Ich messe mit dem Arduino Spannung (0-25 V) und Strom (0-100 A) per Spannungsteiler bzw. OP über A1 und A2. An A1 und A2 liegen bei maximaler Spannung, bzw. maximalem Strom rund 5 Volt an. Um die Eingänge vor höheren Spannungen als 5 V zu schützen, würde ich gerne den angeschlossenen Akku, von dem Spannung und Strom gemessen werden, vom Gerät trennen.
Sinngemäß könnte es so sein, dass ein Ausgang beim Hochfahren ein Relais anziehen lässt, dass dann den Stromkreis schließt. Sollten die Werte von A1 oder A2 4,9 Volt erreichen, soll das Relais abfallen und den Akku trennen. Ich habe aber kein Relais gefunden, dass so hohe DC-Ströme aushält.
Oder gibt es vielleicht eine ganz andere Lösung für das Problem?
Ein-Power-MosFET, bzw. mehrere davon parallel geschaltet.
Auf die max. Spannung achten !
Es gibt auch solche mit 800V - die finden sich in Regelungen von Induktionskochfeldern.
Allerdings immer dran denken: Wenn Du mit einem Relais 100A Gleichstrom schalten möchtest, dann benötigst Du nicht nur ein Relais, das den Strom verträgt, sondern auch eine entsprechend dicke Freilaufdiode am geschalteten Ausgang, die mindestens ganz kurzfristig denselben Strom verträgt.
Oder gibt es vielleicht eine ganz andere Lösung für das Problem?
Sehe ich schon, indem du den Analog Eingang des Arduino mit einer Zenerdiode gegen Überspannung schützt.
Sowas funktioniert quasi wie mehrere in Reihe geschaltete normale Silizium Dioden über die Schwellenspannung (0.6 Volt)
Wenn diese überschritten wird, schaltet die Z-Diode durch und leitet die Überspannung nach Masse ab.
Z.b. sowas:
Die zuletzt genannte Lösung mit der Z-Diode gefällt mir am besten. Der Aufwand ist nicht groß und das Bauteil günstig. Müsste ich die Z-Diode lediglich zwischen A1 und Masse und A2 und Masse schalten? Das sähe dann (habe kein besseres Zeichen für eine Z-Diode auf der Tastatur gefunden) so aus:
A1 ---->|---- Masse
Wie hoch die zu A1 und A2 fließenden Ströme sind, weiss ich nicht. Das müsste ich nachmessen. Aber so ganz viel kann es doch eigentlich nicht sein. Zur Sicherheit würde ich ein 4,7 Volt Modell nehmen. Die Toleranz ist nicht außer Acht zu lassen und die Dinger sind temperaturempfindlich. Irgendwo habe ich mal gelesen, dass ein TL431 die bessere Alternative zu einer Z-Diode ist. Aber ich finde weder dein Beitrag noch die passende Schaltung wieder
Die werden schon ein ganzes Stück vor der nominalen Durchbruchspannung leitend!
Nötigenfalls muss der Arbeitsbereich der analogen Eingänge z.B. auf 0 - 3,5V eingeschränkt werden, dann kann der Eingang mit einer 4,7V-Zenerdiode geschützt werden.
So eine Zenerdiode ist leider kein digitales Bauteil!
TERWI:
Ein-Power-MosFET, bzw. mehrere davon parallel geschaltet.
...
Das wird nicht so einfach! Für einen Gelegenheitsbastler deshalb nicht zu empfehlen.
Benötigt werden Gatetreiber inkl. korrekter berechnung der Umladeströme.
Von der Problematik mit einem 100A Layout mal ganz abgesehen.
Der Einwand von marau ist natürlich nicht von der Hand zu weisen, in dem Bereich wo die Dinger zu leiten beginnen macht der Graph eine Kurve
Wird das Messergebniss verfälschen. (nur wieviel ??)
Irgendwo habe ich mal gelesen, dass ein TL431 die bessere Alternative zu einer Z-Diode ist.
Den TL431 kannte ich bisher nicht, schaut nicht schlecht aus.
Einstellbar via Spannungsteiler 8)
Auf Seite 7 unten links ist wohl das was du suchst.
Ich würde zum Test eine Spannung anlegen die nahe unterhalb des Bereich der Schwellspannung liegt.
Den Analogwert mit und ohne Schutzschaltung ansehen, und dann abwägen ob diese Lösung taugt.
Evtl könnte man auch Softwaremässig diesen Bereich etwas interpolieren
Da das Problem wohl nicht so einfach zu lösen ist, habe ich überlegt, einen Summer zu installieren. Den könnte man über einen Transistor an einen der freien Analogports hängen und bei erreichen von 90% des Maximalwertes (5 V) lossummen lassen. Der Haken ist, dass das nicht funktioniert wenn der µC mal hängt oder abstürzt.
Ich lese mir am Wochenende mal die genannte Seite durch und teste ein bisschen. Das Ergebnis wird selbstverständlich verkündet
Wieso den Summer über den µC ansteuern? Das ist Unsinn. Du kannst z.B. einen der OPs als Komperator schalten damit er beim Erreichen einer bestimmten Spannung (über einen Spannungsteiler am Minus-Eingang einstellbar) den Summer aktiviert.
Es wird zwar normalerweise davon abgeraten OPs als Komperatoren zu verwenden, aber in diesem Fall reicht es aus, da es die Flankensteilheit egal ist und sich das Signal nur sehr langsam ändert. Es gibt aber auch "richtige" Komperatoren mit Open Collector Ausgang, die den Summer direkt treiben können (z.B. LM311).
