Чем коммутировать напряжение с батарей для измерений микроконтрорллером ?

[selevo]

Хотел   наставить делителей но они же ток постоянно будут потреблять от батарей.
Потом решил  полевыми транзисторам p-канальными в корпусах SOT23, выходит дорогова-то... Но нашел интересные транзисторы со встроенным  стабилитроном: https://lcsc.com/product-detail/MOSFET_Diodes-Incorporated-DMP10H4D2S-7_C119037.html
, который я хотел   ставить  перед каждым затвором
Микросхем коммутаторов таких   нормальных не нашел на  70-100V коммутации.
Есть у кого идеи ?

Скорее всего задвину на это все дело и всеж поставлю делители с малым током нагрузочным, а после коммутатора CD74HC4067 поставлю ОУ как  повторитель..

[AlexS4]

речь про измерение напряжений на параллелях?
думаю да, надо резистоы, скажем 1MOhm коммутировать на некое более низкое сопротивление, расчитанное из макс динамического диапазона коммутатора. напр если коммутатор+adc питать от 3S и батарея 16S то нижний резистор при допустимом размахе реэйл2рэйл <= R1/(16/3-1)~220k а макс ток утечки верхнего ~ (16-3)*4.2/1e6=55uA  а у остальных до 3S - сумме ариф.прогрессии c грубой верхней оценкой 360uA  - для батарей от 10Ah имхо более чем приемлемо.   можно еще уменьшить эту утечку без снижения точности применяя прогрессивные резисторы, скажем 1M 1..5S   2M 6..10S  3M 10..16S, процессору то всеравно что считать))

а всякие высоковольтные коммутаторы внесут слишком трудноустранимые погрешности по разбросам токов утечек ну и здорово снизят надежность кмк.

[i]

Я поставил на каждую ячейку по микроконтроллеру и заставил его измерять напряжение, а полученные результаты отправлять по линия связи (с гальваноразвязкой) в общий модуль управления.
В спящем режиме каждый мк потребляет доли микроампера.

на фото общее потребление 18 модулей (измерение и зарядка), так как потребление одного модуля измерить не смог.

Связываться с мегаомными цепями не стал, так как они "плывут" от влажности и ловят все помехи.

[AlexS4]

по линия связи (с гальваноразвязкой) в общий модуль управления.

а еще можно избавится от гальванической развязки сделав 1-wire (Dallas interface) через транзисторы как сделано обьединение дискриминаторов по или для cut-off сигнала.  но anw imho сложновато както до неприличия хотя гомогенненько-современненько)).    еще подумалось что развязывать гальванически можно по каналу блютус, выделив трансивер на каждый инстанс чтоб уж до совершенства идею довести))).

Связываться с мегаомными цепями не стал, так как они "плывут" от влажности и ловят все помехи.

это не помехи а встроенный генератор белого шума для статистического увеличения разрешающей способности ))

как компромисс можно  по 8s разбить и на 8 каналов adc отдельной avr, тогда коммутатор не нужен и утечки через резисторы можно в разы снизить. и всего 2-3 однокристаллки. или напр по 5s(+-2s) и здорово уменьшить сопротивления чтоб влажности не боялось.

[Dsergio]

Микросхемы-мониторы с AFE - analog front end. Например, MAX14921, внешний МК и внешний АЦП. И, соответственно, несколько их ставить. Но ценаа...
да, и вроде народная BQ тоже имеет AFE

[AlexS4]

максимы всегда ценой славились) 16..19usd за 16s... точность да, приличная, но такой огромный недешевый-чип-ище)) под 67вольтами между его крошечными ножками, стремновато)))   и если больше 16s -всеравно чтото выдумывать...

по мне так attiny4/5 какуюнить в sot23, в катушке они копье стоят, если нужно больше каналов adc то   attiny24/44 или 13 и не привязан к готовым интерфейсам и не нужно разнообразить свою кассу всякими специфическими штуковинами.

[kor]

Можно сделать механический коммутатор, на микромоторчике с редуктором (на подобие рулевых машинок с али), и платы галетного переключателя самодельного (разведеная плата и несколько деталек на 3д принтере).

[TRO]

[user]kor[/user], Да, да, еще можно хомяка в беличью клетку и пусть крутит.......
Ну нельзя же всерьез про мех коммутаторы писать, там ресурс будет никакой...... (и частота опроса тоже)


[user]mr.Dream[/user] делал свою БМС с двумя полевыми транзисторами на канал, коммутировал "летающие" конденсаторы каждого канала.
Но гемор это все, есть же спец микросхемы BQ которые дешевле всей этой рассыпухи (на них китайцы свои смартБМС собирают), да и на этом форуме есть открытый проэкт, если каналов у микросхемы мало, то каскадировать.
Я тоже изобретал этот велосипед, делал на tiny13 в каждом канале, но мне в ней памяти на протокол не хватило, потом пытался в tiny25 впихнуть, но забросил (не бюджетно уже), зато балансировка была на обратноходном трансформаторе, около 1А на канал, с выбросом отобранной энергии в общее напряжение всей батареи. Сейчас бы делал на attiny44, или совсем дешевом варианте N76E003AT20 (10 центов в китае, у него памяти вообще дохрена, и ацп 12 бит, но его еще доосвоить надо).

[Dsergio]

Но гемор это все, есть же спец микросхемы BQ которые дешевле всей этой рассыпухи

Вот! Подпишусь прям. В итоге выйдет реально дешевле  и быстрее нормальную микруху взять, чем огород городить.

Механический коммутатор БМС в стиле стимпанк можно сделать на мелких релюшках, Omron или Hongfa... Вообще огонь будет... И балансировку тоже на релюшках!!! (а схема измерения - на лампах...)

[TRO]

В итоге выйдет реально дешевле  и быстрее нормальную микруху взять, чем огород городить.

Ну дешевле то да, качественнее - да, надежнее - да, компактнее - да, а вот быстрее.... ой ли.... просто очень мало заинтересованных людей которые потянут разработку кода для контроллера общающегося с BQ, тут нужен уровень покруче чем копипастить ардуиновские скрипты. Я после беглого чтива даташитов BQ7694003 нашел фак в пдфке , где производитель собрал самые проясняющие вопросы ответы мо микрухе, там их больше сотни, и такая куча неочевидных ньюансов, что делать для личного использования становится неприемлимо по количеству потраченного на освоении времени.

Кстати на гитхабе если порытся можно найти открытых проэктов с исходниками, все лучше чем с нуля начинать.

[TRO]

Лазил по сайту TI, Разглядывал апликухи с применением BQ76940 (она на 15s),, и наткнулся на схему BMS на 17 ячеек, при беглом взгляде была непонятка, так как микросхема использовалась одна (китайцы если больше 15S ставят две), потом начал глядет куда там еще 2 канала включены, и оказывается они через операционники шуруют прямо на входы АЦП управляющего контроллера. Что примечательно, так это сама схема вычитателя на операционнике , резисторе и добавочном мосфете , при таком включении нету погрешности которую даёт обычный вычитатель с четырьмя резисторами-делителями ( из за технологического разброса резисторов в делителях). Век живи век учись, так можно всю БМС без BQшек собрать, на операционниках. Только управляющему контроллеру понадобится много входов АЦП.

[AlexS4]

при таком включении нету погрешности которую даёт обычный вычитатель с четырьмя резисторами-делителями

так делитель из 2 резисторов всеравно остался и добавилось смещение ОУ нулевое и на коэф усиления вместе с фетом. и добавилась опасность пробоя p-fet на которых почти все напряжение батареи.  усилители питаются сверху же, иначе вроде никак. или я недогнал?

[AlexS4]

так то можно просто делители с разным коэф чтоб в динамический диапазон попадать и мерить потенциалы средних точек. на неточность резисторов можно делать однократную калибровку. ну и разрешающаяя способность конечно нужна более высокая, пропорционально макс коэффициенту делителя.

[TRO]

усилители питаются сверху же, иначе вроде никак. или

Всю схему еще не видел, но думаю что питается конечно сверху, один из входов ведь напрямую к банкам подлючен, но не до низу, так как у них а напряжение питания до 30в.

так делитель из 2 резисторов всеравно остался

Что касаемо, погрешности, это не делитель, резисторы скорее всего одного номинала, а вот в классике идет умножение на величину деления делителя (десятки раз), и синфазная погрешность умножается почти на столько же (я в симуляторе испытывал). Короче напряжение всей батареи замешивается к напряжению ячейки, это так просто не калибранёш.

[AlexS4]

резисторы скорее всего одного номинала

да, 100..300k думаю там оптимально, это управляемый напряжением ячейки генератор тока, который какбы "растягивает" делитель по напряжению.

непонятно, почему они не поставили еще по такому же резистору между входом adc и стоком p-fet, вроде очевиднейшее решение для защиты adc при пробое fet.  такой защитный резистор на точность влиять никак не будет и может быть довольно широкого разброса.

вместо p-fet можно pnp без изменений в схеме. тогда усилители можно будет питать от 1й ("своей") ячейки, без перехлестов.

Соглашусь, наверное это оптимальная схема приведения напряжения ячеек вниз к 1 adc, можно по такой схеме все забабахать, по 5 компанентов на s.   

[TRO]

непонятно, почему они не поставили еще по такому же резистору между входом adc и стоком p-fet, вроде очевиднейшее решение для защиты adc при пробое fet.  такой защитный резистор на точность влиять никак не будет и может быть довольно широкого разброса.

Я бы добавил один резистор в сток фета, номиналом выше измерительных в несколько раз, так чтобы основное падение было на нём, а не на фете.
Да и потом, это не настоящая серийная БМС, это макет для исследований (плата для разработчика), можно и пожестить (наверно детальки экономили). Обучающая должна быть больше понятной чем практичной, а значит лишние детальки ни к чему, только запутывают.

вместо p-fet можно pnp без изменений в схеме. тогда усилители можно будет питать от 1й ("своей") ячейки, без перехлестов.

Я как то не вижу как с питанием от одной ячейки тут выкрутится, там же на том "токовом" резисторе должно упасть ровно напряжение ячейки, т.е. все ноги транзистора проваливаются ниже питания операционника, а операционник ниже него свой выход пнуть уже не сможет чтобы эту точку стабилизировать. Но в таком питании от оной ячейки нет необходимости, самая нижняя ячейка идет вообще напрямую, а для второй уже есть запитка её операционника уровнем ниже, так что от двух можно вполне питать. Но я хочу на счетверенном операционнике, чтобы  количество корпусов еще уменьшить. Но скорее всего понадобится еще дешевенький коммутатор, а то у микроконтроллера входов АЦП не напасешся.

А что бы съэкономить ноги, то для балансировки можно использовать ту же ногу что и вход АЦП.
Например если АЦПшный резистор будет ниже номиналом раз в 6 чем баночный, и использовать опору в контроллере 1,1в, то на ножке при измерениях полезный сигнал не будет выше 0,8в (4,35/6=0,725), и можно подключить например дешевый оптрон (они открываются начиная с 0,9в) который будет врубать балансир этой ячейки (когда эту ножку перевести с входа на выход и подать еденицу). Я подобным образом ноги уже экономил.
Короче, надо попробовать сделать опытный образец на 5 ячеек для своей электробайдарки, будет один корпус счетверенного операционника, у меня как раз де то завалялись малопотребляющие с полевиками во входных цепях.

[TRO]

Накидал в протеусе 8 каналов.
В принципе работает....
Плюс к показаниям в сотку вольта набегает от утечки по входу операционников, по даташиту там не подтянутые затворы, и утечки почти не должно быть, так что в реале соберу и поглядим. Но уже можно сказать что решение рабочее.

Осталось развести плату и можно устроить натурные испытания.

[AlexS4]

не вижу как с питанием от одной ячейки тут выкрутится, там же на том "токовом" резисторе должно упасть ровно напряжение ячейки,

да

т.е. все ноги транзистора проваливаются ниже питания операционника, а операционник ниже него свой выход пнуть уже не сможет чтобы эту точку стабилизировать.

да, питание вниз нужно а вот вврх для рэйл2рэйл усилителей необязательно, тоесть питать надо от ячейки под измеряемой а не от своей. а pnp потому что он дешевле и надежнее, c меньшим порогом  и делает то же самое в этой схеме.
bc856 (80V) напр.

корпуса обьединять имхо такое себе, если массовое производство - да копеечку на плэйсере экономим а так - только лишняя боль с трассировкой, утечками, вероятностями пробоя. по мне так в sot23 корпусах усилитель скорее всего по площади даст экономию от x4 so14 с учетом трасс.