Hi nach dem ich jetzt 2 Tagen mich mit den suchen nach ein passenen
OPAMP beschäftigt habe und nicht wirklich fündig geworden bin, wollte
ich es mal hier Probieren.
Ich suche ein OPAMP zu Spannungsdifferenzmessung der Einzelenzellen
eines s4 Lipos Spannung der einzelnen Zellen beträgt 3-4.2V und soll
über den ADC 8Bit eines XMega16 ausgewertet werden. Zur Genauigkeit die
Messspannung kann ruhig +/- 50mV abweichen von der Reelenspannung. Eine
Verstärkung wird nicht benötigt da die URef des ADC mit 5V gespeißt
wird.
MfG
Paule
Also die Ref sind externe 5V.
Hatte an INA117 gedacht eigentlich perfekt zum auswerten der Zellen, nur
der Preis mit 7 Euro das stück ist schon häftig.
schön wäre was ähnliches muss auch nicht ganz so genau sein. wie gesagt
mit +/- 50mV könnte ich leben. Da es wirklich nur zu Überwachung dient
und beim unterschreiten von 3.2V einfach abschalten soll, somit sind
noch locker 200mV luft.
Paule schrieb:> Also die Ref sind externe 5V.
Gut, dann ist das schonmal richtiger als mit der Internen. Woher kommen
die 5V
> Hatte an INA117 gedacht eigentlich perfekt zum auswerten der Zellen, nur> der Preis mit 7 Euro das stück ist schon häftig.
Das hängt natürlich von Deiner Referenz ab. Wenn Du jetzt einen 7805
oder vgl. als Versorgungsspannungs verwendest, dann braucht es keinen
INA117, dann reicht ein µA741.
Paule schrieb:> den ADC 8Bit eines XMega16 ausgewertet werden. Zur Genauigkeit die> Messspannung kann ruhig +/- 50mV abweichen von der Reelenspannung. Eine> Verstärkung wird nicht benötigt da die URef des ADC mit 5V gespeißt> wird.
Da läuft irgendwas durcheinander. Ein XMega arbeitet normalerweise nicht
mit 5V, sondern höchstens mit 3,6V und hat auch 12-bit A/D Wandler. Was
für einen MC benutzt du?
Atmega mein fehler. Also Atmega16.
Der Andere schrieb:> Die Vorgeschichte zu diesem Thread dürfte das hier sein:> Beitrag "Widerstandstoleranz bei OPAMP Subtrahierer"
Richtig das war die Vorgeschichte dazu.
Geheimtipp: So ein uC kann komplexe Rechenoperationen ausführen, z.B.
eine Subtraktion!
Ja: Du kannst zwei Werte messen, und voneinander abziehen! in Software!
WOW!
Also: Lass den ganzen Op-Amp teil weg, miss die Einzelspannungen per
stinknormalem Spannungsteiler, und rechne dir die
Einzellzellenspannungen selber aus.
Mit 4S-Lipo / 10 Bit kommst du mit der Auflösung bei der "obersten"
Zelle sogar auch noch unter deine 50mV.
Paule schrieb:> Zieht der Spannungsteiler nicht permanent Strom?
Ja sicher.
Problematisch ist hier der leakage current. Im atmega16 ist der mit 1µA
angegeben, die Impedanz des AD-Wandlers selbst mit 100 Megaohm.
Prinzipiell kann man die Werte aber so nicht glauben, weil wichtige
Kenndaten im Datenblatt fehlen.
Wenn Du also mit 100kOhm im Teiler arbeitest, sollte das noch im grünen
Bereich sein. Dann fallen am Teiler 250µW ab. Das sollte der Akku
überleben.
Thomas schrieb:> Wie wäre es mit einem LM324? Recht günstiger Quad-OpAmp, der bis 32V VCC> verträgt.
der LM324 müsste ich ja als Subtrahierer Schalten wobei dann die
Messspannung stark von der Genauigkeit der WiDerstände abhängt.
Die Schaltung von Phillip hatte ich auch schon auf den Schirm.
Paule schrieb:> Ach Thomas meinst du den LM324 nach der Instrumentenverstärkerschaltung> ?
Ja, zum Beispiel. ;-)
Im Datenblatt ist auch ein einfacherer Differenzverstärker mit 2 statt 3
OpAmps beschrieben. Da käme man mit 2 ICs für ein 4S Akku aus.
Thomas schrieb:> Im Datenblatt ist auch ein einfacherer Differenzverstärker mit 2 statt 3> OpAmps beschrieben. Da käme man mit 2 ICs für ein 4S Akku aus.
das hab ich wohl überlesen, wenn ich die Schaltung mit 3 IC in LT
Simuliere bekomme ich immer Werte mit extremer Abweichung raus.
Die Verstärkung von 1+(R4/R3) bekommt man nicht weg oder komm in der
Simulation so nur auf 1+1/3 bei 4.2V etwas über 6V was für den ADC etwas
zuhoch ist.
Könnte man nicht zwei Spannungsfolger für die hohe Eingangsimpedanz und
einen einfachen Differenzverstärker (1 Opamp) nehmen? Dann hätte man die
Verstärkung von 1. Keine Ahnung, ob damit die gewünschte Genauigkeit
erreichbar ist.
Hallo
Nur mal einen, vielleicht etwas laienhaften Gedanken. Daher bitte nicht
gleich hauen:
Wenn der MC über einen AD-Wandler verfügt und ggf mehrere Ausgänge hat
könnte man doch auch per Analogschalter die verschiedenen
Batterieabgänge kontaktieren, die einzelnen Spannungen messen und
nacheinander die Differenzen die den Zellenspannungen entsprechen
berechnen.
ichbin
Hab mal etwas weiter gegooglet und bin hier drauf gestoßen:
http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/instrum.html
Was wäre den mit der 1. linken Schaltung das müsste doch auch mit den
lm324 gehen?
Oder eben wenn ich es richtig verstanden hab beim Instrumenten
Verstärker den Rg Anschluss kurzschließen das wäre eine Verstärkung von
1 oder seh ich das falsch?
Eine andere Möglichkeit wäre z.B. noch mit Hilfe eines Switched Cap
Wandlers eine Wandlung durchzuführen, wie im DB des LTC1043 in Figure 1
beschrieben.
Ich glaube aber, du solltest besser nach fertigen Lösungen suchen. Das
Thema mehrere Zellen zu überwachen ist doch heutzutage ein
Standardproblem. Da gibt es sicher auch was fertiges.
Was für ein unübersichtliches Bauteilgrab. U2 ist zudem völlig
überflüssig.
@TO: Woraus soll den die Schaltung gespeist werden? Soll die Versorgung
aus den Akkus kommen oder aus einer separaten Versorgung?
Das ist nur die Umsetzung der Idee(n) mit den diskreten
Instrumentenverstärkern.
Kein Bauvorschlag.
Nur zum Vergleich.
U2 wäre bei einer Realisierung mit 2 Vierfach-OPV "übrig". ;)
Blackbird
Christian L. schrieb:> @TO: Woraus soll den die Schaltung gespeist werden? Soll die Versorgung> aus den Akkus kommen oder aus einer separaten Versorgung
Die Schaltung wird von den Akkus betrieben.
Blackbird
Die Idee sieht recht gut aus werd mal schauen, ob sich die gut umsetzten
lässt.
Wenn Du es nachbauen willst: Ist (fast) egal, welcher OPV.
Die OPVs sollen einen kleinen Offset haben, ihre Versorgungsspannung
sollte größer als die maximale Akkuspannung (Output-Swing
berücksichtigen) sein und geringen Stromverbrauch sollten sie auch noch
haben.
Rail-to-Rail In/OUT muss nicht sein. Die Gleichtaktunterdrückung und die
Common-Mode-Input voltage range sollte auch von ca. 2,5V (Akku leer) bis
zur max. Akkuspannung reichen (bei einer höheren Betriebsspannung).
Also suche Dir einen OPV aus.
Die negative Versorgungsspannung kann auch 0 sein.
Die Widerstände sind notfalls abzugleichen.
Der Aufwand ist gering, mit einer Lochrasterplatte hast Du das in einer
Stunde aufgebaut und kannst testen.
Erfüllt es nicht Deine Anforderungen, oder ist es nicht temperaturstabil
genug, kannst Du Dir immer noch andere Lösungen anschauen.
Blackbird
Paule schrieb:> Die Schaltung wird von den Akkus betrieben.
Dann nimm doch die Widerstände!
Was ist das denn für ein Gedanke? Meinst Du ernsthaft der OPamp Aufbau
braucht weniger Leistung als einfach Spannungsteiler?
4S-LiPo: die "obere" Zelle hat eine Spannung von ca. 12,8V - 16,8V.
ATMega16 hat einen 10Bit-ADC. Damit ist die kleinste Stufe 16800mV /
1024 = ca. 16mV.
Sollte ausreichen um die Ladeschlusserkennung / Überspannungserkennung
zu ermöglichen.
Jetzt sollten aber genug Varianten angegeben sein.
Man muss es eben nur mal rechnen und / oder ausprobieren. Reden,
schreiben, spekulieren, dauernachfragen, ... da entsteht nix, man lernt
nix und ...
Blackbird
Chris F. schrieb:> Der ADC puffert den Eingang selber und ist extrem> hochohmig.
Wobei man hier noch ergänzen sollte, dass man dem Eingang noch einen
kleinen Kondensator im unteren nF Bereich spendieren sollte. Der Eingang
mag zwar hochohmig sein, wenn aber gesampled wird, dann fließt
kurzfristig ein höherer Strom, welcher zu Fehlern bei der Messung führen
kann.
