Projekt wskaźników dla elektrycznego quada: Arduino, dzielnik napięcia, akumulatory AGM 3x12V

Witajcie,
Jestem na etapie projektowania i budowania zestawu wskaźników (prędkości, pobieranego prądu, przejechanego dystansu etc.) Do Elektrycznego quada dla syna. Pomyślałem sobie że skoro i tak będzie Arduino to można dodatkowo zrobić jakiś mądrzejszy wskaźnik naładowania akumulatorów (3x12V AGM) niż domyślne 3 diody. W tym celu znalazłem sobie informację o tym, że można zbudować dzielnik napięcia. No to chwila zabawy z kalkulatorem i wyszło mi, że na moje potrzeby potrzebuje rezystorów 10k i 1k, aby uzyskać około 11 krotne podzielenie napięcia. Arduino wtedy mogłoby mierzyć napięcia do 50V.
Teraz pytania z kategorii początkującego. Rozumiem że taki dzielnik napięcia nie może być na stałe podłączony do akumulatora, ponieważ w dłuższym okresie doprowadzi do jego rozładowania?
Pomyślałem sobie, że może w takim razie dzielnik napięcia byłby załączany poprzez przekaźnik umieszczony na plusie.
Kolejne pytanie: jest jakaś różnica w zastosowaniu pary rezystorów 100k i 10k zamiast aktualnych 10k i 1k?
A może jest jakiś lepszy sposób pomiaru napięcia do 50V za pomocą ADC w Arduino?

Dziękuję za odpowiedzi. Pozdrawiam!

Pomiar napięcia na akumulatorze nie jest jednoznacznym i dokładnym pomiarem poziomu naładowania w procentach ale na potrzeby zabawki się nadaje.

VIGOR_PICTURES napisał:

Teraz pytania z kategorii początkującego. Rozumiem że taki dzielnik napięcia nie może być na stałe podłączony do akumulatora, ponieważ w dłuższym okresie doprowadzi do jego rozładowania?

Bardzo długim czasie

VIGOR_PICTURES napisał:

Kolejne pytanie: jest jakaś różnica w zastosowaniu pary rezystorów 100k i 10k zamiast aktualnych 10k i 1k?

Zmniejszy prąd rozładowania

VIGOR_PICTURES napisał:

A może jest jakiś lepszy sposób pomiaru napięcia do 50V za pomocą ADC w Arduino?

Zaproponowane rozwiązanie należy do najtańszych, charakteryzuje się średnią dokładnością. Dzieli ono zakres 50V na 1024 części. W przypadku dedykowanych przetworników A/C można uzyskać znacznie większą dokładność pomiaru napięcia.

Dzięki za odpowiedź.
Odnośnie ponosi poziomu naładowania, pod Arduino będzie podpięty moduł amperomierza (ACS712). W kolejnej wersji oprogramowania myślałem o próbie obliczenia ile mAh wyszło z akumulatorów.
Co do dokładności pomiaru. Jeśli dobrze liczę to i tak mam dokładność pomiaru do 0,05V. Wystarczyło by do 0,1V.
Zastanawiam się też co rozumiesz przez to że pomiar napięcia na akumulatorze nie jest dokładnym wyznacznikiem? Jak już będę miał wszystko zmontowane i założone na quada, sam jestem ciekaw jak pomiary będą wyglądały. Chodzi mi po głowie jeszcze sprawdzanie stanu naładowania akumulatorów wyłącznie pod obciążeniem większym niż przykładowo 3A (to jakieś ~~110W).

VIGOR_PICTURES napisał:

Zastanawiam się też co rozumiesz przez to że pomiar napięcia na akumulatorze nie jest dokładnym wyznacznikiem?

Poziom napięcia akumulatora nie spada liniowo wraz z wyprowadzaną energią.

VIGOR_PICTURES napisał:

Odnośnie ponosi poziomu naładowania, pod Arduino będzie podpięty moduł amperomierza (ACS712). W kolejnej wersji oprogramowania myślałem o próbie obliczenia ile mAh wyszło z akumulatorów.

Ciekawy pomysł. Fajne wyzwanie z częstymi pomiarami i całkowaniem energii w czasie

czareqpl napisał:

Fajne wyzwanie z częstymi pomiarami i całkowaniem energii w czasie

A to nie wystarczy odczytywać przykładowo 10 razy na sekundę ile mA jest pobierane, uśrednić wynik, podzielić przez 3600 i wtedy wyjdzie liczba mAh , którą się potem sumuje? To znaczy na razie na chłopski rozum to biorę

VIGOR_PICTURES napisał:

A to nie wystarczy odczytywać przykładowo 10 razy na sekundę ile mA jest pobierane, uśrednić wynik, podzielić przez 3600 i wtedy wyjdzie liczba mAh , którą się potem sumuje?

To jest mniej więcej dyskretne całkowanie

Coś mnie oszukujesz! Całki miały być trudne. Zupełnie tak jak wskaźniki w C++ (te akurat są proste, tylko mają czarny PR).
Całe życie w błędzie!

Masz rację, oszukiwałem.
To się nazywa całkowanie numeryczne
https://pl.wikipedia.org/wiki/Ca%C5%82kowanie_numeryczne

A może napięcie z ACS712 uśrednić analogowo, i to mierzyć używając Arduino?

A co do dzielnika, to wypada sprawdzić, jaka może być oporność źródła napięcia, które się nim mierzy, żeby pomiar nie był zafałszowany - może dzielnik 1M/100k też mógłby być?

Można oczywiście zrobić wtórnik na wzmacniaczu operacyjnym (taki wzmacniacz przyda się też do analogowego uśredniania, a są układy zawierające 4 w jednej kości), ale może niełatwo będzie znaleźć taki wzmacniacz, który by pobierał mniej niż kilka mA prądu zasilania - więc trzeba by przemyśleć, czy jego zastosowanie ma sens.

A czy aby przypadkiem dziennik napięcia na dużych wartościach rezystorów nie jest bardziej podatny na zakłócenia zewnętrzne??

Vigor:
(Nie do końca rozumiem), chyba masz DWA zagadnienia (a w wątku jest przeskakiwane pomiędzy nimi):

1)
pomiar napięcia akumulatorów (3x12V) -> dzielnik rezystorowy (np 10kΩ/100kΩ) - pobór prądu rzędu 36V / 110kΩ ≈ 0,33mA, Arduino zmierzy Ci napięcie na rezystorze 10kΩ

2)
pomiar PRĄDU -> stosujesz moduł ACS712 (zasilanie 5V, zakres 20A, czułość 100mV/A) - Arduino zmierzy ci napięcie na wyjściu z czujnika. Dopuki silnik quada nie pobiera prądu większego niż 20A (sprawdź!) - nie spalisz czujnika. Mogą być kłopoty przy starcie silnika- chwilowe znaczne przekroczenie zakresu pomiarowego czujnika- tu przydałoby się całkowanie na wejściu do czujnika.


Gdy używasz quada - silnik pobiera prąd rzędu kilku/nastu amperów, pobór prądu przez mierniki- będzie rzędu kilku/nastu miliamperów, czyli znikomy w porównaniu do silnika.
Jeśli nie używasz quada- odcinasz zasilanie z akumulatora.

SylwekK napisał:

A czy aby przypadkiem dziennik napięcia na dużych wartościach rezystorów nie jest bardziej podatny na zakłócenia zewnętrzne??

Możesz go zaekranować (otoczyć blachą). Możesz uśrednić sygnał, choćby dodając kondensator (tylko żeby jego upływność nie fałszowała pomiaru).

_jta_ napisał:

Możesz go zaekranować (otoczyć blachą). Możesz uśrednić sygnał, choćby dodając kondensator (tylko żeby jego upływność nie fałszowała pomiaru).

To jednak sporo dodatkowych zabiegów. Myślę, że jednak nie ma sensu iść w zbyt duże wartości i znaleźć złoty środek.