Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino Nano (China) AD-Wandler Referenz: Genauigkeit und Drift


von TomH (Gast)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich baue gerade ein Entladegerät für Modellbauakkkus und typische 12V 
7Ah Bleilinge aus USVs.

Das Erreichen der Entladeschlußspannung möchte ich mit dem internen 
AD-Wandler des Arduino Nano überwachen. Die Auflösung von 10 Bit würde 
mir genügen, die Genauigkeit kann ich ja über Poti im Spannungsteiler 
und/oder Software hintrimmen.
Wo mir aber mulmig ist, ist die Referenz. Das einfachste wäre, die im 
Nano erzeugten 5V zu verwenden. Aber wackeln die nicht mit Temperatur / 
Alterung / momentaner Belastungszustand?
An diesen 5V hängen momentan nur die Nano-Interna und ein externer 
DA-Wandler für Steuerspannung der Stromsenke und 
Sicherheits-Abschalt-Spannung.

Soll ich eine externe Referenzspannung spendieren? Einen LM10CN hätte 
ich hier.

Soll ich einen der Ausgänge des externen DA-Wandlers, der ja mit eigener 
Referenz arbeitet, auf einen AD des Nano legen und damit kalibrieren? 
Scheint mir so von hinten durchs Knie geschossen...

Oder einen externen AD-Wandler, dann gleich mit 12Bit? Gibts da was mit 
SPI und eigener Referenz (klar gibts das, aber habt Ihr einen Tipp zu 
einem günstigen gut erhältlichen?)

Oder soll ich mir keine Sorgen machen, die internen 5V sind stabil 
genug?

Viele Grüße
Tom.

von Einer K. (Gast)


Lesenswert?

Sind sie nicht.

Die 5V eignen sich für ratiometrische Messungen.

Du möchtest absolute Messungen machen, also brauchst du eine absolute 
Referenz.

Also mein Tipp:
Verwende die interne Referenz, nach einer ein Punkt Kalibrierung.
Vielleicht reicht dir das ja schon.

Weiter:
Eine Temperatur Kompensation kannst du über den internen 
Temperatursensor machen.

von Christian (Gast)


Lesenswert?

ich würde mal sagen da steht bestimmt was im datenblatt dazu wieviel 
diese 5 volt "wackeln". ich würde aber schätzen, das wenn du innerhalb 
der angegebenen belastungsgrenzen bleibst dieser drift nicht mehr wie 
50mV ist. kannst ja mal ausrechnen wie sich das auf deinen fehler 
auswirken würde.
oder aber du nimmt gleich einen linearregler die haben das im datenblatt 
angebgeben (line/load regulation). z.b. lm317 hat 0,1%line und load 
regulation. also 5-20mV abweichung typischerweise zwischen 10 mA und 
1,5A belastung.

außerdem ich verweise hier mal auf die aplication notes AVR120 und 
AVR121
dort wird z.b. darauf eingegnagnen wie man aus den 10bit auflösung bis 
zu 16 bit machen kann.

von Einer K. (Gast)


Lesenswert?

Christian schrieb:
> ich würde mal sagen da steht bestimmt was im datenblatt dazu wieviel
> diese 5 volt "wackeln".

Ein Arduino an USB kann meiner Erfahrung nach zwischen 5,2V und 4,5V 
wackeln.

PS:
Die interne Referenz scheint ein ungeliebtes Kind zu sein.
Warum?
Sind die 10% so schockierend?

von TomH (Gast)


Lesenswert?

Danke für die schnelle Rückmeldung!

Die interne Referenz hat 1,1V beim ATMega328. Das fand ich irgendwie 
unhandlich. Aber was soll's, dann muß der Spannungsteiler für die zu 
messende Spannung halt anders dimensioniert werden - da sollte ich mir 
wohl nicht ins Hemd machen.

Über Genauigkeit und Drift der internen Referenz habe ich bis jetzt 
nichts gefunden.
Also selbst wenn ich es verstehen würde, wie ich mit den von der 
Arduino-IDE angeboten programmiersprachlichen Mitteln die Temperatur des 
328 auslese, weiß ich noch nicht, wie ich diese Information zur 
Temperaturkompensation verwurste.
Auch Kalibrierung, dann halt 2 oder mehr Punkte?
Wahrscheinlich mache ich mir viel zu viel Gedanken über Temperaturdrift. 
Das fertige Gerät wird sicher nur bei Raumtemperatur verwendet. Also 
20°C im Winter und vielleicht mal 30°C im Sommer.

Mal das Datenblatt der vorhandenen LM10 Referenz angeschaut: 0,002%/°C - 
da könnte man wohl auf Temperaturkompensation verzichten :-)
Diese Referenz würde ich wohl mit ihrem internen Verstärker gleich auf 
5V einstellen und dann den Spannungsteiler der zu messenden Spannung, 
hmmm, schon wieder ein paar Widerstände mehr auf der Lochrasterplatine. 
Es gibt für gute 2€ auch simple Bausteine im DIP8-Gehäuse, wo einfach 
5,0V rauskommen.

Einen günstigen AD-Wandler mit SPI, 12Bit und interner Referenz habe ich 
hingegen noch nicht gefunden.

von TomH (Gast)


Lesenswert?

Ups, da kamen ja während meines Tippens noch weitere als die erste 
Antwort.

Also so wie ich es verstehe, macht der Arduino Nano mittles Linearregler 
5V aus den 12V Vin. Diese 5V versorgen den Digitalteil und den 
Analogteil des 328 gleichermaßen.
Ich denke jetzt auch daß eine absolute Messung damit zu ungenau ist.

Einen Linearregler als Referenz verwenden - ich weiß nicht.
Wenn ich schon entscheide, eine extrene Referenz anzuschließen, dann ist 
das ja ein weiteres bauteil auf der Platine und dann kann das auch 
gleich eine richtige Referenz sein.

10%??? Wo finde ich was darüber? Ist das Exemplarstreuung oder 
Temperaturdrift :-) Ich habe jetzt ein Diagramm zur internen Bandgap 
reference gesehen, das hat bei 5V-Betrieb, wie er im Nano nunmal 
stattfindet, schon so unsympathische Steigungen...

von Einer K. (Gast)


Lesenswert?

TomH schrieb:
> 10%??? Wo finde ich was darüber? Ist das Exemplarstreuung

Exemplarstreuung, ja.
Im Datenblatt

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

TomH schrieb:
> Über Genauigkeit und Drift der internen Referenz habe ich bis jetzt
> nichts gefunden.

Machst Du eine wissenschaftliche Arbeit oder willst Du die (End)Spannung 
eines Bleiakkus messen?

Das sind sämtliche Betrachtungen der Drift der internen Referenz 
überflüssig, die ist genau genug. Den Akku ist es sch*egal, ob 50mV 
früher oder später aus.

Irgendwo ist Schluß, man muß nicht so genau wie möglich messen, 
sondern abschätzen, wie genau nötig ist bzw. ausreicht.

Wenn Du unbedingt Driftbetrachtungen machen willst, beziehe den 
Temperaturgang des Akkus mit ein.

von m.n. (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Machst Du eine wissenschaftliche Arbeit oder willst Du die (End)Spannung
> eines Bleiakkus messen?

Vielleicht möchte er die Temperaturdrift des Bleiakkus messen?
Aber dafür reichen wohl auch einfache Referenzen.

Christian schrieb:
> dort wird z.b. darauf eingegnagnen wie man aus den 10bit auflösung bis
> zu 16 bit machen kann.

Ich würde gleich 32 Bit daraus machen, indem die 10 Bit jeweils für Bit0 
- Bit9, Bit10 - Bit19 und Bit20 - Bit29 abgespeichert werden. Für die 
letzten beiden Bit reicht dann ein Zufallsgenerator.

von Joe J. (neutrino)


Lesenswert?

Andere Idee: INA219.
Dieser misst nicht nur Spannung, sondern auch Strom und kommuniziert 
über I²C.

Gruß, Joe

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Arduino F. schrieb:
>TomH schrieb:

>> Oder soll ich mir keine Sorgen machen, die internen 5V sind stabil
>> genug?

> Sind sie nicht.

So ein Quatsch. Auf den nanos aus China sitzt ein AMS1117 als 
Spannungsregler. Der ist genauso stabil wie die meisten anderen 
Bandgap-Referenzen aus der preiswerten Sektion. Und zum Messen der 
Klemmenspannung eines Bleiakkus allemal stabil genug.

Andererseits hat der ATMega328 auf dem nano auch noch eine interne 
Bandgap-Referenz. Zwar mit ordentlich Serienstreuung, aber die relative 
Stabilität ist gut. Und einen Einpunkt-Abgleich (schon für den 
Spannungsteiler vor dem ADC-Eingang) wollte der TE ja ohnehin machen. 
Dann ist der begrenzende Faktor sein Multimeter.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Arduino F. schrieb:
> Sind die 10% so schockierend?

Ich habe es gerade nicht gelesen, aber wenn ich mich recht erinnere, 
dann ist das das absolute Maximum.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> So ein Quatsch. Auf den nanos aus China sitzt ein AMS1117 als
> Spannungsregler. Der ist genauso stabil wie die meisten anderen
> Bandgap-Referenzen aus der preiswerten Sektion. Und zum Messen der
> Klemmenspannung eines Bleiakkus allemal stabil genug.

Wie geht Daumen hoch mit Tastatur?

Vor allem was will ich denn messen? Ob ich die Entladung bei 1,89 Volt 
pro Zelle abschalte oder bei 1,8897654321 Volt. Das ist dem Akku 
ziemlich scheißegal.

von Schreiber (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Andererseits hat der ATMega328 auf dem nano auch noch eine interne
> Bandgap-Referenz. Zwar mit ordentlich Serienstreuung, aber die relative
> Stabilität ist gut. Und einen Einpunkt-Abgleich (schon für den
> Spannungsteiler vor dem ADC-Eingang) wollte der TE ja ohnehin machen.
> Dann ist der begrenzende Faktor sein Multimeter.

Einpunktabgleich ist gut, Zweipunktabgleich ist besser. Zumindest bei 
Prototypen.

TomH schrieb:
> Wahrscheinlich mache ich mir viel zu viel Gedanken über Temperaturdrift.
> Das fertige Gerät wird sicher nur bei Raumtemperatur verwendet. Also
> 20°C im Winter und vielleicht mal 30°C im Sommer.

Passt schon, ist ja für einen Bleiakku. Einfach die Ladeschlusspannung 
nicht bis zum maxial zulässigen ausreizen.
Bei geringem Ladestrom und gut belüftetem Ladegerät kann man für die 
Temperaturkompensation auch einfach die Temperatur des µC mit der des 
Akkus gleichsetzen.

von D2-Nutzer mit BMW-Z1 (Gast)


Lesenswert?

Mein Gott ist das ein Gekasper. Nimm den ADC des nano, der ist genau 
genug und die 5V als Referenz auch, für so einen Furz wie 
Batteriespannungsüberwachung ist das noch überdimensioniert.

Externe Referenzspannung, ... ihr habt doch denn Schuss noch nicht 
gehört.

von Harlekin (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

TomH schrieb:
> Über Genauigkeit und Drift der internen Referenz habe ich bis jetzt
> nichts gefunden.
Ist im Datenblatt im Bild Figure 33-34 auf Seite 395 zu finden.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-42735-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega328-328P_Datasheet.pdf

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

F. F. schrieb:
> Ob ich die Entladung bei 1,89 Volt
> pro Zelle abschalte oder bei 1,8897654321 Volt.

Mal realistisch: Meßbereich 15 Volt an 10 Bit = 1024 Schritte macht rund 
15mV pro digit Auflösung . Das Gebilde wackelt mindestens 1 Bit hin 
und her - die erzielbare Genauigkeit sehe ich bei 50 mV bzw. traue der 
ersten Stelle hinter dem Komma, mehr nicht.

> Das ist dem Akku ziemlich scheißegal.

Da bin ich vollkommen Deiner Meinung, für eine Entlade- / Ladesteuerung 
genügt das und funktioniert bei mir seit etwas über einem Jahr.

Joe J. schrieb:
> Andere Idee: INA219.

Damit habe ich gerade zwei Platinen vom Chinesen im Einsatz, mit dem 
INA219B drauf. Bei denen passt die zweite Stelle hinter dem Komma, ohne 
dass ich etwas kalibriert habe, wobei die Kameraden am unteren Ende 
(<3V) offenbar einen Offsetfehler haben.

Im Freidrahtverhau habe ich welche zerschossen, es ist also von Anfang 
an auf eine zuverlässige Verdrahtung zu achten.

Harlekin schrieb:
> Ist im Datenblatt im Bild Figure 33-34 auf Seite 395 zu finden.

Wenn ich die Drift in dem für mich relevanten Fall 0..30°C betrachte, 
kann ich sie vernachlässigen. Dass die Drift gegen Ub gerade um 5V 
relativ stark ist, ist unschön - dank 7805 steht diese aber sauber.

von TomH (Gast)


Lesenswert?

Jetzt muß sich der Threadstarter auch mal wieder melden.

Also die weiteren Antworten, die da jetzt kamen, beruhigen mich. Ich 
werde es erstmal mit den 5V des linearen Spannungsreglers auf dem Nano 
ausprobieren.

Nur leider nicht heute abend, eine Magen-Darm-Geschichte hält mich 
plötzlich auf einem äußerst niedrigen Leistungsniveau als Arbeitnehmer 
und abendlicher Bastler fest (nahe Null).

Vielleicht habe ich mich falsch ausgedrückt: Ich wollte alle möglichen 
Fehlerquellen nennen. Vor der Temperaturdrift habe ich tatsächlich wenig 
Angst, eher davor, daß so ein rödelnder Microcontroller seine 
Spannungsversorgung unregelmäßig belastet und die Meßwerte doch ziemlich 
wackeln. Klar kann man noch extensiv Mittelwert bilden, ist ja ein 
langsamer Vorgang.

Genauer als 50mV muß es natürlich nie werden, das ist auch die 
Auflösung, mit der die Entladeschlußspannung eingestellt werden kann. 
Die maximale Spannung wird 20V werden. Es soll ein universelles Gerät 
sein, mit dem man auch mal einem 18V Akkuschrauber-Akku auf den Zahn 
fühlen kann.

von Schreiber (Gast)


Lesenswert?

TomH schrieb:
> Vor der Temperaturdrift habe ich tatsächlich wenig
> Angst, eher davor, daß so ein rödelnder Microcontroller seine
> Spannungsversorgung unregelmäßig belastet und die Meßwerte doch ziemlich
> wackeln.

Wenn noch andere Sachen an den 5V hängen, dann sollte man deren 
Stromverbrauch wärend der Messung halbwegs konstant halten.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Schreiber schrieb:
> Wenn noch andere Sachen an den 5V hängen, dann sollte man deren
> Stromverbrauch wärend der Messung halbwegs konstant halten.

Unfung aus dem Leerbuch? Schaue ins Datenblatt eines 7805, wieviel 
Abweichung der bei Lastwechsel hat. Wir könnnen über mögliche Probleme 
reden, wenn Lastsprünge von mehreren 100mA auftreten und die 
Verdrahtung ungeschickt ausgeführt wurde, ansonsten auch wenig relevant.

Ratespiel: Warum nennt sich der 7805 "Regler"?

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

TomH schrieb:
> Genauer als 50mV muß es natürlich nie werden, das ist auch die
> Auflösung, mit der die Entladeschlußspannung eingestellt werden kann.

Selbst 500mV sind kein Problem.
Was soll der uC denn große Lastsprünge machen, wenn (ich glaube das 
trifft zumindest auf die meisten AVR zu) der uC einen maximalen Strom 
von 200mA zieht? Und das Mittel dagegen sind Kondensatoren, die dort 
platziert werden, wo die Hersteller die vorschlagen.

von TomH (Gast)


Lesenswert?

> Unfung aus dem Leerbuch?
In einem Leerbuch steht ja gar nichts drin, also auch kein Unfug :-)

> Selbst 500mV sind kein Problem.
Hä? Ja, 500mV Genauigkeit sollte wirklich kein Problem sein. Ein bißchen 
genauer möchte ich es aber schon.
Also nochmal langsam: Arduino, LCD-Display, Dreh-Encoder und die vor 
über 20 Jahren aufgebaute lineare Stromsenke will ich zu einem hübschen 
Gerät verheiraten, bei dem ich die Entladeschlußspannung in 
50mV-Schritten einstellen kann: 10,80V - 10,85V - 10,90V usw.
Die angezeigte Spannung während des Entladevorgangs sollte dann nicht um 
100mV herumzappeln oder wegen des Gezappels auf eine Nachkommastelle 
kastriert werden. Man ist ja neugierig und will das schön runterzählen 
sehen.

An den 5V des Nano hängt außerdem nur der externe DA-Wandler, und der 
hat während des Entladens statische Werte.

Im Datenblatt des ATMega328 steht halt viel über die mögliche getrennte 
Spannungsversorgung des Analogteils, was aber im Nano nicht umgesetzt 
wurde. Ich habe keine Ahnung, WIE unregelmäßig der 328 den Strom 
verbraucht - natürlich rödelt er einfach dauerhaft in der Main-Loop vor 
sich hin und hat Stützkondensatoren. Ich habe nur die Erfahrung gemacht, 
daß AD-Werte meistens mehr zappeln als einem lieb ist.
Wie dem auch sein, probieren geht über studieren. Heute abend 
vielleicht.

von Einer K. (Gast)


Lesenswert?

TomH schrieb:
> was aber im Nano nicht umgesetzt wurde.
Wenn der Nano nicht brauchbar ist, dann solltest du Konsequenzen aus der 
Erkenntnis ziehen.
Oder zumindest die Annahmen überprüfen.
Aber reden muss man da nicht viel drüber...

Tipp:
Verwendest du einen nackten ATMega328P, kannst du ihn nach Lehrbuch 
beschalten.

----

An die Befürworter des "5V Spannungsregler ist genau genug"...
Ihr mögt ja recht haben...
Aber dennoch schiebt ihr euch einen Stock in die Speichen.

Üblicherweise beginnt die Arduino Entwicklung am USB Port, da der 
Bootloader genutzt wird. Damit ist der 5V Regler aus dem Rennen, und man 
darf mit Gezappel an Vcc rechnen.

Auf die Art bekommt man die Spannungsfeinjustage auf dem Schreibtisch 
nicht hin, ohne Gebastel, wie 5V Leitung im USB Kabel unterbrechen, und 
Extraversorgung. Und Endkalibrierung im (fast) fertigen Gerät.

Verwendet man dagegen die interne Referenz, kann man die Kalibrierung 
auf dem Basteltisch vornehmen.

Und vom Schaltungsaufwand ist es egal, ob man Avcc oder die interne 1,1V 
als Referenz nutzt.

Übrigens:
Es gibt kein Geld zurück, wenn man die Interne nicht nutzt.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

TomH schrieb:
> Hä? Ja, 500mV Genauigkeit sollte wirklich kein Problem sein.

Für den Akku! Es soll ein Entladegerät werden.

von Schreiber (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Unfung aus dem Leerbuch? Schaue ins Datenblatt eines 7805, wieviel
> Abweichung der bei Lastwechsel hat. Wir könnnen über mögliche Probleme
> reden, wenn Lastsprünge von mehreren 100mA auftreten und die
> Verdrahtung ungeschickt ausgeführt wurde, ansonsten auch wenig relevant.

Weil die Erfahrung gezeigt hat, dass Lastsprünge manchmal unlustig sind. 
Besonders, wenn das Regelverhalten des verwendeten Reglers suboptimal 
ist!
Bei einer Versorgung aus einem 5V Schaltnetzteil ist es z.b. oft üblich 
auch Relais, Hochleistungs-LEDs u.ä. aus dem 5V-Kreis zu versorgen.

Und ja, das merkt man, wenn die LEDs per PWM gesteuert werden, während 
man misst.
Lasten mit kapazitiver Komponente (Ladungspumen z.b.) sind auch 
unlustig, da hilft auch der beste 7805 nichts mehr!

von TomH (Gast)


Lesenswert?

Ich kann mich "Schreiber" nur anschließen, es gibt bestimmt Fälle, in 
denen unregelmäßige Last an der 5V-Schiene den AD-Wert zappeln läßt. 
Auch der beschriebene Fall "einmal 5V aus Schaltnetzteil vorhanden, 
davon wird alles gespeist" ist plausibel und wohl häufig. Also ich 
glaube nicht, daß das Unfug ist.

Aber in meinem speziellen Fall bin ich safe: Ich habe 15V aus einem 
Schaltnetzteil, mit 4 Dioden in Reihe wird unten ein 3V-Anteil 
abgezwackt, die oberen 12V gehen an den Arduino. Für Stabilität dieser 
Aufteilung sorgt der Strom durch die Hintergrundbeleuchtung des LCDs. 
Das LCD hat seine 5V aus einem eigenen 7805. Die beteiligten 
Operationsverstärker hängen an den 15V, sind also gegenüber den 3V als 
virtuelle Masse unsymmetrisch versorgt. Nur der MCP4822 DA-Wandler hängt 
noch mit an den 5V des Nano.

Wie gesagt, ich bin jetzt doch ganz zuversichtlich, daß es mit den 5V 
des Nano als Referenz gut klappt.


Das mit den 500mV verstehe ich immer noch nicht.
Es soll ein universelles Entladegerät werden.
Bei einem einzelligen LiPo entscheiden 500mV über Leben und Tod des 
Akkus.
Bei einem 12V Bleiling aus einer USV möchte ich seine Kapazität messen. 
Da kann ich es auch nicht brauchen, wenn das Gerät je nach Tagesform mal 
500mV früher oder später abschaltet.
Ich möchte es schon genauer und werde es auch genauer hinbekommen.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

F. F. schrieb:
>> Hä? Ja, 500mV Genauigkeit sollte wirklich kein Problem sein.
> Für den Akku! Es soll ein Entladegerät werden.

Das ist erheblich zu ungenau. Schaue Dir eine Entladekurve von BleiGel 
an, typisch Ende soll bei 10,5 Volt sein. Ob man nun bei 11V beendet 
oder bis 10V entlädt, macht einen deutlichen Unterschied.

TomH schrieb:
> Auch der beschriebene Fall "einmal 5V aus Schaltnetzteil vorhanden,
> davon wird alles gespeist" ist plausibel und wohl häufig. Also ich
> glaube nicht, daß das Unfug ist.

Es kommt auf die Anwendung an!

TomH schrieb:
> Also nochmal langsam: Arduino, LCD-Display, Dreh-Encoder und die vor
> über 20 Jahren aufgebaute lineare Stromsenke will ich zu einem hübschen
> Gerät verheiraten

Ich sehe keinen Grund, Arduino und LCD aus getrennten Reglern zu 
versorgen. Da ich aber thermisch extrem konservativ auslege, benutze ich 
den 5V-Regler des Nano ungerne.

Du hast etwas ähnliches vor, wie ich aktuell auf dem Tisch: Akkus 
entladen. Ich habe Nano, 20x4-Display, zwei INA219, zwei MCP4725, einen 
SD-Reader und 5 LEDs - in Summe bewegt sich das um gesamt 50 
Milliampere.

Als Stromlast sitzt ein IRF540 pro Kanal direkt hinter dem DA-Wandler, 
den Regelkreis macht der Nano. Um den IRF540 zu entlasten, werden mit je 
zwei IRLZ44 Lastwiderstände zugeschaltet.

Mit dem Gebilde will ich eine NiMH bis 12V-Blei mit 50..1500mA entladen 
können, die Werte sollen zyklisch auf die SD geschrieben werden.

Ich habe Zeit, also gönne ich mir 20 Messungen, werfe die zwei Min- und 
Maxwerte weg und nehme den Mittelwert. Es gibt eine 
Versorgungsspannung, klassisch Trafo und 7805.

--------

In einem anderen Aufbau überwache ich BleiGel, da nutze ich die interne 
Referenz des AT328. Ich gucke alle Viertelstunde nach der Spannung und 
gehe wieder schlafen. Auf die erste Messung nach dem Aufwachen ist kein 
Verlass, werfe ich weg, mache delay(1) und eine zweite Messung. Ist die 
Grenze erreicht, bilde ich wieder einen Mittelwert aus 10 Meßwerten, da 
liege ich bestenfalls 30mV neben dem wirklichen Wert. Mit der 
Mehrfachmessung fange ich auch kurze Störungen weg.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Das ist erheblich zu ungenau. Schaue Dir eine Entladekurve von BleiGel
> an, typisch Ende soll bei 10,5 Volt sein. Ob man nun bei 11V beendet
> oder bis 10V entlädt, macht einen deutlichen Unterschied.

Wollte da nur mit zum Ausdruck bringen, dass das alles nicht so 
erheblich ist.
Habe täglich mit großen Batterien zu tun (bis 1000Ah) und das schon 30 
Jahre.
Es macht ohnehin keinen Sinn eine Bleibatterie zu entladen, außer im 
Betrieb. Die sollen vollgeladen weggestellt werden und sonst eine 
Erhaltungsladung bekommen.

von Schreiber (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Ich sehe keinen Grund, Arduino und LCD aus getrennten Reglern zu
> versorgen. Da ich aber thermisch extrem konservativ auslege, benutze ich
> den 5V-Regler des Nano ungerne.

Für ein LCD ist der eingebaute Regler völlig ausreichend. Braucht ja 
nicht viel Strom und die Hintergrundbeleuchtung kann man auch an einer 
nicht stabilisierten Versorgung betreiben.

von TomH (Gast)


Lesenswert?

Sodala, gestern abend ein bißchen gebaschtelt.

Ist ja ganz entspannt.
Spannungsteiler 33k - 1k Trimmer - 11k, um die 20V auf den 5V-Bereich 
des AD-Wandlers zu bringen. Dazu noch einen 100nF Stützkondensator am 
DA-Pin spendiert. Sind ja sehr langsame Vorgänge.

1-Punkt-Abgleich des Spannungsteilers mit Labornetzteil, Multimeter und 
einer einzelnen Wandlung pro Sekunde:
Das letzte Bit steht wie eine Eins.

Also noch nicht einmal eine Mittelwertbildung.

Beim Entladen von Akkus, wenn die Spannung also langsam wandert, merkt 
man schon ein hin- und herschalten des letzten Bits, wenn es gerade am 
Kippen ist.

Nun kann ich aber die Auflösung mit Mittelwertbildung noch künstlich 
aufblasen oder gar mit Software verhindern, daß wieder auf höhere Werte 
zurückgefallen wird, falls mir das nicht gefällt. Allerdings möchte ich 
auch gerne den Spannungssack bei Bleiakkus beobachten.

Ab jetzt ist es nur noch Programmierung.
Zeitmessung und Hochzählen der Kapazität muß noch rein.
Außerdem habe ich wieder festgestellt, daß die Spannungslage durch 
Innenwiderstand und Übergangswiderstände stark vom Strom abhängt. 
Deshalb werde ich wieder eine Stromanpassung gegen Entladeschluß 
einbauen.

Aber eigentlich führt das hier unter der Threadüberschrift "DA-Wandler 
des Arduino Nano" zu weit. Ich diskutiere gerne über Entladegeräte und 
zeige jetzt stolz mein eigenes, aber dann unter einem extra Thread.

Ciao Leute
Tom.

von TomH (Gast)


Lesenswert?

Mist, Stützkondensator am AD-Pin meinte ich. Nicht daß das zu 
Mißverständnissen führt.

von TomH (Gast)


Lesenswert?

Krass, wie sauber die AD-Wandlung funktioniert.

Hab noch schnell eine Mittelwertbildung aus 20 aufeinanderfogenden 
Messungen reingebracht.

Jetzt steht beim Entladen des Akkus der Wert, der der Auflösung 
entspricht, für ca. 40s kerzengerade da (z.B. 12260mV), dann wackelt er 
sich über 5-6s mit ungeraden Werten zum nächsten 20mV-Schritt weiter, 
und dann steht er wieder...

Hätte ich nicht erwartet.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

TomH schrieb:
> Allerdings möchte ich auch gerne den Spannungssack bei Bleiakkus beobachten.

Hast Du dafür eine Quelle, die den seriös beschreibt? Den Spannungssack 
kenne ich von LiSOCl2-Zellen, bei Blei ist er mir unbekannt.

> Außerdem habe ich wieder festgestellt, daß die Spannungslage durch
> Innenwiderstand und Übergangswiderstände stark vom Strom abhängt.

In meinem Aufbau Stromshunt und Schmelzsicherung habe ich 150mOhm, die 
ich einfach rausrechnen werde. Der Übergangswiderstand Messleitung / 
Anschlussklemmen ist eher undefiniert, da würde nur eine Vierpolmessung 
helfen, also Strompfad und Messung über jeweils eigene Leitungen.

> Deshalb werde ich wieder eine Stromanpassung gegen Entladeschluß
> einbauen.

?? - ich denke, Du hast eine Konstantstromlast.

TomH schrieb:
> Krass, wie sauber die AD-Wandlung funktioniert.

Das liest man doch gerne, nachdem hier alle Bedenken erfolgreich 
aufgezeigt wurden.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.