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bipolare Strommessung mit Opamp, wie? Suche nach: strommessung (448) |
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BID = 632191
hheck Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Mannheim
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Hallo zusammen,
ich bin neu hier und auch im Elektonik-Basteln nicht so bewandert.
Deshalb die Bitte um eure Hilfe.
Ich habe auf meinem Boot einen etwa 1000Ah Batterieblock.
6 Solarpanelen, 2 Lichtmaschinen, Wandler für 220 Volt zur Versorgung von Kühlschrank, Fernseher, Inet-Modem.....
Ich habe Volt- und Amperemeter(Shunt) zur Überwachung.
Ich möchte nun eine Batterieüberwachung basteln, die mir die verfügbare Rest-Kapazität anzeigt, indem sie entnommene und eingespeiste Strommenge mißt und kumuliert.
Meine Vorstellung:
PIC16F84 (hab ich an Bord verfügbar und kenne ich etwas).
Mein Problem:
Mit Spannungsteilern will ich nun die Spannungen vor und nach dem Shunt erfassen, die Differenz mit einem Opamp verstärken und in einem AD-Wandler eine Referenzspannung erzeugen. (AD-Wandlung durch "Kondensator laden bis zur Meßspannung und Zeit messen").
Wird nun entladen und geladen, dann wird diese Referenzspannung ja theoretisch einmal positiv und einmal negativ.
Es wäre also hilfreich, wenn die Referenzspannung einen Grundbetrag > 0 hätte, auf die sich dann die verstärkte Differenzspannung addiert bzw. subtrahiert.
Also z.B. 6V bei 0, 9V bei 100A und 3V bei -100A.
Ich suche seit 2 Tagen rund um die Uhr, ist mir noch zu helfen?
Gruß
Helle |
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BID = 632217
dl2jas Inventar
Beiträge: 9914 Wohnort: Kreis Siegburg
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Willkommen im Forum!
Warum so kompliziert?
Die Akkuspannung gibt Auskunft über den Ladezustand. Das Handbuch hier dürfte interessante Informationen enthalten:
http://www.elektrotec-berlin.de/dow.....3.pdf
Weitere Informationen zum Herunterladen gibt es hier:
http://www.elektrotec-berlin.de/download/html/download.htm
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert |
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BID = 632219
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Ich möchte nun eine Batterieüberwachung basteln, die mir die verfügbare Rest-Kapazität anzeigt, indem sie entnommene und eingespeiste Strommenge mißt und kumuliert |
Dazu müsste natürlich die tatsächlich vorhandene Speicherfähigkeit bekannt sein, die sich natürlich alterungsbedingt ändert.
Bei Bleiakkus ist aber die Zellenspannung ein ganz brauchbares Maß für den Entladungsgrad.
In der Praxis reicht daher meist ein Voltmeter mit unterdrücktem Nullpunkt und gespreiztem Bereich aus.
Natürlich kann man durch zusätzliche Strombilanzierung auch die Gesamtkapazität abbleiten.
Ich denke aber, dass der PIC16F84 dafür eine Nummer zu klein ist.
Er hat zuwenig RAM und mit ein bischen Gleitkommaarithmetik ist auch sein Programmspeicher nahezu erschöpft.
Zitat :
| AD-Wandlung durch "Kondensator laden bis zur Meßspannung und Zeit messen" |
Davon möchte ich dir abraten, denn wenn du eine gute Genauigkeit anstrebst, handelst du dir dabei eine ganze Menge Probleme der Analogtechnik ein. Wahrscheinlich erreichst du nicht mal 10 Bit.
Weitaus besser geht das mit integrierten Sigma-Delta ADCs, mit denen man ohne größere Schwierigkeiten 24-Bit Messwerte und echte 18 Bit Genauigkeit erreicht, was aber übertrieben erscheint.
Von Texas Instruments gibt es relativ langsame und sparsame 16-Bit µC, die einen 12-Bit ADC an Bord haben. Einen solchen ADC selbst zu bauen ist fast unmöglich.
Zur Ansteuerung eines solchen ADCs braucht man natürlich entsprechend gute Operationsverstärker.
Wenn dein Shunt bei einem angenommenenen Messbereichsende von 400A 400mV Spannungsabfall hätte, entspricht das LSB etwa 10µV bzw. 100mA. Da sollte man schon auf die Thermospannungen an den Kontakten achten, denn typischerweise bewegen sich die Thermospannungen auch in der Grössenordnung von 5..50µV/K.
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BID = 632223
hheck Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Mannheim
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Hi dl2jas,
leider sagt die Akkuspannung über den Ladezustand nur was aus, wenn der Akku längere Zeit ohne Stromfluß war, also gleichsam innerlich zur Ruhe gekommen ist. Das kommt im Betrieb aber so gut wie nie vor.
Danke für die Begrüßung,
Helle
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BID = 632234
hheck Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Mannheim
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@Perl,
du hast schon Recht mit deinem Hinweis auf IC's, die diese AD-Wandlung viel besser können, als meine Lösung.
Aber:
Erstens, ich schippere im Augenblick in Frankreich auf der Marne durch die Champagne. Der nächste Elektronik-Laden ist vermutlich zig Km entfernt.
Zweitens, das Ganze ist Zeitvertreib verbunden mit Lerneffekt.
Drittens, hohe Genauigkeit kann ich damit natürlich nicht erwarten, aber das ist auch jetzt nicht so wichtig. Ich will in erster Linie das Programm schreiben und dazu brauch ich eine halbwegs funktionierende Hardware.
Also daher die Frage:
Wie kann ich mit einem Opamp eine Augangsspannung erreichen, bestehend aus einem konstanten Betrag +- der verstärkten Differenzspannung?
Gruß
Helle
[ Diese Nachricht wurde geändert von: hheck am 6 Sep 2009 17:49 ]
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BID = 632244
dl2jas Inventar
Beiträge: 9914 Wohnort: Kreis Siegburg
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Wenn ich es richtig verstehe, suchst Du einen Addierer:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210152.htm
Boardmittel sind meist etwas beschränkt. Die konstante Spannung kannst Du mit einer LED erzeugen, wenn Du keinen Spannungsregler, TL431 oder ähnlich Zeugs dabei hast.
DL2JAS
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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert
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BID = 632249
Onra Schreibmaschine
Beiträge: 2488
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Es gibt von Maxim z.B. den MAX471,MAX472 (und Nachfolger), die eine High-Side-Strommessung ermöglichen. Je nachdem, wo der Shunt eingebaut ist, ist es dann die High- oder Low-Side-Variante erforderlich.
Die Prinzipschaltung der Innenschaltung lässt sich mit OPV und Widerständen nachbauen. Andere Hersteller haben sowas natürlich auch.
Wenn du alles schon fertig gewandelt haben möchtest, bietet sich der ISA-ASIC an, der Strom, Spannung und Temperatur digtal ausgibt.
Meines Wissens kann man dort auch direkt bestellen.
http://www.isabellenhuette.de/de/mess-systeme/
Onra
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BID = 632300
hheck Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Mannheim
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Zitat :
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...Die Prinzipschaltung der Innenschaltung lässt sich mit OPV und Widerständen nachbauen....
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Hi Onra,
Das würde sicher helfen. Leider gibt das Datenblatt kaum was her bezüglich Innenschaltung. Hast du was?
Ich hatte erst an folgendes gedacht:
Die Plusseite durch einen Festbetrag (Zenerdiode) anheben. Das würde tatsächlich eine nur positive Ausgangsspannung liefern.
Leider wird aber auch dieser Festbetrag mit dem Verstärkungsfaktor verarbeitet, sodaß er sehr klein sein müßte, also nix mit Zener.
Stellt man aber am Opamp durch Gegenkopplung eine kleinere Verstärkung ein, so ist das Ausgangssignal nicht mehr ein Vielfaches der Differenz.
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BID = 632394
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Drittens, hohe Genauigkeit kann ich damit natürlich nicht erwarten, aber das ist auch jetzt nicht so wichtig. |
Dann solltest du die Ladungsbilanzierung vergessen.
Wahrscheinlich kommst du mit deinen Bordmitteln nur zu einem Thermometer.
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BID = 632468
Murray Inventar
Beiträge: 4858
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BID = 632479
hheck Gerade angekommen
Beiträge: 5 Wohnort: Mannheim
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Hi Perl:
vieleicht hätte ich besser geschrieben:
"... aber das ist auch jetzt noch nicht so wichtig."
@ Murray:
Ich muß im Moment noch mit meinen Bordmitteln was halbwegs brauchbares zusammenlöten, um ein Programm zu schreiben und das ganze jetzt noch testen zu können.
Sicher kann ich, wenn ich zuhause bin, den AD-Wandler dann ersetzen durch ein genaueres Teil.
Wenns klappt, werd ich das auch.
Außerdem wäre die Flucht in ein fertiges IC wohl auch
" Feigheit vor dem Feind"
Gruß
Helle
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BID = 632482
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Außerdem wäre die Flucht in ein fertiges IC wohl auch
"Feigheit vor dem Feind" |
Das sehe ich anders.
Viele Funktionen, für die man heute ein IC für wenige Euros nehmen kann, lassen sich mit diskreten Bauteilen nicht, oder nur unter grössten Schwierigkeiten realisieren.
Ausserdem ist dein PIC ja auch nur ein IC.
Schreib das Auswerteprogramm und baue dann passend dazu ein Interface.
Du ersparst dir viel Frust, wenn du dir zuerst Gedanken über Messbereichs-, Linearitäts- und Auflösungsanforderungen machst und später dann gleich die passenden Teile verwendest.
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