Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 36 Lifepo4-Zellen Spannungsmessung


von Daniel S. (lirant)


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Hallo,
ich habe 36 Lifepo4 - Zellen die in Reihe geschaltet werden (ca. 115 V) 
bei denen ich gerne eine Einzelspannungsanzeige auf einem Display 
verwirklichen würde.
Ich kenne mich leider mit Mikrocontrollern noch nicht wirklich aus aber 
soviel ich bis jetzt gelesen habe muss man bei höheren Sapnnungen mit 
Spannungsteilern arbeiten, was natürlich bei 36 Zellen etwas unangenehm 
werden könnte.
Ich hoffe ihr habt Ideen wie ich das verwirklichen könnte.

Danke für alle Antworten

Daniel

von Alex S. (thor368)


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Tach Daniel,

was genau ist die Frage? Wie man einen Spannungsteiler aufbaut? 
Beschreib doch mal was du überhaubt tun willst.

Thor

von Jens G. (jensig)


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>Ich kenne mich leider mit Mikrocontrollern noch nicht wirklich aus aber
>soviel ich bis jetzt gelesen habe muss man bei höheren Sapnnungen mit
>Spannungsteilern arbeiten, was natürlich bei 36 Zellen etwas unangenehm
>werden könnte.

Wieso? Wenn Du 36 Einzelspannungen vermessen willst, dann brauchste eben 
fast so viele Teiler, um die Spannungen >5V auf eine µC-verträgliche 
Spannung von <=5V runter zu bekommen.

von Daniel S. (lirant)


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Ich denke meine Frage sollte sein, was der einfachste und genaueste Weg 
ist um eben diese 36 Spannungen auf 0.005 V genau zu messen.

Fals Spannungsteiler hier wirklich die beste Lösung sind würde ich mich 
gerne genauer darüber informieren.

Ich dachte es geht evtl. auch wenn ich von jeder Einzelzelle ein + und 
ein - Kabel zum µC lege ....

Danke :-)

von rcc (Gast)


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such Dir ein Controller-ASIC für Li-Io-Zellen, z.B. LTC6802 etc.

von Jens G. (jensig)


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>Ich dachte es geht evtl. auch wenn ich von jeder Einzelzelle ein + und
>ein - Kabel zum µC lege ....

Und wie stellst Du Dir vor, daß der µC die über 100V an seinen Eingängen 
aushält?

von Falk B. (falk)


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@  Daniel S. (lirant)

>soviel ich bis jetzt gelesen habe muss man bei höheren Sapnnungen mit
>Spannungsteilern arbeiten, was natürlich bei 36 Zellen etwas unangenehm
>werden könnte.

Warum? 115V sind noch nicht sonderlich viel. Aber die auf 10mV und ggf 
noch genauer zu messen, ist schon eher sportlich. Das Thema wurde auch 
schon oft diskutiert. Eine recht günstige Lösung ist, die Spannung jeder 
Zelle einzeln mit einem kleinen Mikrocontoller ala AVR ATtiny13 zu 
messen und per UART und Optokoppler zu übertragen. Damit 
erreicht man recht einfach ein recht hohe Genauigkeit. Aber als 
Anfängerprojekt nicht so ganz geeignet.

von Daniel S. (lirant)


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@ Falk

Ist das dann doch noch etwas zu hoch für nen Anfänger ?

von avr i. (avr-isp)


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Du baust einen 2/3/4 Zellen Balancer. Jeder uC hat noch einen 
Schaltausgang, um z.B. einen Fet zu schalten welcher eine Notabschaltung 
wegen Unterspannung
oder dergleichen vornimmt. Bei 36/4=9 Modulen wären es 1x 
Notabschaltung,
1x niedrige Batteriespannung Warnung, 1x Input für eventuelle 
Tiefentladung
und 6x Statusanzeige (10-20% 20-30% 30-50% 60-80% 80-90% 90-100%).
Die Module sind von Top nach Botton und die Übertragung geht mittels
Spannungsteiler und RS232. Das Unterste Modul bei GND steuert die
Notabschaltung und das Vorletzte steuert die Low batt Warnung.
Das bot Modul (Master) hat auch noch einen Opto um dem Top modul 
Nachrichten
zu übermitteln, sollte das notwendig sein. Die Bitweite der RS232 sind
einfach zwei WDT timouts. Funktioniert derzeit so bei einem 42 Lipo 
Strang
mit je 3 Zellen je uC. Anstelle der Leds kann auch ein LCD Display sein,
oder auch nichts.

von Daniel S. (lirant)


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OK da das jetzt schon etwas viel ist sollte ich evtl. erstmal festlegen 
was ich mir überhaupt vorgestellt hatte. :D

Meine Absicht war eig. ein großes Display auf dem alle 36 Zellen (2.5 - 
4V +- 0.005V) und die gesamtspannung (90 - 145V +- 1V).
Das ganze soll nur dem Zweck der Information dienen kein Alarm oder 
Abschaltung.

Wie bereits gesagt ich weiß nicht wie genau diese Spannungsteiler 
arbeiten und in wieviele Pakete ich die Zellen aufteilen sollte.

Zudem gehe ich einfach mal davon aus, dass man einen zusätzlichen µC 
braucht um alle Daten zusammen zu fassen und am Display anzeigen zu 
lassen oder liege ich da falsch ?

von Falk B. (falk)


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@  Daniel S. (lirant)

>Wie bereits gesagt ich weiß nicht wie genau diese Spannungsteiler
>arbeiten

Wenn du noch nicht weißt, wie ein Spannungsteiler funktioniert, hast 
du noch einen sehr langen Weg vor dir.

>Zudem gehe ich einfach mal davon aus, dass man einen zusätzlichen µC
>braucht um alle Daten zusammen zu fassen und am Display anzeigen zu
>lassen

Ja.

von Daniel S. (lirant)


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> Wenn du noch nicht weißt, wie ein Spannungsteiler funktioniert, hast
> du noch einen sehr langen Weg vor dir.


Ja da hast du wirklich recht aber jeder fängt mal an ;-)
Ein hohes Ziel hilft schonmal, dass man nicht so schnell aufgibt.

Also was hast für nen Tipp für mich ?

von Falk B. (falk)


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@  Daniel S. (lirant)

>Also was hast für nen Tipp für mich ?

http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial

ALLES durcharbeiten bis es sitzt. Dann die Kapitel mit ADC und UART noch 
mal aufrollen und lernen, wie ein Optokoppler funktioniert. Damit 
kannst du erstmal deine Sensoren bauen. Die Anzeige macht dann ein 
weiterer uC/AVR, mit mehr Pins. Für den Anfang tut es ein einfaches LCD 
ala 44780, dazu gibt es auch mehrere Turorials. Alles durcharbeiten. 
Dann brauchst du nur noch einen Multiplexer, um deine 36 Sensoren 
einzeln abzufragen und anzuzeigen. Der Weg ist das Ziel. Ich würde mal 
3-6 Monate ansetzen.

von Hui (Gast)


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Was (ausser Autos antreiben) macht man denn mit einem 115V Akkupack?
Ist sicher nicht ungefährlich bei der Spannung und den möglichen 
Strömen....

von Daniel S. (lirant)


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@Hui

Ich wieß leider auch nicht was man mit 36 Zellen a 200AH macht ausser 
Autos antreiben macht, da ich genau das mache :D

von torwin (Gast)


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rcc hat vorher es schon erwähnt: nimm 3 LTC6802-ICs und benutze einen µC 
um über SPI die Mess-Daten von LTCs zu lesen.
Ein LTC6802 kann 12 Zellen überwachen und messen.
Wenn man die Mess-Schaltung unbedingt selbst aufbauen will, wird es 
wesentlich aufwendiger:)

von rcc (Gast)


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Du willst nicht ernsthatf Winston (ehem. ThunderSky) 200Ah Zellen 
verwenden?!?

Guter Tip dazu: Lass ja die Finger von den Dingern, vor allem wenn Du 
noch nie etwas in der Richtung gemacht hast. Die Zellen würde ich nicht 
mal in einer Sicherheitsumgebung betreiben wollen, geschweige denn so. 
Da gehört dann auch noch etwas mehr dazu, z.B. passende Sicherung an der 
richtigen Stellen, Schütze die einen externen Kurzschluss sicher 
abschalten können...

von Daniel S. (lirant)


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Hmm nachdem ihr hier alle zumindest im bezug auf die Arbeit einer 
Meinung seid überlege ich ob ich es wirklich selbst bauen will oder 
nicht so fertige LiPo Monitore benutze :-/

von Marko ⚠. (mos6502) Benutzerseite Flattr this


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Ich würde das so machen wie Falk vorgeschlagen hat, pro Zelle einen 
ATTiny. Der kann dann gleich das Balancing übernehmen. Wenn man pro 
Zelle einen uC nimmt wird die Schaltung sehr einfach: ATTiny, FET, 
Lastwiderstand, Optokoppler, das ganze 36 mal.

Ich seh da keine großen Schwierigkeiten. Wenns überhaupt käufliche 
Lösungen gibt dürften die ein zehn- bis ein hundertfaches kosten.

von Daniel S. (lirant)


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Fals es noch jemanden interessiert ich habe mir jetzt folgendes 
zugelegt:
http://www.blackhorselipo.de/ladetechnik/junsi-celllog-8m.html
evtl. versuche ich es mir später mal zu basteln wenn ich etwas Erfahrung 
auf diesem Gebiet habe.

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