Hallo,
ich muss euch mit einem Thema nerven, das schon des öfteren diskutiert
wurde, ich aber aus den Beiträgen nicht schlau werde.
Ich möchte die Spannungen mehrerer in Reihe geschalteter Zellen messen.
Dazu soll an jede Zelle ein kleines Board mit einem Attiny angeschlossen
werden, die über einen I2C Bus miteinander verbunden sind und mit einem
zentralen Steuergerät kommunizieren. (siehe Grafik)
Die Zell-Boards sollen NICHT von den Zellen versorgt werden, sondern von
einer zentralen Spannungsversorgung.
Ich komme jetzt an der Stelle nicht mehr weiter, wo die Attinys
potentialfrei die Spannung der Einzelzelle messen sollen.
Auch wenn die Attinys einen differentiellen ADC haben, brauche ich ja
trotzdem einen Bezugspunkt bei der Spannungsmessung am Attiny.
Die Kosten für ein Zellboard sollen so gering wie möglich ausfallen, da
über 50 LiFePo4 Zellen vermessen werden sollen und jeder Messwert über
den I2C Bus weitergeben soll.
Hat jemand einen Vorschlag, wie ich das lösen könnte. (siehe Grafik)
Danke vorab!
Du kannst entweder ISO-Opvs verwenden oder isolierte buscontroller, aber
um eine Isolation wirst du wohl kaum drum rum kommen.
Schau dir mal den adum3472 an, bzw. die Familie, den kannst du zwischen
i2c Bus und Attiny klemmen und hast ne Isolation bis 2,5 kV und auch ne
isolierte geregelte Spannung.
PS
http://www.analog.com/en/interface-isolation/digital-isolators/adum3472/products/product.html
Roland T. schrieb:> Auch wenn die Attinys einen differentiellen ADC haben, brauche ich ja> trotzdem einen Bezugspunkt bei der Spannungsmessung am Attiny
Wieso? An die differntiellen Eingänge kommt eine Zelle und verursacht
dort einen Potentialunterschied. Das Potential wird mit der Referenz des
Tinys verglichen vom ADC verglichen und ausgegeben. Geht doch auch beim
Multimeter mit Batterie, mit dem ich eine andere Batterie messe. Oder
lieg ich da jetzt daneben?
Wolfgang Büttner schrieb:> Du kannst entweder ISO-Opvs verwenden
Alternative: Instrumentenverstärker mit Spannungsteilern an beiden
Eingängen, um die zu messende Spannung in den erlaubten Spannungsbereich
der Eingänge zu bringen.
Dazu muss der GND der Batterie aber mit dem GND des µC verbunden werden.
Die Grenzen dieser Lösung sind gegeben durch die Höhe der Spannungen,
die geforderten Messgenauigkeit und/oder die Kosten der dann eventuell
benötigten Präzisionswiderstände.
Gruß Dietrich
Horni schrieb:> Roland T. schrieb:>> Auch wenn die Attinys einen differentiellen ADC haben, brauche ich ja>> trotzdem einen Bezugspunkt bei der Spannungsmessung am Attiny>> Wieso? An die differntiellen Eingänge kommt eine Zelle und verursacht> dort einen Potentialunterschied. Das Potential wird mit der Referenz des> Tinys verglichen vom ADC verglichen und ausgegeben. Geht doch auch beim> Multimeter mit Batterie, mit dem ich eine andere Batterie messe. Oder> lieg ich da jetzt daneben?
Ja, das dachte ich auch immer. Aber jeder differentielle Eingang
benötigt ja trotzdem einen Bezug zu einem Potential. Wenn ich aber nur
eine Spannung an die Eingänge anlege, dann benötige ich doch zumindest
einen Widerstand von einem Eingang zu dem Potential, sonst habe ich zwar
eine Differenz an den Eingängen, aber eine schwebende Spannung, die
unter Umständen die Eingänge zerstören kann.
Lasse mich gerne korrigieren, denn wenn es nicht ist, dann wäre es ja
einfach.
Dietrich L. schrieb:> Wolfgang Büttner schrieb:>> Du kannst entweder ISO-Opvs verwenden>> Alternative: Instrumentenverstärker mit Spannungsteilern an beiden> Eingängen, um die zu messende Spannung in den erlaubten Spannungsbereich> der Eingänge zu bringen.> Dazu muss der GND der Batterie aber mit dem GND des µC verbunden werden.> Die Grenzen dieser Lösung sind gegeben durch die Höhe der Spannungen,> die geforderten Messgenauigkeit und/oder die Kosten der dann eventuell> benötigten Präzisionswiderstände.>> Gruß Dietrich
Das würde ich gerne machen, aber alle Platinen sollen gleich aufgebaut
sein. Das mit den Spannungsteilern würde nur funktionieren, wenn ich mit
einer Platine alle Zellen abgreifen würde.
Roland T. schrieb:> Das würde ich gerne machen, aber alle Platinen sollen gleich aufgebaut> sein. Das mit den Spannungsteilern würde nur funktionieren, wenn ich mit> einer Platine alle Zellen abgreifen würde.
Das geht schon, denn der Differenzverstärker verstärkt (wie sein Name
schon sagt) nur die Differenz der beiden Eingangsspannungen. Und die ist
bei allen Zellen doch gleich. Lediglich die Gleichtaktspannung ist
unterschiedlich, und das hat (fast *) keine Bedeutung für das Ergebnis.
(Die Spannung muss natürlich im erlaubten Bereich sein).
*) Stichwort: "Common-Mode Rejection Ratio"
Gruß Dietrich
Hallo Roland,
hast Du Deine Spannungsmessung der Batteriezellen über I2C-Bus
realisieren können? Ich hätte da ein ähnliches Problem und
es würde mich interessieren wie Du das Thema schließlich gelöst hast.
Gruß,
Oli :)
Oliver K. schrieb:> Hallo Roland,>> hast Du Deine Spannungsmessung der Batteriezellen über I2C-Bus> realisieren können? Ich hätte da ein ähnliches Problem und> es würde mich interessieren wie Du das Thema schließlich gelöst hast.>> Gruß,> Oli :)
Hallo Oli,
habe die Spannungsmessung über I2C doch nicht umgesetzt, sondern
überwache für meine Anwendung jede Zelle jetzt nur noch auf minimale und
maximale Spannungsverletzung über OPVs an jeder Zelle.
Gruß
Roland
Schau Dir aber vorher die Preise der infrage kommenden OP's an.
Manche davon sind ganz schön ziemlich.
Im Bereich der Strommessung (High-Side) werden die Teile ebenfalls
eingesetzt.
cmp.png
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