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Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

Diskutiere Messung von 24 Spannungen gleichzeitig im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig So jetz nochmal eine Verbesserung, die Spannungsteiler sind nun im Gegenkopplungszweig eines OP's...

  1. #11 NachtHacker, 24.01.2011
    Zuletzt bearbeitet: 25.01.2011
    NachtHacker

    NachtHacker Spannungsgeprüft

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    So jetz nochmal eine Verbesserung, die Spannungsteiler sind nun im Gegenkopplungszweig eines OP's angeschlossen, es handelt sich hier um eine typische Summierer Schaltung. Somit dürften Querströme nun keine Rolle mehr spielen. Der 2. OP dreht nochmal das Signal, damit es positiv wird. Ich habe hier den preisgünstigen LF356 verwendet, er hat FET-Eingänge und belastet somit nicht die Spannungsteiler. Zudem bietet der LF356 eine Offsetkompensation (siehe Datenblatt), damit die Verstärkung exakt wird. Alle Widerstände sollten 0,1% Toleranz haben.

    Edit:
    So jetzt habe ich ein bisschen rumgerechnet: Diese Schaltung hat einen Nachteil, da sich die Spannungen nur verdoppeln gibt es mehrere Kombinationen bei denen die gleiche Spannung ansteht. Mit dieser Schaltung kannst du nur zweifelsfrei feststellen welche Zelle betroffen ist, wenn nur 1 Zelle ausfällt. Fallen mehrere gleichzeitig aus, kann das nicht mehr eindeutig rekonstruiert werden welche Zellen davon betroffen sind.
    Um eine 100% ige Diagnose stellen zu können müssen die Spannungen im Quadrat U = Umin * 2 ^(n-1) ; min n = 1 ....24; ansteigen. Hierfür müssten dann die einzelnen Widerstände an den Zellen dementsprechend angepasst werden.
    Das würde bei 24 Zellen allerdings eine extrem kleine Spannung, bei max. 10V ergeben: 10V / 2^(24-1) = 1,192 µV.

    Diese Genauigkeit ist mit konvetnionellen Bastellösungen nicht so einfach zu machen!
    Denkbar wäre die Zellen in 3 x 8'er Blöcke aufzuteilen und mit 3 A/D Wandler zu erfassen, oder 4 x 6'er Blöcke... wäre noch effizenter:
    Also bei 6 Zellen ist die kleinste Spannung = 10V / 2^(6-1) = 312,5mV . Damit kann man schon vernünftig arbeiten...
    Allerdings wäre der Aufwand hier schon höher, du brauchst 8 OP's und 4 einzelne, galvanisch getrennte +-15V Netzteile.

    Wenn dich dieser Weg weiter interessiert, werde ich hier weiter machen. Wie du siehst, ist das Ganze nicht so einfach!

    Wobei die Idee mit 24 LED's auch nicht schlecht sind, man könnte hier 24 Optokoppler einsetzen, jede Zelle versorgt einen Optokoppler, die Ausgänge werden mit 24 Digitalkanäle erfasst. Diese Methode hat den Nachteil, dass nur ein totaler Zellenausfall erkannt wird. Bei der vorherbeschriebenen Analogversion, kannst du auch erkennen wenn eine Zelle z.B. nur noch 90% seiner Normalspannung hat...
     

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  3. bigdie

    bigdie Freiluftschalter

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    Hallo Nachthacker
    Kalledom will nach jeder Zelle einen Spannungsteiler und davon zum AD Wandler. Nur alle Spannungen auf gemeinsamen Massepatential. Also nach der 1.Zelle 3V nach der 2. 6V und nach der letzten 72V messen. Dann softwaremäßig immer den vorhergehenden Wert subtrahieren ergibt für jede Zelle den Spannungswert.
     
  4. #13 NachtHacker, 25.01.2011
    NachtHacker

    NachtHacker Spannungsgeprüft

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    Das geht aber nur mit 24 Relais, oder wenn man alle Spannungsteiler so auslegt, dass alle Spannungen z.b. max. immer 2,55 V ergeben, könnte man auch C-MOS Schalter verwenden.
     
  5. bigdie

    bigdie Freiluftschalter

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    So hat er es gemeint und da brauchst du kein Relais
     

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  6. #15 NachtHacker, 25.01.2011
    NachtHacker

    NachtHacker Spannungsgeprüft

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    Dann braucht man aber 24 AD-Wandler, ich dachte nur an einen Wandler!
     
  7. #16 kalledom, 25.01.2011
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    Es sind keine 24 A/D-Wandler oder Relaise erforderlich, sondern ein A/D-Wandler mit 24 gemultiplexten Eingängen !
    Mikro-Controller haben 8 .... 16 Analog-Eingänge, der PIC 16F87X hat 8 Analog-Eingänge. Da gespeichert, gerechnet und verglichen werden muß, wäre ein µC bzw. 2 oder 3 Mikro-Controller eine Möglichkeit. Sie könnten auch untereinander kommunizieren und Daten austauschen.
    Für I²C gibt es auch A/D-Wandler: PCF8591 mit 4 Eingängen, ADS7828 mit 8 Eingängen und 12 Bit Auflösung, .....
     
  8. #17 korbinian, 25.01.2011
    korbinian

    korbinian Schlitzeklopfer

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    Hallo,

    das hört sich ja alles ganz interessant an, würde aber dann doch wieder in ein umfangreiches Projekt ausarten, was ich ja mangels Mikroelektronikkenntnisse gerade vermeiden wollte.

    Mit einem AD-Wandler und damit 1 Wert 24 Spannung gleichzeitig zu messen, geht tatsächlich nur bei Halbierung von Spannungen, was an der Messgenauigkeit scheitern wird. Würde vielleicht bei 2-3 Spannungen hinhauen, aber hier sind's einfach zu viele.

    Was sind denn "gemultiplexte Eingänge"? Wird da zwischengespeichert?


    Um die Diskussion in eine andere Richtung zu lenken: gibts evt. günstige Bausteine, mit denen die Spannungen einzeln gemessern werden können? Es gibt tatsächlich Elektroautofahrer, die haben sich 20 Analogmesswerke angeschlossen. Dann gibts andere, die sich 20 Billigmultimeter á 3 Euro kaufen. Es gibt da richtig Bedarf...
    Oder vielleicht gibts Module, die 4 Spannungen gleichzeitig anzeigen mit Alarmausgang?

    Korbinian
     
  9. #18 NachtHacker, 25.01.2011
    NachtHacker

    NachtHacker Spannungsgeprüft

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    Nein da wird nichts gespeichert! Sondern das kann man sich wie einen Drehschalter mit mehreren Kontakten vorstellen, es wird immer nur 1 Kontakt von vielen durchgeschaltet. An welcher Position der "Drehschalter" steht wird durch eine binäre Adresse eingestellt. Typische Multiplexer sind 16 zu 1 (16 Kontakte, 1 Ebene) , 8 zu 1, 8 zu 2 ... . Die Anzahl kommt von der binären Möglichkeit: Mit 3 Adressleitungen 8 Stellungen, mit 4 Adressl. 16 Stellen.

    Es gibt schon billige DMV's aber dann hast du nur eine digitale Anzeige sonst nichts. Ich denke du willst eine Langzeitdatenerfassung machen.
     
  10. #19 kalledom, 25.01.2011
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    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    Die beiden PIC's 16F1517 und 1519 haben 28 A/D-Eingänge, es gibt auch noch welche mit 30 A/D-Eingängen.
    Beide haben serielle Schnittstellen, die mit dem Baustein MAX232 zu RS232-Schnittstellen werden.
    Und es bleiben noch Ausgänge für Kontroll-LED's oder zur Ansteuerung eines LC-Displays übrig.
    Mit einem Baustein plus den MAX232 können alle Anforderungen aus Deinem ersten Beitrag erfüllt werden.
    Es sind lediglich ein Quarz(-Oszillator), wenige (Block-)Kondensatoren, sowie die 24 Spannungsteiler bestehend aus je 2 Widerständen und einem Trimm-Potenziometer erforderlich.
    Es kann sein, daß diese Anwendung in Basic programmiert werden kann.
    Ob es von Atmel auch Controller mit so vielen A/D-Eingängen gibt, kann ich nicht sagen, ich bin PIC-Fan :-)
     
  11. #20 bigdie, 26.01.2011
    Zuletzt bearbeitet: 26.01.2011
    bigdie

    bigdie Freiluftschalter

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    AW: Messung von 24 Spannungen gleichzeitig

    Hallo
    Pic programmierung wollte er ja nicht. Ich sehe das so entweder er will die große Lösung (Überwachung und Datenaufzeichnung) Dann sollte er einen Car-PC einbauen Car-PC Shop (Touchscreen TFT, Mini-ITX, Mobile PC, GPS) und z.B diese Karte nehmen http://www.***.de/Meilhaus-Meilhaus.../detail_10/detail2_11543/flv_/bereich_/marke_
    Die 3 *** im Link durch e l v ersetzen.
    Am besten gleich zusammen mit Profilab Extra kaufen siehe weiter unten.
    Diese Karte hat 8 analoge Eingänge und 16 Digitale Ein/Ausgänge mit denen man dann Reed Relais umschalten kann sodas 4x 8 Eingänge gemessen werden und mit Profilab kann man sich die passende Software erstellen.

    Die 2. Möglichkeit ist die "Nur Überwachung" Da kann er für Jede Zelle oder auch für 2 Zellen einen 4093 nehmen mit passendem Spannungsteiler und am Ausgang einen Transistor+ Optokoppler. Die Betriebsspannung holt er sich 1-2 Zellen weiter oben und bei der obersten Zelle nimmt er dafür einen Step/Up Wandler. Dann mußt du nur noch die 24 Ausgänge der Optokoppler parallel schalten und damit die Batterie ab oder eine Warnung anschalten.
    Auch bei der kleinen Lösung würde ich an jedem Zellenabgang ein Reedrelaiskontakt setzen, um das ganze abschalten zu können wenn das Fahrzeug steht.
     
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