Стенд для исследования АКБ на базе ПЛК

[Кass]

[user]ИС-Х[/user], почитал рекомендации по работе с АЦП в микроконтроллерах PIC.

Ваша ссылка битая.

У меня по ней скачивается пдф файл с документом.

[ИС-Х]

Смотрите пример 3 на стр. 4. Максимальная частота выборок 38.5 кГц при 8 битном квантовании. В моем же случае речь идет о 14 битах, что требует в 128 раз большего времени...

Вы рассуждаете не верно, ибо это АЦП последовательного приближения и каждый лишний бит просит 1-2 мксек (зависит от такт.частоты, делителя и пр.). Но их не делают выше 12 разрядов из-за дрожания мл.бита и высоких требований к ИОН.
Для повышения виртуальной разрядности есть разные программные способы, но какой в них смысл кроме метрологии? В данном случае это не нужно.
Я делаю 32 непрерывных измерений за 1 мсек, дабы нивелировать шумы АКБ под током.

Кстати, по ссылке меня не пускает Каспер, но такой литературы по ПИКам у меня полно.

[Кass]

Смотрите пример 3 на стр. 4. Максимальная частота выборок 38.5 кГц при 8 битном квантовании. В моем же случае речь идет о 14 битах, что требует в 128 раз большего времени...

Вы рассуждаете не верно, ибо это АЦП последовательного приближения и каждый лишний бит просит 1-2 мксек (зависит от такт.частоты, делителя и пр.). Но их не делают выше 12 разрядов из-за дрожания мл.бита и высоких требований к ИОН.

Если вы про PIC, то в документе по рекомендациям на стр.2 первый абзац "Основные параметры" можно прочитать:  "АЦП фирмы Microchip являются АЦП последовательного приближения..."  В Силиконах они тоже последовательные. Да в принципе там и не вставить параллельные, так как контроллеры 8-ми битные, а с АЦП им нужно получить два байта. Там есть и 8-ми битные скоростные АЦП в кристалле, но они используются для построение различных цифровых интерфейсов. В общем не снять относительно простыми чипами точно быстрые сигналы, да и нет в этом необходимости. Я думаю, что оперировать нужно действительными или средневыпрямленныи значениями, а не амплитудными.

[ИС-Х]

Так я не понял, вы отрицаете, что в ПИКах АЦП 10 бит на один бит требуется 1,6 мксек (без УВХ), а 12 бит - на 3 мксек дольше ?
Тот документик уже  дюже старенький.... какой-то студент писал.   почитайте даташит на любой ПИК.

[Кass]

[user]ИС-Х[/user], я пишу о измерениях, а не о получении каких то мифических цифр. В тех контроллерах, что я использую, тоже есть быстрые АЦП, которыми обрабатываются сотни килогерц, но они не для измерений, а для реализации протоколов обмена между контроллерами. Конечно с них можно получать какие то цифры хоть каждые 2 мкс. Толку то?

[ИС-Х]

Круть!!!!      Ну ничего, пройдет...

[Кass]

Ну не знаю, пройдет или нет, я привык делать все по науке, как положено. Если говорим об измерении, то и должны придерживаться всех норм для средств измерения. Да и в контроллере все сделано по уму, и контроллер является измерительным. Это обеспечивается и прецизионными элементами, и таблицами калибровки. К примеру подтяжка на АЦП для измерения сопротивления 3.01 кОм ±0,1%, но это не избавляет от коэффициентов в таблицах калибровки.

В общем датчики тока я получил, будем колдовать.

[UriBas]

.Если посмотреть в даташит на ТОП249, то можно увидеть, что по входу у нее стоит цепь 6.8 Ом и 47 мкФ, которая убивает все ВЧ импульсы. .. Ну не успеет она реагировать на импульсы в 10 мкс через такую цепь на входе.

Это типа ФНЧ.. но по параметрам до 4кГц пропускает. Это конечно не 10мкс, но формировать 100Гц синус вполне сойдет.  Правда это пригодится разве что чисто для информации 

Ну 100 Гц не 100 кГц, но нужно понимать, все же нам интересна амплитуда импульсов, или среднеквадартичное значение.
Мне думается, что все же амплитуда таких коротких импульсов не важна для аккумулятора. Думаю, что и БЛ не парится над амплитудой импульсов, а их амплитуда растет по мере заряда аккумулятора как производная функция. К примеру если вы возьмете импульсный источник, который стабилизирует среднеквадратичное (или средневыпрямленное) значение тока, то по мере заряда аккумулятора амплитуда каждого импульса будет увеличиваться. Думаю, что именно это вы и видите на осциллограмме.

Да нет же.. разве не видно, что в осциллограммах БЛ1204 никакой стабилизации ни тока, ни напряжения  и в помине нет!?  Красным - напряжение, желтым - ток..  и никакой стабилизации.. да и не может быть, просто незачем.

Спойлер

Вы привязываетесь к классической схеме заряда на постоянном токе, это понятно и привычно, но есть ведь и другие методы и более действенные - в частности в БЛке, повторюсь - там [b-b]весь алгоритм основывается на внутреннем сопротивлении аккумулятора![/b-b]  Зачем нужны короткие ступенчатые импульсы? Они нужны для определения порога, когда внутреннее сопротивление АКБ начинает повышаться - что сигнализирует об насыщении" ХИТ..  это насыщение" вызвано рядом причин, одно из них - локальное повышение плотности электролита и другими процессами (не будем углубляться в химию) и поэтому надо снижать ток, постепенным снижением напряжения до минимума.

Образно алгоритм подбора по внутреннему сопротивлению можно представить задачей,

Спойлер

когда нужно напоить, скажем, какое то неизвестное животное с закрытыми глазами, но так, чтобы в сосуде из которого даем воду, не осталось воды.  Поэтому берем не ведро, а самый маленький сосудик, рассчитанный на самого малого зверя..  будем начинать с него и если быстро осушается, берем сосуд больше и так далее, в конце концов время осушения сосуда увеличится до какого то предела, и начнет стабилизироваться - (наступит порог)  - дальше надо постепенно уменьшать сосуды в обратном порядке и тогда в самом конце будет самый маленький сосуд, который будет легко выпить как последний глоток..  Все! Вот смысл коротких импульсов с постепенным повышением напряжения.

Мы не знаем, не можем знать что происходит внутри аккумулятора до мелочей, а там постоянно происходят спонтанные процессы, много разных реакций в разное время, так что алгоритм подбора тока по внутреннему сопротивлению, наиболее эффективно использует заряд.   Так это или не так, можно узнать только одним путем - взять и проверить на практике. 

[Кass]

.Если посмотреть в даташит на ТОП249, то можно увидеть, что по входу у нее стоит цепь 6.8 Ом и 47 мкФ, которая убивает все ВЧ импульсы. .. Ну не успеет она реагировать на импульсы в 10 мкс через такую цепь на входе.

Это типа ФНЧ.. но по параметрам до 4кГц пропускает. Это конечно не 10мкс, но формировать 100Гц синус вполне сойдет.  Правда это пригодится разве что чисто для информации 

Да не будет там 4 кГц на 47 мкФ на входе. Скорее 4 Гц. Поэтому не может эта схема регулировать амплитуду импульса. Ее можно регулировать лишь имперически, высчитывая из среднеквадратичного значения и скважности.

Ну 100 Гц не 100 кГц, но нужно понимать, все же нам интересна амплитуда импульсов, или среднеквадартичное значение.
Мне думается, что все же амплитуда таких коротких импульсов не важна для аккумулятора. Думаю, что и БЛ не парится над амплитудой импульсов, а их амплитуда растет по мере заряда аккумулятора как производная функция. К примеру если вы возьмете импульсный источник, который стабилизирует среднеквадратичное (или средневыпрямленное) значение тока, то по мере заряда аккумулятора амплитуда каждого импульса будет увеличиваться. Думаю, что именно это вы и видите на осциллограмме.

Да нет же.. разве не видно, что в осциллограммах БЛ1204 никакой стабилизации ни тока, ни напряжения  и в помине нет!?  Красным - напряжение, желтым - ток..  и никакой стабилизации.. да и не может быть, просто незачем.

Я не писал о стабилазиции. Я писал о регулировании. Это понятие из автоматизации. Там есть такое понятие, как Задание (Уставка), Рассогласование, Регулируемая величина. То есть если цель на выходе получить какое то значение тока или напряжения. В этом наборе импульсов может быть заложена кривая задания по среднеквадратичному значению. Тогда все сходится.

Вы привязываетесь к классической схеме заряда на постоянном токе, это понятно и привычно, но есть ведь и другие методы и более действенные - в частности в БЛке, повторюсь - там [b-b]весь алгоритм основывается на внутреннем сопротивлении аккумулятора![/b-b]  Зачем нужны короткие ступенчатые импульсы? Они нужны для определения порога, когда внутреннее сопротивление АКБ начинает повышаться - что сигнализирует об насыщении" ХИТ..  это насыщение" вызвано рядом причин, одно из них - локальное повышение плотности электролита и другими процессами (не будем углубляться в химию) и поэтому надо снижать ток, постепенным снижением напряжения до минимума.

Да я не привязываюсь. Измерить внутреннее сопротивление в любой момент времени не проблема, и для этого даже не нужны импульсы. В принципе сейчас поставлю датчики и сделаю его расчет и выведу в графике. Это будет интересно. Просто измерять ток по перепаду на фете, как это сделано в ЗУСе, дает точность плюс-минус два локтя по карте. Мало того, что сопротивление открытого фета зависит от температуры, так еще и от тока. Нужно либо снимать всю кривую и делать температурную компенсацию результата, что будет являться отдельной работой, или проще поставить датчик тока. Проблема будет только в одном: в какой момент измерять Rвн? Оно ведь не постоянно, и меняется по мере заряда или разряда. В общем попробую его вывести, и тогда обсудим.

Образно алгоритм подбора по внутреннему сопротивлению можно представить задачей,

Спойлер

когда нужно напоить, скажем, какое то неизвестное животное с закрытыми глазами, но так, чтобы в сосуде из которого даем воду, не осталось воды.  Поэтому берем не ведро, а самый маленький сосудик, рассчитанный на самого малого зверя..  будем начинать с него и если быстро осушается, берем сосуд больше и так далее, в конце концов время осушения сосуда увеличится до какого то предела, и начнет стабилизироваться - (наступит порог)  - дальше надо постепенно уменьшать сосуды в обратном порядке и тогда в самом конце будет самый маленький сосуд, который будет легко выпить как последний глоток..  Все! Вот смысл коротких импульсов с постепенным повышением напряжения.

Это не верный алгоритм с сосудами. Так у вас будет очень много измерений. В таких случаях применяют метод половинчатого деления. То есть сначала берут средний сосуд, если его много, то берут из меньших опять средний, и так далее.

Мы не знаем, не можем знать что происходит внутри аккумулятора до мелочей, а там постоянно происходят спонтанные процессы, много разных реакций в разное время, так что алгоритм подбора тока по внутреннему сопротивлению, наиболее эффективно использует заряд.   Так это или не так, можно узнать только одним путем - взять и проверить на практике.

Ну вот потому я и занимаюсь именно исследованием.

[Кass]

Итак, продолжим. Сегодня пришли датчики тока, на ±20А и ±30А, которые обеспечат и точность измерения, и гальваническую развязку. Помимо этого взял еще один контроллер на складе, с выходом Ethernet. Будем делать СКАДу. Вот как выглядит датчик на фоне контроллера:



Довольно компактные. Осталось переделать немного схему аналоговых входов, а именно убрать подтяжку с входа для термисторов и сделать внешний делитель.

[serggio]

[user]UriBas[/user], не хочу показаться дотошным и преследующим Вас, но вам ли говорить от осциллограммах Бл1204?
Вот, изучайте даташит на преобразователь ST http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/group0/4c/59/cd/29/6f/54/40/4b/DM00091153/files/DM00091153.pdf/jcr:content/translations/en.DM00091153.pdf
Что говорят осциллограммы? Что говорят осциллограммы тока и напряжения на стр. 21? Почему на осциллограмме тока нет синусоидальных колебаний после включения нагрузки, а на такой же по напряжению есть?
Вот пока вы не поймете (хотя Сорока вам указал на реактивную составляющую) что на что влияет, как правильно это измеряется и интерпретируется, прошу Вас, не надо.... Не надо ссылаться на то что вам непонятно самому.

[Vova_n]

[user]UriBas[/user], Юрий и я ещё раз повторюсь и добавлю, к посту [user]serggio[/user],  для измерения Rвн ХИТ есть определённый способ и он подразумевает - накладывает соблюдение определённых Т.У. на устройство которое должно это выполнять.
Само сопротивление СА в сотые доли ома накладывает существенный отпечаток, на то какую амплитуду тока надо использовать длительность её воздействия и микроконтроллер на борту которого будет АЦП способный адекватно обработать эти милливольты в коротком промежутке времени (мкс) с минимальной погрешностью.
В БЛ нет сразу двух составляющих которые необходимы для измерения Rвн онлайн при заряде.
[user]Кass[/user], Сори за оффтоп.

[UriBas]

Образно алгоритм подбора по внутреннему сопротивлению можно представить задачей,

Спойлер

когда нужно напоить, скажем, какое то неизвестное животное с закрытыми глазами, но так, чтобы в сосуде из которого даем воду, не осталось воды.  Поэтому берем не ведро, а самый маленький сосудик, рассчитанный на самого малого зверя..  будем начинать с него и если быстро осушается, берем сосуд больше и так далее, в конце концов время осушения сосуда увеличится до какого то предела, и начнет стабилизироваться - (наступит порог)  - дальше надо постепенно уменьшать сосуды в обратном порядке и тогда в самом конце будет самый маленький сосуд, который будет легко выпить как последний глоток..  Все! Вот смысл коротких импульсов с постепенным повышением напряжения.

Это не верный алгоритм с сосудами. Так у вас будет очень много измерений. В таких случаях применяют метод половинчатого деления. То есть сначала берут средний сосуд, если его много, то берут из меньших опять средний, и так далее.

"если его много"  -так в этом и весь смысл алгоритма, что  нельзя допускать "много"..   

.. Не надо ссылаться на то что вам непонятно самому.

[user]serggio[/user], - мне то понятно, и помехи от импульса заряда отличить могу,  а надо или "не надо"  - покажет программа.

В БЛ нет сразу двух составляющих которые необходимы для измерения Rвн онлайн при заряде. 

Напряжение есть, ток есть.. этого  уже достаточно и методика онлайн тоже есть.. осталось сделать программу, в общем - посмотрим.   В конце концов, результаты тестов говорят сами за себя и подтверждают, что  Авторы БЛ1204 не наглые брехуны.  и то что они написали в инструкции - не чушь.

[ИС-Х]

..В результате должно получится типа такого..

Спойлер

Конечно, вначале не будет несущих частот в 100кГц и 100Гц.. это не обязательно, поэтому импульсы (должны) будут более правильной формы.   На осциллограмме видно, как щупается" внутреннее сопротивление.  Взять к примеру импульс крайний слева под обозначением V0 (красным цветом - имп напряжения, желтым - ток) видно, что дельта между имп напряжения и тока больше и на этом этапе идет, можно сказать пауза, но не совсем.. а идут микро импульсы, происходит прощупывание вн сопр.. и как только вн сопр увеличивается - это видно по последующим импульсам, то напряжение начинает увеличиваться, а паузы сокращаться..  и так идет постоянно. 

Здесь и далее вы перепутали ток и напряжение. Ток красный, напряжение желтое.
Возможно, после этого ваши выкладки изменятся.

[реношник]

[user]Alex_Soroka[/user], где там хоть что на ПЛК? Люди покупают отдельные логгеры, осциллографы, что бы хоть как то запечатлеть и потом проанализировать процесс. Тут же ничего не требуется. Все есть внутри маленькой коробочки.

https://electrotransport.ru/index.php?topic=31025.180#topmsg

arduino = ПЛК...  встроен логгер для анализа ...

[Кass]

[user]реношник[/user], Ардуино пока не более чем игрушка, ибо не имеет средств измерения, а только средства индикации. Согласитесь, что трудно провести исследования, не имея измерительных приборов. Так вот Ардуино не является средством измерения. Поэтому основное его назначение, простейшая домашняя электроника. Я же своей целью ставлю именно исследования, и значения в результатах должны иметь хоть какую то достоверность. То на чем я делаю это сейчас имеет метрологический сертификат.

Вот тут можно посмотреть сам сертификат, и скачать приложение к нему, где указаны все допуски и погрешности для каждого прибора:

http://www.mzta.ru/certificates/programmno-tekhnicheskij-kompleks-kontar

То есть я использую измерительные контроллеры, и потому мои данные, полученные с их помощью, являются достоверными.

[ИС-Х]

Сегодня пришли датчики тока, на ±20А и ±30А, которые обеспечат и точность измерения, и гальваническую развязку.

Так это же китайский датчик на ACS712. Точность аж 1,5%, а при вашей любви к суперточности это странный выбор....   
К тому же шибко зависит от внешних элмагн. полей, я его пользовал когда-то....  и забраковал 

[UriBas]

..Здесь и далее вы перепутали ток и напряжение. Ток красный, напряжение желтое. Возможно, после этого ваши выкладки изменятся.

Вполне возможно и вероятнее всего в алгоритме БЛки есть свои нюансы.  К примеру пауза пошла после превышения максимального тока, а я перепутав ток с напряжением подумал, что наоборот, пауза пошла когда вн. сопр. превысило порог.     Был бы подробный лог с данными, тогда было бы легче делать выводы.  Мне интересна сама идея - когда программа автоматом подбирает ток на всем протяжении заряда по внутреннему сопротивлению.. а алгоритм можно делать по разному.