Övervakning av flera celler i ett batteri med hjälp av dator

[Ghostneck]

Hej alla, är ny på detta forum, så ni får rätta/hjälpa mig om jag gör fel.

Jag behöver hjälp med att komma igång med ett projekt jag vill/ska göra.

Jag vill övervaka spänningen i 20 st enskilda celler i ett batteri i realtid.
Jag vill kunna programmera in tid för när en utskrivbar logfil skall skapas på rådande voltspänning, helst flera olika tidpunkter.
Denna övervakning skall ske med hjälp av en dator.
Slutresultatet är en logfil med:
Cellnr.
Voltspänning.
Tid x2 (48min, 60min)

Ni får återkomma med förslag om delar eller hela förslag,
och något liknande projekt finns i forumet mm.
Förslag på olika experimentkit som man kan utgå ifrån.

Väldigt väldigt tacksam för all hjälp jag kan få.

/Ghostneck

[thepirateboy]

Hej o välkommen.

Vet inte vad du har för budget eller vad du kan själv men ett sätt är att ta två sådana här kort (för att få ihop 20 kanaler)
och sedan skriva ett minimalistiskt C# program som tar emot data via serieportar och skriver till fil.

Så skulle jag ha gjort

[Icecap]

Ska de enskilda batterierna vara i serie eller är de helt frittstående?

[tompa74]

Enskilda celler i ett batteri var nog tanken.

/ Tompa

[Ghostneck]

@Icecap, cellerna sitter i serie med varandra, men loggningen skall vara per enskild cell.

FYI, Batteriet vi talar om, är batteri som används i flygindustrin (helikopter).
Det är ett 20 cellers Nickel- Kadmium.
Spänningarna som skall loggas ligger mellan 0,00 - 1,80 volt. Noggrannhet på 0,01 volt.
Jag vill kunna programera in olika tidpunkter som jag vill ha spänningarna loggade till fil,
just för tillfället så är det efter 48 min och 60 min som jag är intresserade av,
men i framtiden så kanske jag vill ändra tidpunkterna och ev även antal tidpunkter.
Ett plus i sammanhanget är om man på enkelt sätt kan se spänningarna i realtid också.

P.S. Budgeten är begränsad, men ej låg

[Icecap]

Det finns nog bara två lösningar:
1: Anpassa spänningarna så att man har en mät-op-amp som ger ut en spänning oberoende på offset. Fullt möjligt att göra men det blir några op-amp per cell.
2: En µC över varje cell som kan kommunicera med en gemensam master. Kräver ett isolerat gränssnitt.

Sedan är det oklart vad som menas med "realtid", vilken responsdelay menar du med det?

[tgr]

Om det är flygindustri/jobb och inte ett privat projekt så har National Instruments trevliga pryttlar.
T.ex. 5st NI USB-6008 10bitar med 4 diffrentiella analoga ingångar per stryck.
Eller två NI USB6343
Det finns massor av varianter om du tittar på hemsidan.
Till det t.ex. LabView för att enkelt få igång övervakningen.
Det blir väl min 20k:- men det kan ju vara värt för att få ett enkelt stabilt system snabbt.
Jag använder själv båda typerna av burkar på jobbet.

[Ghostneck]

@Icecap

Med realtiden så menar jag en uppdateringsfrekvens på max 30 sekunder, helst ända ner
till 1 sekund.
Dvs jag vill se rådande spänningar på skärmen

Cell Current Time: 00:29:30
1 1,05
2 1,02
3 1,11
4 1,08
5 1,08
6 1,07
osv

[Ghostneck]

Vill bara förtydliga att det ÄR ett privat projekt, och jag har ej (tyvärr)
någon flygindustri i ryggen.

Hade jag haft det så hade jag gärna lämnat in en investeringsorder
på ett komplett system.

[tgr]

Man vet ju aldrig.
Kan du hosta upp runt 2000:- så kan du köpa en av de övre USB-6008 och köra några reläer för att muliplexa läsningen. Den har ett gäng digitala IO också.
Det verkar ingå lite mjukvara gratis. Om du nu inte redan är en hejare på C eller liknande som är passande till den hårdvara andra tipsat om.

"Every USB data acquisition module includes a copy of NI LabVIEW SignalExpress LE so you can quickly acquire, analyze and present data without programming."

EDIT: Det går såklart även att använda C, C# och annat för att styra NI-hårdvaran.

[Ghostneck]

Nu börjar de flesta svaren rekommendera mig att köpa färdiga produkter,
är det att föredra ?
Är det inte roligare att bygga själv ?
Eller är det för krångligt så att det inte kostnads effektivt ?
Svårt att få tag i de ingående komponenterna mm ?


Ni kan det här bättre än jag, ni är min manual (följ alltid manualen)

[jesse]

Vill du bygga själv, så prova den här kretsen:

LTC6802-1

Med två sådana kretsar kan du mäta upp till 24 celler i serie med 1.5 mV upplösning och ca 2 mV noggrannhet (efter kalibrering, annars kan det ligga på ca 4 mV - dock är det inom samma IC bara en ADC och en referensspänning vilket gör att du får en relativ nogrrannhet på under 1 mV om man översamplar)

Lätt att kommunicera med SPI-interface till µC.

(Jag har sådana hemma, du kan få köpa dessa för ett lägre pris än DigiKey)

[netrunner]

Kan man inte bara ha en mikrodator / arduino som mäter varje cell?

En spänningsdelare för dom över 5V.

Vet man spänningen för cell 1 till 6 (tex 6,6V) och 1 till 7 (7,7V) så är det ju inte jättesvår mattematik för att räkna ut hur hög spänningen är i cell nr 7.

[Icecap]

netrunner: på det vis bli stegen grövre och grövre ju högre upp i spänning man når.

Ghostneck: om man avser en seriell kommunikation och tar en ganska "bloated" kommunikation kan den se ut som:
Mastern sänder: Enhetnummer (en byte)

Den valda enhet svarar:
1800 (4 byte text, vilket motsvarar 1,800V)

Alltså totalt 5 bytes. Det ska finnas lite tid till att dekoda och svara så tiden för 6 bytes är väl ganska rätt. Med 9600 baud blir det 960 tecken/sekund och därmed 160 avfrågningar per sekund. Varje enhet av 24 kan alltså rapportera upp till 6,67 gg/sekund utan problem. Det borde väl räcka...

Problemet är dock det stigande potential och där kommer den krets jesse länkar till in som en mycket bra lösning. Databladet är HÄR

[jesse]

Problemet med små batterier är ju att man inte vii dra ur all ström via spänningsdelaren. Annars går det ganska bra att göra så som du sa (netrunner), men man kommer givetvis inte i närheten av samma noggrannhet som en ADC specialgjord för ändamålet. Med 22 celler tror jag att det blir för dåligt resultat.

Vill man ändå testa konceptet med spänningsdelare så föreslår jag att man aktiverar denna enbart vid mätning via en mosfet som stänger av strömmen när det inte behövs. Man skulle kunna ha en P-mos för varje cell och en gemensam spänningsdelare. P-mosen aktiveras med hjälp av en open-drain- (N-mos) utgång som klarar den höga spänningen. Det blir en herrans massa komponenter, så till sist är det ändå enklast att skaffa en särskild ADC för ändamålet.

Personligen tycker jag ofta det är enklare att läsa av en extern ADC med SPI än att joxa med AVR:ens inbyggda, som är lite primitiv...