Auto-Batterie überwachen (Datalogger)

Hallo,

ich möchte mir einen Datenlogger bauen der die Auto-Batterie überwacht. Also dessen Spannung. Als Spannungsversorung für den Arduino dachte ich an einen 9V Block. Weis noch nicht ob ich die Batterie selbst dafür anzapfe. Macht man ja eigentlich nicht das Meßobjekt auch noch zur Stromversorgung zu missbrauchen. Wobei die Autobatterie genügend Kapazität hat und das nicht stören sollte.

Meine Gedanken kreisen sich aber derzeit um das große Probleme, wie bekomme ich den Arduino Meßeingang Spannungsfest? Im Auto treten ja auch mal Spannungsspitzen von größer 14V auf. Hatte mal etwas gelesen das man mit 40V rechnet bei einer Schaltungsplanung für's Auto. Was bestimmt keinen Sinn macht ist, den Eingangsspannungsteiler bis 40V auszulegen. Also muß ich irgendwie die µC Eingangsspannung auf um die 14V begrenzen. Nur wie richtig? Mittels Z-Diode? Oder gibts dafür etwas anderes.

Im Endausbau, wenn der Rest läuft, wollte ich das der Arduino seine Daten in mein Heimnetzwerk überträgt. Mein Smartphone hat am/vorm Auto noch geradeso eine WLAN Verbindung. Im Auto ist das Glückspiel. Gibt es hierfür eine gute Lösung? XBee o.ä. können ja mit bis zu 100mW senden im 2,4GHz Bereich. Ich frage mich, stört das nicht das übliche WLAN Netz?

Also muß ich irgendwie die µC Eingangsspannung auf um die 14V begrenzen. Nur wie richtig? Mittels Z-Diode? Oder gibts dafür etwas anderes.

Du willst ja nur langsame Änderungen messen und Spitzen lieber gar nicht mitkriegen: Da würde schon ein Kondensator mit relativ hochohmigen Widerständen einiges schlucken. Ein Spannungsteiler aus 47k und 22k ergibt einen Messbereich bis 15.7V -> 5V ( 56k : 22k macht 17.2 -> 5V ) Und selbst Spannungen > (Vcc +0.5V) lassen kaum einen Strom in den Arduino fliessen.

Zenerdioden fangen schon vor ihrer Nennspannung an zu leiten, aber eine 5.1 V Diode kann nicht schaden, speziell wenn es dir nicht auf höchste Genauigkeit im Bereich > 15V Batteriespannung ankommt.

Moin,

den Eingang des ADC kann man auch erfolgreich schützen, indem man hinter dem Spannungsteiler direkt vom Eingang des ADC eine einfache Diode in Durchlassrichtung nach +Us (also +5V) legt.

Reinhardt: Moin,

den Eingang des ADC kann man auch erfolgreich schützen, indem man hinter dem Spannungsteiler direkt vom Eingang des ADC eine einfache Diode in Durchlassrichtung nach +Us (also +5V) legt.

Das funktioniert nur bedingt. Letztlich hast du dann eine parallelschaltung von 2 Dioden, die externe "Schutzdiode" und die interne Diode im Prozessorsubstrat. Welche der beiden dioden bei welcher Spannung leitet und wieviel Strom wo fließt läßt nicht sagen. Das würde nur funktionieren wenn du Schotty-Dioden verwendest, da hast du dann allerdings mit den höheren Leckströmen zu kämpfen, die dir die Messung versauen.

Letztlich hat Michael schon die gängige Methode beschrieben: einen hochohmigen Spannungsteiler auf einen Kondensator (100nF) und einen 10K zum ADC. Das reicht aus.

Ich bin ja nu wirklich kein Elektronik Experte,
und interpretiere deinen Vorschlag so:

100nF weil das die gängige Größe für einen billigen Keramik-Kondensator ist.
Keramik, weil der schneller reagiert als ein Elko und es hier darauf eher ankommt als große Ladungsmengen zu speichern. Hat auch weniger Leckstrom als ein großer Elko. ( Falls es auf Genauigkeit des Spannungsteilers ankäme.

Die 10k zwischen Kondensator und Arduino - Eingang scheinen mir eher “für alle Fälle” vorgesehen zu sein, damit die prozessor-interne Schutzdiode garnie keinen großen Strom abkriegt.
Sollte aber doch eigentlich schon durch den hochohmigen Spannungsteiler gewährleistet sein, oder ?

Danke für die Erklärung, Gunther, da hast Du wohl Recht. :roll_eyes: Elektronik I und II ist schon ein paar Dekaden her bei mir, aber schön, wenn ich mich wenigstens noch erinnern kann, dass da was war... XD

michael_x:
Ich bin ja nu wirklich kein Elektronik Experte,
und interpretiere deinen Vorschlag so:

100nF weil das die gängige Größe für einen billigen Keramik-Kondensator ist.
Keramik, weil der schneller reagiert als ein Elko und es hier darauf eher ankommt als große Ladungsmengen zu speichern. Hat auch weniger Leckstrom als ein großer Elko. ( Falls es auf Genauigkeit des Spannungsteilers ankäme.

Die 10k zwischen Kondensator und Arduino - Eingang scheinen mir eher “für alle Fälle” vorgesehen zu sein, damit die prozessor-interne Schutzdiode garnie keinen großen Strom abkriegt.
Sollte aber doch eigentlich schon durch den hochohmigen Spannungsteiler gewährleistet sein, oder ?

Der 100nF Wert ist einfach ein gängiger Wert. Man kann auch 22nF oder 47nF nehmen. Aber auf alle Fälle keramisch, weil der auch höhere Frequenzen abfängt. Wenn ein 100V/10ns Puls kommst, kriegt den der Elko garnicht mit und der Puls würde ungefiltert zum Arduino durchschlagen. Meist hat man aus diesem Grunde auch einen kleinen KerKo (<=22nF) direkt zwischen den Anschlussleitungen am Board.
Idealerweise ist der Tiefpass der sich aus dem Eingangsspannungsteiler und dem C ergibt auf die Abtastfrequenz abgestimmt. Der 10k zum Arduino ist, wie du richtig erkannt hast, um das Ganze nochmal zu entkoppeln. Im KFZ-Bordnetz geistern Spannungsspitzen bis 300V rum!

Was da KFZ Bordnetz angehst guckst Du hier: http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23.