Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messung Solarspannung mit ADC über Massepotential


von Flo J. (flowsen)


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Hallo,

wie in im Betreff schon ersichtlich möchte ich mit einem ADC (10bit) die 
Spannung von einem Solarpaneel messen.
Ich habe hier schon ausgiebig gelesen und mich mit linearen Optokopplern 
beschäftigt (IL300, ISO124...) bin aber zu dem Schluss gekommen dass 
dies für mich nicht in Frage kommt, da ich auf beiden Seiten eine 
Versorgungsspannung benötige, aber gerade auf Seiten des Solarpaneels 
auch Spannungen ab 0 Volt messen möchte.

Beim Solarladeregler sind alle Pluspole gebrückt, so dass hier keine 
gemeinsame Masse vorliegt. Ein einfaches Messen über Spannungsteiler ist 
hier also wie in den meisten Fällen nicht ohne Optokoppler möglich.

Mein Ansatz wäre jetzt die Solarspannung über das Massepotential zu 
messen und später einfach zu berechnen. Derzeit messe ich die 
Akkuspannung mittels Spannungsteiler am ADC, diese ist mir also bekannt.
Lege ich die Masse des Solarpaneels ebenfalls über einen entsprechenden 
Spannungsteiler an den anderen Eingang des ADC erhalte ich die 
Differenz, das klappt soweit auch sehr gut.

Beispiel:

Am Solarpaneel liegen 6 Volt an, die Batterie hat 12.5 Volt. Am zweiten 
Eingang messe ich dann 6.5 Volt. Ich kann also ganz einfach die 
Solarspannung berechnen: 12.5 Volt-6.5 Volt = 6 Volt.
(natürlich sind das aufgrund des Spannungsteilers des ADC andere Werte, 
zur Vereinfachung und da wir uns hier nicht über Spannungsteiler 
unterhalten wollen im Beispiel die reelen Wete..)

Das geht natürlich nur so lange gut wie die Solarspannung kleiner oder 
gleich der Batteriespannung ist da ich sonst einen negativen Wert 
erreiche den der ADC nicht auslesen kann.
Für meine Fälle würde das aber vollkommen ausreichen, da es mich in 
erster Linier interessiert ob das Solarpaneel Spannungen zwischen 0-12 
Volt liefert um zu erkennen ob das Paneel überhaupt angeschlossen, Kabel 
beschädigt, Peneel defekt, einzelne Elemente ausgefallen - oder es 
Nacht, bewölkt etc ist ;-)

Jetzt hätte ich jedoch ein paar Fragen um den ADC Eingang entsprechend 
zu schützen:

a) Macht eine negative Spannung am ADC etwas aus oder ist diese im ADC 
intern in der Regel durch Dioden abgesichert? Für den worst case, dass 
keine Batterie angeschlossen und das Solarpaneel die volle 
Leerlaufspannung liefert würden hier ca. -22 Volt anliegen. Wäre 
ansonsten z.B. eine 1N4148 in der Leitung sinnvoll um den ADC vor einer 
negativen Spannung zu schützen? Vor dem Spannugnsteiler eingesetzt würde 
ich dann zwar erst Solarspannungen ab 0,3-0,4 Volt messen können, damit 
kann ich aber getrost leben...

b) Durch das Massepotential zwischen Batterie und Solarpaneel kann die 
Spannung ja theoretisch nicht über den Wert der Batterie hinausgehen. 
Meinen Spannungsteiler für den ADC müsste ich demnach doch relativ knapp 
kalkulieren können um mit den 10bit die mir zur Verfügung stehen ein 
möglichst genaues Ergebnis zu erhalten? z.B. als Vmax auf der Messeite 
19 Volt annehmen.

c) Macht es Sinn den ADC Eingang zusätzlich gegen ESD (Blitz) etc. mit 
einer Supressordiode zu versehen? Der Solarladeregler hat zwar eine 
Supressordiode am Eingang der Solarpaneele verbaut und im Solarpaneel 
selbst meine ich auch eine gesehen zu haben, allerdings bin ich mir 
gerade aufgrund der Tasache, dass ich am Massepotential messe etwas 
unsicher ob dieser Schutz etwas bringt oder nicht sogar nach hinten 
losgehen könnte...

Wie unschwer zu erkennen ist bin ich kein Profi, daher Suche ich hier um 
Rat und würde mich über eine Hilfestellung freuen.

Gruß
 Flowsen

von Route_66 H. (route_66)


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Hallo!
soll man das wirre Geschreibsel so verstehen: Deine Solaranlage hat 
gemeinsames Pluspotenzial als Masse und unterschiedliche 
Minuspotenziale?

von Flo J. (flowsen)


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Ja...

von Markus (Gast)


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Hallo,

ich stehe nun vor dem gleichen Solar-Regler Problem.
Hat dazu jemand eine Lösung gefunden?

Gruß
Markus

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