (kaskadierbare) ICs die genau das mit der benötigten Genauigkeit machen. Hersteller LT, Intersil, Ti (BQ), usw. Mit einem 10Bit A/D-Wandler der 2 Digits rauscht kommst Du nie auf 10mV Genauigkeit. Schon gar nicht wenn Du normale Widerstände als Spannungsteiler verwendest. Gruß Anja
Damit hat sich meine Antwort auf Beitrag "Re: LiPo Akku - Zellenspannungen messen" wohl auch erledigt. MfG
Das sollte kein Problem sein mit einem Differenzverstärker (LM3xx oder so nannte der isch glaueb ich) Die Cellog Teile arbeiten mit einem Atmega32, einem Differenzverstärker und bekommen das mit der Auflösung super hin...
@Tim: Das interressiert nach 1.5 Jahren sicher nicht mehr. LM3XX ist ausserdem ein toller Hinweis, sind jetzt ja nur noch 98 verschiedene ICs, die man durchsuchen muss. (Warum 98? Weil der LM317 isses nicht) Und die Optimal-Lösung wurde schon in der Ersten Antwort angedeutet und Später nochmal präzisiert: Anja schrieb: > Es gibt (kaskadierbare) ICs die genau das mit der > benötigten Genauigkeit machen. Hersteller LT, Intersil, Ti (BQ), usw.
LM324... ich denke das Thema interessiert nach wie vor und bald noch mehr da das Thema Lipo Überwachung immer aktueller wird derzeit..
Tim schrieb: > LM324... Ist doch nicht Dein Ernst, oder? Zumal es für das Problem genügend Lösungen diverser IC-Hersteller gibt die das viel besser können als ein IC-Grab aus Standard OPVs. Auch Atmel hat was spezielles zu diesem Thema.
Tim schrieb: > LM324... Der passt schonmal nicht. Der Verträgt nur 32V, 8 volle Zellen in Serie haben ein bischen mehr. Und selbst bei weniger Zellen ist es schon zweifelhaft, wie du damit die angefragte Genauigkeit von 10mV hinkriegen willst. Bevor ich da ein Vermögen für einzeln laserkalibrierte 0.1%-Widerstände ausgebe, nehm ich doch lieber den LTC6802-1. 12 Zellen, 12 Bit Auflösung. Und wie solls eigentlich nach dem OpAmp/LM324 weitergehen? etwa den Atmega32-ADC verwenden? > ich denke das Thema interessiert nach wie vor und bald noch mehr da das > Thema Lipo Überwachung immer aktueller wird derzeit.. Das Sicher. Aber nicht im Zusammenhang mit diesem Uralt-Thread, der einerseits nicht "LiPo-Überwachung" im Allgemeinen betrifft, sondern eine ganz spezielle Anwendung, und andererseits schon längst beantwortet wurde.
Jo, genau so ist das Cell Log aufgebaut! MEga32, LM324, LM 358 fertig! Und billiger als mit Spezial IC.. Mite in wenig Grips kommt man dann auch drauf wie die das mit den 32V machen..der LM358 wird einfach nicht an Masse sondern hinter den 3V Wandler angeschlossen... Das Teil sit ziemlich ERfolgreich und Saubillig mit GRaphischem Dispaly etc pp 25€ oder soo im Ausland natürlich gekauft... Da werdet ihr mit euren tollen Spezial IC die ihr mir erstmal zeigen müßt hinkommen. Diese dolle Spezial IC bekommst de nämlich nicht!
Gerät von innen Von außen im Betrieb http://www.youtube.com/watch?v=1n-raHqIUrw http://www.youtube.com/watch?v=uJMwxVBBlOM
von innen http://static.rcgroups.com/forums/attachments/2/7/9/8/6/0/a2838295-137-celllog8.jpg?d=1256529458
10mv genauigkeit bekomme ich schon auf dem Steckbrett hin!! Einfach mal die Doku von Atmel ausführlich lesen
Tim schrieb: > 10mv genauigkeit bekomme ich schon auf dem Steckbrett hin!! Du kriegst vielleicht 10mV Auflösung hin, aber nicht 10mV Genauigkeit. > Einfach mal die Doku von Atmel ausführlich lesen Einfach mal elementarste Grundlagen aneignen. Als Startpunkt: Auflösung und Genauigkeit
Aaaaalso... Bei 10mV Genauigkeit brauchen wir schon mal 4.2V/0.01V = 420 mindestens 9bit (512) ADC. Also könnte ein "true-10-bit" reichen. 1/420 ~ 0.2% => Referenz mit 0.2% über den gesamten Temperaturbereich gibt's auch. (da fallen die 3.3V wohl ziemlich sicher durch...) Mit ein bischen Oversampling und externer Referenz und Kalibration könnte auch der AVR-ADC reichen. Was davor? Nur Spannungsteiler gegen Masse ist Quatsch, das wird zu ungenau. Also entweder viiiiele (min. 2 pro Zelle) galvanisch getrennte Schalter (eben erwähnte Opto-Relais, da gibt's 4 fach in SOP16, Stück 10€...) und ein INA, oder eben ein INA pro Zelle. Alles viel zu viel Krams und teuer und Eigenarbeit, deswegen: Speziallösung von TI Linear wasweißich.
das stimmt, nur gibt halt keine Spezial ICs.. Und die Handvoll die lieferbar sind benötigen so viel Aufwand das man auch gleich wieder die INA oder Lms nehmen kann...bei 8 Zellen sind es gerade mal zwei vierer Opamps..mit zwei in Reserve :-) Schlussendlich muss sowieso noch die Technik zum Balanzieren dahinter..da kommt es dann auch zwei Opams mehr auch nicht mehr an.. Auf dem Foto ist ja auch schon zu sehen, das es im Grunde genommen sehr übersichtlich ist..wenn man bedenkt das soagr noch ein grafisches Display, Piepser, USB!! Schnittstelle, Zusätzliches Eprom zum Loggen etc. pp dabei ist
Tim schrieb: > wenn man bedenkt das soagr noch ein grafisches > Display, Piepser, USB!! Schnittstelle, Zusätzliches Eprom zum Loggen > etc. pp dabei ist Na und? Selbst wenn noch ein Fusionsreaktor + Fluxkompensator mit auf der Platine wäre: Sie erfüllt die Anforderungen dieses inzwischen 6 Monate alten Threads nicht. Versteh mich nicht falsch, ich will dir die Schaltung nicht madig machen. Wenn dort gute 1% (oder handselektierte) Widerstände verbaut sind, ist die sicher für Bastel+Modelbauanwendungen super toll geeignet. Aber an diesem längst abgeschlossenen und begrabenen Thread passt sie halt nicht wirklich. Mach z.B. einen neuen Thread auf: "Tolle LiPo Überwachungs/Logger Schaltung gefunden, was haltet ihr davon", poste dort die Schaltpläne. Da entwickelt sich sicher eine bessere Diskussion.
Wozu handselektierte Widerstände..die sind nicht mal nötig.. Und ob ich den Threat neu anfange oder den Fortführe...der Inhalt bleibt der gleiche..immerhin bin ich auch zufällig über googel drauf gestoßen..wenn jemand in 2 Jahren über diesen Thrat stoolpert wird denjenigen das sicher ebenfalls interessieren..sonst währe er ja nicht hier reingestollpert... Wenn das alles kein Sinn macht, könnte man gleich alle Threat löschen die älter als 1 Jahr sind...
Was meist übersehen wird ist der Ruhestrom der ganzen Mimik. So ein IC Grab saugt sonst langsam aber sicher den Akku leer wenn der eine Weile steht. Die Spezial IC sind auch auf geringsten Ruhestrom hin gebaut. Soo schwer sind die nun auch nicht zu bekommen zumal Samples meist unschwer zu ordern sind. Vor paar Jahren hab ich es auch ähnlich mit Einzelbauteilen gemacht, nur heute nicht mehr.
Da ich das ganze in einem Elektroauto nutze ist der Ruhestromverbrauch zweitranging..im Modellbau wohl auch.. Bei längereh Standzeiten werden die Akkus (liFePo4) sowieso abgeklemmt. Daher reicht diese Lösung meist aus. Wenn man aber in eienr Community 20 solcher geräte bauen möchte wird es meist nicht mehr so einfach mit den samples ..leider
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