Hallo, ich will für einen Laderegler eine Schutzschaltung bauen, die manuell von einem AVR ein- und ausgeschaltet werden kann. Bei einer Überschreitung eines einstellbaren Stroms soll die Schaltung selbständig das bistabile Relais ausschalten, was für den AVR messbar sein soll. Ich habe hier im Forum diverse Schaltungen mit Elko gefunden, welche jedoch ein permanentes high / low vom Prozessor erfordern, was die zusätzliche Schutzfunktion schwieriger macht. Ich habe mir folgende Schaltung überlegt, mit einem Dual-Operationsverstärker. Über Pin 1 wird die Spannung des ACS an den AVR übergeben. Über Pin 2 schaltet der AVR das Relais: 0,5sec.-Impuls high= Ein Hochohmig Eingang= Keine Änderung (normaler Zustand) 0,5sec.-Impuls low= Aus Wenn die Spannung des ACS712 05 einen über das Poti einstallbaren Wert überschreitet soll das Relais ausgeschaltet werden, egal was an Pin 2 anliegt. Ich hab noch nicht mit OPAMPS gearbeitet, daher frage ich mich: 1. Frage: Das Relais zieht so etwa 20mA, im Datenblatt des 358 steht, wenn ich es richtig gedeutet habe, dass bis zu 40mA Output machbar sind. Somit sollte das theoretisch reichen zur direkten Ansteuerung? 2. Frage: Geht das mit der asymetrischen Spannungsversorgung des 358 über GND/12V überhaupt? Vielen Dank Christoph
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@ Christoph1024 (Gast) >ich will für einen Laderegler eine Schutzschaltung bauen, die manuell >von einem AVR ein- und ausgeschaltet werden kann. Warum auch immer. Die meisten Laderegler haben eine elektronische Strombegrenzung und gut. >Bei einer Überschreitung eines einstellbaren Stroms soll die Schaltung >selbständig das bistabile Relais ausschalten, was für den AVR messbar >sein soll. Klingt eher aufwändig. >Ich habe mir folgende Schaltung überlegt, mit einem >Dual-Operationsverstärker. Sieht irgendwie kompliziert aus. >1. Frage: Das Relais zieht so etwa 20mA, im Datenblatt des 358 steht, >wenn ich es richtig gedeutet habe, dass bis zu 40mA Output machbar sind. >Somit sollte das theoretisch reichen zur direkten Ansteuerung? Naja, würde ich lassen. Nimm einen Transistor, siehe [[Relais mit Logik ansteuern]]. >2. Frage: Geht das mit der asymetrischen Spannungsversorgung des 358 >über GND/12V überhaupt? Ja.
Christoph1024 schrieb: > Hallo, > > ich will für einen Laderegler eine Schutzschaltung bauen, die manuell > von einem AVR ein- und ausgeschaltet werden kann. Schutzschaltungen würde ich lieber direkt steuern und nicht über einen AVR. Das wäre mir zu unsicher. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Schutzschaltungen würde ich lieber direkt steuern und nicht über > einen AVR. Das wäre mir zu unsicher. Der Meinung bin ich ja auch, daher die Schaltung. Ich habe mir bei eBay einen Solarkoffer mit 45W gekauft, der Vpmax bei 27V hat. So einen wie diesen: http://www.ebay.de/itm/45W-WATT-SOLARKOFFER-LADEREGLER-12V-SOLARPANEL-SOLARMODUL-PHOTOVOLTAIK-SOLAR-/390495033880?pt=Solaranlagen&hash=item5aeb515a18 Der Laderegler ist aber nur PWM. Durch die hohe Auslegungsspannung (Der Koffer soll auch an 24V laufen) bekommt man nur 23W max bei 12V heraus. Mit einem MPP-Laderegler kann man das elegant korrigieren. Daher habe ich mir das bekannte Design von Tim Nolan angesehen und will es modifiziert verwenden. http://www.timnolan.com/uploads/Arduino%20Solar/ArduinoSolar.pdf Die Shunt-Lösung mit MAX4173 war mir z.B. zu umständlich und daher hab ich mir den ACS712 besorgt, wirklich viel einfach anzuwenden gegenüber der Nolan-Lösung. Tim Nolan hat in seinem Text geschrieben, dass er einige Q3 verheizt hat bis er erkannte, dass bei einem Programmfehler während der Entwicklung Q3 die Batterie kurzschließen kann und empfohlen, während der Entwicklung eine Diode einzubauen, um den Kurzschluss zu verhindern. In meiner Version soll das im Schaltplan angehängte Board folgende Funktionen übernehmen: - Verhindern von Stromfluss in die Solarzellen bei Abschattung/Dunkelheit(Eliminiert Nolan-Q1) - Trennung Last-Batterie bei Unterschreitung der unteren Akkuspannung. - Liefern der Stromstärke für die MPP-Berechnung - Trennen der Last bei Kurzschluss/Überlast am Solarkofferausgang (AVR-unabhängig) - Trennen der Batterie bei Programmfehlern/AVR-Fehlfunktionen (z.B. bei Q3-Dauerdurchschaltung-logischerweise muss das AVR-unabhängig passieren) Da ich deiner Meinung bin und den AVR nicht mit der Sicherungsfunktion belasten will, habe ich versucht, mit dieser Schaltung eine vom Prozessor unabhängige Überlastabsicherung zu realisieren. Ich habe mir das so überlegt: Der ACS liefert bei 0A eine Spannung von 2,5V. Bei 4A sind es etwa 3,3V. Über den Spannungsteiler Poti/R5 stelle ich die Schwelle von 3,3V ein. Der OP N1A fungiert als Komparator zwischen ACS-Spannung und Schwellspannung. Bei Strömen<4A steuert der Ausgang von N1A also gegen GND/0, bei Überschreiten des eingestellten Stroms gegen 12V. N1B arbeitet ebenfalls als Komparator. Am invertierenden Eingang liegen im Normalfall durch R2/R3 3.08V an. Am nichtinvertierenden Eingang liegen durch R4/R6 2.47V an. Somit sollte N1B im Normalzustand ebenfalls am Ausgang gegen GND steuern. Somit liegen an beiden Eingängen des Relais 0V an. Wird die Stromschwelle überschritten schaltet N1A gegen 12V. Über D1 wird der invertierende Eingang von N1B auf 12V gezogen, somit ist der Ausgang von N1B auf jeden Fall auf 0V, auch wenn über Pin2/R7 eine Spannung von 5V an nichtinvertierenden Eingang liegt. D2 sorgt dafür, dass die 12V keinen Einfluss auf die Logikspannung über R2 hat. Somit liegen am - Eingang des Relais 12V an, am + Eingang 0V, somit sollte das Relais umschalten (aus). Wenn das Relais ausgeschaltet ist, fällt der Ausgang vom ACS von alleine wieder auf 2,5V und an beiden Relaiseingängen liegen wieder 0V an. Damit funktioniert theoretisch die Schutzschaltung auf jeden Fall, egal was vom AVR kommt. Die Schaltung des Relais über den AVR läuft über Pin 2. Ist der Ausgang hochohmig, passiert nichts. Wenn der Ausgang high ist, wird der nichtinvertierende Eingang über R7 (bildet mit R6 eine Brücke) auf 4,2V gezogen. Das ist höher als die 3.08V von R2/R3->der Ausgang von N1B steuert gegen 12V. damit liegen am +Eingang des Relais 12V an, am -Eingang 0V->Das Relais schaltet ein. Das Ausschalten durch den AVR ist komlizierter. Der Ausgang am AVR legt R7 gegen GND. Damit ist + von N1B auf 0,06V. - von N1B ist auf 3.08V (R2/R3)-> der Ausgang von N1B steuert gegen 0V. - von N1A wird über D3 und R8 gegen 0V gezogen. Der Ausgang vom ACS hat auf jeden Fall >0,8V, somit sollte N1A gegen 12V steuern-> Das Relais schaltet aus. Über S1 kann man das Relais auch manuell wieder einschalten. Ich hatte das ganze auch schon mit einem ZHB6792 (Vollbrücke) angedacht, aber dann ist mir aufgefallen, dass der OPAMP mein genügsames Relais vom maximalen Ausgangsstrom her evtl. auch alleine schaffen und ich mir die Brückenschaltung sparen könnte. Was noch fehlt ist die Rückmeldung, ob die Sicherung ausgelöst hat. Wenn ich den AVR-Ausgang auf hochohmig schalte, könnte ich das Signal von N1A-Ausgang pegelgewandelt an den Pin2 zum Auslesen zurückgeben. Dann wäre die Auslösung vom AVR auch nachvollziehbar, und das alles (Ein/Aus und Sicherungsauslösungsrückgabe) über einen Pin. Ich werde das mal auf dem Steckboard ausprobieren. Kann ich nur bei lernen. VG Christoph
Für alle die ein ähnliches Problem haben: Ich habs mit einem LM324N auf dem Steckbrett probiert, funktioniert einwandfrei. Exakt beim eingestellten Strom löst die Schaltung aus. Man kann also auch mit einem Opamp ein Bistabiles Relais umschalten und sich dabei einiges sparen, z.B. den Pegelwandler bei der Elko-Version. Mit einer vereinfachten Version der Schaltung reichen also ein zweifach-Opamp, zwei Dioden und 2 Spannungsteiler aus, um ein bistabiles Relais umzuschalten, und das ohne den Pegel immer auf High zu halten. Gruß Christoph
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