Lesen der Hochspannung (40-65 V) von einer Solarbatteriebank

Ich möchte die Batteriespannung eines 48-V-Solarbatteriesystems überwachen. Der erwartete Spannungsbereich ist 40-65v .

Ich habe versucht, einen Spannungsteiler mit 2 Widerständen zu erstellen, aber bei allen Werten habe ich versucht, dass ein Widerstand fast schmilzt, sobald Sie eine Verbindung zur Batterie herstellen.

Durch die Verwendung eines Spannungsteilers entsteht außerdem ein (kleiner) Drain, den ich vermeiden möchte.

Kann jemand eine Möglichkeit vorschlagen, hohe Gleichspannung (40-65 V) mit und Arduino zu lesen (ich verwende wirklich einen ESP8266)?

Wenn Spannungsteiler

Bitte schlagen Sie Widerstandstypen (z. B. 1 / 4watt oder 1-2% usw. vor, ich bin neu hier, weiß aber, dass es viele Typen gibt) und Werte, die ich mit A0 lesen konnte (analoger Pin, max. 5V).

Kann ich den Spannungsteiler kurz vor dem Ablesen der Spannung mit einem MOSFET anschließen? Wie?

oder anders

wie eine Schaltung (von AliExpress) oder die Verwendung einer anderen Komponente, die sehr geschätzt würde.

Bisher war dieser Artikel hilfreich. Er handelt von einem Spannungsteiler mit einem Operationsverstärker, um mehr Genauigkeit zu erzielen, aber ich brauche ein bisschen mehr Ratschläge von jemandem, der mehr weiß als ich.

https://openenergymonitor.org/forum-archive/node/11011.html

Vielen Dank im Voraus für jede Hilfe.

Sie benötigen einen Spannungsteiler mit Widerständen, die große Werte haben.

... aber bei allen Werten habe ich versucht, dass ein Widerstand fast schmilzt, sobald Sie eine Verbindung zur Batterie herstellen.

Dies deutet darauf hin, dass Sie zu niedrige Werte verwendet haben.

Gehen wir also die Berechnungen durch, um gute Widerstandswerte auszuwählen.

1/4 Watt Widerstände sind üblich und leicht verfügbar, daher werde ich meine Berechnungen darauf aufbauen. Diese Berechnungen sind auch für 1/2 Watt- und 1 Watt-Widerstände geeignet.

Ich werde auch einen gewissen Spielraum über dem Maximum von 65 V hinzufügen, den das Solarpanel ausgeben kann (und es erleichtert die Mathematik).

Maximale Spannung = 100V

Der Spannungsteiler:

Vereinfachen wir. Fast der gesamte Strom fließt von Ihrer Quelle über die Widerstände (R1 und R2) nach Masse. Vereinfachen wir dies, indem wir zunächst den Widerstand berechnen, der erforderlich ist, wenn R1 und R2 zu einem einzigen Widerstand kombiniert werden:

Von V = I x R
und P = V x I.

Minimaler Widerstand = V ^ 2 / P.

R = 75 ^ 2 / 0,25

R = mindestens 22500 Ω

Ich würde noch weiter gehen und das Doppelte sagen, weil ich es nie mag, einen Widerstand direkt mit seiner maximalen Nennleistung zu betreiben. dh das Minimum, dass R1 + R2 gleich sein sollte, ist 50 kΩ.

Gehen wir auf Nummer sicher und sagen, dass R1 + R2 100 kΩ beträgt. Der Eingangsspannungsbereich des ADP8266-ADC-Pins beträgt 0 bis 1 V. Der Eingang ist 0-100 V (was den erforderlichen Bereich von 40-65 V abdeckt). Jetzt müssen wir nur noch für R1 berechnen.

Hinweis: Die meisten ESP8266-Entwicklungskarten verfügen über einen internen Spannungsteiler. Für diese Karten liegt der Eingangsbereich zwischen 0 und 3,3 V.

Bearbeiten: Das OP sagt mir, dass sie einen maximalen analogen Messwert bei 3,0 V und nicht bei 3,3 V erhalten. Stellen Sie die folgenden Berechnungen für eine Eingangsspannung von 3,0 V und nicht 1 V ein.

Die Formel zur Berechnung der Ausgangsspannung lautet:

Vout / Vin = R2 / (R1 + R2)

1/100 = R2 / 100 kΩ

0,01 = R2 / 100k

Daher ist R2 = 1 kΩ

R1 = 100 k - R2 = 99 kΩ

Ich würde R1 auf 100kOmega erhöhen; da dies nur zu einem Fehler von 1% führt.

Also ist R1 = 100 kΩ und R2 = 1 kΩ

Werte von R1 = 49,5 kΩ und R2 = 500 Ω würden ebenfalls funktionieren.

In diesem Fall könnte R1 aus 2-3 in Reihe geschalteten Widerständen bestehen:
47
kΩ
2,2 kΩ 300 Ω oder 330 Ω (optional)

Der rohe ADC-Eingang am ESP8266-Chip beträgt 0-1 V mit einer hohen Eingangsimpedanz (~ 20 M). Dies bedeutet, dass kein Operationsverstärkerpuffer benötigt wird.

Wenn Sie jedoch interessiert sind, kann eine Operationsverstärkerschaltung (unter anderem) aus einem 741-IC aufgebaut werden und ist wie folgt konfiguriert:

Es hört sich so an, als hätten Sie versucht, viel zu kleine Wertwiderstände zu verwenden. Wenn Sie beispielsweise Widerstände mit einer Gesamtleistung von beispielsweise 1.000 Ohm über eine 50-V-Versorgung verwenden, werden diese V ^ 2 / R-Watt = 2,5 W verbrauchen. Standard 1/4 1/4 Watt Widerstände schmelzen, wenn sie 10 Mal überlastet werden.
Es läuft also darauf hinaus, ein Paar Widerstände auszuwählen, die
1) innerhalb ihrer Wattzahl arbeiten.
2) Geben Sie einen geeigneten Skalierungsfaktor an.
3) Ziehen Sie eine unbedeutende Strommenge im Verhältnis zu den Nennwerten der Solarmodule.
Das Design eines Spannungsteilers hängt auch von der Eingangsimpedanz oder -last des ESP8266 ab. Verweis auf das ESP8266 Community ForumDer Analogeingang legt eine Last von 50 nA an, sie geben jedoch auch an, dass die maximale Eingangsspannung nur 1 V beträgt (entspricht einer Impedanz von 20 M Ohm). Das Adafruit-Forum schlägt außerdem vor, dass 1 V das Maximum ist. Möglicherweise hat das Board, das Sie haben, eine andere integrierte Skalierung. Nehmen

wir aus Gründen der Argumentation an, dass der folgende
zu messende Spannungsbereich = 40 - 65 V ist. Die
maximale Eingangsspannung von Pin A0 = 1 V
Pin A0 kann 50 nA ziehen, und dies sollte die Messung nicht um mehr als 1 im Jahr 2048 beeinflussen (die Hälfte der geringsten) signifikantes Bit des ADC).

Der Strom durch den Spannungsteiler sollte daher mindestens 2000 * 50nA = 0,1 mA betragen. Dies erfüllt mit ziemlicher Sicherheit die Anforderung, die Batterie nicht wesentlich zu laden. Basierend auf dem unteren Ende des Spannungsbereichs sollte die Teilerkette also im Bereich von 45 V / 0,1 mA = 450 kOhm liegen. Die beiden Widerstände müssen im Verhältnis 64: 1 sein, um einen 65-V-Eingang auf 1 V zu bringen. In Bezug auf Standardwiderstandswerte liegen 360K und 5K6 in Reihe sehr nahe bei 64: 1 (64,28: 1). Sie ziehen maximal 65 V / (360 K + 5 K 6) = 0,18 mA und der 360 K-Widerstand verbraucht etwa 10 mW.

Daher sollten Standard-1% -Widerstände der E24-Serie mit Viertelwatt geeignet sein.