Hallo zusammen, ich habe einen Akku (bis 85V) für den ich Spannung und Strom bis 30A (bidirektional) über einen Shunt messen möchte. Die Anzeige/Auswertung soll auf einem Controller mit Display in ein paar Metern (ca. 2-5m) Entfernung stattfinden. Die auswertende Schaltung soll per Schaltregler aus dem zu messenden Akku erfolgen (der parasitäre Strom ist für mich vernachlässigbar). Ich gehe im Moment davon aus wegen der 85V nur ne low-side messung in Frage kommt. Wie würde man grundsätzlich die Schaltungsteile sinnvollerweise aufsplitten? 1. Akkuspannung (Versorgung und Mess getrennt) und den Spannungsabfall über den Shunt direkt über die lange Distanz an die auswertende Schaltung leiten? -> Wär mir am liebsten da ich dann die Schaltung kompakt aufbauen kann, aber kriegt man so noch sinnvolle Messwerte? 2. Den OP bzw. Strommess-IC nahe am Shunt platzieren, (incl. dem Schaltregler?) und dann AkkuSpannung, (Schaltungsversorgungsspannung?), sowie verstärkte Shunt-Spannung über die Distanz zur auswertenden Schaltung leiten? 3. Einen Strommess-IC mit Digitalinterface (welches?) nahe am Shunt platzieren (selbe Frage, wohin den Schaltregler?) und über die Distanz das Digitalsignal an die auswertende Schaltung geben? Wäre super wenn mir jemand Tips geben kann welche Variante sinnvoll ist und welche nicht bzw. welche Vor- und Nachteile die Varianten hätten. Vielleicht hat auch jemand ein beispiel wo ein ähnliches Szenario schon umgesetzt wurde? Habe bei meiner Suche bislang leider kein Beispiel gefunden. Viele Grüße Alec
Alec T. schrieb: > ich habe einen Akku (bis 85V) für den ich Spannung und Strom bis 30A > (bidirektional) über einen Shunt messen möchte. Warum muss es unbedingt ein Shunt sein. Mit einem Hall-Geber bist du unabhängiger und kannst messen, wo du willst. Welche Zeit- und Stromauflösung brauchst du? Welche Genauigkeit ist erforderlich?
... bis 30A, hört sich eher nach großen Strömen an. Hallgeber, aber auch Shunt sehe ich keine Probleme. Den Leistungsverlust (der eh sehr gering ist) kannst du doch kompensieren.
Wolfgang schrieb: > Alec T. schrieb: >> ich habe einen Akku (bis 85V) für den ich Spannung und Strom bis 30A >> (bidirektional) über einen Shunt messen möchte. > > Warum muss es unbedingt ein Shunt sein. Mit einem Hall-Geber bist du > unabhängiger und kannst messen, wo du willst. > > Welche Zeit- und Stromauflösung brauchst du? > Welche Genauigkeit ist erforderlich? Hall hatte ich mal ausprobiert. Ist aber schon ne Weile her. Kann mich erinnern das es da Temperaturabhängigkeiten gab und um den Nullpunkt rum sah das auch nicht so toll aus. Weiß net obs da inzwischen besseres gibt. Abtastrate würde ich mal 10ms anpeilen. Auflösung das was son 12bitter in etwa hergibt wird mir wohl reichen...
Alec T. schrieb: > low-side messung in > Frage kommt. Hall-Sensor, und Versorgung aus eigenem Akku. Messung mit ATmega328 und Übertragung per nRF24L01+. Es ist schwierig Schaltregler für 85V bei kleiner Leistung zu bekommen. Eventuell DC/DC Wandler für 120-230V, die bei 85V schon arbeiten.
Wenn Du Deinen Strommeß-Shunt lowside hast, und unter dem Shunt gesamt-GND etc., verfaelscht Dir doch der stromabhaengige Spannungsabfall am Shunt die Spannungsmessung (angenommen Spannungsteiler, Fußpunkt an eben jenem GND)?
Karl K. schrieb: > Alec T. schrieb: >> low-side messung in >> Frage kommt. > > Hall-Sensor, und Versorgung aus eigenem Akku. Messung mit ATmega328 und > Übertragung per nRF24L01+. > > Es ist schwierig Schaltregler für 85V bei kleiner Leistung zu bekommen. > Eventuell DC/DC Wandler für 120-230V, die bei 85V schon arbeiten. Ja, stimmt. Wobei der Akku ja bis 60V runter geht. Solche Netzeile wären mir da wohl zu unsicher. Eigener Akku kommt nicht in Frage. Ggf. muss die Versorgung dann wohl doch linear reduziert werden. Aber was soll der Vorteil vom Hall-Sensor hier sein? Und Funkübertragung ist mir dann doch übertrieben. War das jetzt ernst gemeint?
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eierkuchen schrieb: > Wenn Du Deinen Strommeß-Shunt lowside hast, und unter dem Shunt > gesamt-GND etc., verfaelscht Dir doch der stromabhaengige > Spannungsabfall am Shunt die Spannungsmessung (angenommen > Spannungsteiler, Fußpunkt an eben jenem GND)? Ja, aber am Shunt fallen ja nur je nach Auslegung max. 50mV oder so ab. Das würde mich nicht weiter stören. Ich sehe schon, ich muss mal n konkreten Draft machen über den man diskutieren kann. So ist das wohl zu abstrakt...
Alec T. schrieb: > Und Funkübertragung ist mir dann doch übertrieben. War das jetzt ernst > gemeint? Das kommt drauf an, was du mit dem Messwert vor hast. Wenn es sowieso digital weiter gehen soll, ist doch ein nRF24L01+ eine einfache Lösung, falls da keine Stahlwand im Weg ist.
Karl K. schrieb: > Es ist schwierig Schaltregler für 85V bei kleiner Leistung zu bekommen. > Eventuell DC/DC Wandler für 120-230V, die bei 85V schon arbeiten. 3 Watt wäre doch angemessen? 43 bis 160V rein, wahlweise 3.3/5/9/12/15/24V raus, 2 bis 3mA Eigenverbrauch, gibt's bei Reichelt angeblich ab Lager: https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-tmr-3wir-3-w-5-v-600-ma-sil-tmr-3-7211wir-p251049.html?&trstct=pos_10 eierkuchen schrieb: > Wenn Du Deinen Strommeß-Shunt lowside hast, und unter dem Shunt > gesamt-GND etc., verfaelscht Dir doch der stromabhaengige > Spannungsabfall am Shunt die Spannungsmessung? Dann miss die Spannung eben am anderen Ende des Shunt. Ein highside Shunt ist aber auch nicht besser, obwohl ich den ganz klar bevorzugen würde.
Alec T. schrieb: > Aber was soll der Vorteil vom Hall-Sensor hier sein? Schaue Dir die Bausteine von Allegro an, z.B. den alten ACS712-30. Das Ding ist galvanisch getrennt und meinen Erfahrungen nach nicht so schlecht, wie es in manchen Prucklerforen dargestellt wird.
Manfred schrieb: > Alec T. schrieb: >> Aber was soll der Vorteil vom Hall-Sensor hier sein? > > Schaue Dir die Bausteine von Allegro an, z.B. den alten ACS712-30. Das > Ding ist galvanisch getrennt und meinen Erfahrungen nach nicht so > schlecht, wie es in manchen Prucklerforen dargestellt wird. mag sein, aber nochmal, welchen Vorteil bringt mir hier die galvanische Trennung (außer das ich dann high-side messen kann)?
Alec T. schrieb: > welchen Vorteil bringt mir hier die galvanische > Trennung Überleg halt einfach mal, wie Du bidirektional, also mit Vshunt unter GND am ADC messen willst. Da musst Du eh irgendwie das Potential anheben. Also kannst Du auch den Hallsensor nehmen und hast keine Probleme mit Transienten durch Strompeaks. Alec T. schrieb: > Und Funkübertragung ist mir dann doch übertrieben. War das jetzt ernst > gemeint? Ja, kommt halt drauf an, was Du messen willst. Wenn das eine Akkukettensäge im Realbetrieb ist, wäre es schon praktisch kein Kabel zu haben. Wahrscheinlich ist es aber eh ein Opafahrrad.
Alec T. schrieb: >> Schaue Dir die Bausteine von Allegro an, z.B. den alten ACS712-30. Das >> Ding ist galvanisch getrennt und meinen Erfahrungen nach nicht so >> schlecht, wie es in manchen Prucklerforen dargestellt wird. > > mag sein, aber nochmal, welchen Vorteil bringt mir hier die galvanische > Trennung (außer das ich dann high-side messen kann)? Du kannst messen, wo Du willst, oben oder unten. Der ACS712 liefert ohne Strom halbe Betriebsspannung, also 2,5Volt. Bie negativem Strom weniger, bei positvem Strom mehr. Wenn die Auflösung genügt, brauche ich keine Klimmzüge, mit einem üblichen 5V_µC beide Richtungen zu messen. Ich habe sowohl ACS712 als auch Shuntmessung per INA219 im Einsatz, es ist immer eine Frage der individuellen Anwendung.
Alec T. schrieb: > > mag sein, aber nochmal, welchen Vorteil bringt mir hier die galvanische > Trennung (außer das ich dann high-side messen kann)? Bei 30A ist die Auslegung für den Shunt interessant, insbesondere wenn wann Verlustleistung minimieren möchte und Fehlerfälle wie Kurzschluss berücksichtigen möchte. Da kann Hall-Messung Vorteile bringen, geht aber ganz sicher auch mit anderen Nachteilen einher.
Alec T. schrieb: > mag sein, aber nochmal, welchen Vorteil bringt mir hier die galvanische > Trennung (außer das ich dann high-side messen kann)? Im Fehlerfall raucht dir u.U. nicht deine Schaltung ab. Bei Batterien kann auch, wenn es ganz ungünstig knallt, deine Batterie abschießen.
Warum nimmst Du nicht einen BMS mit eingebauten CSA von TI oder MAXIM? Kannst Du direkt an den Akku anbringen (Stringspannung) und über SPI/I2C auslesen. Wenn du Zugriff auf die einzelnen Zellen des Akkus hast kannst Du nicht nur Strangspannung, sondern auch bis 14 Zellspannungen messen. Temperaturmessung ist auch gleich noch mit drin.
Bei so hohen Strömen würde ich einen Hall Sensor versuchen. Für die Messung gibt es fertige IC's (auch für Shunt): Zum Beispiel von AD: https://www.analog.com/en/products/monitor-control-protection/power-monitors.html Die Übertragung zum Ziel würde ich mit Optokopplern trennen.
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Ich verwende solche Anfragen gerne, um wieder ein paar interessante Bauteile kennenzulernen, so auch dieses Mal nach etwas Recherche: ACS770LCB-050B-PFF-T Stromsensor auf Hall-Basis AC/DC 50A, bei dem mir die relativ gute Genauigkeit (fünfmal besser als beim ACS712) und vor allem die Bauform super gefällt. Massive Hochstromfahnen und sonst nur 3 Pins. Nur 0.1 Ohm! Buck Switcher bis zu 100 Vin (bei Analog Devices Parametrische Suche für 60-100V zu 5V/500mA gefunden. LT8630, weil aber der LT8631 für bis zu 1A keinen Cent mehr kostet, würde ich diesen nehmen. Ohne Kupfer zur Kühlung passen die Bauteile auf 2*2 cm. Zur Wandlung der Analogsignale würde ich natürlich die ADC vom MCU verwenden, aber das kann man ja machen wie man möchte. Skizze ohne Zubehör wie Kerko/Filter etc. Schön ist die Skizze nicht, aber mit gutem Willen kann man sie verstehen.
Willi S. schrieb: > LT8630, weil aber der LT8631 Leider bescheidenes Gehäuse mit GND unten drunter und leider anscheinend kaum zu bekommen. 16 Wochen Lieferzeit ist irgendwie unlustig.
Manno, könnt IHR kompliziert sein !! Gibts hier keine profunden Elektroniker mehr, nur noch Controller Nerds ? Einfach einen Stromshunt für 40A zu 150mV in die Minusleitung, an den Spannungspfad über einen Spannungsteiler die 6m Leitung dran und am Ende ein Voltmeter (ebay 173855026444) oder, wenns denn elektronischer sein soll, einen Controller dran. Nur ein, na gut 2 Bauteile und fertich
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Andreas G. schrieb: > Manno, könnt IHR kompliziert sein !! Hier im Forum werden die komplizierten Lösungen immer gegenüber den einfachen, zweckdienlichen bevorzugt. :-)
Karl K. schrieb: > Wahrscheinlich ist es aber eh ein Opafahrrad. 20s Akku wäre eher schon Größenklasse L3e oder L1e, das hat keine Pedale mehr, so schnell kann der Opa eh nicht treten.
Anwendung ist eine Brunnenpumpe. Gibt dort keinen Strom. Der Akku wird über eine kleine Solaranlage geladen und bei Bedarf schaltet sich die Pumpe ein...
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