Moin, ich möchte eine Batterieüberwachung für mein Elektroauto bauen. Darin sind 160 LiFePo4 Akkus verbaut (2.5-4V Betriebsspannung). Die Anforderungen: 1. Soll im Ruhezustand <1mA ziehen 2. Soll die Spannung von 6 Zellen messen 3. Soll seine Versorgung von allen 6 Zellen in Reihe beziehen 4. Messdaten sollen per Infrarot zu einem Master übertragen werden 5. Genauigkeit spielt keine große Rolle, es muss nur Unter (<2,5V)- und Überspannung (>3,8V) sicher erkannt werden. Kalibrierung ist vorgesehen 6. Soll auch mit 4 Zellen noch funktionieren 7. Wer hätts gedacht: soll billig sein, da 27 Stück benötigt werden 8. Darf unter keinen Umständen bei Fehlfunktion die Batterie entladen 9. Soll Verpolung und Überspannung abkönnen Wegen 1. ist ein linearer Spannungsregler rausgefallen, der zieht nämlich 6mA Ruhestrom (L78L33). Auch der MC34063 braucht noch 1.5mA Ruhestrom. Alles andere wird mit dann langsam zu teuer. Jetzt habe ich mir eine Art variablen Widerstand gebaut. Regelt zwar nicht genau auf eine Spannung aber hält die Spannung in einem Fenster von 3V-5V. Habe in LTSpice mal die Diode blinken lassen und die Eingangsspannung ein paar Sprünge machen lassen. Auch Ripple bis 500V, daher rührt die Schutzbeschaltung im Eingang. Das Ding allein zieht 600µA. Der TSOP zieht nochmal 300µ und der Tiny20 im Sleepmode nur 10µ. Die Messteiler ziehen 400µ, also alles in Summe so 1,3mA, also 1. nicht ganz erfüllt aber bassd scho. (die 40Ah Zellen machens 1282 Tage mit, bis dahin sind sie eh kaputtgestanden). Referenzspannung für den ADC ist die interne 1.1V Ref. Die Tiefpässe sind über den Daumen gepeilt und haben natürlich alle eine unterschiedliche Dämpfung. Will nicht 6 verschiedene Kondensatoren einbauen. R18 hat eine Doppelfunktion: RC für den Eingang und "Sicherung". Er ist so dimensioniert, dass er bei einem Kurzschluss hintendran abraucht. Meine Fragen: 1. sieht jemand irgendwelche Böcke in der Schaltung? Insbesondere der "Spannungsregler" ist eine Eigenkreation und damit ein Wackelkandidat. 2. Kommt die IR Diode mit 20mA einigermaßen weit? Das Ganze wird so aussehen, dass die Batterien in einer Box sind und da hängt irgendwo der Master an der Decke 3. Habe ich die IR Diode überhaupt richtig angeschlossen? Habe mal gesehen, dass sie an 2 GPIOs hängt 4. Trifft man auch ohne Quartz die 38kHz hinreichend genau?
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was mich mal interessieren würde, wie sind die Akkus eigentlich befestigt?
Q-Bert ohne Q schrieb: > was mich mal interessieren würde, wie sind die Akkus eigentlich > befestigt? Auch wenns nicht Thema des Fadens ist: sie sind garnicht befestigt. Bei meinem anderen Stromer habe ich sie auf die Seite gelegt und die Gewindestangen mit der Bodenplatte verschraubt. Wenn uns nichts besseres einfällt, müssen wir das da auch so machen. Achso ich sollte vielleicht dazu sagen, dass das Auto noch nicht im Straßenverkehr bewegt wird (würde so auch keine Zulassung kriegen).
Guido B. schrieb: > Die Zenerdioden gegen GND! Danke für den Hinweis! Was habe ich mir dabei bloß gedacht ;)
Wieso willst Du Dir das Leben unnötig schwer machen? Wer sich 160 Stück 40Ah-Zellen leisten kann, wird doch sicher auch einen Euro für einen vernünftigen Spannungsregler übrig haben.? Nebenbei, mit Deinem linearen Regler verheizt,bei ständigen Sleep-Zustand, am Tag etwa 0,5Wh. In den Phasen, in denen gemessen wird, steigt die Verlustleistung noch erheblich. Habe ich mich eben verrechnet, oder braucht jeder Deiner 6 Spannungsteiler schon knapp 1mA. PS: Auf dem Bild sind nur 108 Zellen zu sehen.
Johannes Hübner schrieb: > 1. Soll im Ruhezustand <1mA ziehen Die Spannungsteiler allein brauchen schon 6-7 mA. Der TSOP ist doch ein Empfänger, oder? Zum Senden nimmt man einfach eine IR-Diode.
Hallo! danke für eure Antworten. Torsten schrieb: > Wieso willst Du Dir das Leben unnötig schwer machen? > Wer sich 160 Stück 40Ah-Zellen leisten kann, wird doch sicher auch einen > Euro für einen vernünftigen Spannungsregler übrig haben.? Kennst du einen konkreten? Torsten schrieb: > Nebenbei, mit Deinem linearen Regler verheizt,bei ständigen > Sleep-Zustand, am Tag etwa 0,5Wh. In den Phasen, in denen gemessen wird, > steigt die Verlustleistung noch erheblich. Das stimmt, aber es sind 3,2*6*40=768Wh da. Ergo geht das ca. 4 Jahre. Gemessen wird nur wenn das Auto fährt (Zündung an) oder wenn geladen wird. Da tun auch 50mA nicht weh. Kritisch ist eben nur, wenn das Auto mal länger steht. Will ja keinen Tesla bauen, der nach 11 Wochen leer ist ;) http://theunderstatement.com/post/18030062041/its-a-brick-tesla-motors-devastating-design Fox Mulder schrieb: > Die Spannungsteiler allein brauchen schon 6-7 mA. Torsten schrieb: > Habe ich mich eben verrechnet, oder braucht jeder Deiner 6 > Spannungsteiler schon knapp 1mA. oh das könnte allerdings stimmen... (2700+1000)*3.3=891µA Und da die an jeder Zelle hängen: 6*891=5,3mA. Und schon werden aus 4 Jahren 244 Tage... Gibts irgendwelche Techniken um die Spannungsteiler abzuschalten? Oder kann man auch um Faktor 10 größere Widerstände nehmen? (Mir kommts etwas störanfällig vor) Torsten schrieb: > PS: Auf dem Bild sind nur 108 Zellen zu sehen. die anderen sind vorne drin. Fox Mulder schrieb: > Der TSOP ist doch ein Empfänger, oder? Zum Senden nimmt man einfach eine > IR-Diode. Ja, das ist LED1. Den TSOP brauche ich um Befehle zu empfangen. Der Master hat ja auch den TSOP und die Frage ist, ob ich mit 10% möglicher Taktabweichung noch durch den 38KHz Bandpass komme.
Gibt es noch mehr Bilder und den Sinn soetwas zu machen aber dan im Strasenverkehr nich benutzen zu dürfen?
Bastler schrieb: > Gibt es noch mehr Bilder und den Sinn soetwas zu machen aber dan im > Strasenverkehr nich benutzen zu dürfen? Freilich: http://johanneshuebner.com/coppermine/thumbnails.php?album=60 Also es ist JETZT nicht zugelassen, das Ziel ist aber die Zulassung zu bekommen. Ansonsten wäre der Sinn: Basteln ;)
Haben Schaltregler immer einen minimalen Ausgangs- und damit Eingangsstrom? @Admin: danke fürs Verschieben
Nachtrag: habe doch einen guten Linearregler gefunden: LP2950 Zieht so um 100µA "quiescent current" und ich kann dann auch VCC als Referenz nutzen, wodurch ich nicht so weit runterteilen muss. Zum Thema runterteilen: wenn ich die "unteren" Widerstände über einen NPN an Masse hänge, dann kann ich den Querstrom des Teilers ja abschalten wenn ich nicht messe. Wenn er abgeschaltet ist, dann teilt er allerdings auch nicht und die Spannunng an den Eingangspins wird ziemlich hoch. Vorschläge?
z.B. ein MCP1804 hat 50µA Eigenverbrauch - http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en543230 und kostet nichtmal den oben erwähnten Euro. z.B. hier - http://de.mouser.com/ProductDetail/Microchip-Technology/MCP1804T-5002I-MB/?qs=sGAEpiMZZMsGz1a6aV8DcBXuzF6GT3FAixdwgWwcAfU%3d Vielleicht kannst Du ja die Eingänge per Analogschalter z.B. 4066 trennen. Schau mal in ADC-Schaltungen. Ich meine da hätte ich mal eine Eingangsumschaltung per 4051 gesehen.
Johannes Hübner schrieb: > Vorschläge? mach's nicht so kompliziert: mach den Spannungsteiler einfach hochohmiger, ich messe 40V mit Widerständen von 470k, dafür noch einen 100nF am ADC Eingang, dann bassd's scho PS: bist Du aus Nermberch?
Danke für eure Hilfe! Walter S. schrieb: > mach's nicht so kompliziert: > mach den Spannungsteiler einfach hochohmiger, > ich messe 40V mit Widerständen von 470k, dafür noch einen 100nF am ADC > Eingang, dann bassd's scho Cool, das geht? Toll, dann mach ichs so. Keep it simple, gefällt mir! Torsten schrieb: > z.B. ein MCP1804 hat 50µA Eigenverbrauch - Der ist auch nicht übel, ich vergleiche mal noch ein wenig. Torsten schrieb: > Vielleicht kannst Du ja die Eingänge per Analogschalter z.B. 4066 > trennen. Schau mal in ADC-Schaltungen. Ich meine da hätte ich mal eine > Eingangsumschaltung per 4051 gesehen. ist dann vermutlich überinschenört. Ich mach einfach die Teiler größer. Walter S. schrieb: > bist Du aus Nermberch? nö, wieso? Bin aus Kassel
Johannes Hübner schrieb: >> bist Du aus Nermberch? > nö, wieso? Bin aus Kassel Johannes Hübner schrieb: > bassd scho weil das ein klassischer Nürnberger Ausdruck mit fränkischem 'P' ist und außerdem: warum nimmst Du nicht 2 Zellen zur Versorgung? Dann musst Du nicht so viel verbraten ...
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Hier nun der überarbeitete Schaltplan mit MCP1804. Den 5R ersetzte ich glaub noch durch eine PTC Sicherung oder eine normale SMD Sicherung. Die Z-Diode an Vcc hab ich kurzerhand wegoptimiert. Walter S. schrieb: > warum nimmst Du nicht 2 Zellen zur Versorgung? > Dann musst Du nicht so viel verbraten ... Nunja die BMS Gemeinde ist furchtbar empfindlich gegenüber asymmetrischen Lasten. Möglicherweise zurecht wenn über Jahre beim Laden 2 von 6 Zellen 20mA weniger abbekommen. Also lieber ein bisschen mehr verbraten und dafür von allen. Walter S. schrieb: > Johannes Hübner schrieb: >> bassd scho > > weil das ein klassischer Nürnberger Ausdruck mit fränkischem 'P' ist Also: Das fränkische P (und T) gibts auch im Saarland, wo ich ursprünglich herkomme. Ansonsten ists der Einfluss von einem Kollegen aus Straubing.
Kann ich bei den hohen Vorwiderständen die Zenerdioden weglassen? Sind ein großer Posten auf der BOM. Die ESD Dioden im Tiny müssten ja bei zu den erwartenden Strömen genügen.
Also Johannes, wenn ich mir die Fotos und fluechtig die Schaltung ansehe, dann scheinst du ja was von der Sache zu verstehen. Nur, wenn ich dann genauer auf die Schaltung gucke, dann verstehe ICH was nicht : Du teilst die Spannungen an den einzelnen Batterieabgriffen jeweils runter. Das ist bei der 1. oder 2.Batterie ok, aber woher soll der Prozessor merken, dass zB. die 6.Batterie ausgefallen ist ? Die Spannungsaenderung liegt dann doch innerhalb der Ansprechschwelle. Ich meine, du musst jede Batterie mit einem Komparator einzeln abgreifen. J.
Hallo Jürgen, juergen schrieb: > Du teilst die Spannungen an den einzelnen Batterieabgriffen jeweils > runter. Das ist bei der 1. oder 2.Batterie ok, aber woher soll der > Prozessor merken, dass zB. die 6.Batterie ausgefallen ist ? Die > Spannungsaenderung liegt dann doch innerhalb der Ansprechschwelle. Ok ich spiels mal kurz durch, vielleicht habe ich wirklich einen Denkfehler. Fall 1: Alle Akkus haben Spannung 3,3V: Spannung an Teiler 1: 3,3*47/(47+16) = 2,46V Spannung an Teiler 2: 6,6*47/(47+75) = 2,54V Spannung an Teiler 3: 9,9*47/(47+140) = 2,49V Spannung an Teiler 4: 13,2*47/(47+200) = 2,51V Spannung an Teiler 5: 16,5*47/(47+270) = 2,45V Spannung an Teiler 6: 19,8*47/(47+330) = 2,47V Die Software kennt die Teilerverhältnisse, sie macht also aus den geteilten Spannungen wieder 3,3V, 6,6V, 9,9V usw. Um nun die einzelnen Zellspannungen zu berechnen, subtrahiert sie einfach die Einzelspannungen U_Zelle3 = U3-U2 = 9,9V-6,6V = 3,3V Fall 2: Alle Akkus haben Spannung 3,3V, Zelle 5 hat 3,6V Spannung an Teiler 1: 3,3*47/(47+16) = 2,46V Spannung an Teiler 2: 6,6*47/(47+75) = 2,54V Spannung an Teiler 3: 9,9*47/(47+140) = 2,49V Spannung an Teiler 4: 13,2*47/(47+200) = 2,51V Spannung an Teiler 5: 16,8*47/(47+270) = 2,49V Spannung an Teiler 6: 20,1*47/(47+330) = 2,51V U4 = 2,51*(47+200)/47 = 13,2V U5 = 2,49*(47+270)/47 = 16,8V U_Zelle5 = 16,8V-13,2V = 3,6V Fall 3: Alle Akkus haben Spannung 3,3V, Zelle 6 hat 3,6V, Zelle 1 3,0V Spannung an Teiler 1: 3,0*47/(47+16) = 2,23V Spannung an Teiler 2: 6,3*47/(47+75) = 2,42V Spannung an Teiler 3: 9,6*47/(47+140) = 2,41V Spannung an Teiler 4: 12,9*47/(47+200) = 2,45V Spannung an Teiler 5: 16,2*47/(47+270) = 2,40V Spannung an Teiler 6: 19,8*47/(47+330) = 2,47V Rückrechnung wie gehabt.... U_Zelle1 = 3,0V-0V = 3,0V U_Zelle2 = 6,3V-3,0V = 3,3V U_Zelle5 = 16,2V-12,9V = 3,3V U_Zelle6 = 19,8V-16,2V = 3,6V Scheint zu stimmen, oder? juergen schrieb: > wenn ich mir die Fotos und fluechtig die Schaltung ansehe, dann scheinst > du ja was von der Sache zu verstehen Jetzt nehme ich das Kompliment auch an, danke :)
Hallo Johannes, ich kenne mich nicht bei Atmel aus, welche Auflösung hat der AD-Wandler?
Guido B. schrieb: > Hallo Johannes, > > ich kenne mich nicht bei Atmel aus, welche Auflösung hat der AD-Wandler? Der ATTiny20 hat 10Bit Wandler. Ich erlaube mir mal meine offenen Fragen nochmal zu wiederholen: 1. Kommt die IR Diode mit 20mA einigermaßen weit? Das Ganze wird so aussehen, dass die Batterien in einer Box sind und da hängt irgendwo der Master an der Decke 2. Trifft man auch ohne Quartz die 38kHz hinreichend genau? 3. Kann ich die Zenerdioden hinter den Spannungsteilern weglassen, weil die Ströme so gering sind?
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