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Thema: OPV-Schaltung o.ä. f. Spannungsmessung an Solarregler

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Jaecko
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    OPV-Schaltung o.ä. f. Spannungsmessung an Solarregler

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    Moin.

    Nach langer Zeit mal wieder ein Problem á la "Knick im Hirn":

    Ein 30W-Solarmodul hängt über einen Laderegler an einem 12V-Akku; Diese Kombination versorgt meine Basteleien, Handy-/Akkuladegeräte etc.
    Ich möchte jetzt nicht nur die Spannung am Akku messen, sondern auch die am Solarmodul.
    Problem: Der Solarregler schaltet nicht die Plus-Leitungen, sondern die GND-Leitungen.
    Solar+ und Akku+ sind direkt verbunden, Solar- und Akku- werden über MOSFETs nach Bedarf zusammengeregelt. Dass ich da dann nicht weit komme, wenn ich einfach Solar+ gegen Akku- messe, dürfte klar sein.
    Die Akkuspannung messen ist ja mal kein Problem: Bei 0-15V => 0-5V einfach nen Spannungsteiler mit 1/3 bzw. OPV mit Verstärkungsfaktor 1/3.

    Nur was mach ich mit der Solarspannung? Kann ich hier einfach nen OPV als Differenzverstärker mit Ue1 = Solar-, Ue2 = Solar+ und Verstärkungsfaktor 1/5 verwenden? Modulspannung 0-25V, soll zur Messung dann ebenfalls im Bereich 0-5V liegen; als Versorgungsspannung des OPV hätte ich +9/-9V zur Verfügung (OPVs liegen mir einfach nicht so)
    Oder sind da Probleme zu erwarten, wenn z.B. die beiden Extremsituationen auftreten:
    Tagsüber, leerer Akku: Solarspannung 25V, Akku: 0V
    Nachts, Akku voll: Solarspannung 0V, Akku: 15V

    MfG
    Geändert von Jaecko (23.06.2014 um 21:48 Uhr)
    #ifndef MfG
    #define MfG

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo Jaecko !

    Ich würde die ganze Messschaltung für Solarmodul mit zweitem µC (evtl. mit kleinem Pufferakku) vorm Regler aufbauen und die digitale Messdaten potenzialfrei z.B. per Optokoppler (OK) übertragen.
    Geändert von PICture (23.06.2014 um 22:51 Uhr)
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,

    Die Frage ist, wie genau das alles sein muss?

    Mit einem Spannungsteiler zwischen +5V und Solar- kannst du die 0-25V auf 5-0V anpassen.
    Um die eigentliche Panelspannung zu erhalten musst du da noch die Spannung zwischen +5V und Akku+ addieren.

    Zwei Spannungsteiler und ein bisschen rechnen, weniger Aufwand geht wohl nicht.

    Das Ganze wird etwas ungenauer als mit OP machbar, aber wenn es auf 100mV stimmt, sollte das ausreichen.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Jaecko
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    Moin.

    Also von der Genauigkeit her sind die 0,1V ausreichend.

    Aber ich seh bei der Spannungsteilersache auch ein Problem: Wenn ich mich jetzt nicht ganz täusch, dann funktioniert das ja nur, solange die Spannung vom Solarmodul grösser bleibt als die Differenz Akku+ zu +5V. Sinkt die Modulspannung (z.B. bei Dunkelheit) würde die Messspannung dann 5V überschreiten, da sich Solar- immer weiter an Solar+ "annähert" und damit "über" die +5V klettert

    Die Idee mit dem 2. Controller wäre jetzt zwar von den Teilen her auch ok, aber auch hier ist ja spätestens dann Schluss, wenn das Solarmodul keine 5V mit dem nötigen Strom mehr liefert. Nachtrag zum Pufferakku: Da bräucht ich ja dann "eigentlich" auch wieder nen Laderegler.

    MfG
    Geändert von Jaecko (24.06.2014 um 17:34 Uhr) Grund: Tippfehler
    #ifndef MfG
    #define MfG

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Ich habe aber micro Li-Po Akku mit Widerstand + Schutzschaltung nur für den µC gemeint.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,
    Zitat Zitat von Jaecko Beitrag anzeigen
    Also von der Genauigkeit her sind die 0,1V ausreichend.
    Das war mal geschätzt, du machst ja keinerlei Angaben zur Auflösung des DAC.

    Zitat Zitat von Jaecko Beitrag anzeigen
    Aber ich seh bei der Spannungsteilersache auch ein Problem: Wenn ich mich jetzt nicht ganz täusch, dann funktioniert das ja nur, solange die Spannung vom Solarmodul grösser bleibt als die Differenz Akku+ zu +5V. Sinkt die Modulspannung (z.B. bei Dunkelheit) würde die Messspannung dann 5V überschreiten, da sich Solar- immer weiter an Solar+ "annähert" und damit "über" die +5V klettert
    Das hast du richtig gedacht.

    Stellt sich jetzt die Frage ob man in diesem Falle die Spannung noch braucht?
    Die andere Möglichkeit ist, dass man nicht +5V nimmt, sondern z.B. +3V.

    Rechnen kann man aber nur mit konkreten Daten.
    Dazu müsste man auch etwas über die Hardware wissen. Aus deinen Angaben habe ich vermutet, dass dein DAC für 0-5V konfiguriert ist, dass Vref +5V ist, ist aber nur eine Vermutung.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Jaecko
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    Moin.

    Stimmt, also "Messgerät" soll ein kleiner ATMega8 sein, Vcc = Vref = +5V, ADC damit 10 Bit; Die Daten sollen dann auf CAN rausgeblasen werden, 1 Byte pro Wert, Einheit 0,1V/digit. Das war sogar in einem der früheren Themenentwürfe noch drin, da wurde aber so viel geändert, dass das unbemerkt wieder rausflog; hab mich grad selber gewundert, wo ich die Angabe hingeschrieben hab. (Es war sogar mal ein Entwurf für ne OPV-Schaltung mit drin, die sich aber beim Schreiben als unbrauchbar erwiesen hat)

    In dem genannten "Problembereich" würde ich die Spannung jetzt nicht unbedingt mehr brauchen (interessant wärs schon), aber ich hätte da dann eben mehr Sorgen, dass die Bauteile dann ausserhalb ihrer "Specs" betrieben werden.

    MfG
    #ifndef MfG
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  8. #8
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    Ich denke, dass man sich per OKs auch direkt an CAN anhängen kann, habe jedoch selber nicht probiert.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  9. #9
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    Direkt am Bus wüsst ichs jetzt nicht sicher, aber RXCAN/TXCAN sollten da mit nem schnellen OK durchaus möglich sein.
    #ifndef MfG
    #define MfG

  10. #10
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    Im Prinzip sollte es gehen, mit einem OP als Differenzverstärker (Verstärkung kleiner 1). Ganz so extreme Fälle (Akku unter etwa 10 V) muss man wohl nicht berücksichtigen - zumindest wird man da keine genaue Messung. Wenn ein 12 V Blei Akku so weit runter ist, ist er bald defekt bzw. der µC bekommt auch keinen Strom mehr.

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