Akkuspannung messen (Differenzieller AD-Eingang)

"Stefan Schulte"

zul. Spannung) bringen? Wohl 3.3V, dann wird aber

Ob die gut ist weiß ich nicht. Ich würde halt normale Spannungsteiler so auslegen, dass man die grenze zu den 5 V gut ausreizt und dann einen Spannungsfolger dahinterschalten. es sei denn der Eingang des AD-Wandlers ist hochohmig genug um den als direkten Eingang am Spannungsteiler zu nehmen. LM324 gibt es als SMD und ist auch ein vierer.

Viele Grüße, maqqusz

maqqusz schrieb:

Ich denke, wg. der Diode nach Vcc sind es max. 3.x Volt. Da es kein Signalausgang ist, dürfte ein Spannungsfolger nicht nötig sein - es zählt am Ende ja nur die relative Genauigkeit, nicht die Absolute. Die 3.x V mit 10bit aufzulösen dürfte wohl nicht wirklich sinnvoll sein (Temperaturschwankung, Störungen ect.)...

Hallo Stefan,

Das einfachste ist, wenn Du mit Relais (Reed oder sonstige mechanische Relais) eine entsprechende Kanalumschaltung realisieren kannst. Es lohnt sich aber, ein paar Vorkehrungen zu treffen, dass nicht aus versehen (Ein Relais zieht mal nicht an, weil kaputt, oder auch dauer-an, weil der Treibertransistor kurz ist) eine Schalterstellung auftritt, die einen Kurzschluß herstellt.

Du hattest das Stichwort schon benannt: Differenzverstärker. Der kann durchaus auch Differenzen mit einem Verstärkungsfaktor kleiner 1 messen. Das wirst Du auch brauchen, wenn Du Potentiale über der Versorgngsspannung messen willst. Danach musst Du eben wieder entsprechend verstärken, um auf den AD-Eingangsbereich zu skalieren. Oder versorgst diesen Differenzvertärker direkt aus dem Akkupack (Selbst dann willst Du kleiner als 1 verstärken, aber Du kannst dann gleich auf den Bereich ziehen, den Du an den Wandler legen willst) 21 V ist für viele OP ein Kinderspiel. Bei 5 Zellen brauchst Du dazu eigentlich nur 4 OP (= 1* LM324) als einfache Subtrahierer und für den untersten brauchst Du nur einen Widerstandsteiler. Gute Widerstände sind natürlich Pflicht.

Wer will denn überhaupt noch bohren ;-) Der Mega 169 ist dann aber ein bischen groß geraten, nicht?

Sollte so wohl das einfachste sein. @ Jörg, jetzt bist Du dran. Die Variante mit den TL431 hab ich ab 4 Zellen verworfen.

Marte

Marte Schwarz schrieb:

Uaah, Lipos mit DER Spannung versehentlich kurzschließen - nee danke :-) Die Messung soll permanent/zyklisch erfolgen...

Hmm, klingt nach einem guten Ansatz

Nun ich hätte sagen müssen "Höhe" - die Fläche des Akkupacks ist auf der Unterseite noch fast frei :-)

[...]

LOL - Abklatschen beim Newsschreiben. Wie war das Jörg, seid Ihr vor oder zurück in der (Tages-)Zeit? Egal - gute Nacht!

cu

Stef@n

"Stefan Schulte"

(max. zul. Spannung) bringen? Wohl 3.3V, dann wird aber

Der LM324 kommt natürlich nicht ganz nach 5V. Aber: wer sagt dass du den mit den 5V des Mikrocontrollers versorgen musst. Du hast doch eine Batterie ;-)

To whom it may concern: Markus Gronotte hat wieder ein neues Pseudonym. Möge den Spaß weitergehen.

Myn

Hallo Stefan,

ich hatte genau das selbe Problem aber, zum Glück, nur mit zwei Zellen. Ich habe das ganze Mit entsprechenden Spannungsteilern gelöst. Das kostet natürlich Auflösung am ADC aber wenn Du einen Spannungsteiler mit Faktor 10 benutzt entspricht ein LSB so rund

30mV. (Ohne die Toleranz der Widerstände beachtet zu haben, aber ich habe die komplette Fehlerrechung hier und der Fehler der 0.1% Widerstände ist im Gegensatz zu dem Quantisierungsfehler bei 10Bit vernachlässigbar) Nun hat der ADC zwar einen Fehler von ein paar LSB aber wenn Du es mit Oversampling und Dezimierung versuchst bekommst Du wieder ein paar LSB heraus. Rauschen sollte der ADC eigentlich genug aber zur Not bastelst Du Dir noch Dithering an den V-Ref Eingang. Atmel hat dazu sogar eine Application-Note aber wenn ich mich recht erinnere war der "Filter" eine einfache Mittelwertbildung was noch Optimierungspotential darstellt.

Um die Querströme der Spannungsteiler bei der Nicht-Messung zu verhindern habe ich jeden Kanal mit einem billigen PMOS geschaltet der wiederum über einen Bipolartransistor von einem Portpin aktiviert wurde.

Bei Bedarf kann ich Dir den Schaltungsteil mal zukommen lassen.

Tschüss Martin L.

Hm, wenn ich "Oversampling" richtig verstanden habe, bekommst Du dadurch zwar mehr Aufl=F6sung, nicht aber mehr Genauigkeit... Gruss Harald

"Harald Wilhelms"

ich habe die komplette Fehlerrechung hier und der Fehler der

Bei einem festen Pegel bringt Oversampling gar nichts. Bei Wechselsignalen erhöht man die Genauigkeit demit jedoch schon. Einfaches Beispiel: Doppelte Samplingfrequenz. Jeweils zwei Samples werden addiert und durch zwei geteilt. Bei Wechselsignalen erhöht das die Genauigkeit. Wie stark es die Genauigkeit genau erhöht weiß ich allerdings nicht.

Da ich letztens einen billigen 16 Bit DA-Wandler suchte bin ich zufällig auf diese Thematik gestoßen und habe herausgefunden, dass das oversampling auch anders herum funktioniert. Man nimmt z.B. zwei DA-Wandler mit 8-Bit und speist die in einen Addierer ein. Dann gibt man das Signal mit doppelter Samplingfrequenz abwechselnd an den DA-Wandlern aus. Wie stark sich hier die Genauigkeit erhöht habe ich aber nirgends gefunden. Vll weiß da ja jemand mehr zu?

Gruß,

Markus

Jetzt wird es etwas Wortspielerei. Mit Oversampling erhöht man die effektive Auflösung. Bei Signalen ohne AC-Anteil muss man u.U. künstlich etwas Rauschen hinzufügen. Nennt man dann Dithering.

Mit einer höheren Auflösung wird der Quantisierungsfehler kleiner und damit sollte auch die Genauigkeit steigen. Alle anderen Fehler wie Offset, Gain und Nichtliniarität werden durch das Oversampling nicht kleiner aber auch nicht größer, so dass es sich u.U. schon lohnt. (Insbesondere wenn man den ADC, aus welchen Gründen auch immer, nicht in seinem gesammten Eingangsbereich benutzt.)

Viele Grüße, Martin L.

Wie sieht es mit Analogschaltern/Multiplexern und einem fliegenden Kondensator aus?

Kondensator an den zu messenden Akku legen, danach dann auf den ADC-Eingang (bzw. vermutlich auf einen Spannungsfolger dazwischen, um dem Kondensator nicht zu belasten bei der Messung).

cu Michael

--
Some people have no respect of age unless it is bottled.

Hallo Michael,

Kann man machen, aber die Mux zum schwebenden C mögen meist nicht wirklich ein R2R Betrieb, der hier zwingend vorliegen wird. Aus einer kleineren Spannungsquelle als die Messpannung versorgt zu werden mögen die gleich gar nicht. Und selbst wenn man das alles im Griff hat, sollte man sich Gedanken über Fehlerstrompfade machen, wenn mal ein Schalter auf Dauerdurchgang ginge. Auch bei FC-Schaltungen gibt es das Problem.