Měření napětí jednotlivých článků lipol akupacku - jak na to

Mikrokontroléry AVR
1

Pokračování z tohoto tématu, kde se původně řešilo úplně něco jiného.

Mám v plánu si postavit ultimátní led svítilnu. Aby to svítilo alespoň hodinu na plný výkon (za předpokladu, že to uchladím), tak chci použít dva 6 článkový 5Ah modelářský akupacky. Váhám, jak je použít.
Nabízí se mě několik variant:
a) Po vybití jednoho se přepne na druhý
b) Spojit je natvrdo pararelně
c) Spojit je pararelně, ale přes nějaké ochranné diody
d) Zapojit je sériově - pro dané použití naprosto nevhodné, takže 44,4V tam nebude nikdy
e) Zapojit je samostatně do dvou nezávislých obvodů

Řešení s odporovým děličem by bylo jednoduché a elegantní. problém vidím v tom, že při plném zatížení poteče z akupacku něco k 10A a navíc řízené PWM. Vzhledem k tomu, že potřebuju měřit každý článek s přesností alespoň na 0,1V (ideálním na 0,05V), by znamenalo, že bych při max Vcc pro Atmel 5V bych musel měřit s přesností alespoň na 20mV. Mám vážné obavy, že nejrůznější špičky a kmity tento vstup natolik zaruší, že nebude dosahovat potřebné přesnosti. Což může vést ke zničení či dokonce výbuchu akupacku, čímž právě tímto měřením chci zabránit.

2

Odfiltruješ niečo analogovo niečo digitalne, Mozes dat lepsie predstavu co bude zatazov , ziarovka, led dioda aka ?

3

Použité led budou XM-L. Zatím uvažuji o 18ks v zapojení 6S3P či 20 led v zapojení 5S4P - v tom případě naroste proud asi na 12A. Při použití 4 okruhů zvážím variantu (e) s oddělenými akupacky. Každý okruh led bude možné ovládat nezávisle. Minimálně to bude XM-L T4, podle vývoje cen v okamžik nákupu zvážími XM-L T6 či XM-L U2. Vzhedem k potřebnému odchlazení cca 130W(145W) bude svítilna pravděpodobně obsahovat ventilátor. Bude ji možné též napojit na 230V přes průmyslový spínaný zdroj, jenž bude uvnitř svítilny. Ovládání bude tlačítky a zobrazení přes alfanumerický displej. Fyzické zhotovení nepředpokládám dříve, jak za půl roku. Svítivost po odečtení 30% na nejrůznější ztráty bude asi jako 1kW halogen.

4

takze toto ? youtube.com/watch?v=NkkU0UO3sek

5

Něco v tom pricipu. Ale délka bude poloviční, bude o trochu širší a krabicoidní. Příkon bude čtyřnásobný, ale svit větší až 300x. Zatím je to ale ve stádiu návrhu a dlouho ještě bude. Takže nakonec z toho může vzniknout naprosto něco jiného, než jsem původně zamýšlel.

P.S. Úplně nejradši bych to ovládal přes dotykový displej. Ale vzhledem k tomu, že nemám rozsáhlé znalosti tou nápadu.
2.jpg

6

Budete se jen dívat na návrh svítilny, nebo mě i poradíte, jak měřit ty akupacky?

Pokud bych použil odporový dělič, tak bych musel měřit s přesností minimálně 20mV, lépe 10mV. Atlan tu zmiňoval analogové a digitální filtrování. Může mě o tom někdo říct něco bližšího?

7

V jakém programu prosím děláš ty krásné vizualizace?

8

3D cad Solid Edge. Ale umí to ještě líp. Tohle je “pracovní” mód, kdy to používá jen jednoduchý plochy a nerendruje to. Při rendrování si ale člověk musí správně nastavit světla a materiály. V opačným případě je výsledek často horší.

9

Ani mi tak nejde o to, jak to vypadá, ale spíše, že je to praktické. Předpokládám, že znalý uživatel může pomocí tohoto programu jednoduše tvořit návrhy z klasických komponentů a jednoduše si tak ještě před výrobou ověřit, že se vše k sobě vejde, nic nebude do ničeho zasahovat nebo přečnívat, atd. Moc pěkné. Děkuji.

10

Ano je to tak. Navíc si může zkontrolovat zda to půjde např sestavit a v případě nějaké chyby toto lze snadno napravit. Mimo jiného to umí spočítat těžiště (za předpokladu správně zadaných hustoty materiálu či váhy komponenty), či umí to i rozviny plechú, asociativní tvorbu výkresové dokumentace a další užitečné funkce. V tomto cadu dělám již 18 let a tak nemám problém téměř cokoliv v něm nakreslit. Více se o něm můžeš dozvědět například zde.

Kužel.jpg
Kužel.jpg1158×340 27.1 KB

11

Ja myslim, ze sme uz radili tak akurat. Teraz je na Tebe, aby si si nieco z toho vybral a skonstruoval.
Nic Ti nebrani pouzit odporove delice a 16b/18b AD prevodnik. Microchip take ma v puzdre SO8 za viac ako rozumnu cenu.

Toto vsjo. :slight_smile:

12

Takže o zmíněném filtrování vstupu AD převodníku proti rušení se tady asi dozvím jen, že existuje. :frowning: Jaké tam bude reálné rušení zjistím, až v okamžiku, kdy svítilnu téměř plně zprovozním a to bude nejdříve za 1/2 roku. I tak vyzkoušení polofunkčního měření může mít za následek zničení akupacků, v horším případě i dalších dílů svítilny. Navíc budu mít téměř jistotu, že dosti složitý DPS budu muset nejspíše vyhodit, jelikož dodatečné přidávání součástek bude velmi obtížně. Proto potřebuji zjistit, jak se dají ošetřit vstupy AD převodníků či jak to provést, aby vliv na rušení byl co nejmenší, abych to na tuto eventualitu mohl DPS připravit, jelikož měření přes odporový dělič se jeví jako nejprůchodnější, avšak citlivé na rušení, jenž se dá jak jsem se dozvěděl odfiltrovat analogově a digitálně, jak toto konkrétně provést, však nikoliv.

13

A nestaci to? Aspon vies co mas hladat u strycka Googla. Sa trochu snaz a pytaj sa az na to comu z toho co najdes nerozumies. Je tam toho neurekom.
Filtracia je to problematika velmi siroka od “daj tam RC clen” az po “naprogramuj si FFT”. Ak sa budes viac venovat prispevkom ktore Ti tu piseme a naprikald si otvoris datasheet toho 18b AD od Microchipu na ktory som Ta upozornil, zistis, ako sa “automaticky” filtruje signal v prevodnikoch sigma-delta. Je to tam pekne rozkreslene a rozpisane. Jednoducho sa tym prispevkom co tu chodia venuj trochu doslednejsie.

Preco by malo byt meranie polofunkce? Odkial beries taketo nazory? To je pre mna novinka, ze spravnym meranim si mozes nieco znicit, potazmo akumulator. :slight_smile: :slight_smile: :slight_smile:

No tak to si potom vestec, ze vies dopredu ze plosak bude na figu.

A co takto si na plosak dorobit malu plochu univerzalneho spoja aby bolo kde experimentovat? To Ta nenapadlo? Len si horekovat? :slight_smile:

A preco by malo byt meranie cez delic citlivejsie na rusenie ako priame meranie? Z coho vychadzas? Presne v akom pomere sa znizuje uzitocne napatie, presne v takom pomere sa znizuje aj rusenie.

strycko Google :slight_smile:

14

Kdybych věděl co **přesně **mám v Googlu hledat, tak by to stačilo. Přesný termín neznám, jelikož dopadám přesně, jak v podpise. Vypadávají na mě informace obsahující Atmel, ad převodník a odrušení, ale nikoliv k tomuto tématu.

Jak mě pomůže ds Mikrochipu u Atmelu?

Ano správným měřením nelze. Ale pokud bude zarušené, jak se obávám, tak může ukazovat nesmysly a bude více ke škodě než k užítku. Po svítilně bude běhat až 24V/12A řízené PWM a v tohle “elektronickým bordelu” potřebuji dovést od akupacku napětí 0,7V s přesností 0,01V k AD převodníku bez toho, že měřené napětí z děliče či jeho samotného to ovlivní. I když Atmel zavřu do krabičky, tak rušení může přilíst po libovolným vstupu od napájení počínaje, po AD převodník konče. Navíc, když chci Atmel napájet ze stejného akupacku. Nemám elektorvzdělání, abych (kromě věcí, na co příjdu selským rozumem) udělal, abych tomu maximálně zabránil. Nominální napětí lipolu je 3,7V. Pokud dosáhne 3,4V, tak je už bezpečně vybitý. Odchylka o 0,2V na děliči bude znamenat, že budu nucen kvůli bezpečnosti, abych akupack nezničil moci využít jen 2/3 jeho kapacity. Proto chci měřit s přesností 10mV bez toho, že bude měřené napětí výrazněji ovlivňovat jakékoliv rušení.

Napadlo. Ale mě šlo spíš o to, když budu muset přidat nějaké cívky či kondenzátory na trase např. mezi měřeným signálem a zemí, či místo spoje od akupacku použít stíněný vodič apod. Takže to co jsem měl na mysli, tak se netýká jen nejbližšího okolí pinu AD převodníku. Možná se to týká, já to ale nevím a proto jsem se ptal.

Možná to jsou základy elektrotechniky, ale tohle neznám. Měl jsem zato, že když to přeženu ( takhle to ve finále samozřejmně dělat nebudu), povedu vývod z děliče s napětím 0,7V/50uA (hádám) kolem půjde drát PWM vodiče kde je 24V/12A (celkem reálná hodnota), že se na tom nenaidukuje ani 0,1V napětí, ale třeba jen 2mV? To se mě, pokud použiju selský rozum nezdá. Očekával bych, že to naindukované napětí bude úměrně větší při větším poměru energií tekoucí vedle sebe a také v závislosti na délce společného souběhu obou vedení. Netvrdím, že to tak musí být. Někdo ví, jak to má být, moje znalosti mě umožňují na to dojít jen logickým úsudkem, jenž může být chybný. Proto bych potřeboval odpověď někoho kdo o tom něco ví.

15

ale poznas, ved sa tu na to dookola pytas

…analogovy filter… …cislicovy filter… :slight_smile:

druha vec je, ci si si nezobral na zaciatok prilis velke susto a nemal by si zacat s niecim jednoduchsim, na com by si si zvysil uroven vedomosti. Lebo bez ucenia, experimentovania, prerabania, vyhadzovania a noveho vyrabania to jednoducho nejde.

No ved presne tak. Vidis, velmi vela o probleme vies vyvodit uz len z logiky veci. :slight_smile:

Preto nebudes tahat kabel s “rusenim” okolo meracich vodicov. tym znizis rusenie aj 100x. Ale toto opatrenie nie je filtracia. To je len konstrukcne obmedzenie prieniku rusenia do meracej casti. Je vsak daleko daleko ucinnejsie, ako spatne riesit filtraciu zahumuseneho signalu. A nemysli si, samotna kovova krabicka pre mcu vela krat nestaci.

Preto napriklad zrealizujes napajanie mcu podla odporucani vyrobcu.

Preto si nebudes tahat kde kade droty s rusivymi impulzami.

Preto si nebudes vytvarat slucky z napajacich vodicov kladneho a zaporneho polu (to znamena, ze tieto vodice pojdu pekne stocene a co najdalej od meracej castii).

Predo pred samotny modul PWM vlozis LC filtre (dalsie slovne spojenie pre Google) a za PWM modul tiez.

Preto si zariadenie po castiach vyskusas na stole v kontaktnom poli, kym sa pustis do navrhu plosneho spoja a mozno zistis, ze ziadnu extra filtraciu pouzivat ani nepotrebujes.

Preto si ujasnis, ci musis merat napatie clankov kontinualne pri svieteni LED, alebo staci meranie 1x za 10sekund a LED si zatial na dobu napriklad 1ms vypnes, alebo ich nechas zapnute. Mozem Ta ubezpecit, ze 1ms vypadok v osvetleni nikto ani len nezaregistruje.
Mozno sa bude dat AD prevod zosynchrnonizovat s tym PWM budenim menica. Mozno… na toto vsetko budes hladat odpoved, az ked uvidis, ako sa zariadenie zatial len ako tak zdrotovane na stole bude spravat.

Vacsina tychto veci ani nesuvisi s filtraciou, len so zdravym sedliackym rozumom, ktory nastastie mas :slight_smile:

Ako Ti mame radit s filtrom, ked si nezadal v akej frekvencnej oblasti a aky charakter rusenie ma? Pre zaciatok bude bohate stacit, ked paralelne k dolnemu R toho delica das kondenzator. Ale napriklad celu filtraciu mozes kvalitne zabit zlym rozlozenim suciastok na plosnom spoji. Ak nemas skusenosti s navrhom plosakov, posli obr. plosaku a da sa k tomu vyjadrit. Ale takto?

Ako som uz pisal predtym, pouzi integracny RC clen - ten C paralelne k dolnemu R delica. (dalsie slovne spojenie pre Google). Cislicovo najjednoduchsie filtrujes obycajnym priemerovanim nameranych hodnot. Ale to je tiez tak, ze vzorkovaciu frekvenciu treba nejako zosuladit s rusenim, aby bolo priemerovanie ucinne.

Pozri si uz konecne ako pracuje ten signa delta AD prevodnik (dalsie slovne spojenie pre Google).

Toto je z mojho pohladu dostatocna odpoved na Tvoju otazku.
Ale co chces vlastne filtrovat a aku vysku rusenia potrebujes odstranit, to sa dozvies, ked si spravis nieco aspon na tom stole a predostries tu vysledky.

16

Díky za vyčerpávající odpověď. Něco takového jsem potřeboval. Sice jsem se ptal na odfiltrování rušení, ale správně jsi mě připomněl, že je bývá snažší odstranit příčinu, než pak řešit důsledky.

Vím že jsem se pustil do projektu, jenž by byl spíš hoden zkušeného elektrobastlíře, nicméně pokusím se toto dotáhnout v teoretické rovině co to nejdál půjde a pak začnu s praktickou částí. Jsem asi příliš optimistický, ale už pár “neřešitelných” problémů jsem překonal. Jeden byl dle mého kolegy elektrikáře, jenž se zabývá především VF, že já jako strojař nemám šanci rozběhat cokoliv s Atmelem, jenž sám naprogramuji. Je pravda, že jsem se vás vyptával na vše možné, ale pak jsem během asi 10 dnů začal s Atmely úspěšně hrát a se semafory jsem už žádnou zásadní pomoc nepotřeboval. Proto jsem si jistý, že vás tu budu ještě určitě mnohokrát otravovat, než svítilnu snad jednou dokončím. Nicméně si myslím, že s radami dalších lidí, jenž se v oboru vyznají mám dosti vysokou šanci projekt svítilny dokončit.

17

Kde je vola, tam je cesta :slight_smile:
Nenechaj sa odradit “blbymi” recami. Inak si nemyslim, ze to, co mas pred sebou je nejakty technicky “zazrak”. Urcite je to zvladnutelne, no bude to chciet vyskusat na necisto. Ak Ti mozem odporucat, investuj do nejakeho meracieho vybavenia, napriklad taky DSO QUAD by Ti mohol pomoct pri hladani toho rusenia. Nerobim reklamu, ale tento nastroj sa mi osvedcil ako velmi sikovny a prakticky.

A nenechaj sa odratit, ak odpovediam nebudes vzdy uplne rozumiet :slight_smile:
Drzim Ti palce.

18

Ber to tak ze nakreslis schemu a mi ti ju skritizujeme pod ciernu zem,no mozno ze nie. Ale v podstate sa tajk najlepsie niecomu naucis, plosak deto. Ale ked vydrzis nieco z toho snad bude.

19

Trochu digitálně filtrovat jsme zkoušeli https://forum.mcontrollers.com/t/softwarove-osetreni-vstupnich-hodnot-kmitani-nestabilita/1910/1 . Ovšem zatím to patrně není moc aktuální.

edit: ty vlastně píšeš v bascomu, takže kódy jsou ti na nic.

20

Až tolik zas ne. Nemůžu je jen překopírovat, ale můžu způsob zpracování použít v Bascomu. Sice kódu úplně přesně nerozumím, ale princip fungování to napoví.

Pomocí těchto informací mě napadlo následující zpracování měření:

  1. Naměřím 5 vzorků.
  2. Nejnižší a nejvyšší “zahodím”
  3. Ze zbývajících udělám průměr, jenž použiji.

Naměřím 6. vzorek

Zopakuji body 1-3 s tím, že 1.vzorek nepoužiju a přidám 6. atd.

Tuto proceduru bych nejspíše volal tak 100x za sekundu přes přerušení, což by mělo být dostatečné.