Zwei Messungen gleichzeitig ein AVR Prozessor

Nein.

Helge schrieb:
> und das möglichst zeitgleich,

Also ganz schnell, sozusagen unmittelbar oder auch sofort?
Dann muß man aufpassen, dass man nicht die Amper an den ADC anschließt.

Hallo,

Danke für die Antworten. Ist für einen Schaltwandler mit 200 khz 
Schaltfrequenz. Ich möchte dem jetzt noch einen MPPT verpassen, welcher 
wesendlich langsammer läuft (habe mal was von 15kSPS als Wert für den 
ADC gelesen). Deswegen bin ich mir nicht sicher, ob das gleichzeitig 
genug ist, da das System doch recht dynamisch ist, im Vergleich zur ADC 
Sample Frequenz.
Was meint ihr? Wie kann ich rausfinden, ob es reicht? Externer ADC geht 
natürlich.

Grüße
Helge

Frank K. schrieb:
> Danke, daran, dass der Attiny das ganze Aufintegrieren in Software
> machen muss, und die Tinys haben keinen Hardware-Multiplikator.

Der hat ja Zeit. Der MPPT kann ja schnarch langsam laufen.

Besser
> etwas mit mehr Rechenpower nehmen wie zB einen kleinen dsPIC33EP (140
> MHz) oder einen kleinen ARM.
>
> Oder einen CS5490 nehmen, der die Berechnungen intern selber in Hardware
> macht. Ist allerdings schwerer erhältlich.

Tiny, da billig und er die Schaltfrequenz über Fast PWM schafft.
Der dsPIC33EP sieht interesant aus, der hätte vier Sample und Hold und 
schafft die PWM auch...

Carsten R. schrieb:
> Helge schrieb:
>> kann ich ohne externen ADC Spannung und
>> Strom gleichzeitig samplen?
>
> Nein, aber je nachdem was es werden soll ist der zeitliche Versatz bei
> der möglichen Samplingerate zu vernachlässigen. Selbst wenn sich der
> Strom schnell ändert, so ist die Spannung ofmals stabil oder bei AC
> weitgehend vorhersagbar, so daß dann keine gewaltigen Sprünge zu erwaren
> sind. Es hängt also von deiner Genauigkeitsanforderung ab und davon was
> du machen willst, sehr schnelle Vorgänge oder z.B. den Ausgang eines
> Trafos mit verlgeichsweise langsamen 50 Hz.

Wenn man einen Akku direkt hintendran hängt, sowieso... Das ist ein 
guter Punkt. Da werde ich mal drüber nachdenken.

> Der ADC kann auch schneller als die angegebenen 15 kSPS laufen. Die
> Angabe bezieht sich auf die Maximale Auflösung. Wenn dir weniger Bit
> reichen, z.B. 8 Bit, kann es auch schneller gehen, was den Zeitversatz
> verringert. Das bedeutet weniger Genauigkeit beim Messen selber, aber
> der Meßzeitpunkt paßt geneauer, was den Gesamtfehler wieder reduziert.

Ja aber das Problem bleibt bestehen

> Was soll es denn werden?

Synchronous Buck mit MPPT für Solarzellen. Ich wollte auf jede 
Solarzelle einen Wandler kleben, deswegen soll es billig sein.

Hallo Carsten, Danke für deine Antwort.


Carsten R. schrieb:
> Da klingelte das Telefon beim Schreiben. Ok dann wäre die Frage
> inzwischen beantwortet. Ein MPPT ist mit dem Tiny problemlos möglich.
> Der MPP verschiebt sich nicht so schnell wenn es um MPPT für
> Photovoltaik geht.

Ja, geht es
>
> Wenn der Tiny nur die Vorgabe für den eigentlichen Wandler machen soll,
> schafft der das problemlos. Nur wenn er die gesamte Regelung machen
> soll, also den Schaltwandler-IC ersetzen soll, wird es etwas haariger.

Kannst du das genauer erläutern? Ich habe mir das so vorgestellt. 
High-Speed PWM läuft und stellt so einen Dutycycle. Ich lese gemütlich 
meine Strom und Spannungswerte, multipliziere sie und sehe nach, ob der 
Wert größer als der letzte ist. Darauf hin passe ich meinen Dutycycle 
an.

> Helge schrieb:
>> Ich möchte dem jetzt noch einen MPPT verpassen, welcher
>> wesendlich langsammer läuft
>
> Klingt nach erweitern eines vorhandenen Konzeptes.

Jain, soll ein neu Aufbau werden. Ein Freund der mit mir bastelt hat so 
was mal gebaut, aber die totale Overkillvariante mit einem DSP als 
Anschaungsobjekt.

> Helge schrieb:
>> Tiny, da billig und er die Schaltfrequenz über Fast PWM schafft.
>
> Das klingt wiederum danach, daß der Tiny alles macht.
>
> Da würde sich die Frage stellen: Hast Du überhaupt schon einmal
> irgendeinen Schaltwandler nur mit einem Tiny gebaut? Das geht zwar auch,
> aber über den Sinn wird hier immer wieder eifrig gestritten. Es
> erfordert zumindest einige Grundlagen.

Nein, ich habe noch keinen Schaltwandler mit eiem Tiny gebaut. Was 
spricht denn dagegen? Der MPPT ist etwas rechenaufwendig, aber der kann 
auch sehr langsam sein. Wichtig ist, das er die Schaltfrequenz schafft.

Was wäre denn mit einem anderen Prozessor besser, wie z.B. dem dspPic33? 
Klar der kann einfacher Multiplizieren, hat 16 Bit etc. aber die 
Geschwindigkeit dürfte keine Rolle spielen, oder?

Carsten R. schrieb:
> Prinzipell ja, aber worauf ich hinauswollte ist, ob das Problem, welches
> durch den Zeitversatz entsteht, dann noch eine relvante Größenordnung
> hat!

Wenn dir der Zeitversatz ernste Sorgen bereitet, kannst du z.B. auch 
eine Dreiersequenz aus Spannung-Strom-Spannung wandeln und dann den 
Mittelwert der beiden Spannungsmessungen mit dem in der Mitte gemessenen 
Strom verrechnen.

Carsten R. schrieb:
> Wenn es nur um MPPT geht, kann man das mit "Nein" beantworten. Wenn der
> Tiny alles macht, hängt es vom Konzept ab, wobei die Konzepte in denen
> das kritisch wäre eher ungeignet sind (z.B.in jedem PWM Zyklus Messen).

Mike schrieb:
> Wenn dir der Zeitversatz ernste Sorgen bereitet, kannst du z.B. auch
> eine Dreiersequenz aus Spannung-Strom-Spannung wandeln und dann den
> Mittelwert der beiden Spannungsmessungen mit dem in der Mitte gemessenen
> Strom verrechnen.

Das ist eine gute Idee. Danke für den Hinweis.

Hallo Carsten, vielen Dank für deine Antwort. Leider habe ich so einiges 
noch nicht verstanden...

Carsten R. schrieb:
> Helge schrieb:
>> Kannst du das genauer erläutern? Ich habe mir das so vorgestellt.
>> High-Speed PWM läuft und stellt so einen Dutycycle.
>
> Die "Dynamik" um dem MPP zu folgen ist nichts gegen die Dynamik im
> Wandler selbst.
>
Klar.

> Ein Beispiel (Idealisierte Bauteile ohne Verluste, sonst wird es richtig
> kompliziert.)
> Eingangsspannung Ue 10 Volt
> Ausgangsspannung Ua 6 Volt
> Dutycycle 60%
> Der aktuelle Strom Ia am Ausgang sei 1 A.
>
> Wenn sich auch nur irgendetwas ändert, verschiebt sich der ganze Rest
> mit, weil das Tastverhältnis nicht mehr paßt. Sinkt Ua (z.B. ein
> Verbraucher benötigt Energie) oder steigt Ue, so paßt das Verhältnis
> nicht mehr zum Dutycycle, der Strom steigt, was das Solarpanel aber
> nicht leisten kann. Der DC muß nachgeführt werden. Sinkt Ue oder steigt
> Ua wieder (Verbraucher aus), so sinkt der Strom Ia.
>
> Mit einem einfachen PWM-setzen ist es nicht getan. Der Wert hängt nicht
> nur von der Sonne ab, sondern auch vom Verhältnis Eingangsspannng zu
> Ausgangsspannung etc. Nur wenn die Last sehr konstant ist oder sich nur
> langsam ändert, Akku wird geladen ohne Verbraucher, bleibt es
> einigermaßen übersichtlich.

Wahrscheinlich lade ich direkt einen Bleiakku, eventuell gibts aber auch 
noch einen Zwischenkreis und dann noch einen Wandler der einen LiPo 
lädt.
ABER: Ich kann doch nur ein Regelziel haben, entweder MPPT oder 
Ausgangsspannung, oder Strom oder was auch immer. D.h. wenn ich aus der 
Solarzelle das meiste rausholen will und noch die Ausgangsspannung 
regeln möchte, dann brauche ich doch zwei Wandler die über einen 
Zwischenkreis gekoppelt sind. D.h. wenn die Ausgangsspannung 
zusammenbricht, da eine große Last angeschaltet wird, dann muss der MPPT 
Tracker einen neuen optimalen Arbeitspunkt finden. Problem ist dann er 
ist langsam, aber ich wüsste nicht wie man das ohne zweite Stufe lösen 
könnte, oder einem schnellen MPP Tracker der einen neuen Wert für jeden 
Zyklus rausspuckt.


> Das geht zwar mit einem Microcontroller, aber dazu muß man das Ganze
> schon ein wenig verinnerlicht haben. Oder man überläßt den dynamischen
> Teil einem einem Standard-PWM-IC, der dann vom Tiny passend zum MPP
> "Anweisungen" erhält. "Anweisungen", weil es keine Befehle sind sondern
> die PWM-ICs arbeiten meistens analog und man "biegt" an den Signalen.
>

Bitte korrigiere mich, aber das ändert doch am Problem nichts. Ich kenn 
die ICs so, dass sie eine Rückkopplung der Ausgangsspannung haben und 
die dann höchst dynamisch Regeln. Missbrauche ich das IC jetzt für 
meinen MPPT muss ich ja ein Vref vorgeben, welches aber nur sehr langsam 
berechnet wird. D.h. es ändert gar nichts, oder wie meinst du das genau?


> Wenn Du so etwas selber bauen willst, empfehle ich dir zuerst die
> Grunddlagen von Schaltreglern im Allgemeinen zu vetiefen. Das ist er als
> nur ein PWM-Signal. Danach kann man das mit MPP-Tracking
> kombinieren/aufrüsten.
>
> Gute Anlaufstellen sind:
> http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Vorwort/Vorwort.html
> http://schmidt-walter.eit.h-da.de/

Danke, die Seiten sind toll. Ich hatte mal Vorlesungen zu dem Thema 
gehört, ist aber schon ein bisschen her. Profi bin ich sicher nicht.

Frank K. schrieb:

> Danke, daran, dass der Attiny das ganze Aufintegrieren in Software
> machen muss, und die Tinys haben keinen Hardware-Multiplikator.

Richtig. Aber trotzdem kein Problem, sofern es sich nur um die 
Leistungsmessung für netzbetriebene Geräte handelt, also 50Hz das Maß 
der Dinge ist.

Eine 8x8-Multiplikation schafft der Tiny in genau 40 Takten. Bei einem 
Takt von ca. 8MHz (also interner Taktgenerator ohne CKDIV8-Fuse) stehen 
also pro Periode der Netzspannung 8.000.000/(50*40)=4000 theoretisch 
mögliche Multiplikationsoperationen zur Verfügung.

Lustigerweise ist so eine AVR-ADC auch sehr knapp dazu in der Lage, die 
entsprechende Menge an Strom-Spannung-Samplepaaren (mit 8Bit-Auflösung) 
in dieser Zeit zu liefern.

Alternativ kann man auch die Menge der Samples stark reduzieren, um die 
volle 10Bit Auflösung für die Messungen zu bekommen, dann sinkt aber 
entsprechend auch die Zahl der nötigen Multiplikationen stark, 
allerdings müssen diese dann wiederum je zwei Bits mehr 
ausmultiplizeren, weshalb sie wiederum deutlich länger dauern als 40 
Takte. Insgesamt, über eine Periode der Netzfrequenz, ergibt sich aber 
immer ziemlich genau derselbe Rechenaufwand.

Nach meiner Erfahrung ist eine höhere Zeitauflösung für ein möglichst 
korrektes Meßergebnis übrigens wichtiger als eine höhere Auflösung der 
Meßwerte, ich würde mich deshalb für die Variante mit "übertaktetem" ADC 
(also "gut 8Bit"-Meßwerten) entscheiden.

Aber egal, welche der beiden möglichen Extreme man wählt: kein Problem 
mit der Rechenzeit weit und breit. Man muß einfach nur programmieren 
können, dann geht das problemlos.

> Besser
> etwas mit mehr Rechenpower nehmen wie zB einen kleinen dsPIC33EP (140
> MHz) oder einen kleinen ARM.

Einfach die Schwächen der Software durch die Verwendung einer 
leistungsfähigeren Hardware auszugleichen, ist die Lösung der Dummen, 
Faulen und Gierigen.
Sie führte dazu, daß z.B. im PC-Sektor jeder Fortschritt der 
Leistungsfähigkeit der Hardware unverzüglich durch den Mehrverbrauch der 
immer lausigeren Software wieder aufgefressen wurde...

Jeder, der den ganzen Scheiß über die letzten 30 Jahre mitverfolgt hat, 
wird mir da zustimmen (müssen, auch wenn's schwer fällt).

Du kannst z.B. einen Brief mit Word2010 unter Windows7 weder schneller 
noch besser verfassen als mit Word6 unter WfW3.11, wenn beides auf 
Maschinen der jeweiligen Zeit läuft. Nur ist die Leistungsfähigkeit der 
Hardware in der Zwischenzeit mindestens um den Faktor 3000 gestiegen...

Richtig spannend ist die Sache, wenn man mal so ein Softwaresystem von 
anno dunnemals auf wesentlich neuerer Hardware aufsetzt (was nicht ganz 
einfach ist, aber oft immerhin wenigstens noch möglich).
Da kann man dann live sehen und fühlen, wie schnell Software sein 
könnte, wenn nicht mehrheitlich Dumme, Faule und Gierige deren 
Erstellung kontrollieren würden...

Carsten R. schrieb:
> Man kann die Rückkopplung aber auch anders bauen. Sie muß nicht an der
> Ausgangsspannng hängen, im Gegenteil. Vielmehr will an den Strom regeln
> mit Spannungsbegrenzung des Ausganges. Der PWM-IC kümmert sich um das
> ausregeln des Stromes. Der µC ermittelt den optimalen Sollwert für Strom
> und wird nicht mit den schnellen Ausregelvorgängen im Leistungsteil
> belastet.
>

wie im Bild?
> Man kann auch beides mit dem µC machen, wenn man mit den Details
> vertraut ist, benötigt aber oft ein paar externe Bauteile um den Strom
> zu regeln da es nicht direkt per PWM geht. Man benötigt eine Form der
> Auswertung der Wirkung der PWM.
>
Das verstehe ich nicht insbesondere den letzten Satz. Ich würde aber ehr 
eine Hystereseregelung machen. Problem hierbei ist, man muss den Strom 
ziemlich oft messen und das schafft der Tiny beim besten Willen nicht.

> Dann ist neu zu bewerten ob µC + PWM-IC oder µC + andere externe
> Bauteile am Besten wären. Für den Einstieg ist ein Regel-IC, der als
> Stromregler ausgelegt ist, vermutlich einacher.

Wenn man ein geeignetes IC findet. Die meisten haben einen FB der 
Ausgangsspannung.

Ich habe einen Artikel gefunden wo das schon mal gemacht wurde:
Wenn Du einen MPPT-Laderegler baust, läßt Du die Eingangsspannung
(PV-Modul) bis auf NENNSPANNUNG ~17,4V hockkommen und mißt den
Eingangsstrom.  Dann geht es ja durch den Schaltregler (z.B.
LM15116 mit 98% Eff), mißt den Ausgangsstrom mit einem ATtiny und
regelts dann das FB signal so hoch, das zwischen der Eingangs-
leistung und der Ausgangleistung der MPP erreicht wird.
Quelle: Beitrag "[Info] Solarpanele 20W peak für ca. 1,5 EUR pro Peak-Watt"
Verstehe ich leider nicht ganz, aber vom Prinzip her das was ich machen 
wollte.

Ich möchte im Prinzip die Funktionalität eines LT3652
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3652fd.pdf

und am liebsten ohne Schaltregler Ic, geht aber auch mit.
Kann gerade nicht mehr wirklich Denken... Morgen gehts weiter :D

Ulrich H. schrieb:
> Ein klassischen Schaltregler IC ist dabei nur bedingt brauchbar, weil
> man halt eine mehr oder weniger konstante Ausgangsspannung hat, dafür
> aber die Spannung an Eingang mehr variieren kann - insbesondere wenn man
> zu viel Strom zieht bricht die Spannung an der Solarzelle schnell ein.
>
> Die Spannung an der Solarzelle ist als Hilfsgröße brauchbar, den Strom
> muss man aber nicht extra messen - von daher stellt sich die Frage nach
> einer gleichzeitigen Spannungs und Strommessung eigentlich gar nicht.
> Auf lange Sicht ist das Ziel ein möglichst hoher Ausgangsstrom, auf
> kurze Sicht eine konstante Spannung an der Solarzelle bzw. den
> Puffer-Kondensatoren vor dem Wandler.


Und was schlägst du dann vor?

Julian Baugatz schrieb:
> MPPtracker mit Atiny861 geht problemlos.
> Denk mal drüber nach, ob du überhaupt multiplizieren mußt!

Das multiplizieren wäre nicht das Problem. Das Problem ist ehr eine 
Stromregelung zu realisieren die dann eine Schaltfrequenz mit 200 kHz 
produziert. Dazu muss ja irgednwie der Strom gemessen werden.

Ich würde einen xmega nehmen der hat zwei getrennte S&h schaltungen. 
Beide event inputs der adc werden über das event System so konfiguriert 
das man über einen Software trigger beide adc gleichzeitig startet. 
Damit bekommt man beide Ergebnisse gleichzeitig. Alternativ kann man 
wenn es um größere Stückzahlen geht Einen atm90e25 /26 nehmen. Dieser 
liefert diese Werte über spi oder uart (e26). Ich habe früher die xmega 
Variante genommen. Der e25 macht das heute in verbindung
Eines Tiny88 den ich für nen halben Euro einkaufe.

Hallo, Danke für die Antworten.
Ich werde mir jetzt noch mal ein paar Gedanken machen und mich dann in 
einem neuen Thread mit besseren Titel wiedermelden. Sonst gibt das hier 
eine komplette Themaverfehlung.

Viele Grüße
Helge