Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schnellen Logger für Strom und Spannung im Selbstbau wie anfangen ?


von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Hallo zusammen,

möchte den Ladeverlauf vom TRXCharger ( NiCd und NiMH ) mitloggen.
Möglichst an einer einzelnen Zelle ( Entladeschluß 0,9V ).
Der Signalverlauf ist im Anhang zu sehen. Besonders wichtig ist mir der 
Entladeimpuls ( T5 ) der so um die 200µs liegt.

Zum Anderen soll dies Gerät auch ein wenig " universeller " sein.
Standalone Logger für Strom und Spannung im Bereich bis 30VDC und
+/- 25A und einer Auflösung von 1mV und 1mA. In einem anderen Thread 
hatte ich gelesen, das sogar +/- 50A mit 1mA Auflösung machbar sein 
sollen.

Wie das nun mal immer so in den Foren ist, es wird viel geschrieben,
aber die entgültig fertigen Projekte gibt es äußerst selten.

Wie fange ich nun so etwas an das alles zusammenpasst ?

Versorgungsspannung, Shunt, Stromsensor, ADC, Speicher, µC.

Ich möchte mit einem Shunt arbeiten, da dies die beste Genauigkeit 
ergibt.
ISABELLENHÜTTE BVE oder PBV.


Das Teil soll ein bischen das Vorbild sein.
Beitrag "Re: Logger für Strom und Spannung im Selbstbau"

Und hier alles zum TRXCharger der ein gutes Nachbauprojekt mit einem 
ATtiny 26 in Assembler ist.

http://www.cithraidt.de/trxcharger/index.html


Bernd_Stein

von Hermann (Gast)


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Es gibt viele unterschiedliche Anforderungen und damit Möglichkeiten der 
Realisierung. Als Anregung beschreibe ich mal meine Lade-und 
Entlade-Überwachung mit Datenlogger:
Anforderungen:
-beliebig viele Zellen -> gleichzeitige Messung in mehreren 
Spg-Bereichen mit automatischer Bereichsumschaltung
-Lade/Entlade-Überwachung wählbar von Spannung, Kapazität, Zeit, 
Temperatur, Delta-U, Delta-T
-Anzeige von Zeit, Kapazität, Spg, Spg/Zelle, Strom, Temp, Delta-U, 
Delta-T
-Protokoll im RAM für gesamten Lade/Entladevorgang
-kein ständig mitlaufender PC zum Logging, RS232-Übertragung zum PC auf 
Anforderung
-Parametereingabe von allen Überwachungswerten und Protokollgrößen und 
Skalierungen
-einfache Bedienung durch automatische Wahl der Standardparameter, dazu 
Schalter laden/entladen und NiMh/LiIon
Randbedingungen:
-da sehr hohe Zellenzahl möglich sein sollte, wurde als Schalter ein 
Relais gewählt und Spg-Messung in mehreren automatisch gewählten 
Bereichen
-externe Ladespannung - meistens Labornetzgerät im Konstantstrombetrieb
-keine hohe Genauigkeit beim Logging gefordert, deshalb 1 Byte pro Wert, 
aber genau skaliert für 0,5% Auflösung
-keine hohe zeitliche Auflösung, aber Logging vom gesamten Ladevorgang, 
z.B 3 Größen, 2 Min Inkrement über 16 Std
-Mega328, Bascom
Erfahrungen:
-passt genau für meine Anforderungen - für andere sicher nur als 
Anregung geeignet
-Delta-U und Delta-T hat nur in der Lade/Entladephase genügend Auflösung 
- nutze ich kaum
-Realisierung war recht aufwendig besonders durch die aufwendige 
Menüsteuerung des 2*16-Displays

Bei Bedarf weitere Infos

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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@Bernd:

Warum machst du eigentlich einen neuen Thread auf?

Der alte Thread: Beitrag "Logger für Strom und Spannung im Selbstbau"


@Moderatoren:

Ich denke, man kann diesen Fred abschliessen.

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Hermann schrieb:
> Als Anregung beschreibe ich mal meine Lade-und Entlade-Überwachung
> mit Datenlogger:
>
> Bei Bedarf weitere Infos
>
Vielen Dank für Deine sachliche Antwort, Mühe und weitere Unterstützung.

Hm - Protokoll im RAM für gesamten Lade/Entladevorgang.

Wie ist so ein Protokoll aufgebaut ?
In so einer Auswertesoftware wie z.B. LogView, kann man ja auch 
Zeitdifferenzen anzeigen lassen.
Muß man da zu jeden gespeicherten Wert auch die Zeit mitspeichern oder 
reicht dies zu Beginn einmal - und die restlichen Zeitwerte ergeben sich 
dann aus der " Abtastrate " ?

>
> - keine hohe Genauigkeit beim Logging gefordert, deshalb 1 Byte pro Wert,
> aber genau skaliert für 0,5% Auflösung
>
Ok, ein Byte ( 8-Bit ) ergibt natürlich nicht so eine hohe Auflösung wie 
z.B. 10-Bit oder mehr - ist klar. Aber das Andere ( genau skaliert für 
0,5% Auflösung ), da verstehe ich nicht was damit gemeint ist.

>
> -keine hohe zeitliche Auflösung, aber Logging vom gesamten Ladevorgang,
> z.B 3 Größen, 2 Min Inkrement über 16 Std
>
Also eine geringe Abtastrate. Wie hoch ist diese denn ?
Den Rest verstehe ich schon wieder nicht.
Mir reichen erstmal 2 Größen - Strom und Spannung. Mit den Zeitstempeln 
weiß ich halt noch nicht, wie das funktioniert.
Du speicherst also alle 2 Min. die Größen ab - oder ?

>
> -Delta-U und Delta-T hat nur in der Lade/Entladephase genügend Auflösung
>
Du meinst wahrscheinlich am Anfang der Ladephase und am Ende der 
Entladephase. Das ist ein Feature das ich auch gut gebrauchen kann,
da der TRXCharger ja bis zum Zeitpunkt T3 mit konstantem Strom läd 
und man dann die Auflösung auch steigern könnte um die folgenden 
Entladepulse T5
besser aufgelöst darzustellen. Aber ich denke, da braucht man auch 
wieder eine spezielle Visualisierungssoftware, wenn sich die Abtastrate 
zwischendurch ändert.

Das wärs erstmal.

Bernd_Stein

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Magnus M. schrieb:
> @Bernd:
>
> Warum machst du eigentlich einen neuen Thread auf?
>
> Der alte Thread: Beitrag "Logger für Strom und Spannung im Selbstbau"
>
Nun ja, da geht es halt um einen " langsameren " Logger, da viel von 
I2C bzw. IIC gebrauch gemacht wird und dieser langsam 
unübersichtlich wurde.
Aber für Leute denen das mit I2C in den Kram passt ist der Thread 
sicherlich noch zu gebrauchen.

Bernd_Stein

von Hermann (Gast)


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Bernd Stein schrieb:
> Wie ist so ein Protokoll aufgebaut ?

Ganz simpel:
- maximalen physikalischen Wert festlegen und diesen Wert auf 256 
skalieren.
- festes Zeitinkrement, damit braucht man die Zeit nicht zu speichern, 
also Zeitstempel überflüssig
- bei 3 Größen sind dann für ein Zeitinkrement jeweils 3 Byte nötig
- alle hintereinander, wenn der RAM voll ist, fängt er vorne wieder an 
(Ringspeicher)
Beim Senden skaliert er wieder zurück, d.h. gesendet werden wieder die 
physikalische Werte. Beim RAM-Überlauf sendet er ab dem ältesten Wert 
und meldet zu Beginn im Header die Startzeit.

Bernd Stein schrieb:
> genau skaliert für
> 0,5% Auflösung

siehe oben: der max-Wert passt in 256Bit, d.h. etwas besser als 0,5% pro 
Bit. Bei der Spannung habe ich noch optimiert und berücksichtige noch 
einen Offset, da ich die Akkus nicht auf Null runterfahre.

Bernd Stein schrieb:
> nicht so eine hohe Auflösung

Man kann natürlich auch 10Bit speichern (2Byte) das ergibt dann eben die 
halbe Speichertiefe

Bernd Stein schrieb:
> Also eine geringe Abtastrate. Wie hoch ist diese denn ?

beliebig! 2 Minuten war ein Beispiel für eine lange Ladezeit. Die 
kürzeste Zeit ist die Abtastrate im Programm. Bei mir wären das 10Hz. 
Geht auch schneller, das Programm muss nur einmal durch den ganzen Code 
kommen.

Bernd Stein schrieb:
> Du meinst wahrscheinlich am Anfang der Ladephase und am Ende der
> Entladephase

Ja! Ich wollte ...Endphase schreiben.

Bernd Stein schrieb:
> dann die Auflösung auch steigern

Das kann man machen - hatte ich nicht vorgesehen. Ich wollte die gesamte 
Ladekennlinie aufzeichnen können. Deine Anforderung würde ich mit einer 
zusätzlichen Burst-Aufzeichenung lösen, d.h. zusätzlich in einem hohen 
Takt aufzeichen. Wieder mit einem Ringspeicher, da meistens die letzte 
Phase interessiert. Man kann ja auch nach dem Ereignis die Aufzeichnung 
stoppen.

Bernd Stein schrieb:
> spezielle Visualisierungssoftware

Braucht man bei der zusätzlichen Burst-Aufzeichnung nicht, da wieder mit 
fester Abtastrate.
Die Visualisierung mache ich ganz einfach mit Excel. Ich sende mit 
Tabulator zwischen den Werten und mit Komma statt Punkt. Die 
Aufzeichnung mit Hyperlink-Terminal ergibt dann eine Textdatei, die 
Excel ohne spezielle Eingabe default-mäßig einliest.

Ich glaube, das waren alle Fragen
viel Spaß beim Planen

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Hermann schrieb:
> Bernd Stein schrieb:
>> Wie ist so ein Protokoll aufgebaut ?
>
> Ganz simpel:
>
Entschuldige, aber für mich ist das leider alles gar nicht simpel.

Ich ich besinne mich gerade wieder darauf, wie man so etwas anfängt
- aber wir unterhalten uns gerade über das Ende.

Ich denke der Anfang ist einen richtigen Shunt auszuwählen und einen 
passenden Stromsensor. Mit diesen beiden dann testen, ob ich meine 
gedachten Rahmenbedingungen schon einmal hinbekomme.
D.h. 30VDC und +/- 25A. Und was der Stromsensor ( INA... irgendwas ) als 
Wert herausgibt und wie präzise sich das Ganze verhält.

Der Shunt sollte high-side-sense sein, da dies von Vorteil wäre.
Nur welchen Wert sollte dieser haben ?
Wie bereits geschrieben kommen PBV und BVE von der ISSABELLENHÜTTE 
in betracht. Da die BVE -Typen nicht so gängig sind und eigentlich 
nicht für das händische Löten gedacht, denke ich eher PBV zu nehmen
( 3W bzw. 10W gekühlt und 0,5% Toleranz ).

Diese gibt es in folgenden Abstufungen :

Miliohm
1.0, 3.0, 5.0, 10.0, 20.0, 50.0, 100.0

Ohm
1.0 und 10.0

Ist nun die Auswahl des Shunts auch abhängig von den Stromsensoren ?
Das diese Bidirektional sein müssen ist klar, aber dann weiß ich schon 
nicht mehr worauf ich bei den ganzen anderen Parametern achten muss.

http://www.ti.com/lsds/ti/amplifiers-linear/current-shunt-monitor-products.page?familyAliasId=1200426#p2192=Bi-directional

Vielleicht könnte ja jemand da mal einen heraussuchen und mir erklären, 
warum er sich nun für diesen entschieden hat.


Bernd_Stein

von Cyblord -. (cyblord)


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Na super, schon der 2. Thread von dir mit dem gleichen Inhalt: "Will 
einen Super Strom-Logger bauen, habe aber keine Ahnung von nix, helft 
mir."

Was soll denn sowas? Crowd-Entwicklung oder wie?

Also, seit in deinem anderen Thread, der INA226 vorgeschlagen wurde, 
habe ich mir diesen bei digikey geordert und inzwischen auf dem 
Steckbrett und auf Lochraster einen funktionierenden Stromsensor (80A) 
für M-Link aufgebaut.

Während du hier einen Thread nach dem anderen aufmachst und die 
Mega-Planung an den Start legen willst.

Also mach doch keine Wissenschaft draus. Wenn du das nicht kannst, dann 
back kleinere Brötchen bis du mehr Erfahrung hast.

Für deine Anwendung, solltest du eher über ein DSO nachdenken. Entweder 
mit Stromzange oder per I->U Wandler (Widerstand oder als integrierte 
Schaltung).
Das nimmt man, um solche Spitzen zu beobachten. Man baut sich nicht erst 
einen Strom-Logger. Vor allem nicht, wenn mans nicht kann.


> Wie das nun mal immer so in den Foren ist, es wird viel geschrieben,
> aber die entgültig fertigen Projekte gibt es äußerst selten.
Oh die gibt es zuhauf. Aber nicht als Nachbau-für-jedermann Anleitung 
step by step wie du es gerne hättest.

gruß cyblord

: Bearbeitet durch User
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