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Sunlight T67 - Ersatz einer zweiten Aufbaubatt durch LiIon 1 ... 4, 5, 6, 7, 8


George67 am 03 Feb 2020 16:41:58

Welche Software benutzt du, bzw welche Basis?
Oder welche Bibliotheken?

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Hier findest Du vielleicht schon, was Du suchst: --->Link

Albrecht0803 am 04 Feb 2020 01:27:39

Ich schreibe die Programme unter Windows 10 in der Arduino-IDE. Für die aktuell genutzten Dinge (2x Analog-Digital-wandlung sowie Schalten von zwei Digitalausgängen) komne ich ohne „include“-Bibliotheken aus.Die IDE stellt wohl per default alles dazu nötige bereit. Sollte später mal noch eine Strommessung dazu kommen, wird man wohl eine zum Sensor passende Bibliothek dazuladen müssen.

Meine Erfahrungen mit diesen Bibliotheken sind allerdings zwiespältig. Man findet zwar für fast alles Beispielcodes und Bibliotheken im Netz. So habe ich z.B. Die Lageparameter eines Flugreglers ausgelesen, Datenübertragung über eine 433MHz-Schnitstelle verwirklicht, ein-e-Paper-Display zur Datenausgabe angesteuert und GPS-Daten von vom Flugregler aber auch direkt von einem GPS-Empfänger ausgelesen.

Die GPS-Dinger sind schon klasse. Funktionieren sogar im Haus und sind incl. Antenne mal grade 5-Markstück-gross. Bin noch am Testen eines etwas größeren Systems auf der Basis eines RTK-Rückkanals. Da sollen Genauigkeiten im einstelligen cm-Bereich möglich sein.

Die Qualität der für spezieller Aufgaben veröffentlichten Bibs ist allerdings teilweise himmelschreiend. Sehr oft laden sie ihrerseits gleichnamige Dateien nach, so daß man am Ende nicht weiß, was alles wirklich gebraucht wurde. Auch häufig: Die Beispiele laufen zwar, aber die Programmierer haben alles getan, die Programme nahezu unlesbar zu machen... zu viele nur halbgeniale Jünglinge auf diesem Feld unterwegs!

Der Kontakt zu Profi-Informatikern bei meinem Arbeitgeber hilft meist über die schlimmsten Hürden. Das Li-Projekt ist aber im Moment noch ohne Schwierigkeiten unterwegs. Die Planungen für die modifizierte Relaisplatine sind abgeschlossen. Da die Federklemmblöcke noch nicht geliefert sind, greife ich doch nochmal auf Schraubklemmen zu, diesmal aber mit Ader-Endhülsen, oder im Platinenbereich selbst mit starren Drähten. Querschnitte im 12-Voltbereich 2,5qmm, im 36V-Bereich 1 oder 1,5qmm.

rkopka am 04 Feb 2020 01:40:46

Albrecht0803 hat geschrieben:Meine Erfahrungen mit diesen Bibliotheken sind allerdings zwiespältig. Man findet zwar für fast alles Beispielcodes und Bibliotheken im Netz.

Manchmal gibts auch richtige Fehler im Code. Oder ein Code läuft nicht auf allen Architekturen oder jeder Prozessorvariante. Bei manchen Sachen ist das klar, weil die HW einfach anders oder nicht vorhanden ist, bei anderen nur lästig. Da ich regelmäßig zwischen AVR, ESP8266 und ESP32 wechsle, fällt mir das auf. Funktionen, die eigentlich das gleiche machen, haben andere Namen oder leicht andere Datentypen. Schlimm sind Libs, in denen man Assemblerbefehle findet. Da geht dann nichts mit der falschen Architektur.

Andererseits geht auch vieles. Wie schon angesprochen, es gibt für fast alles etwas zu finden. Das Programmieren ist vereinfacht, wenn auch nicht unbedingt auf maximalen Speed oder minimalen Speicherbedarf ausgelegt. Und gerade der Architekturwechsel zwischen unterschiedlichen Prozessoren der gleichen oder unterschiedlicher Familien geht relativ einfach (mit ein paar Einschränkungen). Das gibts sonst selten wo.

RK

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Albrecht0803 am 04 Feb 2020 10:04:23

Ja, das ist genau meine Erfahrung. Trotz der manchmal beängstigenden Qualität der Codes überwiegt doch insgesamt der Vorteil der Vielzahl verfügbarer Programme.

Sonst hätte ich als C++ Novize nicht in sehr kurzer Zeit diese Vielzahl an letztlich funktionierenden Anwendungen ans Laufen gekriegt.

Mein Hardware-Regal enthält so gut wie alles, Arduinos aller Geschmacksrichtungen, ESPs, Teensies und Stmfs. Praktisch eingesetzt habe ich bisher Arduino Uno, Mega, Mini und den Teensy Lc. Tatsächlich läuft nicht alles auf jedem dieser Boards, wobei es mir allerdings nicht gelungen ist, überhaupt ein Programm auf den Mini zu brennen, trotz Einsatz verschiedener USB-TTl-Wandler. Immer tritt ein Fehler (sync-Error oder so) beim Flashen auf. Bootlader neu brennen hat auch nicht geholfen.

rkopka am 04 Feb 2020 10:22:51

Albrecht0803 hat geschrieben:wobei es mir allerdings nicht gelungen ist, überhaupt ein Programm auf den Mini zu brennen, trotz Einsatz verschiedener USB-TTl-Wandler. Immer tritt ein Fehler (sync-Error oder so) beim Flashen auf. Bootlader neu brennen hat auch nicht geholfen.

Manchmal gibt es unterschiedliche Bootlader (alt/neu). Beim ESP32 braucht man für einige noch einen Elko an einer Leitung. Die DTR ist auch nicht immer ganz klar. Ich hab manchmal andere Typen eingestellt, damit es ging. Die andere Möglichkeit ist es, direkt über den ISP zu brennen z.B. mit einem mySmartUSB Adapter. Aber wenn du einen neuen Bootlader drauf hast, hast du das wohl schon gemacht.

RK

George67 am 04 Feb 2020 19:17:37

Schonmal hilfreiche Infos, Danke.

Ich suche eigentlich zwei Dinge - ein Menüsystem, welches Auswahldialoge auf einem kleinen Display anzeigt, 40 mal 4.
Und eine Interrupgesteuertes Analoglesemodul, um eine Reihe von Analogwerten zyklisch einzulesen.

Könnt ihr da was zu sagen ? Danke.

rkopka am 04 Feb 2020 19:58:55

George67 hat geschrieben:Ich suche eigentlich zwei Dinge - ein Menüsystem, welches Auswahldialoge auf einem kleinen Display anzeigt, 40 mal 4.
Und eine Interrupgesteuertes Analoglesemodul, um eine Reihe von Analogwerten zyklisch einzulesen.

Mußt du die Werte schnell haben ? Sonst einfach in der Loop ? Evt. mit einer Zeitabfrage für genaue Abstände.

Ich hab mir ein Menusystem gebastelt, das recht komplex und leider auch recht eng mit der Applikation verflochten ist. Recht aufwendig mit sehr vielen Optionen. Das ganze ist auf Bedienung mit einem Drehgeber ausgelegt (die mag ich sehr). Inzwischen wurde es schon mehrfach auf andere Displays (grafische) geändert, da sich meine Ansichten geändert haben. Es ist aber immer noch in einer Pre alpha Phase. Gibts da nichts im großen Arduino Katalog ? LCDMenuLib2 sieht vom Source her nicht so schlecht aus !?

RK

George67 am 04 Feb 2020 20:02:50

Analog, nein, langsam, 1/10 s Takt, zur Steuerung. kein genaues Timing.

Albrecht0803 am 05 Feb 2020 00:27:15

Die Neukonstruktion der Relaisplatine für die liIon-Stützung ist etwa zur Hälfte fertig. Morgen kann ich das abschließen. Danach darf der Arduino mit Spannungsversorgung, Spannungsteiler und Temperatursensor vom Breadboard auf eine Lochrasterplatine auswandern. Wenn keine größeren Katastrophen wie Kurzschluss, Feuer, oder Elko-Explosionen dazwischenkommen, könnten erste Tests (mit Blei- und Li-Akkus von geringer Kapazität) am Wochenende laufen.

An einem einfachen Menüsystem für TFTs wäre ich auch interessiert. Habe für mein Flugzeug-Armaturenbrett ein paar 3,5“- Displays (mit Touch-Screen) in der Pipeline. Die Touch-Funktion habe ich noch nicht verwendet, aber die Ausgabe einfacher Grafiken ist nicht besonders schwierig. Ich wollte darauf die Ausgabe eines künstlichen Horizonts realisieren, was prinzipiell auch geht. Aber: Der Aufbau der Graphik ist einfach viel zu langsam. Man kann den Pixeln beim Aufleuchten zusehen... So wird das leider nichts!

Albrecht0803 am 06 Feb 2020 23:58:34

Hier der Zwischenstand des Li-Projekts:





Die Relais sind noch nicht verdrahtet. Der Arduino, die beiden Mosfet-Strecken sitzen auf Steck- bzw. Schraubverbindungen und können leicht ausgetauscht werden.

Ein kleiner Schalter und der Temperatursensor sind mit Dupont-Steckern auf die Hauptplatine steckbar.

Es steht noch die Verdrahtung und Montage der Sensoren auf der Arduino-Platine aus, sowie die Anschlüss der Relais.

George67 am 07 Feb 2020 15:10:16

Sieht schön aus.
Und wie ich schonmal sagte - die Hauptarbeit bei Elektronik ist die Mechanik.
Vor allem, wenn du Leistungskreise hast.

Albrecht0803 am 09 Feb 2020 21:44:45

Und hier das fertig verdrahtete, aber noch gänzlich ungetestete Gebilde:






George67 am 09 Feb 2020 23:00:30

Echt Stark!!

andwein am 10 Feb 2020 12:49:13

Richtig schön, das würde ich mir sogar in die Vitrine stellen.
Gruß Andreas

rkopka am 10 Feb 2020 12:53:41

andwein hat geschrieben:Richtig schön, das würde ich mir sogar in die Vitrine stellen.

Ein Hauch von "Beaubourg" :-)

RK

Albrecht0803 am 10 Feb 2020 22:38:04

Hoffentlich wird es auch mal funktionieren...

Die Arduino-Platine hat ihre erste Validierung (separat, nicht auf das „Atomkraftwerk“ gesteckt) hinter sich. Schon nach nur einer vergessenen Verbindung auf der Platinenrückseite und der Beseitigung eines Kurzschlusses zwischen zwei benachbarten Lötpunkten am Anschluss des Temperatursensors läuft die Spannungs- und Temperaturmessung wie sie soll.

Es folgt der Test dieser Platine mit zwei Arduino-Relais, zunächst ebenfalls separat. Danach bekommt die Hauptplatine erstmals 12 V zu sehen, ohne die Arduino-Platine. Messen, ob alle Spannungen an den Übergabe-Steckleisten an den richtigen Pins ankommen. Und dann schrittweise weiter. Werde wohl erst am Wochenende wieder dazu kommen.

Albrecht0803 am 11 Feb 2020 22:34:31

Die Einzeltests der Arduino-Platine einschl. der per Optokoppler angesteuerten Kleinrelais sind erfolgreich verlaufen. Allerdings wieder mit Nacharbeit. Hatte die digitalen Anschlußpins des Arduino bei der Verdrahtung leider nicht ganz getroffen. Zählen sollte man können...

George67 am 12 Feb 2020 12:04:15

Sei froh.
Ich habe eine instinktive, durch Erfahrung geprägte Abneigung gegen fehlerlose Inbetriebnahmen. :mrgreen:

rkopka am 12 Feb 2020 13:26:20

George67 hat geschrieben: Ich habe eine instinktive, durch Erfahrung geprägte Abneigung gegen fehlerlose Inbetriebnahmen. :mrgreen:

Das bedeutet nur, daß man den Fehler noch nicht bemerkt hat :-).

RK

George67 am 12 Feb 2020 15:03:44

rkopka hat geschrieben:Das bedeutet nur, daß man den Fehler noch nicht bemerkt hat :-).

RK

So ist es....

Albrecht0803 am 16 Feb 2020 21:41:20

Nach weiteren Fehlerbereinigungen ist der Stand jetzt so, daß die aufgesteckte Arduino-Platine die Leistungsrelais hörbar durchschaltet. Ob die alle richtig angeschlossen sind wird als nächstes geprüft. Zumindest klacken sie bei den programmierten Spannungsgrenzen 13,2V (ein, bzw. Booster-Betrieb) und 12,8V (aus, bzw. Buck-Betrieb). Die Umschaltung vom Booster auf die Batterieheizung ist zumindest hörbar auch i.O.

Vielleicht ändere ich die Schaltung noch dahingehend, dass die 36V-Mosfetstrecke die Verbindung zu den Li-Akkus unterbricht, solange die Heizung aktiv ist und nicht geladen wird. So wie es jetzt ist, wird der Booster von dieser Spannungsquelle beim Heizen per Ruhestrom am Leben gehalten, obwohl er in dem Moment nicht gebraucht wird. Muß aber nicht zwingend so sein, denke ich.

Albrecht0803 am 19 Feb 2020 17:49:11

Die 12-Volt-Seite ist jetzt fehlerbereinigt und getestet. Zwar noch kein booster angeschlossen, die Umschaltung zwischen Boost- und Buck-Betrieb bedient jetzt schon die richtigen Terminals.

Habe noch einen Stromsensor (ACS712) auf der 12-Volt-Seite nachgerüstet, so daß man die Spannungen und den von /zu der Pb-Batterie fließenden Strom überwachen kann. Komisch ist nur, daß der 20A-Typ dieses Sensors die Relaisströme (andere habe ich z.Z. nicht) nur dann richtig wiedergibt, wenn man im Programmcode den Gainfaktor für den 30A-Typ verwendet...Habe mit dem Multimeter nachgemessen.

Mal sehen, was rauskommt, wenn die Ströme später größer werden, ob sich das so bestätigt. Im Moment zieht die Schaltung ohne Booster und Buck, aber mit angezogenen Relais ca. 0,3A. Die Relais erwärmen sich spürbar, werden aber nicht heiß.

Nächster Schritt ist die Aktivierung der Li-Seite. Zuerst mit dem Booster. Werde wohl auch dort eine Arduino- Spannungsmessung verwirklichen, mit Spannungsteiler, um den Chip nicht zu braten. Und auch eine Strommessung, um online zu sehen, was der Zellenblock grade so macht.

Das ist wirklich schick mit dem Arduino. Statt mit einem Multimeter immer nur Momentaufnahmen zu sehen, kann man mühelos fast die ganze Schaltung überwachen.

Albrecht0803 am 20 Feb 2020 22:35:48

Licht am Horizont!

Der Vorrat der eingebauten Fehler neigt sich dem Ende entgegen. Der Booster ist installiert und lädt gerade den 10s1p Li-Testblock. Takten ist nicht zu beobachten, wenn man die Leitungsquerschnitte ausreichend wählt und das Labornetzteil nicht grade in der Strombegrenzung betreibt.

Es fehlt noch der Buck und die 12V Bleibatterie ist auch noch nicht angeschlossen. Dafür gibts schon eine Strommessung auf der Li-Seite, die ist allerdings noch nicht validiert. Außerdem ist im Laufe der langen Entwicklung das Bluetooth-Modul des BMS abhanden gekommen. Muß morgen nochmal gründlich fahnden.


Als letztes kommt noch die Spannungsmessung der Li-Seite auf den Arduino. Wenn dann alles funktioniert, wird der 10s10p-Li-Block zusammengebraten und die ganze Geschichte in ein Womo-taugliches Gehäuse verfrachtet. Unter der Sitzbank wäre noch Platz, aber die Kabel zur Bleibatterie unter dem Beifahrersitz werden dann unangenehm lang. Da ich dort schon 2 Bleiakkus habe, ist leider kein Platz mehr. Also wahrscheinlich dicke Strippen ziehen!

Habe zwischenzeitlich auch ein wenig mit einem e-paper Display experimentiert. Gestochen scharfe Schrift, schwarz auf fast weißem Hintergrund. Als weitere Farbe ist auch noch rot möglich, damit kann man kritische Werte schön hervorheben. Das Ding behält die Anzeige auch in abgeschaltetem Zustand bei und ist 3,5“ (Seitenverhältnis 4:3) groß. Es lassen sich 10 bis 12 Zeilen in noch vernünftiger Größe darstellen, was die Wiedergabe sämtlicher Statusdaten des Systems auf einem Bildschirm erlaubt. Der Stromverbrauch ist praktisch vernachlässigbar. Im Moment gebe ich die Messwerte über die serielle (USB) Schnittstelle auf dem Rechner aus, was unterwegs natürlich nicht praktikabel ist.

George67 am 20 Feb 2020 23:59:57

Super..... :D
Bin gespannt !

Albrecht0803 am 22 Feb 2020 05:44:04

Das Bluetooth-interface für das BMS hat sich wieder eingefunden. Der Akku scheint in gutem Zustand zu sein, fast perfekt balanciert und bei der Zielspannung von 40V.

Dann wollte ich ihn während des Ladens mit der App beobachten und wunderte mich , dass kein Ladestrom floss. Mal wieder die Li-seitige Mosfet Strecke. Nachdem diese gestern stundenlang einwandfrei funktionierte und der Akku von ca. 34V auf die 40V geladen wurde, war heute einer der beiden Mosfets im Jenseits. Warum? Eine Ursache war nicht auszumachen. Wenigstens hat sich die Anordnung auf einer leicht zu demontierenden Tochterplatine bewährt, so daß die Reparatur keine große Sache mehr war. Es bleibt aber das ungute Gefühl, daß sowas wieder passieren kann. Blöd, wenn man die Ursache nicht kennt.

Nach der Reparatur hat ein Wackelkontakt genervt. Manchmal brach die 40-V Ausgangsspannung am Li-Anschluß weg. Das, obwohl die Mosfet-Strecke nachweislich intakt war. Es stellte sich heraus, dass die selbst gekrimpten Anschlußhülsen zum gemeinsamen Deaktivieren beider Mosfet-Strecken für diese Stochastik verantwortlich waren. Habe die halbe Nacht verbracht, den vierpoligen Dupont Anschluss neu zu crimpen, indes erfolglos. Mindestens einer der vier Drähte war immer irgendwie mißlungen. Werde mir eine andere Stecklösung dafür suchen, möglichst Buchsen mit fertigen Kabeln dran. Diese Crimperei mit den winzigen Dingern ist definitiv nix für mich!

Morgen kommt der Buck-Konverter dran. Auf welche Zielspannung sollte man den einstellen? Die Umschaltung zum Laden erfolgt bei 13,2V. Damit der Buck nicht seinerseits bei vollem Bleiakku die Ladebedingung herstellt sollte es etwas weniger sein. Die Ladehysterese habe ich aktuell zwischen 13,2 und 12,8V, kann aber leicht geändert werden. Auf der anderen Seite sollte die Zielspannung höher sein als die Pb-Spannung, wenn der Akku nicht geladen wird. Natürlich folgt der Buck der Bleispannung, das ist aber eine Folge der Strombegrenzung,

Ich tendiere dazu, die Zielspannung knapp unterhalb 13,2V zu legen, so daß normalerweise keine Rückwärts-Ströme durch den Buck laufen sollten? Erfahrungen zu diesem Thema sind sehr willkommen!

andwein am 22 Feb 2020 11:00:54

Albrecht0803 hat geschrieben: indes erfolglos. Mindestens einer der vier Drähte war immer irgendwie mißlungen. Werde mir eine andere Stecklösung dafür suchen, möglichst Buchsen mit fertigen Kabeln dran. Diese Crimperei mit den winzigen Dingern ist definitiv nix für mich!!

Verlöte deine Stecker/Buchsen, das geht auch nach einer "Fixierungscrimpung" . In einem festen Aufbau oder bei einer Fixierung der Kabel ist das bei Niedervoltanwendungen immer sicherer, wie du ja selbst festgestellt hast.
Gruß Andreas

Albrecht0803 am 23 Feb 2020 13:40:23

Danke für den Tip. Das hat erstmal so funktioniert.

Dann habe ich die Li-Spannungsmessung nachgerüstet. Auch die funktionierte zunächst. Als ich die Spannung am Netzteil auf 13,2V zum Umschalten auf Ladebetrieb steigerte, klickten die Relais, wie erwartet. Dem folgte in unhörbarem Abstand allerdings ein zweiter Klick in Richtung “aus“ und seitdem herrscht nur noch Totenstille. Der Arduino wird warm, Signale über die serielle Schnittstelle laufen nicht mehr...

Die Ursache konnte ich noch nicht finden. Die Messergebnisse an den Pins der Arduino-Platine sind unauffällig und ok, auch bei künstlich herbeigeführtem Anziehen der Relais. Die 40V lagen über den Li-Akku auch vor dem Umschalten auf Ladebetrieb an und wurden richtig gemessen. Daran kann es also nicht liegen.

On die Mosfet Strecke mal wieder Schaden genommen hat ist noch unklar. Werde die Arduino-Platine nochmal neu aufbauen, diesmal mit BuchsenLeisten für den Prozessor....

Mist! War doch schon alles fast fertig.

rkopka am 23 Feb 2020 14:36:59

Albrecht0803 hat geschrieben:Als ich die Spannung am Netzteil auf 13,2V zum Umschalten auf Ladebetrieb steigerte, klickten die Relais, wie erwartet. Dem folgte in unhörbarem Abstand allerdings ein zweiter Klick in Richtung “aus“ und seitdem herrscht nur noch Totenstille.

In den Plänen sieht man nirgendwo Schutzdioden über die Relaisspulen. Sind die nur nicht eingezeichnet ? Wir haben gelernt und teils auch erfahren, daß da eine Menge passieren kann. Wer sowas gezeigt hätte, wäre sofort deswegen genau befragt worden.
Ein leicht anderes Beispiel hatte ich vor Jahren mal: eine uC Schaltung (Timer) hat über Relais 230V Schütze für einen starken E-Ofen geschaltet. In der Praxis haben die Schütze beim Schalten derartige Pulse erzeugt, daß der uC resetiert hat. Man mußte die Spulen mit R und C bestücken, um die Störungen in den Griff zu bekommen.

RK

Albrecht0803 am 23 Feb 2020 15:24:39

Schutzdioden hatte ich bis vorgestern tatsächlich keine drin. Ich hatte die Vermutung, daß die Li-seitige Mosfetstrecke vielleicht deshalb kaputtging und habe dann eine Diode nachgerüstet. Es schalten vier Leistungsrelais gleichzeitig, deren Erregerspulen sind alle parallel. Deshalb nur eine Diode für alle zusammen. Reicht das?, Da fehlt mir die Erfahrung.

Zum Zeitpunkt des Arduino-Tods war diese Diode schon installiert. Außerdem sollte die Diode ja nur beim Trennen des Relaiskreises wirken. Der Schaden entstand aber wohl beim Einschalten der Relais. Das darauffolgende Abschalten war bereits eine Folge der eingetretenen Beschädigung.

Obwohl ich den Fehler bisher nicht finden konnte, sieht es mehr danach aus, daß die Installation der 40V-Messung einen Fehler enthält. Das ist nämlich der einzige Unterschied der Schaltung zwischen gestern und heute. Da die Messung an sich, ohne eingeschalteten Booster funktionierte, muß irgendwo auf der Hauptplatine etwas vorliegen, das nach dem Einschalten des Boosters eine unverträgliche Spannungsspitze Richtung Arduino erzeugt.

George67 am 23 Feb 2020 18:55:42

Schau unbedingt nochmal nach der Gatespannung der Mosfets.
Bei serienschaltung müssen die Kathoden zusammen. Zenerdiode 10 V zwischen gate und Kathode.
Die gemeinsame Kathodenspannung wechselt zwischen 0 und 40 V. Die Gatespannung mus relative dazu max 10 V sein, absolute maximum rating 20 V.

George67 am 23 Feb 2020 20:31:37

Hast du P oder N mosfets?

Albrecht0803 am 23 Feb 2020 21:31:01

Auf der Pb-Seite sind es N-kanalige in der Massestrecke und auf der Li-Seite P-kanal-Typen auf dem 36V Li-Potential. Beide gates sind mit 10V-Zenerdioden gesichert.

Der Neuaufbau der Arduino-Platine ist etwa zur Hälfte fertig. Temperatur- und Pb-Spannungsmessung funktionieren schon wieder.

Das nächste sind die beiden Strommessungen und dann die 40V-Li-Spannungsmessung. Den Spannungswandler und den Arduino habe ich jetzt steckbar ausgeführt, so daß, wenn was schiefgeht, nicht wieder zwei Tage Strafarbeit anfallen...

George67 am 24 Feb 2020 10:29:04

Bei Blei in der Massestrecke? Hast du genau überlegt, was das spannungsmäßig für folgen hat, wenn der offe ist ? Plötzlich hast du negative relative Spannung..... Aber der arduino bleibt an Masse?

Einschalten der Wandler Eingangsseite gibt mörderische Stromspitze. Eventuell parallel einen Kondensator parael zur Zener und delays in der Steuerung.
Du musst genau erforschen, was den Ausfall macht.

Albrecht0803 am 24 Feb 2020 21:59:09

Ja, das mit den Mosfet-Strecken sollte eigentlich klappen. Sie dienen zum Komplett-Abschalten der Zusatzeinrichtung. Die Gatespannungen beider Strecken werden gleichzeitig von Ein auf Aus und umgekehrt geschaltet.

Der Arduino bleibt auf Pb-Masse, vor der Mosfet-Strecke. Er wird mit demselben Schalter ein und ausgeschaltet, der auch die Mosfets bedient.

Die neue Arduino-Platine ist fertig und zumindest für die Zustände getestet, die mit der alten Platine schon erfolgreich liefen. Die 40_Volt Spannungsmessung ist noch nicht angeschlossen, die Strippe wird erstmal per Oszi beobachtet, was da beim Umschalten so draufliegt.

Die Arduino-Eingänge habe ich mit 0,1mü- Kondensatoren gegen Masse gelegt. Vielleicht nehmen die ja ein bißchen die Spannungsspitzen weg, sollten welche ankommen. Keine Rechnung, einfach genommen, was der Bauteilvorrat grade zuoberst im Angebot hatte...

Dass die Messung dadurch „Langsamer“ wird, stört nicht, wir sind ja im quasistatischen Bereich unterwegs.

Ach ja, die Spannungsteiler der Strommessungen sind 10k:5k, um in den ARef-Bereich von 3,3V zu kommen. Die Spannungsmessung auf der Li-Seite läuft über 33K: 2,2k.

Wäre es sinnvoll, die Arduino-Versorgung mit einem großen Elko zu versehen? Eigentlich hängt der ja direkt an der Pb-Batterie, die Spannungsspitzen schlucken sollte.

George67 am 25 Feb 2020 16:07:57

Nochmals, du hast ein Problem mit dem schalten der Masseleitung bei Blei. Das verschiebt das Potential von +40 des liion auf +12, wenn da nur irgendein winziger Strom fließt. Und dann geht die Masse des LiIon auf -20 V bezogen auf Bleimasse. Kann das rückwärts in die Steuerleitungen des Arduino reinhauen?

Albrecht0803 am 25 Feb 2020 17:27:16

Das Problem ist nicht beim Schalten der Mosfet-Strecken aufgetreten, die waren zum Zeitpunkt des Schadenseintritts beide durchgeschaltet. Der Schaden trat ein, als vom Buck- in den Boost-Betrieb umgeschaltet wurde.

Trotzdem bleibt das, was Du geschrieben hast als weitere zusätzliche Fehlerquelle möglich:

Um Potentialunterschiede zwischen LI- und Pb-Masse zu berücksichtigen besteht die Spannungsmessung aus zwei Teilen:
Einmal die Messung des Masse-Potentials des Li-Blocks gegen das Massepotential des Arduino. Dann die Messung des 40VPotential des Li-Blocks gegen das Massepotential des Arduino. Die richtige Spannung Li-Spannung ist dann die Differenz dieser Werte, die im Programm des Arduino gerechnet wird.

Die erste der beiden Messungen liegt ohne Spannungsteiler auf einem Analog-Input, die zweite mit einem Teiler von 1:15 auf der 40V-Schiene.
Die zweite Messung würde bei dem von Dir beschriebenen Szenario unkritisch bleiben, aber die erste Messung sieht die -20V direkt.
Einfachste Abhilfe, ohne die Schaltung nochmals zu überarbeiten: weglassen der ersten Messung und Vertrauen darauf, dass die Spannungsabfälle der ersten Mosfet-Strecke und der Relaiskontakte sowie der Buck- und Boost-Massenstrecken vernachlässigbar sind.

Oder eine Diode auf den Eingang der ersten Messung und deren Durchfluß-Spannungsdifferenz im Programm draufrechnen. Zum Umbau der Mosfets in die 12V-Potentialstrecke verspüre ich aktuell wenig Lust, obwohl das wahrscheinlich die sauberste Lösung wäre...

Ich werde mal versuchen, die Potentiale der beiden Massen zueinander beim Schalten zu messen, vorsichtshalber nicht mit den Arduino-Eingängen verbunden. Dann wissen wir mehr.

George67 am 25 Feb 2020 19:27:20

Sorry, aber die Auftrennung der Masse zwischen Li und PB bekommst du nicht hin.
Masse ist Masse und muss Masse bleiben. Wenn da ein Shunt ist, ists schlimm genug, aber unterbrechen geht nicht.

Albrecht0803 am 25 Feb 2020 20:18:00

Ohne die Li-Spannungsmessung funktioniert das ja. Praktisch bereits erprobt. Und wenn man die Massepotentialmessung der Li-Seite nur dann auf den Arduino-Eingang schaltet, wenn beide Mosfet-Strecken sicher durchgeschaltet sind, passiert auch von der Seite nichts mehr.

Sollte ich das Ding irgendwann nochmal neu aufbauen, wandern die Mosfets auf die Plus-Seite. Im Moment versuche ich, das Projekt erstmal abzuschließen, und im Womo nutzbar zu machen. Die Tage werden schon länger und die Reiselust kommt allmählich wieder auf!

Albrecht0803 am 27 Feb 2020 00:22:13

Hier ein Zwischenergebnis der Forschungen:

Beim Umschalten vom Buck auf Boost-Betrieb tritt auf der 0V-Lithium-Schiene tatsächlich ein Spannungspeak von mehr als 12V auf. Das hat den Prozessor vermutlich getötet. Ein Kondensator von 10 mueF und ein Vorwiderstand von 10k zum Arduino-Analogeingang beseitigt diesen Peak nahezu vollständig. Die Spannungsmessung der Plus-Schiene am Li-Akku über den Spannungsteiler zeigt diesen Effekt nicht. Zumindest sieht man keine Spannungen außerhalb verträglicher Grenzen.

Habe bis jetzt die peakbefreiten Signale noch nicht an den Arduino, sondern erstmal nur ans Oszi angeschlossen. Morgen kommt dann die Stunde der Wahrheit, wenn das alles wieder zusammenarbeiten soll.

Albrecht0803 am 29 Feb 2020 20:20:59

Die Spannungsmessung der Li-Seite werde ich doch nochmal ändern. Es gibt preisgünstige Trennverstärker (iso124, acpl87 u. ä.), mit denen sich die Li-Spannung (natürlich via Spannungsteiler) auf die Arduino-Seite übertragen läßt, ohne gemeinsame Masse und ohne zwei Spannungsmessungen miteinander verrechnen zu müssen.

Habe mir ein paar von den Dingern bestellt und erwarte die Lieferung nächste Woche. Meine zunächst angedachte Methode käme mit negativem Massepotential der Li-Seite gegenüber der Arduino-Masse nicht zurecht. Und die Rest-Peaks mit dem RC-Glied liegen leider mit knapp 0,5V im Negativen.

Daher zunächst keine weiteren Tests, sondern gleich mit den Trennverstärkern. Eigentlich ist das jetzt eher ein Luxusproblem. Die Li-Spannungsmessung wird für die Funktion ja nicht gebraucht und steht darüberhinaus über die BluetoothAnbindung des Smart-BMS zur Verfügung. Ich werde daher noch ein paar Reed-Relais spendieren, welche das Bluetooth Modul im ausgeschalteten Zustand abtrennen,

Albrecht0803 am 10 Mär 2020 07:12:55

Bis auf die Relais für den Bluetooth-Anschluss des BMS ist jetzt alle Hardware verbaut, aber noch nicht getestet.

Es kommt ein Trennverstärker Acpl 790B zum Einsatz, der auf beiden Seiten mit je einem Pololu-Buck mit 5V versorgt wird.
Der Verstärkungsfaktor ist 8,2, was mit einem Spannungsteiler 1:200 Eingangsseitig berücksichtigt wird. Der Verstärker liefert zwei positive Ausgangssignale, die dazu dienen, auch negative Eingangsspannungen durch Verrechnen nach der Digitalisierung darstellen zu können. Wird hier zwar nicht benötigt, habe es aber dennoch an zwei analoge Eingänge des Arduino geschaltet. Kost‘ ja nix.

Die ganze Zusatzelektronik wird mit einem kleinen Relais abgeschaltet, wenn das System nicht in Betrieb ist, d.h. die Mosfet-Strecken “aus“ sind. Damit ist liegt Stromverbrauch im deaktivierten Zustand im mikro-A- Bereich.

Nächster Schritt: verbinden der Arduino-Platine per Jumper-Kabel mit der Hauptschaltung. Arduino noch nicht eingesteckt und auch die Zusatzplatine mit dem Trennverstärker noch nicht. In diesem Zustand durchmessen aller Pin-Spannungen und Check gegen zulässige bzw. beabsichtigte Werte. Hat alles länger gedauert als geplant. Auch, weil die Trennverstärker, obwohl in München bestellt, letzten Endes doch aus Texas eingeflogen wurden... wir werden das Klima schon noch kleinkriegen! :-((

George67 am 11 Mär 2020 11:44:25

Interessant, wie sich ein Projekt so weiterentwickeln kann....
Ich drück dir jedenfalls die Daumen.

Gerade sind für mich 10 Tage Womo zuende, nur auf Stellplatz ohne Stromanschluss.
Der LiIon Akku ist komplett unauffällig, ausser dass er die Arbeit der WB komplett übernimmt. Deren Spannung war nie unter 12,6 unter Last. Ohne Last gehts wieder auf 12,8 V hoch.

Der LiIon Akku hat in der Zeit 2,1 kWh geliefert, Nachladung hauptsächlich durch Solar. Hat nicht ganz gereicht, verständlicherweise.
Ladezustand nur gegen Ende mal unter 80 %, weil ich 2 Tage lang vergessen habe, den Wandler auszuschalten. Da gings doch tatsächlich auf knapp 70 % runter.... :mrgreen:
Ansonsten voller Abendbetrieb mit Licht, Fernseher und durchlaufenden Heizung. Wofür ist eigentlich die CEE Steckdose an der Aussenseite ? :D

Das ganze ist mittlwerweil insofern lästig, dass es einfach zu gut funktioniert. Die Version 2, mit Arduino, steht daher in der Prioritätenliste hintenan.... das darf aber nicht so bleiben, weil auch der kommende Wandler davon abhängt.
Aber im Moment ist einfach zu viel anderes.

George67 am 11 Mär 2020 18:14:09

Eines möchte ich noch ergänzen.
insgesamt hat der LiIon Block jetzt 13 kWh geliefert. Das wären ca 26 Halbzyklen meiner 100 Ah WB, die diese also nicht leisten musste.

Was sagen eigentlich die Fachleute dazu, wenn ein Bleiblock IMMER voll ist, also garkeine halbzyklen macht ?

andwein am 12 Mär 2020 10:52:19

George67 hat geschrieben:.....Was sagen eigentlich die Fachleute dazu, wenn ein Bleiblock IMMER voll ist, also garkeine halbzyklen macht ?

Dann wird deine Bleibatterie nicht mehr als zyklische Versorgerbatterie eingesetzt sondern als "StandBy" Die Ladespannung könnte/sollte dann im Sinne einer höheren Lebenserwartung auf ca. 13,8V reduziert werden.
Gruß Andreas

pfeffersalz am 12 Mär 2020 10:56:34

George67 hat geschrieben:Eines möchte ich noch ergänzen.
insgesamt hat der LiIon Block jetzt 13 kWh geliefert. Das wären ca 26 Halbzyklen meiner 100 Ah WB, die diese also nicht leisten musste.

Was sagen eigentlich die Fachleute dazu, wenn ein Bleiblock IMMER voll ist, also garkeine halbzyklen macht ?


Dass die Bleibatterie überflüssig ist. Bau sie aus.




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