ich plane, ein Testgerät zu bauen, um die Spannungen von zwei getrennten Batterie-Strängen einer USV (jeweils 4×12 V Gel-Batterien) über mehrere Stunden zu überwachen und zu sehen, wie sich die Spannung verändert, wenn ich die Ladung abschalte. Ich möchte diese Spannungen mit ADS1115-Modulen auslesen. Dabei habe ich mit Hilfe von ChatGPT verschiedene Teile ausgewählt, bin mir aber noch nicht ganz sicher, ob diese wirklich optimal sind und ob alle Eventualitäten berücksichtigt wurden.
Was ich plane:
Ich möchte zwei ADS1115-Module an einem ESP32 verwenden, um die Spannung der beiden Batterie-Stränge zu messen.
Ich plane, für die jeweiligen zu erwartenden Spannungsbereiche entsprechend dimensionierte Spannungsteiler zu verwenden.
Um die Batterie-Stränge galvanisch zu trennen und unerwünschte Kopplung zu verhindern, würde ich B0505S-Spannungswandler und ISO1540-I²C-Isolatoren einsetzen.
Mein Problem: Was passiert, wenn versehentlich 56 V an den für 14 V ausgelegten Spannungsteiler angeschlossen wird? Ich mache mir Sorgen, dass der Spannungsteiler den Eingang des ADS1115 beschädigen könnte, und plane daher, wie im Datenblatt des ADC empfohlen, Schottky-Dioden zu verwenden, um die Eingänge zu schützen.
Laut dem ADS1115-Datenblatt sollen Schottky-Dioden verwendet werden, um die Eingänge zu schützen, wenn die Eingangsspannung zu hoch wird. (ich denke die Eingänge sind mit 10mA von internen Schutzdioden abgesichert) Ich würde zwei Schottky-Dioden pro Eingang verwenden: eine zwischen dem Eingang und 5V-VDD, sowie eine zwischen dem Eingang und GND.
Zitat aus dem Datenblatt: „If the voltages on the input pins can potentially violate these conditions, use external Schottky diodes and series resistors to limit the input current to safe values.“
Ich plane, zusätzlich 0,1 µF Keramik-Kondensatoren an den Eingängen und den ADC-Pins zu verwenden, um Rauschen und Störungen zu minimieren.
Fragen:
Wie genau wird meine Messung mit den Spannungsteilern im Vergleich zu den tatsächlichen Spannungen sein?
Was passiert, wenn 56 V versehentlich an den für 14 V ausgelegten Spannungsteiler angeschlossen wird? Wird der Eingang des ADS1115 durch meine Überlegungen ausreichend abgesichert sein?
Ist die Wahl der 1N5819 Schottky-Dioden sinnvoll, oder gibt es eine bessere Alternative?
Wie kann ich die Schaltung zusätzlich gegen Verpolung schützen?
Habe ich sonst noch irgendwas nicht bedacht?
Ich freue mich über eure Meinungen und Ratschläge und danke im Voraus für eure Hilfe!
Du hast also vier 12V Bleiakkus die in Serie geschaltet sind. Also bei vollen Akkus ca 56V.
Wenn Du Spannungsteiler verwendest So mußt Du die 56V auf 5V zu bringen.
Die Genauigkeit des Spannungsteilers hängt von der Genauigkeit der Widerstände und dem Verhältnis Querstrom zu Ausangsstrom des Spannungsteilers.
Geht kaputt. Schutz: Kann ich im moment nicht sagen (zu späht)
Wieso braucht Du einen Verpolschutz?.
Wenn Du die Spannung Jedes Akkus messen willst dann gibt es 2 Möglichkeiten: Die Spannung an den Pluspolen jedes Akkus gegen Masse messen und dann die Spannungen subtrahieren. Da bekommt man Fehler hineingerechnet.
Andererseit kann man die Spannung jedes Akkus direkt messen. Dazu muß man 4 AD Wandler verwenden und diese gegenüber den Anzeigeelektronik isolieren (Spannungsversorgung und Datenverbindung) . Anderseit kann man auch einen AD-Wandler haben und mittels Relais die Batteriespannung an den Wandler schalten. Bei Fehlansteuerung der Relais gibt es einen Kurzschluß.
Einen Verpolungsschutz macht man normalerweise mit mosfet oder Signal Dioden.
Zum messen würde ich eher auf die ina 226 einsetzten die können ohne Spannungsteiler schon BIS 36 Volt.
Die ADS1115 können bei 3,3 Volt auch keine 5 Volt messen. Dafür musste einen Controller mit 5 Volt nehmen.
Und deine Wandler brauchen sek eine last (geht also nicht).
Würde es einfach über ein Widerstands Netzwerk machen mit Metall Schicht widerständen und gut. An die Akkus noch kleine 20x5 Sicherungen mit sagen wir 300-400mA (Kleine Glass Sicherungen haben größere widerstände was die Messung beeinträchtig.
Und dann an den messeingang einfach eine Diode zwischen + und - die im verpolungsfall einfach einen Kurzschluss macht was aber egal ist weil das dass Widerstand Netzwerk abfängt.
Der ADS1115 kann keine Spannung über seiner eigenen Versorgung Spannung messen egal ob bei 3,3 oder 5 Volt aber ich denke du willst da die I2C Leitungen auch einer Pegel Wandlung unterziehen.
Was zwar geht aber alles unnötig komplizierter und teuer macht.
Das verstehe ich nicht.
OK Die Übertrager werden nie die SELBEN Spannungspegel sekundär ausgeben wie sie primär sehen. Die werden dafür eingesetzt wenn man eine kleine LAST getrennt von dem eigentlichen Stromkreis nutzen muss.
und das ist bei dir ja nicht der fall.
Wie gesagt einfach 4 INA226 ein paar widerstände 4 Dioden und gut. du willst sie ja nur MESSEN und nicht TESTEN mit großer last so habe ich das verstanden.
Deswegen bringe ich ja die Batteriespannung über Spannungsteiler runter auf <4 .096 V.
Bräuchte ich nicht sogar 8 Stück und dementsprechend auch 8 Isolatoren? Außerdem ist der INA226 doch für die Messung von Strom gedacht, ich will nur die Spannung wissen und über einen Zeitraum von 4 Stunden so lange messen bis die USV selbstständig den Batterietest beendet und wieder zurück in den Lademodus wechselt.
ok wenn du so an dem ADS1115 hängst dann ist das so.
Dann lasse die übertrager / Isolatoren weg nutze nur widerstände und je eine Diode am ADS1115 und teile es auf UNTER 3300 mV Runter.
Bräuchte ich nicht sogar 8 Stück und dementsprechend auch 8 Isolatoren?
Nein 4 reichen und ja du KANNST damit Spannung und Strom messen MUSST du aber nicht.
Warum meinst du, dass ich die Isolatoren weglassen soll?
Die sind doch dafür da, dass die zwei getrennten Batterie-USV-Stränge nicht direkt miteinander verbunden sind. Wenn ich das ohne Isolation mache, würde ich die beiden Seiten ja elektrisch verbinden, das wäre doch dann ein Kurzschluss.
Sind die in der USV doch ohne hin Unter Garantie mindestens GND muss bei beiden verbunden sein. und damit hast du auf jedenfalls eine Verbindung und deine Isolatoren selbst wenn sie das tuen würden was du willst nutzlos machen.
Mache mal ein Schaltplan deiner USV dann wirste das auch sehen beim messen.
Deine Unbekannte USV wird die akkus VERMUTLICH niemals trennen sondern wenn Akku leer nur die last abwerfen. sonst kannste sie ja nur noch wegwerfen wenn akku leer. würde sich bestimmt nicht so gut verkaufen
