Ситуация такая.

Есть устройство, которое питается от батареи последовательно соединенных аккумуляторов, 12 В каждый. Аккумуляторов, например 5 (вообще, может быть разное количество). Необходимо с помощью atmega определять напряжение на каждом из аккумуляторов.

Проблем осложняется тем, что МК питается от одного из тех же аккумуляторов, через КРЕНку. Даже если мы применим дифференциальный режим АЦП, абсолютные значения на измерительных пинах плюса и минуса не могут превышать абсолютного значения VCC МК относительно GND МК, согласно даташиту. А это максимум 5 В. Если был был один аккуулятор - проблем бы не было. сделали делитель на резисторах, и всего делов. Но аккумуляторов-то несколько. Т.е. уже на втором аккумуляторе мы получаем превышение над VCC МК на 12 c лишним вольт.

Подскажите, как выкрутиться из этой ситуации?

Если хотите точно, то можно...
1. конденсатор коммутировать (несколько реле) - подсоединяем его к нужной коробочке, а потом - на вход АЦП.
2. несколько точных делителей...
3. несколько схем на ОУ - дифференциальных усилителей (есть готовые... с допустимым синфазным в сотни вольт)
4 - 100 - эти пункты оставляю другим фантазерам..

Обычно, у меги 8 входов АЦП. К каждому входу АЦП, через рассчитаный делитель цепляете линейку батарей.
Далее рассчитываете алгоритм измерения.
1. Измеряете напряжение первой батареи (Б1).
2. Запоминаете значение Б1.
3. Измеряете напряжение Б1+Б2.
4. Запоминаете Б1+Б2.
5. Вычисляете Б2=(Б1+Б2)-Б1...
6. ИТД...

Поставьте на каждый акк. по своему измерителю на, допустим,
на какой-либо Тиньке, имеющей на борту АЦП и УАРТ.
И МК собирающий эту информацию через опторазвязку.

Это очень плохое решение. Питайте все от ВСЕХ аккумуляторов. Иначе батарея скоропостижно помрет.

Tanya, за споосбы спасибо, только они мне не показались такими уж точными. На каскаде делителей будет огромная потеря точности просто из-за того, что шкалу АЦП с 12 вольт растягиваем до 50 вольт. Конденсатор имеет свойство разряжаться, схемы с реле и ОУ весьма громоздки.

prottoss, ну это в принципе то же, что у Tanya, пункт 2. Алгоримт вполне рабочий, но проблема та же - шкала АЦП должна соответствовать 50-ти вольтам вместо 12-ти, что дает нам слишком большую "цену деления".

domowoj, наиболее сложный и интересный вариант, но с учетом того, что на батареях ещё какое-какие утилитарные действия производит бы неплохо, скорее всего я так и сделаю. Благодарю!

Microwatt, в общем случае я с вами согласен, в этом частном - не очень. Что плохого сделает аккуму на 33 А*ч и 12 вольт маленький микроконтроллер без особой обвязки? Перекос конечно будет, но какой-нибудь совсем микроскопический.

http://www.linear.com/products/battery_management
Battery Stack Voltage Measurement
http://cds.linear.com/docs/Application%20Note/an112f.pdf

Как раз не совсем сложный.
Поставить на каждой плате измерителя 3х разрядный микропереключатель, которым устанавливать № аккумулятора
(3 разряда - 8 штук), и программа МК в каждом измерителе будет одна и та же, и схема и печатка тоже.
Для связи с "центральным" МК, который должен опросить каждый из акк. по его номеру, организуйте интерфейс "токовая петля".

Недостатком наверное является бОльшая погрешность измерения,
чем, скажем, в варианте с переключаемым конденсатором.

Сообщение отредактировал domowoj - Jul 3 2011, 01:57

А Вам какая точность нужна? для 8 акк. 12 вольт точность будет (примерно) 8*12 / 1024 = 0,09 вольт на деление.

Вариант от domowoj, безусловно, хороший, но относительно дорогой.

По сравнению со стоимостью одного то - не сильно.

Но при использовании многоканального, 16-и битного АЦП и резитивного делителя на каждый узел, между аккууляторами - получается в районе 13 бит (это в идеале) на каждый аккум. Т.е. где-то 1мВ дискретность. А если показания должным образом отфильтровать (в цифре), то эти 13 бит можно растянуть еще на пару-тройку бит.

Схематически, такой вариант мне кажется по проще. (имхо)

Сообщение отредактировал Sirko - Jul 3 2011, 09:43

НЕХ, интересные ссылки, спасибо! Не знал, что это целая отдельная отрасль.



Ну мне UARЕ по-привычнее.



Вот этого не понял совершенно. В чем источник БОльшей погрешности, на ваш взгляд?



На этом форуме многократно встречал утверждение, что последние два бита измерения АЦП стоит отбрасывать, т.к. точность у них обычно невысокая, и им можно доверять горазло меньше, чем остальным. Указанная вами точность вполне достаточна, если бы она была стабильной.

Почитайте аппноуты, касающиеся использования АЦП
вот здесь http://www.atmel.com/dyn/products/document...ubfamily_id=760
и еще обратите внимание вот на это семейство AVR http://www.atmel.com/dyn/products/param_ta...bfamily_id=1603 - здесь расширенный АЦП.

Да, вот ещё вопрос. Если мы ставим на каждую батарею по своей attiny, то от чего она должна питаться? Отчевидно, от своей же батареи через КРЕНку? Не повлияет ли это на точность измерений при колебании степени заряженности батареи?

Если аккумуляторы не планируется разряжать ниже 5 вольт а в качестве опорного напряжения для АЦП будет использоваться напряжение питания МК то погрешность будет складываться как нестабильность источника питания плюс погрешность самого АЦП.

Кстати, при питании от линейного стабилизатора - аля КРЕНка - нужно еще подсчитать, какой потребляемый ток от одного канала будет, все таки КРЕНке гасить как-никак 7 вольт. А там еще и оптроны потребляют...

Токовая петля это тот же RS232, но сигнал токовый,
если не изменяет память, "0" - течет ток 20мА,
"1" -течет ток менее 3 мА(или наоборот).
Преимущество - опторазвязка, бОльшая помехоустойчивость,