Mittels AVR möchte ich die 9V der Batterie (9V Block) überwachen der
gleichzeitig die Schaltung speist. Anbei ein Schaltungsvorschlag. Kan
mal jemand drübergucken ob grobe Fehler drin sind?
Die ganze Schaltung läuft mit 3,3V dank eines LP2950ACZ3,3.
1.
Sind die Widerstände R15, R16 zu groß? Mit diesen sollte ein Strom von
ca. 0,3mA fließen, bei voller Batterie = 9,3V.
2.
Das Ein/Ausschalten des Messkreises soll per µC gesteuert werden.
Passen die Transistoren? In der Originalschaltung wurden andere benutzt
(NTR0202PL und BC817), diese habe ich aber grad nicht da.
Kann man in der Art machen.
Einfacher wärs, einen anderen Regler zu benutzen (TPS78833 z.B.), spart
50µA Ruhestrom und einen hochohmigeren Spannungsteiler wählen, >180k
Gesamtwiderstand.
Warum überhaupt 3,3V-Versorgung aus einer 9V-Batterie?
Q_M schrieb:> 1.> Sind die Widerstände R15, R16 zu groß? Mit diesen sollte ein Strom von> ca. 0,3mA fließen, bei voller Batterie = 9,3V.
die sind nicht zu groß, die sind zu klein!
Hier besser SEHR VIEL größere Widerstände verwenden und den Fehler durch
den Innenwiederstand des ADC rauskalibrieren. Kann man sich auch gleich
noch Transistor und Mosfet sparen.
Erforderliche Korrekturwerte hierzu im EEprom des µC speichern.
noch größer? Wie klein darf denn der Strom werden?
Kann man bei genügend kleinem Strom die Transis weglassen und direkt
über einen GPIO Pin nach Massen schalten? Laut Datenblatt ist so ein
GPIO Pin mit max. Strom von 40mA belastbar.
Schreiber schrieb:> Hier besser SEHR VIEL größere Widerstände verwenden und den Fehler durch> den Innenwiederstand des ADC rauskalibrieren.
Das finde ich nicht gut. Wenn er die Widerstände noch größer macht,
braucht
er auch gar nicht mehr messen, denn ohne (bzw. sehr geringer) Last
steht die Spannung immer gut da. Er will ja wissen, wie lange er sich
noch auf seine Batterie verlassen kann, da muß man schon mal ein
bisschen
Strom fließen lassen.
MfG Paul
Q_M schrieb:> Die ganze Schaltung läuft mit 3,3V dank eines LP2950ACZ3,3.
Was soll das überhaupt mit dem 9V-Block? Wird da noch etwas anderes mit
versorgt, das diese 9V braucht?
mfg.
Q_M schrieb:> noch größer? Wie klein darf denn der Strom werden?
das hängt davon ab wie hoch der Innenwiderstand des ADC ist und wie sehr
dieser schwankt.
Versuchs mal mit 2M und 1M
anschließend eine Kalibrierkurve (Batteriespannung/Messwert) aufnehmen
und etwas Rechnen.
Um genauere Messwerte zu erhalten die Spannung messen, eine Sekunde
warten (ADC so lange nicht verwenden) und dann nochmal messen. Den
ersten Messwert verwerfen und nur den zweiten verwenden.
Paul Baumann schrieb:> Das finde ich nicht gut. Wenn er die Widerstände noch größer macht,> braucht> er auch gar nicht mehr messen, denn ohne (bzw. sehr geringer) Last> steht die Spannung immer gut da.
0,3mA sind afür aber definitiv zu wenig. Notfalls muss er halt während
der Messung den Stromverbrauch künstlich erhöhen, etwa indem er alle
LEDs einschaltet
Bei hinreichend großen Widerständen ist der Strom durch den
Spannungsteiler und damit auch der Ruhestromverbrauch der Schaltung
vernachlässigbar. Er könnte sich dadurch Transistor+Mosfet+zusätzlichen
Pin sparen.
Schreiber schrieb:> 0,3mA sind afür aber definitiv zu wenig.
Ja natürlich. Du aber rätst ja zu noch größeren Widerständen -das
wunderte
mich und wundert mich noch immer.
MfG Paul
Ohne auf deine Schaltung einzugehen (die in der Tat etwas veraendert
werden muesste) wie waere es mit dieser Alternative?
Ich hab das nur auf die Schnelle zusammengepfrimelt ohne auf
Prozessortyp/Spannungswerte zu achten:Mir geht's nur um's Prinzip.
R2 wird ueber einen freien I/O-Pin kurz vor jeder Messung auf Masse
geschaltet.Dann machst du die Messung am Knotenpunkt von R1/R2 und legst
danach R2 wieder High um nicht unnoetig die Batterie zu belasten- jo und
das war's dann auch schon.Einfacher geht's doch nicht oder?
Ich verwende uebrigens dieses Prinzip in meiner Led-Taschenlampe um eine
Tiefentladung der Li-Ionzelle zu vermeiden.
Toxic schrieb:> Ohne auf deine Schaltung einzugehen (die in der Tat etwas> veraendert> werden muesste) wie waere es mit dieser Alternative?> Ich hab das nur auf die Schnelle zusammengepfrimelt ohne auf> Prozessortyp/Spannungswerte zu achten:Mir geht's nur um's Prinzip.> R2 wird ueber einen freien I/O-Pin kurz vor jeder Messung auf Masse> geschaltet.Dann machst du die Messung am Knotenpunkt von R1/R2 und legst> danach R2 wieder High um nicht unnoetig die Batterie zu belasten- jo und> das war's dann auch schon.Einfacher geht's doch nicht oder?> Ich verwende uebrigens dieses Prinzip in meiner Led-Taschenlampe um eine> Tiefentladung der Li-Ionzelle zu vermeiden.
war ja mein Vorschlag. Also wenn das auch bei dir funzt, würde ich
mitgehen.
Messvorgang geschieht eh nur alle 60s.
Thomas Eckmann schrieb:> Q_M schrieb:>> Die ganze Schaltung läuft mit 3,3V dank eines LP2950ACZ3,3.>> Was soll das überhaupt mit dem 9V-Block? Wird da noch etwas anderes mit> versorgt, das diese 9V braucht?>> mfg.
ja, da hängt noch ein Geigerzähler dran (aus 9 mach 400 Volt :-)
Paul Baumann schrieb:> Schreiber schrieb:>> 0,3mA sind afür aber definitiv zu wenig.>> Ja natürlich. Du aber rätst ja zu noch größeren Widerständen -das> wunderte> mich und wundert mich noch immer.
ganz einfach:
Um die Batterie zu prüfen sind 0,3mA zu wenig, um den Spannungsteiler
dauerhaft an dieser hängen zu lassen viel zu viel.
Daher mein Vorschlag:
1. hochohmiger Spannungsteiler der dauerhaft an der Batterie hängt
2. zusätzlich während der Messung den Stromverbrauch der Schaltung
künstlich erhöhen, etwa indem man alle LEDs einschaltet
Q_M schrieb:> war ja mein Vorschlag.
Hatte ich nicht gelesen/gesehen.
Das einzige "kritische" an meiner/unserer ;-) Schaltung ist,dass beim
hochlegen von R2 die 9V direkt ueber den R1 auf den uC-Eingang
kommen.Dieser muss also recht hochohmig dimensioniert
werden(ab100k-gefuehlt).Ueber die interne Clampdioden ist das aber kein
Problem fuer den uC.
Meine Taschenlampe laeuft mit 3.7V Li-Ion - da hab ich das Problem mit
den 9V nicht.....
Was die Originalschaltung anbelangt:
R19 koennte wesentlich hoeher dimensioniert werden - 50k-100k...zumal
der Kollektorwidertsand mit 100k schon extrem hochohmig ist.
R16/R15 kann man lassen solange die Messungen nur alle 60 Sekunden
erfolgen,ausserdem bilden sie zusammen etwa einen 7k "Ri" - bei einem
Pic z.B soll der Ri unter 10k liegen um das Messergebnis nicht zu
verfaelschen.Also dies sollte ok sein.
Hättest du bei der ersten Schaltung noch einen Taster vom Gate des FET
nach GND geschaltet, hättest du damit gleich deine Schaltung einschalten
können.
Q_M schrieb:> Passen die Transistoren?
Ja.
11k/20k sind auch in Ordnung, so misst der Eingang auch ohne
Pufferkondensator richtig, d.h. die maximal 3uA Eingangsstrom stören das
Messergebnus sicht mal um 1%, 110k/200k würde schon 10% Messfehler
möglich machen.
Da der uC währenddessen an der Batterie hängt, misst man auch unter der
realen Belastung.
Aber mir wäre das zu viel Aufwand.
R15/R16 dürften noch etwa 2 mal größer werden, wenn es sein muss. Bei
einer nur seltenen Messung ist das aber nicht so kritisch. R19 darf viel
größer werden 100 k sind OK, wenn der Aufbau kompakt ist.
Die Alternative wäre sonst noch ein sehr hochohmiger Teiler, der immer
dran hängt und ein Kondensator als Puffer. Also etwa 10 M, 2,7 M und 22
nF. Da können aber Leckströme schon stören, braucht dafür aber keinen
extra Pin.
Deine Schaltung ist (entgegen mancher Unkerei) sehr gut!
Die 0,3 mA sind zum Messen voll ausreichend:
Bei Atmel heißt es: Der Quellwiderstand für eine ADC-Messung
sollte <= 10 kOhm sein. Du kannst also bei R16/R15 sogar auf
15k/30k hochgehen (Ri = 10 kOhm).
- Bei PIC ist es wohl ähnlich.
Für R19 (Basiswiderstand) würden auch Werte von >= 15 kOhm
reichen.
Tipp, falls die Messwerte zu sehr zappeln:
Schalte noch 0,47 nF gegen Masse an den ADC-Eingang und warte
100 µs nach dem Einschalten von Q1.
was meint ihr zum Vorschlag ohne den Transi-Schaltkram drumrum? Einfach
die Masse an R16 durch ein GPIO Pin realisieren? Wie gesamt bis 40mA
laut Datenblatt möglich.. Was spricht dagegen?
Q_M schrieb:> was meint ihr zum Vorschlag ohne den Transi-Schaltkram drumrum?> Einfach> die Masse an R16 durch ein GPIO Pin realisieren? Wie gesamt bis 40mA> laut Datenblatt möglich.. Was spricht dagegen?
Dann liegen die 9V über 20K permanent am Eingang. Die überschüssige
Spannung wird über die internen Schutzdioden abgeleitet. Da geht nichts
kaputt aber es fliesst ständig Strom.
mfg.
das passt schon so. Der Vorteil von deiner Schaltung ist, dass sie
keinen Strom braucht, wenn nicht gemessen wird.
Ich würde noch z.B. 100n parallel zu R16 schalten. Das reduziert zwar
die Bandbreite, verhindert aber einen Fehler duch Aufladen des
Samplekondensators und filtert Mist heraus. Die Bandbreite ist bei der
Messung der Batteriespannung egel, so schnell ändert sich die ja nicht.
Wichtig: Ein paar Tau (z.B. 10ms) zwischen Einschalten und Messen
warten.
Was aber ungünstig ist, ist der Spannungsregler, wurde oben schon
erwähnt!. Ich nehm immer z.B. den hier: TPS70927 (gibts auch mit 3V3).
Immer daran denken: Jedes µA kostet so ca. 8,8mAh / Jahr. 100µA sind
schon mehr als ein ganzer 9V-Block.
Q_M schrieb:> Mittels AVR möchte ich die 9V der Batterie (9V Block) überwachen der> gleichzeitig die Schaltung speist. Anbei ein Schaltungsvorschlag. Kan> mal jemand drübergucken ob grobe Fehler drin sind?
passt. Entgegen manch einem hier vorgeschlagenem Unsinn ist Deine
Schaltung zwar tick aufwändiger, dafür aber sauber aufgebaut.
Gruß,
M.
WehOhWeh schrieb:>> Was aber ungünstig ist, ist der Spannungsregler, wurde oben schon> erwähnt!. Ich nehm immer z.B. den hier: TPS70927 (gibts auch mit 3V3).> Immer daran denken: Jedes µA kostet so ca. 8,8mAh / Jahr. 100µA sind> schon mehr als ein ganzer 9V-Block.
Ja, würd ich auch nehmen, hat der Reichelt aber nicht. Und da bestell
ich doch immer :)
Kann man das bei TI sampeln, Ohne Firmen-Accout ?
wenn ich zwischen den R's dann am ADC einlese, schwankt es dort ganz
gut, einige zentivolt. Bei niedrigen SPannungen mehr. Müsste dann am zu
kleinen Strom liegen der zum ADC geht, oder? Mein Multimeter (digital)
zeigt maximal einige µA am ADC an.
Kann man den ADC-innen Widerstand irgendwie verkleinern?
Werner M. schrieb:> Q_M schrieb:>> Kann man den ADC-innen Widerstand irgendwie verkleinern?>> Und dann?
na weil ich mehr Strom auf den Schläuchen hätte um den ADC zu speisen.
Habe mal den Spannungsteiler geviertelt (5k und 2,75k). Hat aber nichts
gebracht. Die Spannung am ADC Eingang schwankt dort weiter um +/- 0,2V.
Versteh ich nicht.
Q_M schrieb:> Die Spannung am ADC Eingang schwankt dort weiter um +/- 0,2V.
Womit hast du das gemessen? Und wie stabil ist die Spannung der
9V-Batterie dabei?
Nimm mal versuchsweise an Stelle der 9V Batterie ein vernünftiges
Labornetzteil.
Mach den Spannungsteiler wieder hochohmiger, schalte vom ADC-Eingang
einen 1n bis 4,7n Kondensator nach GND.
Dann misst du nicht einmal sondern 8mal oder besser 16mal und bildest
den Mittelwert daraus. Dann hast du auch ein vernünftiges Ergebnis.
Dann solltest du dir überlegen ob es nicht besser wäre die interne 1,1V
Referenz zu verwenden.
Kondensatoren an AREF und AVCC sind hoffentlich vorhanden.
Hubert G. schrieb:> einen 1n bis 4,7n Kondensator nach GND.
habe nur 100nF, sollte doch auch gehen?
> Dann solltest du dir überlegen ob es nicht besser wäre die interne 1,1V> Referenz zu verwenden.
was macht das fürn Unterschied zum internen AVcc ?
> Kondensatoren an AREF und AVCC sind hoffentlich vorhanden.
ja, 100nF
Q_M schrieb:> habe nur 100nF, sollte doch auch gehen?
Ja, du solltest nur nach dem Einschalten des Spannungsteiler etwas
warten, so etwa 20ms.
Q_M schrieb:> was macht das fürn Unterschied zum internen AVcc ?
Die 1,1V sind noch etwas konstanter als AVCC.
anderer Vorschlag ist im Anhang.
Nun mit N-Kanal FET und direktem Gate am GPIO vom 3,3V Pegel.
Kann das so ebenfalls funktionieren? Der FET sollte bei 3,3V genügend
durchschalten. Bin nur unsicher, ob das Source so mit dem Spannungteiler
verbunden werden kann, das dann auf Masse geht.
Als Hauptunterschied zur Ursprungs-Schaltung bin ich nun nicht mehr von
der Batterie-Spannung abhängig, die ja irgendwann unter U_GS sinken
konnte.
Wird nicht funktionieren.
Das Gate muss um mindestens, lt. Datenblatt, 1,8V positiver sein als
Source damit der FET zu leiten beginnt. Du hast im optimalen Fall etwa
1,5V an Source.
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