ZitierenWie wärs mit nem Differenzverstärker?
https://www.roboternetz.de/wissen/in...erst%C3%A4rker
Must nur zusehen das die OP's die maximale Spannung aushalten.
Hallo,
ich möchte an einem Akkupack, bestehend aus 14 in Serie geschalteten Zellen á 3.6V, jede Einzelzellenspannung überwachen, mit ca. 10 Meßwerten/Sekunde, um das genaue Verhalten bei bestimmten Stromentnahmen zu studieren/protokollieren.
Das Problem ist, daß ich vom Gesamtminuspol aus Spannungen von bis zu 60V habe, aber die Teilspannungen mit 1mV (notfalls 10mV) Genauigkeit messen möchte. Der Pluspol jeder Messung ist gleichzeitig der Minuspol der nächsten, so daß ich nicht einfach 14 A/D wandler anschließen kann, da sie eine gemeinsame Masse hätten.
Die einzige Lösung die mir bisher eingefallen ist, wäre eine kleine Microcontroller-Schaltung an jeder einzelnen Zelle (also 14 Stück) anzuschließen, die rein lokal isoliert ist (da die Spannung nie unter 2.5V fällt kann davon der µC betrieben werden) und lokal die Spannung mißt, und diese dann digital über einen Optokoppler (z.B. über I²C bus oder ähnlich) an einen zentralen µC übergibt. Das wird natürlich ziemlich aufwändig.
Trennung durch Kondensatoren fällt ja aus, da es reine Gleichstromspannungen sind, die nur langsam schwanken.
Selbst die Methode, nacheinander über (elektronische)Relais die Meßwerte anzulegen und der reihe nach abzulesen, funktioniert bei verschiedenen Nullpunkten nicht.
Hat jemand vielleicht eine bessere Idee wie ich das lösen könnte?
Perfekt wäre sowas wie ein Optokoppler, der aber analog funktioniert, also 0...5V rein, 0...5V raus, aber ohne gemeinsame Erde. Dann könnte ich meine 120-EUR-USB-Meßbox von Conrad anschließen und wäre an einem Nachmittag fertig!
Gruß,
Ethan
Wie wärs mit nem Differenzverstärker?
https://www.roboternetz.de/wissen/in...erst%C3%A4rker
Must nur zusehen das die OP's die maximale Spannung aushalten.
Könnte gehen! Ich probiers mal!
Hmmm, 60V Vmax? Da muß ich viele Datenblätter wälzen
Das beste was ich bis jetzt gefunden habe ist der AD822.
http://documents.rs-components.com/r...00766b8002505f
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Naja, es darf blos keine zu große Spannung am OP ankommen.
Falls Du einen Differenzverstärker nacht Bild 3 aufbaust, und R1=R2 machst, dann kommt schon mal nur die halbe Spannung an.
Oder du machst einen Spannungsteiler 1/5 und verwendest die Schaltung aus Bild 2. (geht wegen hohem Eingangswiderstand der Schaltung)
P.S. Die Schaltung ist natürlich keine galvanische Trennung
Was meinst Du denn, wie schnell sich die Akkuspannungen so ändern? Nimm doch einfach einen Multiplexer und frage die Werte an allen Punkten der Reihenschaltung nacheinander ab, die Zellenspannung der n-ten Zelle ist dann halt der aktuelle Messwert minus voriger Messwert. Wenn Du das mit einem halbwegs schnellen ADC (10us?) machst, dürften sich die Potenziale nur unwesentlich ändern. Vor den Multiplexer müsstest Du natürlich noch Spannungsteiler setzen, um mit einem 4067 oder so (16-zu-1) auszukommen.
Wenn von der Genauigkeit her lang ist das bestimmt die einfachere Lösung.
Zum einen wird vom A/D Wandler dann nur jeweils ein sehr kleiner Teil verwendet.
Zum Anderen, hast Du einen hohen Fehler im oberen Bereich.
Angenommen die Schaltung hat einen Fehler von 2% (was schon sehr gut wäre wegen den Widerständen im Spannungsteiler)
Du misst die 2.letzte Spannung mit U1=55V +-2% und die letzte mit U2=59+-2%.
Das ergibt für U1 ca. 54-56V
und für U2 ca. 58-60V
Macht also für die resultierende Spannung im worst case von 2-6V.
Das wäre viel zu ungenau, wie schon geschrieben, muß die Zellenspannung mindestens mit 10mV Genauigkeit gemessen werden, Ziel ist 1mV.
Naja, bei den geforderten 10mV Genauigkeit wohl eher ein Griff ins Klo. Eindeutig zu warm zum DenkenAlso doch eher ein Rudel Differenzverstärker und dann den Multiplexer - zumindest für den oberen Bereich, bis wo Spannungsteiler aus 0,1%-Widerständen reichen, müsste man dann halt mal durchrechnen. Alternativ bliebe natürlich noch, den Kram zu kalibrieren, allerdings wird auch dann eine reine Spannungsteilerlösung hart an der Grenze sein. Wenn man so beginnt nachzudenken, kommt man schon auf komische Ideen - Relaisumschaltung, der untere Widerstand des Spannungsteilers existiert nur ein mal und die Relais schalten den jeweiligen Messpunkt über den entsprechenden Vorwiderstand auf diese gemeinsamen Punkt, vorher wird über ein weiteres Relais aber eine Referenz an den kritischsten Widerstand geschaltet und der Wandler kalibriert... naja, 10mV Genauigkeit bei 60V sind 13 bit, da kommt man mit nichtkalibrierten Standardbauteilen eh nicht hin. 1mV wären dann 16 bit, das ist schon für einen Messpunkt eine Herausforderung...
Mh, der Spannungsteiler existiert ja auch am Eingang des OP's der Differenzverstärkerschaltung.
Ich überlege gerade ob ein Fehler sich hier auch stärker auswirken könnte als im unteren Spannungsbereich ?
Wenn ich mich dunkel erinnere zeichnet sich ein Instrumenten-Verstärker dadurch aus, dass er den Messwert entkoppelt von der eigenen Masse, also freischwebend, auf allen Störungen surfend misst. Hatte mal vor Äonen so was aus drei OPAMPs gebaut. Der hat noch 0,00005V auf dem Oszilloskop gemalt. Es können auch noch ein paar Nullen mehr gewesen sein. Das sollte mal zum Gehirnwellen messen sein. Ich hatte damals in meinem jugendlichen Optimismus gedacht das wäre einfach, das kann ich auch.
Eigentlich will ich mit dem langen Vorspann nur mal die Fachleute fragen ob wegen der Signalauskoppelung in der Richtung nicht was möglich ist.
Wenn das hier Quatsch war rügt mich nicht zu arg, Ich meinte es wäre besser den Vorschlag gemacht zu haben als nix zu sagen.
Netter Gruß
Die ersten zehn Millionen Jahre waren die schlimmsten. Und die zweiten Zehn Millionen Jahre, die waren auch die schlimmsten.url
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