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14 Zellen LiPo vermessen
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masterste2000



Anmeldungsdatum: 11.07.2011
Beiträge: 15

BeitragVerfasst am: Do 14.Jul 2011 09:20:27    Titel: 14 Zellen LiPo vermessen Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hallo Miteinander,

ich hoffe ich bin hier richtig, sonst bin ich für einen Tipp für das richtige Forum sehr dankbar!

Ich will mir einen LiPo Balancer mit einem uC realisieren.


Hierzu habe ich eine grundsätzliche Frage zum vermessen der einzelnen
Zellenspannungen.

Ich plane mit einem Atmel, über einen 16 bit Multiplexer (4067) jede
Zellenspannung über einen uC AD-Pin einzulesen...

Was mir fehlt ist die Schlatung, um die einzelnen Zellenspannungen zu
bestimmen bzw. die entsprechende Masse zu bekommen.

Vielen Dank,
Stephan
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Alv



Anmeldungsdatum: 23.06.2009
Beiträge: 1145
Wohnort: Braunschweig

BeitragVerfasst am: Do 14.Jul 2011 11:20:28    Titel: Re: 14 Zellen LiPo vermessen Bauteile finden Antworten mit Zitat

masterste2000 hat folgendes geschrieben:
Ich will mir einen LiPo Balancer mit einem uC realisieren.

Wie soll der funktionieren?
Zitat:

Hierzu habe ich eine grundsätzliche Frage zum vermessen der einzelnen
Zellenspannungen.

Ich plane mit einem Atmel, über einen 16 bit Multiplexer (4067) jede
Zellenspannung über einen uC AD-Pin einzulesen...

Was mir fehlt ist die Schlatung, um die einzelnen Zellenspannungen zu
bestimmen bzw. die entsprechende Masse zu bekommen.

Wie groß ist der Akku? Max. 16s?
Und du willst jede Zelle einzeln messen?

Es ist zu Beachten, daß die Akkuspannung sehr schnell die maximale Spannung des 4067 übersteigt.
Also muß die Akkuspannung vorher runtergeteilt werden, was sehr präzise Spannungsteiler ersordert. Dann mußt du die Spannungen der vorherigen Zellen von der aktuellen abziehen. Mir wäre diese Methode zu unsicher.

Ich würde es einfacher, wenn auch mit größerem Bauteileaufwand machen:
Mittels Relais 2xUM (macht 16 Relais bei 16s) jede Zelle einzeln auf den µC schalten.

_________________
bd. Alv
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masterste2000



Anmeldungsdatum: 11.07.2011
Beiträge: 15

BeitragVerfasst am: Do 14.Jul 2011 13:52:27    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hi,

die Grundidee ist:

Es wird ein AD-Port benutzt, dieser wird über den Multiplexer auf die 16 Zellen zum Messen gelegt.
Der zweite Multiplexer soll dann die Spannungsbegrenzer steuern.

Daher die Multiplexer.

Das Programm ist schon fertig.

Das mit den Relais ist nicht wirklich eine Option, wegen dem geklapper....

Daher suche ich eine Lösung um die einzelnen Spannungen über den AD-Port messen zu können.

Grüße
Stephan
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Alv



Anmeldungsdatum: 23.06.2009
Beiträge: 1145
Wohnort: Braunschweig

BeitragVerfasst am: Do 14.Jul 2011 14:53:41    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

masterste2000 hat folgendes geschrieben:
Hi,

die Grundidee ist:

Es wird ein AD-Port benutzt, dieser wird über den Multiplexer auf die 16 Zellen zum Messen gelegt.
Der zweite Multiplexer soll dann die Spannungsbegrenzer steuern.

Verstehe ich das richtig?
Du lädst den kompletten Akku, mißt dabei nacheinander die Spannungen der einzelnen Zellen und schaltest bei Bedsrf eine Last parallel zur Zelle?
Das verhindert aber keine Überspannung an den gerade nicht gemessenen Zellen...

Oder lädst du jede Zelle einzeln, wenn voll, wird der Lader auf die nächste Zelle geschaltet? Das verlängert aber die Gesamtladezeit.

Zitat:

Das mit den Relais ist nicht wirklich eine Option, wegen dem geklapper....

Naja, kleine Print- oder kleine Reedrelais hört man kaum noch.
Zitat:

Daher suche ich eine Lösung um die einzelnen Spannungen über den AD-Port messen zu können.

Ich hatte etwas Ähmliches vor:
Die einzelnen Zellen des Akkus sollten nacheinander auf ein DVM-Modul geschaltet werden. Ich dachte zuerst auch an solche Multiplexer. habe es damit aber nicht hinbekommen, weil die Multiplexer nicht Potentialfrei sind.

_________________
bd. Alv
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BellaD



Anmeldungsdatum: 03.12.2006
Beiträge: 1708
Wohnort: Klinik der misshandelten Kuscheltiere

BeitragVerfasst am: Do 14.Jul 2011 14:58:42    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

moin

Du müsstest dir 16 Differenz Eingänge (OpAmp) zusamenschalten um damit auf einen gemeinsamen Massebezug zu kommen,danach kannst du dann über einen Multiplexer auf den Ad Wandler gehen. Ist vom Prinzip her das gleiche wie mit den Relais nur elektronisch Wink
aber schau mal bei MAXIM oder den anderen Verdächtigen vorbei die sollten eigentlich kaskadierbare Balancer im Angebot haben so das man auch mehr als 3 Zellen balancen kann ..

Wenn man darauf verzichtet und damit leben kann die Zellen nur zu 80% zu laden , braucht man nicht zu balancen und sie halten auch angeblich länger wenn man sie nicht jedesmal auf null runterquält.

mfg

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Eine Weiterverbreitung ohne ausdrückliche Genehmigung ist untersagt. Für Schäden, lehnen wir jegliche Haftung ab.
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masterste2000



Anmeldungsdatum: 11.07.2011
Beiträge: 15

BeitragVerfasst am: Do 14.Jul 2011 15:11:07    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Hi,

kannst du mir eine Beispielschaltung zeigen.

Ich habe anstatt der Relais an Optokoppler gedacht.

z.B. hier ein 4 fach. Nur passt das?

http://de.farnell.com/avago-technologies/acpl-847-000e/optokoppler-4x-transistor-o-p/dp/1339042

Was bietet sich da besser an?

Grüße
Stephan
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BellaD



Anmeldungsdatum: 03.12.2006
Beiträge: 1708
Wohnort: Klinik der misshandelten Kuscheltiere

BeitragVerfasst am: Do 14.Jul 2011 21:08:43    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

moin

OPtokopler ist auch schnircs....

am besten wie schon gesagt ... Spezielle IC von MAXIM
siehe : http://www.mikrocontroller.net/topic/225319

aber wie wäre es wenn du jeder Zelle einen ATtiny 15(13) oder so spendierst
der kann dann dank seiner differenz eingangsstufe für den ADWandler ganz für sich alleine die Spannung messen und die Zelle balancieren. Stromversorgung wäre dann aus der zu Balancierenden Zelle, um nun das wieder auftretende Problem der Masse zu umgehen könnte man jetzt ja auf
das serielle Protokoll RX/TX zurückgreifen und nun immer Zellenzahl und Spannung senden, da könnte dann der OPtokopler zur trennung eingebaut werden.Evtl. brauchts dann noch ein nettes Protokoll a la Ringelreihen oder der Plumssack geht rum ,so in der Art....
oder einfach 2 LED pro ATTiny und über PWM einen FET steuern zum ausgleichen.


mfg

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Alv



Anmeldungsdatum: 23.06.2009
Beiträge: 1145
Wohnort: Braunschweig

BeitragVerfasst am: Do 14.Jul 2011 23:04:38    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Wo wir jetzt bei einer Schaltung für jede einzelne Zelle sind:
Warum nicht was ganz einfaches, wie z.B. einen TL431 mit einem Leistungstransistor dahinter, der ab 4,2V die Akkuzelle belastet.

_________________
bd. Alv
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Hotzenplotz



Anmeldungsdatum: 14.03.2008
Beiträge: 2212
Wohnort: /sda3/home

BeitragVerfasst am: Do 14.Jul 2011 23:09:11    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Solch einen Aufstand fuer Zellen die keine 2 Jahre alt werden. Nehmt A123 und ausbalanciert hat es sich.
_________________
Lasst uns Spass haben...
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BellaD



Anmeldungsdatum: 03.12.2006
Beiträge: 1708
Wohnort: Klinik der misshandelten Kuscheltiere

BeitragVerfasst am: Fr 15.Jul 2011 11:53:52    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

moin

123 , Das Ziel ist der Weg und nee schöne Übung fürs Sommerloch Wink

Falls man wirklich auf die Idee kommen sollte das mit 14 MC zu machen
muss man sich ja noch ein Protokoll aussuchen (erfinden) was die Modalitäten der Kommunikation untereinander regelt.
Das einfachste wäre mal das anarcho Protokoll (ich nenn das mal so)
also alle senden wie verrückt ihre KAnalnummer und den Messwert ,immer schön locker hintereinander.
Die Optokoppler die die MC trennen sind auf der Seite des Empfängers
auf einen multiplexer (den wollten wir ja schon immer mal verbauen) geschaltet . Der Verwaltungs MC steuert jetzt den Multiplexer immer auf den nächsten Kanal - wartet dort bis er ein gültiges Datenpaket (KAnal un Meswert) erhalten hat und schaltet dann auf den nächsten Kanal weiter undso weiter undso weiter.....

Ich geh jetzt erstmal schwimmen
Cool

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masterste2000



Anmeldungsdatum: 11.07.2011
Beiträge: 15

BeitragVerfasst am: Fr 15.Jul 2011 12:47:05    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Moin,

Danke BellaD für den Ansatz und viel Spass beim Schwimmen.

Abgesehen vom Multiplexer welche Pins vom ATtiny müssen mit welchen vom Atmel8 verbunden werden, um das diese kommunizieren können.

Hat jemand einen Link zu einer Schaltung bzw. kann mir die Pinverschaltung zwischen Atmel8 und ATtiny benennen?


Warum eigentlich dieser Aufwand:


Vorwort: Ich betreibe das Hobby RC Helikopter und benutze in meinen Helis 10 - 14 Zellenpacks.

1. Ziel soll es sein, dass schon vor Endspannung Lipo 4,2 Volt, die Zellen frühzeitig angeglichen werden sollen, daher brauche ich die Einzelspannungen..

2. Auch sollen mehr als 12 Zellen in Reihe überwacht werden und dann mit einer Last von min. 1A je Zelle gebalanct werden.

3. Nach Ladeende soll ersichtlich sein, ob eine Zelle, im Vergleich zu den anderen sich anders verhält. Sprich diese evtl. defekt ist..

4. Sollen die Daten beim Laden / Ladeende auf einem Display ausgegeben werden.
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BellaD



Anmeldungsdatum: 03.12.2006
Beiträge: 1708
Wohnort: Klinik der misshandelten Kuscheltiere

BeitragVerfasst am: Fr 15.Jul 2011 14:37:40    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_UART
____________________________________________________
http://www.mikrocontroller.net/articles/Galvanische_Trennung

hier interessiert nur der Optokoppler für den TX anschluß
und bitte bei dem vorgeschlagenen 6N137 bleiben!
_____________________________________________________

Du gehst vom TX pin des Tiny auf den Optokoppler von da auf den multiplexer, dann vom Ausgang auf den RX pin des ATm8 .

siehe Datenblatt

_________________
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Hotzenplotz



Anmeldungsdatum: 14.03.2008
Beiträge: 2212
Wohnort: /sda3/home

BeitragVerfasst am: Fr 15.Jul 2011 19:54:42    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

Du willst TX multiplexen ? Na da bin ich mal gespannt was das hier wird. Warum kein I2C ?

@masterste2000

"Warum der Aufwand"

Kann ich nicht wirklich nachvollziehen. LiPo sind nach 100 Zyklen Muell, was Du spaetestens nach einer Saison festgestellt haben solltest. Wozu dann dieser Aufwand ? Warum nicht zwei - drei normale 6 Zellen Balancer an das Pack und balancieren lassen ? Muss man halt die Masse trennen. Wenn Du dann noch Balancer nimmst die mit Logview arbeiten, kannst Du auch noch mitloggen wie schnell die Zellen sich verabschieden.

Das Alles kannst Du Dir aber sparen wenn Du gleich runde A123 kaufst. Balanciert werden die alle 50-100 Zyklen, was man leicht manuell machen kann und dann rennen die ein paar Jahre, >1000 Zyklen. Und bei einem Heli der 14 Zellen traeget, was ist das ueberhaupt fuer ein Ding, bei sowas baut man Verbrenner ein; tut das Mehrgewicht dann auch keinen Abburch, weil die A123 in 15min wieder voll sind.

_________________
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masterste2000



Anmeldungsdatum: 11.07.2011
Beiträge: 15

BeitragVerfasst am: Sa 16.Jul 2011 17:39:18    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

@Hotzenplatz:

Bei dem Heli handelt es sich um eine Eigenkonstruktion mit 1,80m Rotordurchmesser und ist für Speedflug und 3D ausgelegt. Mehr Infos über PN.

Geht das denn, dass der ATtiny 25/48 mit dem Atmel8 über I2C kommunizieren kann?

Ich fände das auch schöner ohne den Multiplexer zu arbeiten.

@BellaD: Danke! Was hälst du davon, wenn man anstatt des RX einen Pin vom ATtiny über den Optokoppler ansteuern würde und dann würde erst der ATtiny seine gemessene Spannung übertragen? Der Multiplexer wählt somit den entsprechenden ATtiny aus.


Grüße
Stephan
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BellaD



Anmeldungsdatum: 03.12.2006
Beiträge: 1708
Wohnort: Klinik der misshandelten Kuscheltiere

BeitragVerfasst am: Sa 16.Jul 2011 21:43:02    Titel: Bauteile finden Antworten mit Zitat

moin


Dein Problem sind die biszu 60Volt des Accupacks ! und die gemeinsame Masse.
Wie schon zuvor von mir angemerkt am besten Tinys nehmen die eine Differenzeingangsstufe für den ADWandler haben ,das kommt an die Zelle und ermöglicht dir massefreies messen der Zellenspannung.
Die Stromversorgung der Tinys muss galvanisch getrennt sein
(nun wieder das Problem mit der masse aber diesmal für den Mosfet der das balancen ermöglichen soll( also wieder Optokopler ?).
Dann bestünde die Möglichkeit die Kommunikation über I2C abzuwickeln.
oder du must für jeden MC das I2C galvanisch trennen ( zuviel aufwand
Wink).

Warum gibt es wohl so tolle IC's von Maxim ?

aber warum schreibst du hier von Atmel und bei microkontrollen.net sind es pic ? das verwirrt mich jetzt ein bischen

mfg

_________________
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Verfasst am: Heute 11:26:21    Titel: Bauteile finden

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