Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannung zwischen 0-10V mit ADC messen, jedoch ohne Verluste eines Spannungsteilers.


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Christian S. (dragony)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich möchte gerne eine Serienschaltung von 8 Superkondensatoren bauen. 
Bei jedem einzelnen soll die Spannung gemessen werden. Der dazugehörige 
µC wird mit 2.5V betrieben.

Ich grüble jetzt schon die ganze Zeit darüber nach, ob man nicht 
irgendwie den Spannungsteiler bei jeder Zelle vermeiden kann. Es gibt da 
nämlich zwei Probleme, die mich nerven.

1. Ein Spannungsteiler verbraucht permanent Strom. Und das ganze habe 
ich 8 mal. Abschalten lässt er sich nicht. Würde ich z.B. den Widerstand 
an Masse via NMOS abschalten (was an sich schon ein übertriebener 
Aufwand ist), würde die Spannung am µC sofort ansteigen und über die 
Schutzdiode abfliessen. Ein PMOS anzusteuern ist ohne vertretbaren 
Aufwand und ganz eigenen Stromverbrauch unmöglich.

2. Die Zellen werden ungleichmässig belastet, da alle Spannungsteiler 
gegen Masse geschaltet sind. Ich wüsste nicht, wie ich jeden 
Spannungsteiler gegen den Minuspol der zugehörigen Zelle schalten soll, 
da eine Messung mit dem µC wegen dem Potentialunterschied nicht mehr 
möglich ist.

Als Lösung fällt mir bisher nur ein ADC ein, der nunmal die 10V der zu 
erwartenden Maximalspannung an den analogen Eingängen verträgt. Er muss 
aber obendrein mit der Versorgungsspannung von 2.5V auskommen. Leider 
habe ich sowas nicht gefunden.

Also brauche ich wohl einen stromlosen Spannungsteiler......... hat 
jemand ne Idee? ;)

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Du kannst mittels nichtinvertierender OPV-Schaltung 8 Eingänge mit 
extrem hohem Innenwiderstand aufbauen, so daß dessen Wirkung geringer 
als die Selbstentladung ausfällt. CMOS-Typen wären erste Wahl. Dahinter 
kannst Du anschließen was beliebt.


MfG

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi

Vll. etwas weit hergeholt ...
Kann man mit Analog-Schaltern die Einzelspannung auf einen 
'Mess-Kondensator' geben (Dieser gleicht sich an die Spannung des zu 
Messenden C an), um Diesen dann, ebenfalls wieder per analog-Schalter, 
an GND und dem ADC 'anzuklemmen'?
Der recht hohe Widerstand der Analog-Schalter dürfte hier keine große 
Rolle spielen, da wir im Betrieb von keinem großen Unterschied und somit 
Stromfluß ausgehen können.

MfG

von Christian S. (dragony)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nachtrag: Gemessen werden soll einmal pro Sekunde.

@Christian: Das mit dem OpAmp schaue ich mir mal an. Die gibts günstig 
auch als 4er Versionen. Damit könnte ich die Superkondensatoren in der 
Tat quasi unbelastet messen. Der Strom kommt dann von der externen 
Spannungsquelle für den µC.

Allerdings brauche ich dahinter auch wieder einen Spannungsteiler. Oder 
kann man Verstärkungen <1 realisieren? Das wäre ja dann schon quasi ein 
richtiger Halbleiter-Spannungsteiler.

von Mani W. (e-doc)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Patrick J. schrieb:
> Kann man mit Analog-Schaltern die Einzelspannung auf einen
> 'Mess-Kondensator' geben (Dieser gleicht sich an die Spannung des zu
> Messenden C an), um Diesen dann, ebenfalls wieder per analog-Schalter,
> an GND und dem ADC 'anzuklemmen'?

Nennt sich dann "Sample & Hold", mit leckstromarmen Kondensatoren...

von Christian S. (dragony)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie gesagt habe ich keinen ADC gefunden, der 10V aushält.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Vu < 1 geht nicht. Es geht um  die Elektrometerschaltung. Wenn da am 
Eingang Nanoampère fließen, dürfte das immer noch weniger als die 
Selbstentladung sein.

MfG

: Bearbeitet durch User
von Peter (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es gibt spezielle Balancer ICs diese Anwendung.

von SonicHazard (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Christian S. schrieb:
> eine Serienschaltung von 8 Superkondensatoren...
> die 10V der zu erwartenden Maximalspannung

Macht 1,25V am Kondensator. ??

Christian S. schrieb:
> Er muss aber obendrein mit der Versorgungsspannung von 2.5V auskommen.

Dann sind die üblichen Analogschalter nicht zu gebrauchen.
Hier brauch man "Ultra Logic level (1.8V rated)"

Wenn aber

Christian S. schrieb:
> via NMOS abschalten

schon ein übertriebener Aufwand ist kann ich auch nicht mehr 
weiterhelfen!

von Dr. Sommer (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
BMS ICs sind genau für sowas gemacht, z.B. LTC6804 oder einfachere.

von Possetitjel (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Christian S. schrieb:

> Ein PMOS anzusteuern ist ohne vertretbaren Aufwand
> und ganz eigenen Stromverbrauch unmöglich.

???

Source an Plus; Gate über 100k Pullup auch auf Plus.
P-FET ist in Ruhe gesperrt; über Gate fließt kein Strom
ab. Über Pull-Down und weiteren Transistor kann der P-FET
bei Bedarf leitend geschaltet werden.

Beitrag #5191195 wurde vom Autor gelöscht.
von SonicHazard (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dr. Sommer schrieb:
> BMS ICs sind genau für sowas gemacht, z.B. LTC6804 oder einfachere.

Aus dem Datenblatt:
"The LTC6804 draws most of its power from the V REG input pin.
5V ±0.5V should be applied to V REG."

von Bastler (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Warum zum Henker wollt ihr dafür eine Elekrometer-Beschaltung am OP 
bauen? Die ist doch nicht mal für DC geeignet. Ein einfacher, nicht 
invertierender, hochohmiger OP reicht doch wohl. Der kann dann auch 
Verstärkungen <1.

von Karl (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie groß ist die selbstentladung der Kondensatoren?  Und was hängt dran? 
Stören die paar uA eines spannungsteilers wirklich? Sonst mit Translator 
wegschalten. Leckstrom beachten.
Oder nochmal Recherche bzgl entsprechender ICs.

von Timmy (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie soll man mit einem einfachen OpAmp eine Verstärkung <1 hinbekommen?

von Thomas R. (sunnyingtom)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

von Timmy (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thomas R. schrieb:
> so:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Instrumentenverst%C3%A4rker

Das ist kein "einfacher, nicht invertierender, hochohmiger OP reicht 
doch wohl. Der kann dann auch Verstärkungen <1." <<< Zitat "Bastler".

von Klaus R. (klara)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Christian S. schrieb:
> ich möchte gerne eine Serienschaltung von 8 Superkondensatoren bauen.

Ich kennen ein Problem bei Serienschaltungen von Elkos. Die Elkos und 
sicher auch die Superkondensatoren, haben Leckströme. Unterschiedliche 
Leckströme wirken sich auf die Spannungen der einzelnen Kondensatoren 
aus. Das ist wie ein Spannungsteiler. Man sollte darauf achten, daß die 
zulässigen Kondensatorspannungen nicht überschritten werden.
mfg klaus

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.