Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltplan Li-IO Überwachung


von Tino K. (blumengiesser)


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Hallo zusammen: Ich bin grad an einer Schaltung für meine Fahrrad LED's 
und baue die Stromversorgung auf Li-Io Akkus um. Dabei hat dann auch der 
Atmega8 einzug gehalten und ich wollte die Akkuspannung per 
Analogeingang überwachen. Die angehängte Schaltung habe ich mir 
ausgedacht. Könntet ihr kurz drüber schauen ob das alles stimmig ist 
oder ob ich dor einen groben schnitzer reingehauen habe. Man kann ja nie 
wissen.
Kurz beschrieben: Die HighPower LED wird mit der vollen Akkuspannung 
betrieben, die Einzelzellen werden per Spannungsteiler überwacht. Die 
kleinen einzel LED's zur Akkuspannungsanzeige werden an die Zelle 1 
angeschlossen umd die Verlustleistung zu minimieren. Der 5V 
Spannungsregler kommt an die 11,1V auch um Verlustleistung zu 
minimieren. Hier könnte man bestimmt auch einen LDO nehmen und an 7,4 
anschließen, habe jetzt aber keinen Namen zur Hand, evtl. Vorschläge?

Danke im Vorraus für eure Bemühungen!
Tino
von Michael H. (michael_h45)


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Schließ an den Masse-Fuß deiner Spannungsteiler doch noch einen n-FET 
an. Dann wird da nur Strom verbraucht, wenn auch gemessen wird.

Display-Anschluss und ISP-Schnittstelle sollten sich doch auf einem 
Steckverbinder unterbringen lassen, oder?

Wenn du etwas zeitgemäßeres als den 7805 verwendest, vermeidest du satte 
~10mA Ruhestrom.

Wo liegt der sinn darin, die LEDs nur über die erste Zelle zu versorgen? 
Dass die auch sicher schneller leer ist als der Rest? ^^

Was passiert mit deiner Schaltung, wenn die LED-Kette mal einen 
Wackelkontakt hat, oder nicht angeschlossen ist? Richtig, sie geht sehr 
wahrscheinlich komplett drauf.
Sieh doch über deinen LEDs einen Überspannungsschutz vor.
von Rolf Magnus (Gast)


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Michael H. schrieb:
> Wo liegt der sinn darin, die LEDs nur über die erste Zelle zu versorgen?
> Dass die auch sicher schneller leer ist als der Rest? ^^

Ich seh da auch keinen Vorteil. Die Akkulaufzeit verlängert sich dadurch 
nicht, aber die Zellen werden ungleichmäßiger belastet.
von Julian B. (julinho)


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Die Li-Ionen Zellen ungleichmäßig zu entladen ist ein bißchen dirty und 
schöpft nicht die volle kapazität des Akkus aus.
Beim Laden verwendest du hoffentlich eine Blancer!?
Eleganter wäre der Einsatz eines DC-Wandlers,den könntest du mit dem 
Atmega tackten.
Den Atmega würde ich direkt mit 3.7 V Akku betreiben.
Die 100k widerstände werden wahrscheinlich noch angepasst?
von Tino K. (blumengiesser)


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> Schließ an den Masse-Fuß deiner Spannungsteiler doch noch einen n-FET
> an. Dann wird da nur Strom verbraucht, wenn auch gemessen wird.

Guter Hinweis, es fließt aber aufgrund der 100K Widerstände doch nur 1mA 
in Summe und das ist sicherlich verkraftbar.

>
> Display-Anschluss und ISP-Schnittstelle sollten sich doch auf einem
> Steckverbinder unterbringen lassen, oder?
Das ist auch ein guter Hinweis. Habe ich garnicht dran gedacht, aber da 
ich genug Platz auf dem Board habe laß ich es der Übersicht halber...

>
> Wenn du etwas zeitgemäßeres als den 7805 verwendest, vermeidest du satte
> ~10mA Ruhestrom.
Den suche ich dann noch raus.

>
> Wo liegt der sinn darin, die LEDs nur über die erste Zelle zu versorgen?
> Dass die auch sicher schneller leer ist als der Rest?
Wenn ich die LED's per VCC versorge brennen 4x5mA+10mA = 60mA mit einer 
Ausgangsspannung von 18.5V was eine Verlustleistung in Summe von 1,11W 
bedeutet nur damit alle Zellen gleichmäßig entladen werden. Wenn eine 
Zelle am werkeln ist, dann sind es 0,22 W aber richtig erkannt nur an 
einer Zelle. Hmm... Ich habe einen HighPower LED Strom von 1A und 10W 
damit würden dann 10% nur für die Anzeigen LED's drauf gehen. Gibt es 
dort eine elegantere Lösung?

>
> Was passiert mit deiner Schaltung, wenn die LED-Kette mal einen
> Wackelkontakt hat, oder nicht angeschlossen ist? Richtig, sie geht sehr
> wahrscheinlich komplett drauf.
> Sieh doch über deinen LEDs einen Überspannungsschutz vor.
Wieso dies? Ich versteh das leider nicht...

Danke vielmals!
von Tino K. (blumengiesser)


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> Beim Laden verwendest du hoffentlich eine Blancer!?
Ja natürlich. Frage hier noch: Kann man die Akkus laden und die 
Schaltung angeschlossen lassen?

> Die 100k widerstände werden wahrscheinlich noch angepasst?
ne, die sind doch der spannungsteiler für die Spannungsüberwachung
von Rolf Magnus (Gast)


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Tino Kühn schrieb:
>>
>> Wo liegt der sinn darin, die LEDs nur über die erste Zelle zu versorgen?
>> Dass die auch sicher schneller leer ist als der Rest?
> Wenn ich die LED's per VCC versorge brennen 4x5mA+10mA = 60mA mit einer
> Ausgangsspannung von 18.5V was eine Verlustleistung in Summe von 1,11W
> bedeutet nur damit alle Zellen gleichmäßig entladen werden. Wenn eine
> Zelle am werkeln ist, dann sind es 0,22 W aber richtig erkannt nur an
> einer Zelle.

Formulieren wir es mal anders: Es sind in jedem Fall 60 mA, die fließen. 
Ob nun auf einer Zelle oder auf allen, spielt für die Akkulaufzeit keine 
Rolle. Wenn eine Zelle die Entladeschlußspannung erreicht hat, mußt du 
abschalten, auch wenn die anderen noch nicht leer sind.

> Hmm... Ich habe einen HighPower LED Strom von 1A und 10W
> damit würden dann 10% nur für die Anzeigen LED's drauf gehen. Gibt es
> dort eine elegantere Lösung?

Die 5V für den µC mit einem Step-down-Converter erzeugen und damit dann 
auch gleich die LEDs betreiben. Dann kannst du dir auch die ganzen FETs 
sparen.
von Tino K. (blumengiesser)


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So, ich habe den Schaltplan überarbeitet und starte einen neuen Versuch. 
Wäre diese Schaltung so OK?
von Tino K. (blumengiesser)


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Kann mir jemand kurz Feedback geben ob das so ok ist?
von Laszlo H. (laszlo_h)


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So, dann mal mein Senf dazu:

1. Gibt es einen Grund, wieso du 3,7V über einen Spannungsteiler misst? 
Wäre für mich nur sinnvoll, wenn du nicht die 5V als Referenzspannung 
nehmen willst.

2. Für meinen Geschmack sind es noch zu wenige Stützkondensatoren für 
den µC (ein 10µF Elko oder Tantal pro VCC-Pin wird hier nicht die Welt 
kosten ;) ). Oder aber du baust die Schaltung wirklich klein auf und 
setzt den 100µF von dem Spannungsregler nahe an den µC.

3. Für die Anzeige-LEDs würde ich Low-Power Typen einsetzten. Leuchten 
ein wenig schwächer brauchen dafür aber nur 1mA. Kannst du mal bei einem 
Versuchsaufbau testen, ob dir die Helligkeit passen würde.

Ansonsten, hast du dir die Schaltung für den MIC3202 durchgerechnet? An 
deiner Stelle würde ich mir die Zeit nehmen und schauen, ob alle Werte 
passen. Das erspart einem einige böse Überraschungen (wie eine zu 
niedrige Schaltfrequenz). Beim Routen dann auch die Empfehlungen des 
Datenblattes befolgen.
gruß
Laszlo
von Tino K. (blumengiesser)


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> 1. Gibt es einen Grund, wieso du 3,7V über einen Spannungsteiler misst?
> Wäre für mich nur sinnvoll, wenn du nicht die 5V als Referenzspannung
> nehmen willst.

Ich nehme die 2,56V interne Referenzspannung. Die ist deutlich genauer. 
Hoffe ich.


> 2. Für meinen Geschmack sind es noch zu wenige Stützkondensatoren für
> den µC (ein 10µF Elko oder Tantal pro VCC-Pin wird hier nicht die Welt
> kosten ;) ). Oder aber du baust die Schaltung wirklich klein auf und
> setzt den 100µF von dem Spannungsregler nahe an den µC.

Jep, der kommt so dicht wie möglich an den µC... Bisher hat dieser 
Aufbau aber keine Probleme gemacht...

> 3. Für die Anzeige-LEDs würde ich Low-Power Typen einsetzten. Leuchten
> ein wenig schwächer brauchen dafür aber nur 1mA. Kannst du mal bei einem
> Versuchsaufbau testen, ob dir die Helligkeit passen würde.

guter Hinweis, danke!

> Ansonsten, hast du dir die Schaltung für den MIC3202 durchgerechnet? An
> deiner Stelle würde ich mir die Zeit nehmen und schauen, ob alle Werte
> passen. Das erspart einem einige böse Überraschungen (wie eine zu
> niedrige Schaltfrequenz). Beim Routen dann auch die Empfehlungen des
> Datenblattes befolgen.

Die Berechnung ging über das Tool von led-treiber.de da gab es auch 
garnicht so viele Möglichkeiten. Der Betrieb ist so auf ca. 500kHz 
ausgerechnet...

danke vielmals!
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