Feszültség mérés arduinoval

Fórumok

Sziasztok. Van egy arduino-m, amivel szeretném egy 12v-os zselés akkumlátor feszültségét mérni, és az eredménytől függően bekapcsolni rá a töltést egy relével. Az arduino-t egy 7808 vagy valami hasonló feszültség szabályzóval akarom az akkumlátorból árammal ellátni, az akku feszültség mérését pedig úgy tervezem, hogy készítek néhány ellenállással egy feszültség osztót (pl 1:4 vagy 1:5 arányban), és a kisebbik értéket bekötöm az egyik analóg lábra, így egy egyszerű matematikai művelettel elvileg megvan az akkumlátor feszültsége. Ezt a részét teszteltem, és rendben működik is.

A probléma ott kezdődik, hogy az akkumlátorról egy házi készítésű villanypásztor üzemelne, amit netről rendeltem (van benne egy áramkör, trafó, egy nagy kondi és valami régi autó szikráztatója?!). Nyáron az akkura rácsatlakoztattam egy 12->5v usb csatlakozós áramkört, viszont ahogy fogtam az usb csatlakozót, éreztem a csípéseket, nem olyan erősen mikor a villanypásztor ráz meg, de azért mégis érezhető volt valami. Nem tudom mi okozza, végül nem is csatlakoztattam rá a telefonom, viszont most elgondolkoztam azon hogy mi okozhatja ezt a gondot, és tartok tőle hogy az arduino számára nem lenne egészséges ilyen környezetben üzemelni. Ötleteket és javaslatokat várok, előre is köszi.

Hozzászólások

Ööööö... Szeritnem a termék (villanypásztor) szállítóját/gyártóját kérdezd meg, hogy hogyan lehet automatizálni a készülék aksijának a töltését...

"Nyáron az akkura rácsatlakoztattam egy 12->5v usb csatlakozós áramkört, viszont ahogy fogtam az usb csatlakozót, éreztem a csípéseket, nem olyan erősen mikor a villanypásztor ráz meg, de azért mégis érezhető volt valami. Nem tudom mi okozza, végül nem is csatlakoztattam rá a telefonom": telefont nem is aggasd rá, mert a szikráztató eléggé megrángatja a feszültséget. De az arduino-t én oda kötném be, ahol a bejövő áram van, amivel az akksit töltöd, az stabilabb áram/görbe lenne.

A probléma oka, hogy a villanypásztorod visszarúg. Ez lehet földelési hiba, de látni kellene hozzá az áramkört. Az alulról vezérelt autotrafós kapcsolások tudnak cifra feszültségeket előállítani a tápvonalra. A csípést azért érezted, mert a negatív akkusarud nem voltak földelve és az USB áramkört megfogva a szórt kapacitásokon át rajtad ment végig a feszültség.

Első lépésként megfelelő földelési pontot kell kialakítani, erre kell az akku negatívját lekötni. A villanypásztor tápvezetékeire a táp és a föld közé 24 vagy 30V-os szuspresszorokat kössél be párhuzamosan ezzel páhuzamosan egy legalább 1kV záróirányú  feszültségű és 3A-es max. áramú diódát záróirányba és 470n/400V-os kondit. Ez utóbbiak  megfogják azokat a negatív, gyors visszarúgásokat amit a szuszpresszor nem tud. Fontos, hogy a pásztorral legyen sorbakötve egy névleges áramra méretezett biztosíték, mert akár a szuszpresszor, akár a dióda megdöglésekor rövidzárba mehet a rendszer.

Az arduinónál az analóg bemenetre a táp és a föld felé köss be egy-egy diódát záróirányba és a bemenettel sorosan egy 470 Ohmos ellenállást. Ez kicsit elrontja a mérésedet, de akár a 12V-ra történő felhúzástól is megvédi.

A villanypásztor nagyfeszültségű kivezetésit a DC feszültségű jelvezetékektől és a törpefeszültségű áramköröktől legalább 2-3 cm távolságra vezesd még akkor is ha szigetelt vezetéken át megy.

"Maradt még 2 kB-om. Teszek bele egy TCP-IP stacket és egy bootlogót. "

Nem feltétlenül rontják el a mérést a bemeneti clamp-diódák. Az a lényeg, hogy a soros ellenálláson ne folyjon normális esetben áram.

Azt tenném, hogy két nagy értékű ellenállásból - pl. 110k, 330k - megépíteném az 1:4-es osztót. Az alsó, 110k-val párhuzamosan tennék egy 100 nF-os kondenzátort. Az osztó kimenetére kötnék egy ellenállást, de nem olyan kicsit, mint amilyet javasoltál, hanem mondjuk 10k-t. Utána jöhetnek a clamp-diódák, azaz záróirányban tápra, GND-re egy-egy. Schottky jó ötletnek tűnhet, de azok maradékárama nagy, így valóban elrontja a mérést, így marad a Si dióda, mint a BAV99 vagy az 1N4148. Utána jönne még egy soros ellenállás, hiszen várhatóan a mikrokontrollernek is vannak clamp-diódái, s nem tudjuk, hogy azoknak, vagy a saját külsőnknek kisebb a nyitófeszültsége. Ennek az értéke a kis lehetséges feszültségkülönbség miatt lehet viszonylag kicsi, pl. 2.2k. Ez megy a mikrokontroller A/D konverterének bemenetére, de nagyon fontos, hogy a bemenet és a föld közé tennék egy legalább 100 nF-os kerámia kondenzátort. Azért, mert nagy a meghajtó impedanciánk, s a mintavevő és tartó mintavételekor kis impedanciájú meghajtás kívánatos. Rövid időre ezt megoldja a bemenet kapacitív lezárása.

Még egy dolgot tartok fontosnak. Azt, hogy a felső clamp-dióda képes megemelni a tápfeszültséget, tehát azt az áramot el is kell nyelni valaminek. Egyrészt jó hidegítések legyenek, másrészt legyen pl. egy tápfeszültséget jelző LED sorba az előtétjével, s ez húzzon ki a tápból néhány mA-t. A másik lehetőség, hogy a felső clamp-dióda áramát nem a táp felé vezetjük, hanem egy zener-diódába, amelyet ellenállással előfeszítünk, mert ellenkező esetben elrontja annak maradékárama a mérést. A gyorsaság miatt a zenerdiódával párhuzamosan szintén kell kerámia hidegítés, ha ezt az utat járjuk.

tr '[:lower:]' '[:upper:]' <<<locsemege
LOCSEMEGE

akkumlátor -> akkumulátor

(motrot -> motort)

Érdemit is: a zselés akkuk elbírják a csepptöltést, folyamatosan mehet rájuk a szufla, akárcsak a riasztóközpontokban. Vannak kimondottan akkutöltés-vezérlő integrált áramkörök egyetlen tokban. Én pl. ezt használtam:

https://www.st.com/content/st_com/en/products/power-management/linear-voltage-regulators/standard-voltage-regulators/l200.html

Nem kell kapcsolgatni semmit. A 12V-os zselés akkut töltsd fixen 13,6 V-tal éjjel-nappal.
A töltőbe egy áramkorlát is ajánlott (primitív esetben akár autó klasszikus fényszóróizzója), amely egy kimerült akku esetén a névleges kapacitásának 1/10-edénél kisebb áramra korlátozza a maximális töltőáramot.

Biztos jól kötötted be a villanypásztorod? Mert gondolom valamelyik kivezetést és valamelyik bemenő pólust földelni kellene, különben lebeg mindenfelé és téged fog csipkedni, mert ugyan az 5 volt például 5 volt lesz egymáshoz képest, csak a földhöz képest lehet, hogy 1000 és 1005 volt a potenciálkülönbség, téged meg azért csipkedett, mert te földelve voltál. Addig nincs ezzel se baj, amíg az 5 voltos fogyasztód potenciálfüggetlenül lebeg, a gond akkor van, ha hozzá akarnád kötni valami máshoz, ami mondjuk földhöz van húzva, akkor ott lesz 1000 voltos potenciálkülönbséged.

Szóval nézz körbe, hogy mindent jól kötöttél-e be.

Veled egyetértve azt tippelem, hogy a kimeneti drótnak van kapacitása a föld felé, a nagy slew-rate miatt a szerkezet földeletlen GND-je nagyon elszaladt negatív irányba - pozitív kimeneti feszültséget feltételezve. Emberünknek is van kapacitása a föld felé, innen meg nem folytatom, nyilván őt fogja fegyelmezni a villanypásztor a tevék és tehenek helyett. :)

tr '[:lower:]' '[:upper:]' <<<locsemege
LOCSEMEGE