Arduino Spannung messen Solaranlage

[Andreas (Gast)]

Hallo zusammen,

ich versuche mit dem Arduino die Spannung von den Solarpanel und der 
Batterie zu messen. Einzeln kann ich die Spannungen messen, aber sobald 
ich beide Spannungssensoren an dem Arduino anschließe habe ich eine 
Brücke zwischen den Panel und der Batterie. somit wird der Strom nicht 
mehr über den Laderegler sondern über die Sensoren an die Batterie 
weiter geleitet.
Ich benutze folgende Sensoren: 
https://www.amazon.de/gp/product/B06XHKZCD4/ref=oh_aui_detailpage_o01_s00?ie=UTF8&psc=1

VG Andreas

[Hubert G. (hubertg)]

Das Problem wird im Solarladeregler liegen. Hast du eine Schaltung 
davon?
Sehr viele Solarladeregler, schalten die -Leitung.

[Andreas (Gast)]

Nein leider nicht.
Habe schon versucht mit einem Relais, zur messung, jeweilig 
umzuschalten, funktioniert auch, aber die klickgeräusche nerven ;-)

[Andreas (Gast)]

Laderegler 
https://www.amazon.de/gp/product/B00W15BRI6/ref=oh_aui_detailpage_o06_s00?ie=UTF8&psc=1

[Gerhard O. (gerhard_)]

Der Allegro ACS712 hat einige kV Trennung zwischen Strompfad und 
Elektronik. Sieh Dir mal das Datenblatt an. Leider sind die meisten 
Import Module (eBay) nur für 5A ausgelegt.

http://www.allegromicro.com/~/media/Files/Datasheets/ACS712-Datasheet.ashx

[chris (Gast)]

Wo ist der Arduino angeschlossen , Solar oder Batterie ?

Anstelle von Vin mit Spannungsteiler zu GND wird einfach
Vin mit Spannungsteiler zu VCC geschalten und dies gemessen.

[Simpel (Gast)]

Lass den Spannungssensor am Solarpanel und und überbrücke während der 
Batteriemessung für ein paar Millisekunden den Solarregler (per Fet oder 
Relais). Dann zieht die Batterie die Spannung auf ihr Niveau und du 
misst die Batterie- bzw. Akkuspannung.

[Netzwerker (Gast)]

Wenn Du Spannung und Strom messen willst dann hast Du das Problem wie Du 
es schaltest. Wenn Du alles ohne galvanische Trennung auf einem Arduino 
zusammen führen willst musst Du (geringe) Abstriche bei der Genauigkeit 
hinnehmen, weil Du alles auf einen Massepunkt beziehen musst - sonst 
baust du Kurzschlüsse.

Am einfachsten ist:
1. nur ein Massepunkt, ich habe den Minuspol der Batterie gewählt (statt 
Minuspol der Solarzelle oder der Last)
2. Strommessungen immer in der Minusleitung (Low-Side)
3. Bei Spannungsmessung keine Masseschleifen bauen (also nur den Pluspol 
an den Messpunkt anschließen, der Minuspol ist die Masse des Arduino, 
die mit dem Massepunkt verbunden ist)

Der Messfehler ist dann die Spannung die über den Stromsensor abfällt, 
die sollte aber vernachlässigbar gering sein, sonst ist der Stromsensor 
schlecht gewählt...

Ich hab allerdings DS2740 benutzt weil mich die Ladungsmenge mehr 
interessiert als der Strom - und der DS das genauer akkumuliert und mit 
weniger Stromaufnahme als wenn ich den µC dauernd den Strom integrieren 
lasse.

[Andreas (Gast)]

Der Arduino hängt an einem USB-Port, der an einem PC betrieben wird 
(kein Raspi)

Das Problem was ich auch noch habe, das ich von Elektronik null Ahnung 
habe.
Ich bewege mich seit gut 20 Jahren beruflich in der Programmierung rum 
(C, C++, C#, Java)

[Netzwerker (Gast)]

OK, dann musst Du dir die Spannungsmessplatine und die Strommessplatine 
einfach nicht als Blackbox vortellen sondern man sehen wie die intern 
verbunden sind. Also zum Beispiel die Minus-Seite der Spannung die 
gemessen werden soll mit der Masse die an den Arduino angeschlossen 
wird? Das würde dann wenn Du je einen der Stromsensoren in der 
Plusleitung von Solarzelle und Batterie hast dazu führen dass der 
Laderegler überbrückt würde, sobald du beide "Massen" auf der 
Arduinoseite verbindest. Das würde das Verhalten deiner Schaltung 
erklären.

Aber Vorsicht, wenn zusätzlich noch der Arduino eine Masseverbindung zum 
Minuspol von Batterie oder Solarzelle bekommt hat man einen Kurzschluss 
gebaut und es könnte sich einiges in Rauch auflösen.

Such dir mal die Schaltpläne der Messmodule raus und zeichne die 
Verbindungen mit in deinen Schaltplan ein - das dürfte zur Klärung 
führen.

[Klaus R. (klara)]

Netzwerker schrieb:
> Am einfachsten ist:
> 1. nur ein Massepunkt

Dann kannst Du auch mit einem Arduino messen.
Sonst nimmst Du zwei.
mfg Klaus

[Netzwerker (Gast)]

Nochwas:

Meinst Du Spannung oder Strom - das scheint etwas durcheinander zu sein. 
Ändert aber nichts daran, wie der Laderegler überbrückt wird, wenn man 
die Massen am Arduno zusammenschließt. Jedenfalls wenn er, wie schon 
Hubert sagte, die -Leitung schaltet.

Lass einfach mal die Masseleitung von der Spannungsmessplatinen die an 
der Solarzelle hängt zum Ardunio weg. Der Arduino bracuht die Masse auf 
die er sich bezieht nicht doppelt. Von einer reicht auch.

[Simpel (Gast)]

Falls es oben nicht eindeutig war:

Den zweiten Sensor an der Batterie brauchst du eigentlich nicht. Du 
kannst sowohl Panelspannung wie auch Akkuspannung mit dem selben Sensor 
messen. Umso einfacher, falls dein Laderegler den +Pol vom Panel zum 
Akku durchgeschleift hat und über den Minuspfad regelt. Dann kannst du 
zum direkten Verbinden von Panel und Akku per N-FET die Masse des Akkus 
für ein paar ms direkt auf die Panelmasse schalten und misst in dem 
Moment dann die aktuelle Akkuspannung (mit dem selben Sensor, der am 
Panelpfad hängt).

Um einen Akku zu überwachen reicht es locker, dessen Spannung im Abstand 
von einigen Sekunden zu checken. Mann kann auch programmgesteuert die 
Messperiode verkleinern, je weiter man sich der Ladeschlussspannung 
annähert...

Hab ich in der Praxis über Monate erfolgreich gestestet mit 
18V/130W-Panel und 12V/100Ah Bleiakku. Mittlerweile mach ichs über einen 
modifizierten Stepdown, der vom Attiny85 auf Strommaximum geregelt wird.

[Netzwerker (Gast)]

Klaus R. schrieb:
> Dann kannst Du auch mit einem Arduino messen.

Genau das mache ich und messe damit die Spannung von Solar und Akku, 
sowie den Strom der in Akku 1 & 2 reingeht. Und noch ein paar 
Temperaturen.

> Sonst nimmst Du zwei.

Nee, ich lege schon den einen die meiste Zeit schlafen und hole mir die 
Ladung/Strom vom DS weil ich Strom sparen will. Das wäre kontraproduktiv 
bei einer autarken Solaranlage.

Und auch mit zwei Arduinos hätte man immer noch das Problem mit der 
Masse sobald man die wieder verbindet - und wenn auch nur beide Per USB 
an einem Rechner gehängt werden...

[Patrick J. (ho-bit-hun-ter)]

Hi

Hat hier Keiner ein Problem damit, daß ein simpler Spannungsteiler mit 
zwei Schraubklemmen und einer Stiftleiste mit:


Mit dem 3P-Steckverbinder verbinden Sie dieses Modul mit der Erweiterung 
der Platine Arduino, erleichtert Ihnen nicht nur die Erkennung von 
Spannungsbatterien, sondern auch das IICLCD1602 LCD, um die Spannung 
anzuzeigen.

beworben wird?
Was hat diese 'Platine' mit einem I2C LCD-Display zu tun?

Vll. würde es helfen, wenn man die Hintergründe 'gefressen' hätte - auch 
hätte ich Angst, Spannungen knapp an 25V hiermit 'arduinokonform' 
aufzubereiten - ja, selbst bei einem 5V-Arduino.

Denke, das Teuerste an der Platine ist das schicke Loch in der Mitte.

MfG

PS: Der TO hat ja noch Glück gehabt - als GND-Verbindungsglied zwischen 
Panel und Akku taugt das Teil nämlich nicht wirklich - hätte auch anders 
ausgehen können.

Nicht Alles, wo 'Arduino' bei geschrieben wird, taugt was oder hat gar 
einen tieferen Sinn.

PPS: Besorge Dir einen USB-Isolator!
Der ist zwar dann nicht zum Handy laden geeignet, schützt aber Deinen PC 
oder die Arduino untereinander vor bösem Strom.

[Andreas (Gast)]

Netzwerker schrieb:
> Lass einfach mal die Masseleitung von der Spannungsmessplatinen die an
> der Solarzelle hängt zum Ardunio weg. Der Arduino bracuht die Masse auf
> die er sich bezieht nicht doppelt. Von einer reicht auch.

Werde ich morgen mal testen. Sonne ist leider schon weg.

Klaus R. schrieb:
> Sonst nimmst Du zwei.
Dann habe ich den Kurzschluss über den USB-Port. schon getestet bzw. 
probiert.

Schon mal vielen Dank an alle für die Lösungshilfen.

[Andreas (Gast)]

Patrick J. schrieb:

Sorry ihren Post verstehe ich nicht ganz. Können sie mich aufklären?

[Wolfgang (Gast)]

Gerhard O. schrieb:
> Der Allegro ACS712 hat einige kV Trennung zwischen Strompfad ...

Interessiert hier eher nicht, weil das ein Current Sensor IC 
(Stromsensor IC) mit Spannungsausgang ist.

[Manfred (Gast)]

Andreas schrieb:
> Patrick J. schrieb:
> Sorry ihren Post verstehe ich nicht ganz.

Patrick sagt Dir, dass diese komischen Platinchen mit dem goldenen Loch 
vollkommen unsinnig beschrieben sind, Du hast etwas gekauft, ohne zu 
wissen, was das wirklich sein soll.

Patrick J. schrieb:
> PPS: Besorge Dir einen USB-Isolator!
Wurde ich in einem anderen Thread durchgekaut, eine Trennung der 
Arduino-Pruckelei vom PC kann dessen Tod verhindern. Deine Bastelei ist 
nicht ganz ungefährlich für den USB-port und somit das Mainboard.

[Patrick J. (ho-bit-hun-ter)]

Hi

Andreas schrieb:
> Sorry ihren Post verstehe ich nicht ganz. Können sie mich aufklären?

Nicht so förmlich, junger Padawan :)
Mich kannst Du auch Dutzen.

Diese Arduino-Spannungsmessplatine ist, so wie ich Das sehe, nichts 
weiter, als zwei Widerstände (Spannungsteiler), zwei Schraubklemmen und 
drei Stiftleisten.
Dafür Geld zu verlangen ist schon 'sportlich'.

Nun denn

Wenn Dein Arduino von der Batterie mit Spannung versorgt wird, kannst Du 
Diese recht einfach ermitteln, per Spannungsteiler!
Dieses große Wort bezeichnet nur zwei Widerstände, an Denen sich die 
Spannung proportional zu Dessen ohmschen Widerstand aufteilt.
+ 25V ----- 20kΩ ----- 5kΩ ----- GND
       +25V       +5V        0V
               Arduino           GND

25 Volt (zu messende Spannung) durch 25kΩ (Gesamt-Widerstand beider 
Widerstände) mal 5kΩ (der Widerstand näher an GND) ergeben 5V am 
Messeingang des Arduino.

Man braucht nicht für Alles im Arduino-Bereich eine (in diesem Fall 
wirklich sündhaft teure) Platine (zumindest für die gebotene Hardware, 
gefühlt im Wert keine 15 Cent).

Dein Problem ist, daß Du mit diesen Platinen die GND verbindest, also 
'Minus' der PV-Module und 'Minus' der Batterie.
Wenn der Laderegler genau diesen Minus wegschaltet und Du mit diesen 
beiden Platinen die 'Minusse' wieder verbindest, bekommt der Laderegler, 
Deine Platinen oder der Akku ein Problem.
Noch schlimmer wird Es, wenn verschiedene 'Minus-Potentiale' bei Deinem 
USB-Anschluß auftreten - dann leitet Dein PC, das Gehäuse, die 
PC-Platine diesen Strom 'irgendwohin' - wenn dabei einige Ampere 
zusammen kommen, wird auch hier die schwächste Hardware am stärksten 
rauchen.

Das größte Problem bei diesen Platinen ist, daß Du als Endkunde gar 
nicht das Hintergrundwissen haben musst, was Du Da wirklich zusammen 
klemmst - es steht 'Arduino' dran und kann sogar die Spannung auf einem 
LCD anzeigen ... irgendwie ... zumindest wird Das in der Anzeige 
geschrieben.

Dir dagegen brennt (wort-wörtlich !!) eine der Platinen ab, Dein PC geht 
aus une von den Arduinos überlebt auch nur Einer - und Du hattest keine 
Chance, Das vorher zu erahnen.

Sehr viel um den Arduino-Rummel herum suggeriert, daß man ALLES einfach 
so zusammen stöpseln kann - zu >80% klappt Das, wenn aber nicht, dann 
eben nicht - Mal mit mehr toter Hardware, Mal nur mit verbrannten 
Fingern, weil Da was warm wurde und man dann doch noch Schlimmeres 
verhindern konnte.

MfG

[Netzwerker (Gast)]

Wenn man noch mal auf die Platinchen schaut dann kann man erkennen, dass 
das ein 30kOhm:7,5kOhm Teiler ist. Was mich allerdings jetzt total kirre 
macht ist, dass die Schaltung folgende ist:

Arduino Seite      zu messende Spannung

+/-      o----o-----o VCC
(nicht zu     |
erkennen)    .-.
             | |  7,5k
             | |
             '-'
              |
Analog   o----o
              |
             .-.
             | | 30k
             | |
             '-'
              |
              '------o GND

Oder hab ich da ein Knick in der Optik? Das ist doch Quark!

Ich meine Arduino "Minus" (GND) oben links würde gar kein Sinn machen, 
aber auch mit "Plus" (VCC) - ein auf VCC bezogener Spannungsteiler? WTF?

[Wolfgang (Gast)]

Andreas schrieb:
> Einzeln kann ich die Spannungen messen, ...

Dann ist doch gut. Wenn du dir jetzt noch für 1,60€ einen zweiten 
Arduino kaufst und die Daten per Optokoppler zum ersten überträgst, 
passt doch alles.

[Andreas (Gast)]

Hallo zusammen

habe wie Patrick J. schrieb:
> + 25V ----- 20kΩ ----- 5kΩ ----- GND
>        +25V       +5V        0V
>                Arduino           GND

den Spannugsteiler auf gebaut. Funktioniert im jeweiligen Stromkreis 
(Solarpanel / Batterie)

Netzwerker schrieb:
> Am einfachsten ist:
> 1. nur ein Massepunkt, ich habe den Minuspol der Batterie gewählt (statt
> Minuspol der Solarzelle oder der Last)

Bei einem gemeinsamen Massepunkt kann ich nur die Batteriespannung 
messen.

Ich hab auch mal mit dem Multimeter nachgemessen, wenn ich:
+ Solarpanel / - Solarpanel = Spannung Solarpanel
+ Solarpanel / - Batterie = Spannung Batterie

Jetzt stellt sich die Frage bei mir, ob ich die Spannung nicht 
galvanisch getrennt messen kann? Was brauche ich dazu? Wie schließe ich 
das an einem Arduino an?

Zur Info: ich bin ein Anfänger in diesem Thema.

Vielen Dank im voraus für eure Hilfestellung.

VG Andreas