Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

pomiar 19 ogniw (15V) w baterii 300V, separacja galwaniczna Atmega8

19 Paź 2011 12:16 2731 10
  • Poziom 14  
    Witam, potrzebuję zrobić układ badający ciagle stan poszczególnych ogniw w baterii o napięciu ok. 300V DC. Będzie to 19 punktów pomiarowych z poszczególnych ogniw-modułów (każdy ok. 15V). Wartość tych napięć ma być monitorowane przez procesor Atmega8, albo cos podobnego i gdy jakikolwiek moduł osiągnie zbyt niskie i zbyt wysokie napięcie nastąpi alarm. Może zastosuję 5 układów MCP3424 (4x18bit ADC I2C), jednak aby przesłać dane do procesora muszę używać wspólnej masy, a nie może to być ta sama masa co z akumulatora 300V. Gdybym dał w każdym module rezystor z transoptorem, uzyskałbym na wyjściu transoptora proporcjonalne napięcie do jego wejscia. Wiem, że nie liniowe, ale skalibrowałbym to oprogramowaniem w procesorze. Chodzi o uzyskanie niskiej ceny, 19 sztuk tansoptora PC817 to 19x50gr.
    MCP3422 to 15zł sztuka. Dlatego odpadają wzmacniacze operacyjne i układy typu IL300. A może jest jakieś inne rozwiązanie?

    pozdrawiam

    Wiesiek
  • Relpol przekaźniki
  • Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    Witaj,
    Piszesz o 18bitach, ale nie piszesz jaka dokładność musi być zapewniona. Dla 8 bitów będzie to 15V/256 = 0,06V = 60mV - wystarczy?
    Tym bardziej, że użyć chcesz transoptorów i kalibrować pomiary.

    Jeżeli więc 8-10 bitów wystarczy, to może jakieś dwie ATmegi lub ATtiny (po 10 kanałów ADC) połączone Master-Slave i temat załatwiony.
  • Poziom 14  
    Powinien mieć rozdzielczość 0,01V.
    Tak, 19 izolowanych układów Attiny13 i optoizolowane wyjścia cyfrowe do głównego procesora, to tez dobre rozwiązanie.
    Zwracam uwagę, że bateria ma 300V, nie mogę łaczyć mas tych 19 układzików, muszą być izolowane całkowicie.

    Dodano po 2 [minuty]:

    dondu napisał:
    Jeżeli więc 8-10 bitów wystarczy, to może jakieś dwie ATmegi lub ATtiny (po 10 kanałów ADC) połączone Master-Slave i temat załatwiony.

    Nie do końca załatwione, podanie do układu początku pinu z baterii i końca daje 300VDC, spali sie wszystko.
  • Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    rudzik6 napisał:
    Powinien mieć rozdzielczość 0,01V.

    A w jakim celu, aż taka dokładność przy 15V/ogniwo?
    Pomijam już fakt, że prawdopodobnie kalibracja nie pozwoli Ci osiągnąć takiej dokładności. O szumach na ADC już tylko wspomnę. Podobnie o temperaturze ogniw vs ich napięcie.


    rudzik6 napisał:
    Tak, 19 izolowanych układów Attiny13 i optoizolowane wyjścia cyfrowe do głównego procesora, to tez dobre rozwiązanie.

    Czemu aż 19? Czyżby ogniwa były daleko od siebie?


    rudzik6 napisał:
    Zwracam uwagę, że bateria ma 300V, nie mogę łaczyć mas tych 19 układzików, muszą być izolowane całkowicie.

    Po to stosujesz transoptory, by oddzielić galwanicznie poszczególne ogniwa baterii od mikrokontrolerów, których masa może być wspólna.


    rudzik6 napisał:
    Nie do końca załatwione, podanie do układu początku pinu z baterii i końca daje 300VDC, spali sie wszystko.

    Odnoszę wrażenie, że nie za bardzo sam wiesz co proponujesz, albo opisałeś to w taki sposób, że ja nie łapię o co Ci chodzi. Dobrze by było, abyś na kartce narysował jak Ty to widzisz i załączył ją tutaj jako grafikę. To pozwoli znaleźć rozwiązanie.
  • Relpol przekaźniki
  • Poziom 14  
    Postaram sie w domu narysować.
    Wyobraź sobie 19 modułów każdy po 15V, połaczone szeregowo, tak, że tworzą ok. 300VDC. I teraz chcę monitorować każde ogniwo-moduł, czy jest nie za mocno naładowane, rozładowane. Więc wychodzi z tej baterii 19 kabelków z każdego węzła szeregowego połaczenia. Pomiar jednego modułu to nie jest wysokie napięcie, ale gdy właczymy wszystkie te 19 kawelków do jednego urządzenia np. na Atmega, to napięcie pomiędzy kabelkiem nr1 a nr19 bedzie 300V.
    Proponujesz jeden, albo dwa układy procesora, nie wytrzyma 300V

    Albo wyobraż sobie ładowarkę akumulatora 300V, ładuję i jednocześnie monitoruję napięcia na każdych 19 szeregowych modułach. Dzięki temu mam na komputerze wykres procesu ładowania w funkcji czasu na poszczególny moduł. Jak to zrobisz?

    Ja mam taki pomysł, 19 układów attiny13 swoimi przetwornikami ADC mierzy napięcie na module i jest jednocześnie nim zasilane, każdy z nich wysyła dane do głównego procesora poprzez łącze optyczne (19 transoptorów)
  • Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    Dlatego transoptory (który chcesz zastosować) pozwalają Ci na zbudowanie mikromodułów na każde ogniwo (transpotor + jakieś rezystorki, itp), a wyjścia transoptorów już wspólnie do mikrokontrolerów.
    W ten sposób transoptory działają niezależnie na każdym ogniwie 15V a na wyjściu mają wspólną, masę i podłączone do 2 mikrokontrolerów zasilanych np.5V.

    Innymi słowy, to tak jakbyś miernikiem (w tym wypadku transoptorem) mierzył tylko i wyłącznie pojedyncze ogniwa, więc cały czas poruszasz się tylko w zakresie 15V.

    Dlatego poczekamy spokojnie na Twój rysunek.
    Odpowiedz także, na pytanie o dokładność 0,01V.

    rudzik6 napisał:
    Albo wyobraż sobie ładowarkę akumulatora 300V, ładuję i jednocześnie monitoruję napięcia na każdych 19 szeregowych modułach. Dzięki temu mam na komputerze wykres procesu ładowania w funkcji czasu na poszczególny moduł. Jak to zrobisz?

    A to zupełnie coś nowego, wcześniej nie pisałeś, że to ładowarka:


    EDIT:
    rudzik6 napisał:
    Ja mam taki pomysł, 19 układów attiny13 swoimi przetwornikami ADC mierzy napięcie na module i jest jednocześnie nim zasilane, każdy z nich wysyła dane do głównego procesora poprzez łącze optyczne (19 transoptorów)

    Oczywiście, że można, tylko po co tak rozbudowywać?
    Każdemu dodatkowo musisz zapewnić stabilizator napięcia.
    Transoptory i tak będziesz musiał dać, by komunikację zrobić.
    Choć oczywiście dokładność wzrośnie. I tutaj wracamy do pytania:
    dondu napisał:
    rudzik6 napisał:
    Powinien mieć rozdzielczość 0,01V.

    A w jakim celu, aż taka dokładność przy 15V/ogniwo?
  • Poziom 14  
    dondu napisał:
    Dlatego transoptory (który chcesz zastosować) pozwalają Ci na zbudowanie mikromodułów na każde ogniwo (transpotor + jakieś rezystorki, itp), a wyjścia transoptorów już wspólnie do mikrokontrolerów.
    W ten sposób transoptory działają niezależnie na każdym ogniwie 15V a na wyjściu mają wspólną, masę i podłączone do 2 mikrokontrolerów zasilanych np.5V.

    Innymi słowy, to tak jakbyś miernikiem (w tym wypadku transoptorem) mierzył tylko i wyłącznie pojedyncze ogniwa, więc cały czas poruszasz się tylko w zakresie 15V.


    No wreszcie zrozumiałeć, po co ta optoizolacja.
    Dokładność 0,01V, bo w baterii toyota prius , komputer OEM dosyć dokładnie monitoruje baterię i coś ok. 0,5V róznicy sygnalizuje jako bład baterii. Ręczny pomiar napiec modułów pokazuje, że moduły różnią się między sobą ok. 0,01-0,02V, nawet takie 10 letnie (NiMH Panasonic). Dorabiam dodatkowy układ, bo przerabiam priusa na plugin.
  • Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    rudzik6 napisał:
    No wreszcie zrozumiałeć, po co ta optoizolacja.

    :D:D:D nie rozbrajaj mnie. Przecież nigdzie nie kwestionuję użycia transoptorów:
    dondu napisał:
    Tym bardziej, że użyć chcesz transoptorów i kalibrować pomiary.
    ...
    Po to stosujesz transoptory, by oddzielić galwanicznie poszczególne ogniwa baterii od mikrokontrolerów, których masa może być wspólna


    A następnym razem wrzuć od razu szkic rozwiązania na kartce, to szybciej temat rozwiążesz.


    rudzik6 napisał:
    Dokładność 0,01V, bo w baterii toyota prius , komputer OEM dosyć dokładnie monitoruje baterię i coś ok. 0,5V róznicy sygnalizuje jako bład baterii. Ręczny pomiar napiec modułów pokazuje, że moduły różnią się między sobą ok. 0,01-0,02V, nawet takie 10 letnie (NiMH Panasonic). Dorabiam dodatkowy układ, bo przerabiam priusa na plugin.


    To trzeba takie informacje podać od razu, a nie za trzecim moim pytaniem. :)
    W takim układzie jak już pisałem wcześniej pomiar przez transoptor + kalibracja może nie zapewnić tej dokładności, więc 19xATtiny może być rozwiązaniem.



    Ale może ktoś jeszcze coś innego wymyśli?
    Może jakieś dedykowane scalaki?
  • Poziom 19  
    1. Wybierasz ogniwo przełącznikiem i ładujesz z niego przez mały rezystor kondensator pamiętający.
    2. Odłączasz kondensator od przełącznika i dołączasz do ADC (mierzysz jego napięcie).
    3. Odłączasz kondensator od ADC i dołączasz do przełącznika wybierającego ogniwo.
    4. Patrz pkt. 1.
  • Poziom 41  
    Witam
    Ile można z tych ogniw pobierać prądu? Zasilanie transoptora i uC to kilka miliamper. Do wspólnej masy wystarczy zrobić 19 precyzyjnych dzielników i po kolei mierzyć napięcie. Chyba umiesz odejmować w programie? Aby uzyskać rozdzielczość 0,01V potrzeba przetwornika 15 bitowego i dzielniki 0,003% dokładności. Można jeszcze zastosować 19 wysokonapięciowych wzmacniaczy różnicowych, które sprowadzą napięcia poszczególnych baterii do poziomu masy i to rozwiązanie chyba jest najlepsze. Schematy są w każdej książce o wzmacniaczach operacyjnych.
  • Poziom 14  
    Dar.El napisał:
    Do wspólnej masy wystarczy zrobić 19 precyzyjnych dzielników i po kolei mierzyć napięcie.
    Po kolei mierzyć?, a jak urządzenie pomiarowe będzie się po kolei podłaczać do tych poszczególnych dzielników? Serią przekaźników? Kluczami tranzystorowymi? A co z napięciami ponad 300V DC?
    Nie bardzo sobie to wyobrażam? Jeżeli mamy jeden układ pomiarowy, wzmacniacz operacyjny to jakoś musi się sukcesywnie podłaczać i odłaczać od poszczególnych dzielników i znowu sterowanie kluczy tranzystorowych musi być odporne na wysokie napięcie. Spróbuj rozrysować taki schemacik z 19 drabinkowym dzielnikiem ( a po co właściwie dzielnik? Każde ogniwo ma swoją oporność wewnętrzną i napięcie na wyprowadzeniach, tam mierzymy napięcie, możesz narysować na schemacie drabinkę rezystorów jako układ zastępczy)