Hallo alle zusammen, ich muss an einer Traktionsbatteriebank (15 in Reihe geschaltete 12V Bleigel Akkus) die Einzelspannungen von 15 Akkus messen und überwachen. Die Spannungen schwanken so grob zwischen ca. 11V und 15V. Das bedeutet dass es sich um bis zu einer 225V Gleichspannung insgesamt handelt. Hinzu kommt dass das Potential der Einzelnen Akkus von Akku zu Akku ansteigt, sodass es am Akku 15 zwischen 210 und 225V liegen kann, je nach Ladezustand des Akkus. Die Spannungen wollte ich nun mit 15 ATtinys messen, die miteinander verbunden sind. Der Master schickt ein Startbit an den ersten der erwacht. Der schickt dann seine Daten an den nächsten. Der reicht die Daten durch und hängt seine Daten an usw. Der letzte schickt dann die 15 Messungen an den Master. Das Bordnetz wird über einen Akku 16 versorgt, dieser wiederum wird über die Traktionsbatterie mit einem Galvanisch Getrennten DC/DC Wandler gespeist, von da aus wollte ich mit einem galvanisch getrennten DC/DC Wandler nun alle ATtinys mit 5V versorgen. Nun die Fragen die sich mir stellen: 1. > Am Akku 15 entsteht ein Potentialunterschied am ATtiny von 220V > zwischen den Pins die die Spannung messen und den Pins an den die > Versorgungsspannung anliegt. > Wie Problematisch kann das werden? > Und wie kann man das Problem umgehen, oder einen Schutz einrichten? 2. > Da alle ATtinys in Reihe geschaltet sind, frage ich mich was passiert > wenn einer in der Kette ausfällt? da nur ein Signal von 15ten zurück > gesendet wird. Mit freundlichen Grüßen Ben
Ben H. schrieb: >> Wie Problematisch kann das werden? Garnicht Problematisch. Der Tiny geht einfach und sofort, ohne Probleme, Kaputt. Die ADC-Input-Pins düften nur Spannungen sehen, die Größer als das Potential am GND-Pin und kleiner als das Potential am VCC-Pin sind. (jeweils ca. ± 0.7V)
Die Idee mit den getrenten Tinies war doch, wenn ich mich recht an den anderen Thread erinnere, dass jeder seine eigene, unabhängige Spannungsversorgung kriegt, und du nur das digitale Signal über die großen Pegelunterschiede bringen musst.
Oh mei Oh mei, schau mal bei Linear Technology. Die haben Chips, die nichts anderes machen, als Spannungen von Batteriestacks zu messen....bis zig hundert Volt, galvalisch getrennt, mit allem PiPaPo.
Mr Obvious schrieb: > und du nur das digitale Signal über die > großen Pegelunterschiede bringen musst. Das wäre dann z.B. mit einem Optokoppler problemlos möglich... > Die Spannungen wollte ich nun mit 15 ATtinys messen, die miteinander > verbunden sind. Auf diese Weise willst du dir offenbar mental die "große" Spannung in kleine Häppchen zerlegen... Nur: zum Schluss wirst du trotzdem 1 einziges Bezugspotential haben, und rumsdibums ist die große Spannung zum "obersten" Attiny wieder da.
Ja die Idee stammte aus einem anderen Thread, da ging es um Zellspannungen, sodass die Tinies direkt aus der zu messenden Zellspannung versorgt werden konnten, hier geht aber um Batteriespannungen, sodass die Versorgung anders geregelt werden muss, da die Batteriespannung nicht konstant ist. Mir wurde aber auch mehrmals die Lösung mit den Attinys empfohlen, nur war das Problem dann wohl nicht berücksichtigt worden.
Ben H. schrieb: > hier geht aber um > Batteriespannungen Na und? Jedem Tiny einen 78(L)05 und entsprechender Schutzbeschaltung voranschalten, der macht aus den 8..14 V, oder was auch immer deine Einzelbatterien so haben, saubere 5V... Gegen hochohmige Batterien, Umpolen, Spikes, und was auch sonst noch auftritt, musst du die schaltung halt schützen. War aber auch im anderen Thread.
frankman schrieb: > Oh mei Oh mei, > schau mal bei Linear Technology. Die haben Chips, die nichts anderes > machen, als Spannungen von Batteriestacks zu messen....bis zig hundert > Volt, galvalisch getrennt, mit allem PiPaPo. Bin schon öfters auf Linear Technologys Lösung gestoßen, aber bis jetzt kam es für mich nicht in Frage, da es eine schon fast Fertige Lösung ist, ich werde es aber nochmal Prüfen.Wie sieht es aber den dort mit der Spannungsversorgung aus? Mr Obvious schrieb: > Na und? Jedem Tiny einen 78(L)05 und entsprechender Schutzbeschaltung > voranschalten, der macht aus den 8..14 V, oder was auch immer deine > Einzelbatterien so haben, saubere 5V... Das Problem ist, das die Schaltung so wenig wie möglich verbrauchen soll und mit Spannungsregler würde zu viel Energie in Form von Wärme verloren gehen. Verbrauchen solche Spannungsregler eigentlich auch Energie, wenn Das Auto stehen würde? Kann man die Abschalten? Kenne mich noch nicht so gut aus mit denen.
Ben H. schrieb: > Bin schon öfters auf Linear Technologys Lösung gestoßen, aber bis jetzt > kam es für mich nicht in Frage, da es eine schon fast Fertige Lösung > ist, Gegenfrage: Was ist an der Lösung schon fast fertig? So wie Du sie skizziert hast ist sie innerhalb von Millisekunden für immer fertig! Oder ohne Sarkasmus: So kann das Konzept absolut nicht funktionieren!
U.R. Schmitt schrieb: > Gegenfrage: Was ist an der Lösung schon fast fertig? So wie Du sie > skizziert hast ist sie innerhalb von Millisekunden für immer fertig! OK dann muss ich mich entschuldigen, hab mich echt zu wenig mit dieser Lösung beschäftigt um das zu beurteilen, schien mir auf dem ersten blick aber so, aber wie gesagt ich werde es mir nochmal anschauen. > Oder ohne Sarkasmus: So kann das Konzept absolut nicht funktionieren! Was meinst du damit, kannst du das genauer erläutern?Würde es auch nicht funktionieren, wenn man die Versorgung direkt aus den Batterien über Längsregler zur Verfügung stellt?
Ben H. schrieb: > aber bis jetzt kam es für mich nicht in Frage, > da es eine schon fast Fertige Lösung ist, Eigenartige Denkweise... Ich wäre froh, wenn es für ein Problem, das ich zu lösen habe, schon eine fertige Lösung gäbe... ;-)
Ben H. schrieb: > Was meinst du damit, kannst du das genauer erläutern?Würde es auch nicht > funktionieren Ganz einfach: Ben H. schrieb: > von da aus wollte ich mit einem galvanisch getrennten DC/DC > Wandler nun alle ATtinys mit 5V versorgen. Du kannst nicht alle mit dem selben Potential versorgen. Du musst jeden einzelnen potentialgetrennt versorgen UND du musst die Datenübertragung ebenfalls potentialgetrennt erledigen. Mit der fast ferigen Lösung? Habe ich Dich da missverstanden? Ich dachte Deine Lösung wäre fast fertig und deswegen wolltest Du dir die LT Lösung nicht anschauen. Wenn Du natürlich eine eigene Lösung selbst bauen willst ist das dein gutes Recht, aber dann musst Du oben genanntes berücksichtigen. Wenn Du aber eine funktionierende und stromsparende Lösung willst, wäre (ohne daß ich die ICs jetzt kenne) eine integrierte und schon vielfach eingesetzte sicher der bessere Weg. Viel Spass am Basteln
Lothar Miller schrieb: > Ben H. schrieb: >> aber bis jetzt kam es für mich nicht in Frage, >> da es eine schon fast Fertige Lösung ist, > Eigenartige Denkweise... > Ich wäre froh, wenn es für ein Problem, das ich zu lösen habe, schon > eine fertige Lösung gäbe... ;-) Es ist eine Diplomarbeit, deshalb muss ich erstmal mit dem Prof. klären ob es in Fragen kommen könnte, er ist aber momentan leider nicht erreichbar. Es könnte aber auch gut sein das ich es benutzen kann, da es nur ein Teil der Aufgabe ist.
Hier mal wie ich mir das vorstelle... Du baust N identische "BÜMs" (BatterieÜberwachungsModule). Jedes versorgt sich aus "seiner" Zelle, und überwacht auch nur diese. Als weitere Verbindung nach draussen gibt es NUR je einen Optokoppler-Geschützen Ein- und Ausgang. Dein Master-Controller sagt nun reihum jedem Modul: Messe! (Im einfachsten Fall: Master hat N Ausgänge, und schaltet die OK in der Richtung einzeln) Worauf das Modul den aktuellen Messwert über den anderen Optokoppler "rausmorst". Hier reicht eine gemeinsame Leitung zum Master mit Pull-Up, sind durch die OptoKoppler ja "OpenCollector"-Ausgänge.
Mr Obvious schrieb: > Jedes versorgt sich aus "seiner" Zelle, und überwacht auch nur diese. Für mich stellt sich nun die Frage, wie hoch der Wirkungsgrad der Schaltung sein wird? Ich habe angenommen das man das Problem mit der Spannungsversorgung der Tinies über einen DC/DC Wandler lösen konnte, aber wenn man nun für jeden Tinie einen Spannungsregler braucht, die nicht gerade den höchsten Wirkungsgrad haben, oder täusche ich mich jetzt? Dann wird der Energieverbrauch der Schaltung doch hoch sein oder nicht?
Der Wirkungsgrad ist relativ egal. Während der Messung braucht dein Tiny vielleicht 20mA (incl. Optokoppler). Während er auf sein Start-Signal wartet, braucht er ein paar hundert nA (Sleep-Mode). Da reicht ein guter Längsregler. (kein 7805, der hat zuviel Eigenverbrauch). Im Schnitt zieht jede Schaltung dann vielleicht so 1mA bei 12V. Deine Akkus haben was, 100Ah? Wie lange der Akku dann hält, und wieviel der Stromverbrauch im Vergleich zur Selbstentladung ausmacht, kannst du dir sicher selber ausrechnen. Und ob sich dann der Mehraufwand für 15x DC/DC-Wandler (ja, jede Messschaltung braucht einen eigenen!) lohnt?
Ben H. schrieb: > Für mich stellt sich nun die Frage, wie hoch der Wirkungsgrad der > Schaltung sein wird? Interessante Frage, da hier Energie in Information umgewandelt wird gibt es dafür auch gar keine Referenzwerte. > Ich habe angenommen das man das Problem mit der Spannungsversorgung der > Tinies über einen DC/DC Wandler lösen konnte, aber wenn man nun für > jeden Tinie einen Spannungsregler braucht, die nicht gerade den höchsten > Wirkungsgrad haben, oder täusche ich mich jetzt? Dann wird der > Energieverbrauch der Schaltung doch hoch sein oder nicht? Du könntest einen DC/DC Wandler mit mehreren getrennten Ausgangsspannungen nehmen, aber der Aufwand ... Nimm doch bei jedem Tiny einen SimpleSwitcher und gut ist.
Mr Obvious schrieb: > Im Schnitt zieht jede Schaltung dann vielleicht so 1mA bei 12V. Deine > Akkus haben was, 100Ah? 40Ah haben meine Akkus, bei Belastung so ca. 25 bis 30Ah, bei einer Fahrt würde dies nur für ca. 25 min. reichen, also während der Fahrt macht es trotzdem nicht viel aus, aber wenn das Auto abgestellt wird, soll der Eigenverbrauch des Längsreglers nicht die Akkus leer saugen. Thomas Klima schrieb: > Nimm doch bei jedem Tiny einen SimpleSwitcher und gut ist. Hört sich Interessent an, hab mit dem SimpleSwitcher bis jetzt nicht zu tun gehabt, nur von ihm gehört. Wie stabil sind den die Ausgangsspannungen vom SimpleSwitcher? Die Eingangsspannung ist ja bei der Batterie nicht konstant, da sie sich erstmal entlädt und zweitens bei Belastung absinkt, aber es wird ständig eine konstante Ausgangsspannung gebraucht. Wie sieht es den beim SimpleSwitcher mit dem Eigenverbrauch aus? Aus den Preisunterschied, hat der SimpleSwitcher noch andere Nachteile gegenüber den Längsregler?
>> Im Schnitt zieht jede Schaltung dann vielleicht so 1mA bei 12V. Deine >> Akkus haben was, 100Ah? Ben H. schrieb: > 40Ah haben meine Akkus, bei Belastung so ca. 25 bis 30Ah, bei einer > Fahrt würde dies nur für ca. 25 min. reichen, mA bedeutet "miliAmperé", das sind tausendstel Amperé. und das h in Ah steht für "Stunden", nicht "Minuten". d.H. das mA für die Überwachunsschaltung liefert der Akku nicht für 25 Minuten, sondern für 40000 Stunden. In was für einem Fach machst du Diplomarbeit, Literaturwissenschaften?
Warum nicht statt dem Tiny einen Battery Management AVR der speziell für solche Anwendungen konzipiert ist? Der hat auch einen internen Spannungsregler. Zum Beispiel ATmega16HVB mit 4-25V Eingangsspannung.
Wie wäre es mit einer Schaltung, welche über den Optokoppler aktiviert wird, sprich: Wenn der Master senden will, dann wird der Eingang für 1-2 Sekunden auf "1" gesetzt -> der OK schaltet durch und aktiviert gleichzeitig die (Selbsthaltende) Versorgung. Anschließend erfolgt die Befehlsübermittlung des Masters. Bleiben die Signale vom Master für 5 Sekunden aus (oder wurde die Messung gestartet und das Meßergebnis übermittelt) so schaltet der µC die Selbsthaltung der Energieversorgung ab.
Las ich da Fahrzeug? Dann auch 15x F23 ? http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23 Man könnte davon ausgehen, daß im Störfall auch mal eine Zelle dieser Reihenschaltung unter Belastung verpolt wird oder total hochohmig wird. Die 15 Messstellen nur mit Strom versorgen WENN sie danach gebraucht werden wäre auch eine Idee (15 Reed-Relais?). Man müßte dann nur eine Zeit abwarten bis ein stabiler Meßwert anliegt?
BasicMath schrieb: >>> Im Schnitt zieht jede Schaltung dann vielleicht so 1mA bei 12V. Deine >>> Akkus haben was, 100Ah? > > Ben H. schrieb: >> 40Ah haben meine Akkus, bei Belastung so ca. 25 bis 30Ah, bei einer >> Fahrt würde dies nur für ca. 25 min. reichen, > > mA bedeutet "miliAmperé", das sind tausendstel Amperé. > und das h in Ah steht für "Stunden", nicht "Minuten". > > d.H. das mA für die Überwachunsschaltung liefert der Akku nicht für 25 > Minuten, sondern für 40000 Stunden. Die 25 min. waren für eine Fahrt mit dem Auto ohne Überwachungsschaltung gedacht, aber trotzdem danke für deine Belehrung. Andreas B. schrieb: > Warum nicht statt dem Tiny einen Battery Management AVR der speziell für > solche Anwendungen konzipiert ist? Der hat auch einen internen > Spannungsregler. Zum Beispiel ATmega16HVB mit 4-25V Eingangsspannung. Das ist ja interessant, ich werde es mir genauer anschauen. Der interne Spannungsregler zählt doch nur für die eigene Versorgung, oder habe ich da was falsch verstanden? Oder kann man die anderen Bauteile auch über den Versorgen? Torsten K. schrieb: > Wie wäre es mit einer Schaltung, welche über den Optokoppler aktiviert > wird, sprich: Wenn der Master senden will, dann wird der Eingang für 1-2 > Sekunden auf "1" gesetzt -> der OK schaltet durch und aktiviert > gleichzeitig die (Selbsthaltende) Versorgung. Anschließend erfolgt die > Befehlsübermittlung des Masters. Bleiben die Signale vom Master für 5 > Sekunden aus (oder wurde die Messung gestartet und das Meßergebnis > übermittelt) so schaltet der µC die Selbsthaltung der Energieversorgung > ab. Die Idee habe ich nicht ganz verstanden Der Begriff „Selbsthaltung der Energieversorgung“ sagt mir nichts auch das mit dem 5 Sekunden warten ist mir nicht ganz klar, da die Schaltung einmal in der Sekunde neue Werte liefern soll und das solange das Auto an ist, wenn es aus ist soll die Schaltung am besten gar nichts verbrauchen. oszi40 schrieb: > Die 15 Messstellen nur mit Strom versorgen WENN sie danach gebraucht > werden wäre auch eine Idee (15 Reed-Relais?). Man müßte dann nur eine > Zeit abwarten bis ein stabiler Meßwert anliegt? Einer der Anfangsgedanken war es mit einer Schaltmatrix zu machen, aber die meisten haben mir zu den Tinies geraten. Noch bin ich selber nicht ganz davon überzeugt, aber ich versuche gerade das drumherum mir genauer anzuschauen, bevor ich mich zu 100% festlege. Die Lösung mit den Isolationsverstärkern ist bei mir auch noch nicht ganz abgehackt, obwohl sie teurerer ist. Am Anfang muss man halt sich alle Wege genauer anschauen, bevor man zu früh urteilt, das alles kostet leider Unmengen an Zeit.
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