600V DC max. Leerlaufspannung mit Arduino/ESP messen?

[Easyrunner (Gast)]

Hallo zusammen

ich würde gerne die Spannung meiner 16 Solar-Panels messen, die in Reihe 
geschaltet sind.
Das macht im Leer lauf gute 600V DC.
Ein weiteres Problem ist, dass das ganze auch noch potentiallos ist.
Man könnte über einen sehr hochohmigen Spannungsteiler das heranführen, 
den Minus-Pol der PV Panels an GND des Arduinos oder ESPs anschließen, 
vorausgesetzt dieser läuft auch über Akku, also potentiallos.

Aber eigentlich wäre mir eine galvanische Trennung 
lieber....logischerweise.

Hat da jemand eine Idee oder Bauteil?

VG

[Michael B. (laberkopp)]

Easyrunner schrieb:
> Aber eigentlich wäre mir eine galvanische Trennung lieber

Spannungen kann man nicht galvanisch getrennt messen, Ausnahmen wären 
das Elektrometer für statische Spannungen durch Influenz.


Es muss also eine Schaltung direkt an den Panels sein, die dann auf 
lebensgefährlicher Gleichspannung liegt.

Man möchte aber den Arduino/ESP nicht direkt mit dem Panel verbinden, 
weil dann dieselbe Spannung auch am dessen Anschlüssen liegt.

Also braucht man eine Schaltung am Panel, die dann elektrisch isoliert 
einen Messwert an den Arduino/ESP überträgt, dazu eignen sich 
Optokoppler.

Und messen soll das ein A/D-Wandler mit seriellem Ausgang. Leider 
brauchen die alle eine Versogungsspannung, die man aus den 600V erzeugen 
müsste, oder per isolierendem DC/DC-Wandler vom Arduino/ESP übertragen 
müsste.

Daher eine Lösung von Stefanus, in der ein zweiter Optkoppler vom 
Arduino/ESP aus die Wandlung steuert und ein TL431 misst:

                  OK2                         
600V o-+-300k--+--|>|---+        +----------10k--------o VCC (z. B. 5V)
       |  2W  _|_       |        |
       |      /_\`      |        |
       |       | ZD15   |        +---------------------o Feedback
       |       |        |        |
      4M7      |     ___|___      / OK2
       |   OK1 |    |       |    |
       +----+--(----| TL431 |    |            
       |    |  |    |_______|    +---|<|-----2k--------o Entladen
  C1 100nF   / |        |        |   OK1 
       |    |  |        |        |
- o----+----+--+--------+        +---------------------o GND

OK1 wird vom Arduino eingeschaltet und entlädt C1 auf 0V. OK1 wird 
ausgeschaltet und die Spannung an C1 steigt bis auf 2.5V, dann schaltet 
der TL431 ein und OK2 leuchtet, was der Arduino als Digitalsignal 
mitbekommt. Die Zeit ist ein Messwert für die Spannung.
Wir nehmen Optokoppler die mit 2mA auskommen und 500uA schalten können, 
die Aufladezeit liegt bei ca. 500us. Für C1 bitte keine Keramik, eher 
Folie.

[Easyrunner (Gast)]

OK, cool, danke für die schnelle Antwort.

Ich versuche mal an die Daten vom Wechselrichter heranzukommen und 
auszulesen.
Wenn das geht wäre das einfacher und sicherer.

[Sebastian S. (amateur)]

Bring doch Deinem Arduino das Schwimmen bei und Übertrage nur die 
Daten/Messwerte isoliert. Der Arduino selbst kann selten etwas damit 
anfangen und im Notfall kannst Du ja die Daten mit einem zweiten Teil 
empfangen - kost' fast nix.
Es gibt noch die Möglichkeit einem z.B. I2C-A/D-Wandler, das schwimmen 
beizubringen und nur die Steuerbusdaten zu isolieren.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Michael B. schrieb:
> Wir nehmen Optokoppler die mit 2mA auskommen und 500uA schalten können

Die Idee gefällt mir gut, allerdings macht mir der Kurzschlussstrom des 
100nF über den OK Kopfschmerzen.
Ich halte deswegen einen Serienwiderstand in Reihe mit dem OK für 
sinnvoll, der den Entladestrom begrenzt, aber immer noch klein gegenüber 
dem 4,7 MOhm Widerstand ist, so das die <2,5V noch sicher erreicht 
werden.
Man sollte evtl. noch erwähnen, das man den 4,7 MOhm Widerstand besser 
aus 3-4 Exemplaren zusamensetzt, weil die meisten R nur etwa 200V 
vertragen. Man kann natürlich auch einen für HV Anwendungen 
spezifizierten Typ nehmen.
Wenn der WR einen Port zur Abfrage hat, wäre das das beste.