нужно гальваически-изолированно померить напряжение напряжение Опции

[PCBExp]

Собственно почти все в теме. Есть контроллер с АЦП - 8 каналов. Есть аккумуляторные батареи 5 штук. Земли у контроллера и батарей должны быть развязаны. Нужна очень бюджетная схема измерения напряжения этих 13-тивольтовых батарей. 5-10 % хватит. Первое что на ум приходит - взять оптрон с линейной характеристикой и поджигать его светодиод через правильно настроенный делитель, чтобы из линейного участка не выскочил во всем диапазоне напряжений. Очевидно что такая схема будет разряжать эти батареи и чутко реагировать на направление ветра и все что связано с температурой. Ставить на ту сторону контроллер с АЦП и гнать через изоляторы цифру получается не бюджетно... Может есть еще какие правильные пути?

[AlexeyW]

Возможно, попробовать малопотребляющий низкочастотный генератор по типу "емкость наполняется до напряжения батареи, а потом импульсно разряжается", развязку на тренсформаторе и пиковый детектор.

[Herz]

Сколько же раз эта тема уже поднималась...

Нужна очень бюджетная схема измерения напряжения этих 13-тивольтовых батарей. 5-10 % хватит. Первое что на ум приходит - взять оптрон с линейной характеристикой и поджигать его светодиод через правильно настроенный делитель, чтобы из линейного участка не выскочил во всем диапазоне напряжений.

Самое плохое, что первым на ум приходит. Кроме ненадёжности, такое решение и бюджетным вряд ли получится.
Сделайте примитивный преобразователь напряжение-частота, хоть на том же 555 таймере. А потом - любой оптрон.

[PCBExp]

Сколько же раз эта тема уже поднималась...

Самое плохое, что первым на ум приходит. Кроме ненадёжности, такое решение и бюджетным вряд ли получится.
Сделайте примитивный преобразователь напряжение-частота, хоть на том же 555 таймере. А потом - любой оптрон.

Я наверное это четко не написал сначала но батареи все с общей землей. То есть нужен один многоканальный измеритель. Ну и поскольку этот преобразователь тоже придется чем то питать, то проще сразу многоканальное АЦП там поставить и 4 изолятора на SPI. Таким образом для 5 каналов сейчас вся схема укладывается в 8.5$ Вот бы что-нибудь подешевле выдумать.....

[kovigor]

сейчас вся схема укладывается в 8.5$

На фоне стоимости пяти аккумуляторов, соединительных проводов, всего сопустствующего хозяйства и той аппаратуры, которая от этих аккумуляторов питается эта сумма выглядит ужасающе большой, вы правы. Самая дешевая тинька с АЦП стоит заметно меньше бакса. Оптроны типа PC817 - и того дешевле. Пять тинек, пять оптронов и связь по простейшей токовой петле (по транзистору и сопротивлению на контроллер). Выдумать надежнее, дешевле и проще можно, но зачем ?

[Alex11]

Поскольку там все батарейки с общей землей, то одна мега8 и один оптрон, все за 2 бакса.

[iDiode]

М.б. "квази" изоляции будет достаточно? Если да, то в методическом плане, см тут: http://www.cypress.com/?docID=29989
В моем случае резисторы были 2МОм, все работало.

[kovigor]

Поскольку там все батарейки с общей землей, то одна мега8 и один оптрон, все за 2 бакса.

Мне почему-то сразу показалось, что человек хочет питать от этих аккумуляторов какую-то цифровую АТС, соединив их последовательно и получив стандартные для телефонии 60В. Пять аккумуляторов наталкивают на такую мысль ...

[PCBExp]

Мне почему-то сразу показалось, что человек хочет питать от этих аккумуляторов какую-то цифровую АТС, соединив их последовательно и получив стандартные для телефонии 60В. Пять аккумуляторов наталкивают на такую мысль ...

Это действительно оборудование шкафа. По заданию питаться от них мне нельзя. Поэтому в 8.5$ есть 2.5$ на маленький модульный DC/DC.

Что касается соображений надежности - я с Вами согласен, но все не так просто. Есть в этой логике еще "коммерческая" составляющая - надо "попасть" в цену, а лучше еще что-нибудь заработать. Про ретро-бонусы заказчикам Вам Ваше руководство ничего не рассказывало? Поинтересуйтесь - узнаете много нового если не пошлют....Если Вам еще ни разу в жизни не говорили что "разработать и произвести это ерунда, главное - ПРОДАТЬ!!!" то у Вас еще вся жизнь впереди. Изделие у нас достаточно массовое - 350 штук в месяц. Если на каждую плату ставить 5 тинек, то их придется как то прошивать. Прошить 350*5=1750 штук пусть даже очень удобным программатором будет стоить денег. Надо посадить человека и обучить его. Менять те что шиться не захотят. Потом как то гарантийно и послегарантийно обслуживать. В зип их давать что ли или самим ездить прошивать? По нашему расчету вот такое АЦП http://www.compel.ru/infosheet/MCRCH/MCP3208-CI%2FSL/ проще и дешевле. Если кто-нибудь подскажет дешевле что-нибудь аналогичное - буду очень благодарен. Мы с тем АЦП планируем использовать опору и буфера которые MICROCHIP советует в описании к АЦП. К счастью Компел всем богат и цены не прячет...

Есть еще момент важный. Я не забыл в своих 8.5$ 0.006$ за SMD точку пайки. По этой причине штырек только по крайней необходимости.

Отдельно хотел спросить на какой скорости через PC817 получалось данные гнать? Мы закладываем H11L1 - дешевле не нашли. Но он по крайней мере заточен под передачу данных.

Сообщение отредактировал PCBExp - Aug 14 2013, 05:10

[Alexashka]

Один 4-канальный R-T-R ОУ, например OPA4379, самый мелкий контроллер чтобы оцифровать 5 сигналов, оптопара. Контроллер питается от самой батареи, в оптопару кидаются уже байты значения напряжения в вольтах без десятичной точки. На другом конце -UART или RS232. На 4-канальном ОУ делается 4 делителя на 20 со смещением выходного уровня относительно нуля - всего нужно 16 резисторов, можно обычных 5% -тогда получаем 10%-ную точность. Для 5 канала (нижнего) просто делитель на 2 резисторах.
Система будет потреблять гораздо меньше, чем саморазряд батарей, так что было бы глупо питать ее не от батарей

[vladec]

Самый дешевый вариант использование, как предлагал iDiode, квазигальванической развязки - диференциальный усилитель на операционнике со входными резисторами в несколько мегом

[Егоров]

Как всегда, длинные лекции о бизнесе, но мало технических данных. Подробнее пишут всегда о том, в чем лучше разбираются.
Зачем нужно это измерение вообще? Опишите задачу полнее, как она есть, а не как Вы собираетесь ее решать.
Точка приема данных с составной батареей вообще никак не связана гальванически? Ни единой точкой?

Ну, предположим, сделали бесплатный измеритель из двух резисторов и вот он показал на одной батарее 12, на другой 13 вольт. И что дальше в системе происходит? Сирены воют, люди в скафандрах бегут, или батарея заменяется сама собою по команде МК?
Или просто приятно показать это на дисплее один раз при сдаче заказа?

[Plain]

Есть контроллер с АЦП - 8 каналов.

Проясните, какой нам из этого сделать вывод.

Нужна очень бюджетная схема измерения напряжения

Например, имульсный трансформатор, замыкаемый на вторичной стороне — т.е. подаёте в первичную обмотку ток, а вторичная сторона при этом ограничивает напряжение на ней, которое и измеряете пресловутым АЦП.

Для переключения каналов достаточно декадного счётчика (типа 4017), который на цикл измерения запитывается со вторичной обмотки и от неё же считает.

Каждый выход этого счётчика управляет источником тока на NPN и резисторе, который подключает к вторичной обмотке трансформатора соответствующую батарею посредством выравнивающего ограничителя на паре диодов (при вдвое большем измерительного токе, токи через эти диоды и напряжения на них будут одинаковыми).

В качестве импульсного трансформатора можно использовать наверное даже синфазный фильтр, но нужно считать.

Соответственно, при подавляющем большинстве транформаторов 1:1, на первичной стороне требуется создать напряжение, заведомо превышающее измеряемое — его МК может накачать сам посредством небольшой помпы или повышающего преобразователя.

Поскольку верхний ключ первичной стороны это источник тока, то его проще всего сделать на токовом зеркале, т.е. два PNP, один NPN и резистор.

[Iptash]

Задача мутная, может достаточно на каждую банку компаратор со светодиодом поставить и все, и зачем гальваническая развязка?

[kovigor]

По заданию питаться от них мне нельзя.

Аккумуляторы какой емкости, не автомобильные, часом ? А так да, эта штука будет кушать в среднем десяток микроампер, или около того. Вам же не нужно постоянно питаться. Получаем сигнал прерывания (запрос), просыпаемся на доли секунды, измеряем напряжение и снова засыпаем. В чем проблема ? Неужели такой "микротоковый" режим так нагрузит аккумуляторы ? Вы хоть саморазряд их учтите, для начала. И почему нельзя поставить один МК с многоканальным АЦП (любую Мегу) и подключить к нему все аккумуляторы, если они все равно установлены в одном шкафу ?

[PCBExp]

Постараюсь ответить всем по очереди и по смыслу.
1. Задача звучит так - измерение симметрии аккумуляторных блоков.
2. Есть несколько схем измерения и многое зависит от конфигурации включения этих батарей. Есть измерение средних точек в нескольких блоках, есть измерение каждого в цепочке и еще пара вариантов, которые сложно объяснить в двух словах.
3. Аккумулятор по весу и форме напоминают автомобильные, но не автомобильные.
4. Поскольку включение каждый раз разное то выбирать к кому бы "присоседится" на предмет запитаться сложно. Поэтому ставим отдельный DC/DC.
5. Про контроллер с АЦП я написал на тот случай если кто подкинет идею как недорого перекинуть аналоговую величину через гальванический барьер, что собственно сам вопрошающий и сделал....
У нас уже "сложилась" в голове структурная схема устройства. Меня интересовали детали - очень хотелось на чем нибудь сэкономить. Сейчас делается выбор что проще и удобнее "умный" контроллер на стороне батарей и один оптрон или 4 оптрона чтобы гонять данные туда-сюда между основным вычислителем и АЦП....

[kovigor]

что проще и удобнее "умный" контроллер на стороне батарей и один оптрон или 4 оптрона чтобы гонять данные туда-сюда между основным вычислителем и АЦП....

На стороне аккумуляторов: вычислитель с минимальным интеллектом в виде простейшего МК и затрапезный оптрон вроде продающегося в каждом гастрономе PC817 для передачи цифровых данных по токовой петле выйдут заметно дешевле, чем четыре совсем не массовых оптрона, предназначенных для передачи аналоговых сигналов, и АЦП. Я в этом чуть ли не убежден ...

[Alexashka]

4. Поскольку включение каждый раз разное то выбирать к кому бы "присоседится" на предмет запитаться сложно. Поэтому ставим отдельный DC/DC.

Да к любому - всего то нужно 5 самых дешевых диодов объединяющих питание по схеме ИЛИ и 1 LDO, в импульсном режиме работы устройства со средним током десятки-сотни микроампер - это решение напрашивается само собой. Все остальное -попытки усложнить себе жизнь имхо.

[Егоров]

Так тут измерять разбаланс задумали? Или на самом деле разбаланс нужно устранить, но ничего другого как на всякий случай напряжение измерить пока не пришло в голову?
Если таки измерить - ПНЧ и оптрон. На вторичной стороне - коммутация и обратное преобразование . Корпус LM358 справится. Полдоллара и 2-3мА на канал.

[ukpyr]

1. SPI-АЦП + коммутатор, развязать оптронами
2. ∑-∆ - изолятор http://www.ednasia.com/ART_8800513117_1000...AN_dddca46b.HTM

питание развязать можно вместо DC-DC модуля дешевле генерить меандр контроллером, и намотать транс 1:2 на мелком колечке:
http://m.eet.com/media/1055528/C0519-Figure2.jpg

[АНТОН КОЗЛОВ]

Неплохо гальваническая развязка на сотни вольт получается на ОУ, включенном как дифференциальный усилитель с входными резисторами больших номиналов. В Искусстве схемотехники есть тщательно и внятно.

[ukpyr]

и все помехи она тоже неплохо ловит, при неточном подборе резисторов.

Сообщение отредактировал ukpyr - Aug 15 2013, 07:28

[AlexeyW]

Если про помехи - а какая скорость нужна при измерении напряжения аккумуляторов?

[tyro]

Нужна очень бюджетная схема измерения напряжения этих 13-тивольтовых батарей. 5-10 % хватит.

Постараюсь ответить всем по очереди и по смыслу.
1. Задача звучит так - измерение симметрии аккумуляторных блоков.

Разброс показаний каналов (при одинаковом входном) 5-10%? Если не так, то отсюда и плясать (подстройка каналов предполагаю не предвидится).

[x-men]

Еще один вариант, если измерения надо выполнять не часто и не очень быстро.
Можно сказать ретро вариант с летающим конденсатором.
Три транзисторных оптрона, аналоговый коммутатор (из серии 564 или подобный), сигнальное реле с парой переключающих контактов, конденсатор. Сопротивления для делителей.
Достижимая точность переноса напряжений АКБ на сторону МК определяется лишь точностью делителей и временем опроса.:-)

[Tarbal]

Поставить к аккумуляторам мультивибратор с принуждением спать. Сигнал спать передавать по оптрону, а сигнал скажем 1 килогерц подать на трансформатор, кторый постабильнее и линейнее оптрона будет. Перед измерением разрешить генератор и измерить выпрамленный сигнал с трансформатора.