| V I S U A L I Z Z A D I S C U S S I O N E |
| cunz89 |
Inserito il - 05/07/2011 : 11:22:33
Salve a tutti!
Girellando in rete in cerca uno strumento per tenere d'occhio il mio futuro pacco LiPo, ho notato che per un pacco 12S non si trova nulla a prezzi "umani", a meno di non utilizzare due strumenti.
Questa soluzione, seppure accettabile, avrebbe comunque il problema di dover portare tutti i cavi delle batterie al manubrio (il mio pacco dovrebbe essere posizionato dietro), con tutti i problemi/rischi che ne derivano.
L'idea è quindi quella di realizzare un controllo di tensione per le singole celle del pacco, con possibilità di visualizzarla, ma senza grovigli di cavi.
Il marchingegno dovrebbe anche avvisare quando una delle celle raggiunge la tensione minima (eventualmente si possono aggiungere altre funzioni).
Mi piacerebbe condividere il progetto con tutto il forum mantenendolo totalmente pubblico. Prima di tutto però... interessa a qualcuno? |
| 50 U L T I M E R I S P O S T E (in alto le più recenti) |
| cunz89 |
Inserito il - 31/01/2012 : 18:06:03
Questa mattina ho rispolverato il modulo di prova che giaceva da tempo sulla scrivania in attesa di essere provato.
Alla prima prova, con una risoluzione di 12 bit, i valori erano un po' troppo ballerini, con un'incertezza sull'ultima cella di 0.03V circa; ho provato allora a portare la risoluzione del convertitore a 13 bit, questo è il risultato, non molto migliore a dire il vero:
I valori nelle righe "RX" sono le tensioni, precedute dalla ripetizione del comando (01 in questo caso) e seguite da un byte che indica la fine del pacchetto (AA). "04 19" ad esempio significa 4,19V.
Si nota (spero) che la prima cella verso massa (rosso), ha sempre lo stesso valore in tutte le acquisizioni, la seconda si comporta ancora bene, mentre per la terza e la quarta i valori oscillano di + o - 0.01V.
Sinceramente mi aspettavo qualcosa di meglio, almeno un riconoscimento perfetto dei centesimi di Volt, vista la risoluzione di circa 2mV  |
| pghori |
Inserito il - 28/11/2011 : 21:17:21
ahhhhhhhhhhhh,aahhhhhhhhhhhhhhhh la lunaaaaaaaaaaa....azzz!
ci sono arrivato(te lo avevo detto che ero de coccio)
quindi l'effetto è che ridurrò ad un valore leggibile(<5V) la somma di tutte le 16 celle, quindi non avrò una risoluzione decente per poterla leggere con precisione
....quindi aspetterò che tu finisca il tuo lavoro.... |
| cunz89 |
Inserito il - 28/11/2011 : 17:42:46
| pghori ha scritto:
ok,nel programma dovrò sottrarre i valori delle celle precedentemente rilevate,es:
_valore cella2 = val cella2 - val cella1
_valore cella16 = val cella16 - val cella15 ,etc.
|
Giusto.
| pghori ha scritto:
naturalmente dividerò di 1024 volte solo l'ultimo valore,quindi 5/1024 x tutte celle.
|
Non ho capito questa affermazione, ma se intendi che la risoluzione è la stessa per tutte le celle, NO!!!  |
| pghori |
Inserito il - 27/11/2011 : 22:48:57
ok,nel programma dovrò sottrarre i valori delle celle precedentemente rilevate,es:
_valore cella2 = val cella2 - val cella1
_valore cella16 = val cella16-val cella15,etc.
naturalmente dividerò di 1024 volte solo l'ultimo valore,quindi 5/1024 x tutte celle.
mi piace arduino |
| cunz89 |
Inserito il - 27/11/2011 : 17:32:15
I valori di resistenza della cella 16 non sono corretti, ma credo di aver capito il ragionamento.
-cella 1:
la risoluzione è data da 5/1024 = 49mV
-cella 2:
dividi la tensione per 2, quindi per ottenere il valore reale devi rimoltiplicare per 2 (e lo stesso deve per forza accadere anche alla risoluzione!).
Dato che stai dividendo una tensione maggiore rispetto a quella della cella 1 nello stesso numero di "spicchi" (1024), ogni "spicchio" sarà più grande!
-cella 16:
come sopra, ma il fattore passa da 2 a 16, e lo "spicchio" diventa 16 volte più grande rispetto alla cella 1.
Quello che mi pare tu non abbia capito è che anche se riporti ogni tensione a 3,65V NON ottieni la tensione di una cella, ma di TUTTE le celle fino al negativo!
Esempio pratico:
-Cella 1: solo tensione della prima cella
-Cella 2: tensione delle prime due celle in serie
.
.
.
-Cella 16: tensione di tutto il pacco!!!
Sicuramente non ho la vocazione dell'insegnamento, spero che gli spicchi aiutino...  |
| pghori |
Inserito il - 27/11/2011 : 17:00:44
vediamo cosa non capisco,
il partitore su ogni cella serve a diminuire la tensione ad un valore leggibile dagli ingressi analogici di arduino (AVR).ad es.
_cella 2:
2*3.65=7.3V il partitore composto da due resistenze (r1=100k+r2=100k) mi dimezza la tensione e la riporta a 3.65V
_cella 16:
16*3.65=58.4V -> (r1=100k+r2=1,6M) -> 1/16 della tensione in ingresso -> 3,65.
troppo semplice? |
| cunz89 |
Inserito il - 27/11/2011 : 16:01:43
Forse ho capito cosa non ti è chiaro: la tensione che misuri con i partitori NON è la differenza ai capi di ciascuna cella, ma la tensione di una cella rispetto al negativo!
La tensione più elevata (quella di tutto il pacco nel tuo caso) rappresenta il caso peggiore, perchè a disposizione hai gli stessi 1024 step dell'ADC, che però si devono "spalmare" su una tensione maggiore.
Meglio?  |
| pghori |
Inserito il - 27/11/2011 : 15:48:03
Scusa Cunz,
ma proprio non riesco a capire e siccome sono de coccio,farò delle prove. se vorrai continuare ad aggiornare il forum io ti seguirò con interesse.
ciao |
| cunz89 |
Inserito il - 27/11/2011 : 08:07:58
| pghori ha scritto:
Se io facessi 16 partitori che (esclusa la prima cella che può essere letta direttamente(<5V))mi riducono la tensione a valori prossimi ai 5V max ammessi in ingresso, avrò come risoluzione 2^10=1024 valori-> 5V/1024=4,8mV di risoluzione. per leggere tutti gli ingressi (visto che arduino ne ha 8 analogici) pensavo di usare un MUX che ho visto su sparkfun. non credo di dovermi preoccupare dei diversi assorbimenti dei partitori per lo sbilanciamento delle celle vista la capacità. Sbaglio?
|
Non è proprio così, quella che proponi è la prima soluzione delle due che ho postato sopra, e la risoluzione che hai calcolato vale solo per la prima cella, che viene letta direttamente, mentre per le altre la risoluzione cala progressivamente, fino a diventare per l'ultima cella quella che ti ho calcolato sopra, ovvero 57mV.
In realtà il dato che riusciresti ad ottenere sarebbe ancora peggiore, tra errori vari, e l'impossibilità di sfruttare tutto il range dell'ADC (altrimenti le sovratensioni come le misuri?).
Se proprio vuoi usare un solo micro, puoi ottenere una migliore risoluzione lasciando perdere i partitori e utilizzando gli stadi differenziali che erano sulla prima versione dei moduli, più indietro in questa discussione trovi lo schema completo.
Io ho scartato questa strada per questioni di dimensioni...
In alternativa potresti montare 4 di questi modulini e leggere le tensioni con una semplice seriale sull'Arduino |
| pghori |
Inserito il - 26/11/2011 : 22:47:29
| cunz89 ha scritto:
| pghori ha scritto:
ciao Cunz, sappi che anche io ti seguo con interesse.
Volevo chiederti dettagli sul partitore in ingresso perché vorrei leggere le tensioni delle (ex tue) 16 celle con Arduino che ho deciso di caricare a bordo.
grazie
|
E' più semplice di quanto non sembri, spero di non riuscire a complicare il tutto spiegandolo...
Le soluzioni a partitori a cui avevo pensato sono queste:
-Partitori dimensionati in modo da rendere ciascuna tensione più elevata possibile nel range dell'ADC
-Partitori tutti uguali
Nel primo caso su celle ottieni una maggiore risoluzione (le più vicine al negativo), e c'è la possibilità di avere un assorbimento di corrente molto simile su tutte le celle, evitando al massimo lo sbilanciamento delle celle.
Purtroppo avere maggiore risoluzione su ALCUNE celle non è troppo utile, e le correnti con valori di resistenza elevati sono molto piccole se rapportate alla capacità, quindi ho scelto la seconda soluzione, che ha il vantaggio di una maggiore semplicità sia nel montaggio (solo due differenti valori di resistenza) che nello sviluppo del software (è presente un unico fattore di partizione, che vale per tutte le celle).
Leggere tutte le celle con un solo microcontrollore come intendi fare tu è sicuramente possibile, se rileggi i primi post inizialmente mi stavo orientando in questo senso.
Quello che devi considerare bene è la risoluzione, e se come mi sembra di ricordare l'Arduino monta microcontrollori Atmel con il "classico" ADC a 10 bit, la soluzione con i partitori non è praticabile.
Supponendo di alimentare il circuito a 5V e con 10 bit di risoluzione, su 16 celle LiFePO4 (3.65V massimi) otterresti:
Risoluzione = (3.65*16) / 2^10 = 57mV
Un po' poco, io ad esempio sto cercando di rimanere (nel caso peggiore) in grado di riconoscere correttamente almeno i centesimi di Volt.
Questo è il motivo che mi ha fatto scegliere la soluzione con i modulini da 4 celle ciascuno. In questo caso:
Risoluzione(LiFePO4) = (3.65*4) / 2^12 = 3.6mV
Risoluzione(LiPo) = (4.2*4) / 2^12 = 4.1mV
Che mi sembra accettabile in entrambi i casi, anche considerando errori di vario genere.
Il 2^12 è dato da un trucchetto (sovracampionamento) che ho utilizzato per incrementare virtualmente la risoluzione dell'ADC "di serie" a 12 bit.
P.S. Vedo solo io la schermata di questa discussione larghissima?
|
Se io facessi 16 partitori che (esclusa la prima cella che può essere letta direttamente(<5V))mi riducono la tensione a valori prossimi ai 5V max ammessi in ingresso, avrò come risoluzione 2^10=1024 valori-> 5V/1024=4,8mV di risoluzione. per leggere tutti gli ingressi (visto che arduino ne ha 8 analogici) pensavo di usare un MUX che ho visto su sparkfun. non credo di dovermi preoccupare dei diversi assorbimenti dei partitori per lo sbilanciamento delle celle vista la capacità. Sbaglio?
P.S. la schermata è di una larghezza infinita, succede spesso ed è abbastanza fastidioso nella lettura, se posso fare una critica |
| cunz89 |
Inserito il - 24/11/2011 : 09:08:45
| pghori ha scritto:
ciao Cunz, sappi che anche io ti seguo con interesse.
Volevo chiederti dettagli sul partitore in ingresso perché vorrei leggere le tensioni delle (ex tue) 16 celle con Arduino che ho deciso di caricare a bordo.
grazie
|
E' più semplice di quanto non sembri, spero di non riuscire a complicare il tutto spiegandolo...
Le soluzioni a partitori a cui avevo pensato sono queste:
-Partitori dimensionati in modo da rendere ciascuna tensione più elevata possibile nel range dell'ADC
-Partitori tutti uguali
Nel primo caso su celle ottieni una maggiore risoluzione (le più vicine al negativo), e c'è la possibilità di avere un assorbimento di corrente molto simile su tutte le celle, evitando al massimo lo sbilanciamento delle celle.
Purtroppo avere maggiore risoluzione su ALCUNE celle non è troppo utile, e le correnti con valori di resistenza elevati sono molto piccole se rapportate alla capacità, quindi ho scelto la seconda soluzione, che ha il vantaggio di una maggiore semplicità sia nel montaggio (solo due differenti valori di resistenza) che nello sviluppo del software (è presente un unico fattore di partizione, che vale per tutte le celle).
Leggere tutte le celle con un solo microcontrollore come intendi fare tu è sicuramente possibile, se rileggi i primi post inizialmente mi stavo orientando in questo senso.
Quello che devi considerare bene è la risoluzione, e se come mi sembra di ricordare l'Arduino monta microcontrollori Atmel con il "classico" ADC a 10 bit, la soluzione con i partitori non è praticabile.
Supponendo di alimentare il circuito a 5V e con 10 bit di risoluzione, su 16 celle LiFePO4 (3.65V massimi) otterresti:
Risoluzione = (3.65*16) / 2^10 = 57mV
Un po' poco, io ad esempio sto cercando di rimanere (nel caso peggiore) in grado di riconoscere correttamente almeno i centesimi di Volt.
Questo è il motivo che mi ha fatto scegliere la soluzione con i modulini da 4 celle ciascuno. In questo caso:
Risoluzione(LiFePO4) = (3.65*4) / 2^12 = 3.6mV
Risoluzione(LiPo) = (4.2*4) / 2^12 = 4.1mV
Che mi sembra accettabile in entrambi i casi, anche considerando errori di vario genere.
Il 2^12 è dato da un trucchetto (sovracampionamento) che ho utilizzato per incrementare virtualmente la risoluzione dell'ADC "di serie" a 12 bit.
P.S. Vedo solo io la schermata di questa discussione larghissima? |
| pghori |
Inserito il - 23/11/2011 : 23:33:24
ciao Cunz, sappi che anche io ti seguo con interesse.
Volevo chiederti dettagli sul partitore in ingresso perché vorrei leggere le tensioni delle (ex tue) 16 celle con Arduino che ho deciso di caricare a bordo.
grazie |
| cunz89 |
Inserito il - 23/11/2011 : 19:02:09
Mi sembra un po' eccessivo, ma fa comunque piacere sapere che qualcuno segue
Approfitto per segnalare un problema riscontrato: avevo pensato a mandare in sleep il microcontrollore, in modo da diminuire i consumi dei modulini, ma quello che non avevo valutato era l'assorbimento a vuoto del regolatore (78L05), di circa 3mA. Possono sembrare pochi, ma per 24 ore al giorno diventano 2Ah "ciucciati" al mese!!!
Ho deciso dunque di sostituire i regolatori con degli LM2936, per cui è dichiarato un valore di 15 microAmpere (200 volte inferiore).
Il consumo totale a questo punto dipende più dai partitori che dal resto, ma si supera comunque l'anno per la scarica di 1Ah
Purtroppo non posso ancora testare l'accuratezza dei partitori, dato che lo "spacciatore di componenti" non aveva il valore necessario con tolleranza 1% (i più attenti avranno notato che nella foto che mancano 4 resistenze).
Ultima nota, dimensioni del modulo 37x51mm a cui va aggiunta però l'eventuale schedina con i bilanciatori, di dimensioni variabili in base alla corrente di bilanciamento che si desidera. |
| exa76 |
Inserito il - 21/11/2011 : 17:57:28
Sei un Genio Cunz89!
Grande!!! |
| cunz89 |
Inserito il - 19/11/2011 : 16:47:44
Purtroppo il tempo è quello che è (poco), c'è stata pure una glaciazione dall'ultima volta che ho aggiornato questo topic
Finalmente oggi ho trovato il tempo di montare il primo esemplare di modulo in versione semplificatissima, senza più gli stadi ad operazionali (sono tornati i buoni vecchi partitori) e con un optoisolatore in meno
In particolare nella progettazione mi sono concentrato sulla facilità e velocità di montaggio, riducendo all'osso il numero di componenti, facendo a meno di ponti ed inserendo pochi valori diversi di resistenza.
Su breadboard il circuito si è comportato bene, e se tutto funzionerà come dovrebbe, condividerò tutto il materiale, in modo che questo circuito possa essere integrato facilmente anche in altri progetti.
Il prossimo passo sarà quello di utilizzare questi moduli come LVC per le LiPo, con il vantaggio (non da poco) rispetto a quelli realizzati con i TC54 di essere in grado di riconoscere l'eventuale scollegamento di una cella. |
| cunz89 |
Inserito il - 21/09/2011 : 19:32:51
Oggi mi sono divertito a disegnare tutte le schermate che verranno visualizzate sull'LCD, lavoraccio...
Impostazione delle tensioni massima e minima di cutoff:
Impostazione della corrente di cutoff:
Calibrazione di tensione e corrente:
Impostazione della circonferenza della ruota:
Queste schermate sono accessibili tramite menù per modificare i parametri, e compaiono automaticamente alla prima accensione.
Quelle che seguono sono invece le schermate visualizzate durante il normale funzionamento (carica o scarica).
Schermata riassuntiva con:
-Tensione più bassa tra tutte le celle
-Velocità
-Corrente
-Capacità scaricata
Schermata di carica contenente:
-Tensione totale del pacco
-Corrente di carica
-Tensione più alta tra le celle
-Capacità caricata
Schermata che riporta la tensione di tutte le celle (una per ogni modulo):
Gli asterischi compaiono in carica in corrispondenza dei bilanciatori attivi.
Riassunto della distanza giornaliera e tempo impiegato:
Distanza totale (ODO):
E' possibile impostare un valore iniziale all'accensione.
Stato della batteria (questa in realtà non la ritengo troppo utile...)
Allarme di cutoff per alta o bassa tensione: entrambi riportano il numero della cella che ha causato l'allarme, ed il modulo a cui è collegata
Allarme di cutoff per corrente troppo elevata: riporta il valore di corrente raggiunto prima del cutoff
Ho dimenticato qualcosa che potrebbe essere utile? |
| cunz89 |
Inserito il - 17/09/2011 : 10:20:21
Finalmente libero dagli esami (per un po'...), si torna al lavoro!
In questi giorni ne ho lette veramente troppe su BMS che non funzionano, o peggio provocano danni alle celle 
Il mio scopo non è certo quello di creare un circuito infallibile, ma almeno qualcosa che sia in grado di avvisare l'utente in caso di malfunzionamenti!
Sto cercando di riprogettare il circuito in modo da renderlo più piccolo possibile, magari inserendo tutti i moduli su un unico PCB (idea scopiazzata dai vclamp "nostrani" ).
Posto intanto lo schema a blocchi complessivo:
-In blu i collegamenti delle singole celle ai moduli.
-In verde il collegamento seriale tra moduli e master. Da notare il collegamento ad anello, che rispetto all'idea iniziale del bus, dovrebbe permettere di risparmiare un optoisolatore per ogni modulo, ed il pulsante di programmazione (e di conseguenza spazio prezioso). |
| cunz89 |
Inserito il - 23/08/2011 : 16:06:11
| tittopower ha scritto:
Penso che sarebbe una soluzione ottimale, anche se sarebbe quasi meglio (inteso come accorciamento dei tempi di carica) ridurre la corrente di carica nei momenti di sforamento di tensione a un valore inferiore di circa 4 volte a quella massima sopportata dal bilanciatore. Questo è quanto vedo succedere nei caricatori da modellismo.
|
Sì è vero, ma purtroppo non tutti i caricabatterie sono uguali, quindi il sistema andrebbe poi adattato diversamente per ognuno (sempre che a qualcuno un giorno venga voglia di costruirlo per la sua ebike).
Il massimo sarebbe regolare la corrente direttamente con il MOS a bordo del circuito, ma... no |
| tittopower |
Inserito il - 23/08/2011 : 15:27:58
| cunz89 ha scritto:
Pensando ad una strategia per il bilanciamento, lancio una possibile idea (supponendo di voler bilanciare le celle a 3,60V, ma vale per qualunque valore):
-Il bilanciatore interviene al superamento dei 3,60V
-Se il circuito non riesce a mantenere la tensione entro 3,65V la carica viene interrotta, mentre il bilanciatore continua a funzionare
-Appena la tensione torna sotto i 3,60V la carica può riprendere
Potrebbe funzionare?
|
Penso che sarebbe una soluzione ottimale, anche se sarebbe quasi meglio (inteso come accorciamento dei tempi di carica) ridurre la corrente di carica nei momenti di sforamento di tensione a un valore inferiore di circa 4 volte a quella massima sopportata dal bilanciatore. Questo è quanto vedo succedere nei caricatori da modellismo. |
| cunz89 |
Inserito il - 23/08/2011 : 11:15:36
| Daniele Consolini ha scritto:
Evvai!! e adesso...TESTTTTT!!!!
|
Niente test purtroppo, mi sono accorto di un erroraccio nella parte che comanda il bus, che in pratica non potrebbe funzionare con più di un modulo alla volta.
Approfittando del problema, sto riprogettando il tutto, cercando di evitare totalmente l'uso degli optoisolatori.
Inoltre ho rivalutato l'uso dei partitori in ingresso al posto dei differenziali...
Questo dovrebbe anche permettere di rendere i modulini un po' più piccoli.
Pensando ad una strategia per il bilanciamento, lancio una possibile idea (supponendo di voler bilanciare le celle a 3,60V, ma vale per qualunque valore):
-Il bilanciatore interviene al superamento dei 3,60V
-Se il circuito non riesce a mantenere la tensione entro 3,65V la carica viene interrotta, mentre il bilanciatore continua a funzionare
-Appena la tensione torna sotto i 3,60V la carica può riprendere
Potrebbe funzionare? |
| Daniele Consolini |
Inserito il - 03/08/2011 : 01:05:26
Evvai!! e adesso...TESTTTTT!!!! |
| cunz89 |
Inserito il - 02/08/2011 : 22:19:33
Un'oretta di giochini con il piccolo chimico, e i primi PCB sono pronti
Tutto sommato (ho stampato il master su carta comune e utilizzato basette ferme in un cassetto da anni) sono abbastanza soddisfatto del risultato. |
| cunz89 |
Inserito il - 01/08/2011 : 15:26:16
| Daniele Consolini ha scritto:
Sarebbe troppo complicato anche per me passare all'smt.
Ottimo lavoro!!!!
Cunz, se puoi, allarga notevolmente i pad delle resistenze di potenza, perchè si cuociono con il calore e le vibrazioni purtroppo.
Ho abbastanza esperienza di pad cotti, che negli ampli da chitarra sono "un must". Falli più grandi che puoi e cerca i distanziali per le resistenze che a lungo andare col caldo tendono a rendere farinoso il circuito stampato su cui poggiano.
Dovrebbero esistere dei distanzialini che si innestano nei reofori e le tengono sollevate. Esistono anche resistori da 5W con i piedini. Nel caso ci sono anche quelli in TO220, ma per quelli serve dissipatore.
Le resistenze come ad esempio
Se metti le resistenze (non quelle di potenza) in piedi, ridurrai tantissimo la dimensione dei CS.
Nel primo pcb, quello del micro, occhio alle piazzole non a massa, sono antenne. O le usi come schermo a massa o le rimuovi.
So che sono un colossale rompiscatole, ma perdonami, vengo dall'audio.
|
Pad allargati, qua in realtà il calore non è tanto, si parla di poco più di 1W da dissipare a fronte dei 5W massimi, male non farà sicuramente però
Ho approfittato per ingrandire un pochino anche le altre piazzole.
Le resistenze in piedi non le posso mettere, altrimenti non posso utilizzarle come ponti! A quel punto realizzerei la scheda in SMD...
Ho tolto le piazzole non a massa, le avevo lasciate solo per estetica, in realtà su un circuito a singola faccia, con distanze così elevate tra le piste, e con bande ridicole, non credevo potessero dare fastidio.
Risultato:
 |
| Daniele Consolini |
Inserito il - 30/07/2011 : 12:59:12
Sarebbe troppo complicato anche per me passare all'smt.
Ottimo lavoro!!!!
Cunz, se puoi, allarga notevolmente i pad delle resistenze di potenza, perchè si cuociono con il calore e le vibrazioni purtroppo.
Ho abbastanza esperienza di pad cotti, che negli ampli da chitarra sono "un must". Falli più grandi che puoi e cerca i distanziali per le resistenze che a lungo andare col caldo tendono a rendere farinoso il circuito stampato su cui poggiano.
Dovrebbero esistere dei distanzialini che si innestano nei reofori e le tengono sollevate. Esistono anche resistori da 5W con i piedini. Nel caso ci sono anche quelli in TO220, ma per quelli serve dissipatore.
Le resistenze come ad esempio
Se metti le resistenze (non quelle di potenza) in piedi, ridurrai tantissimo la dimensione dei CS.
Nel primo pcb, quello del micro, occhio alle piazzole non a massa, sono antenne. O le usi come schermo a massa o le rimuovi.
So che sono un colossale rompiscatole, ma perdonami, vengo dall'audio. |
| cunz89 |
Inserito il - 30/07/2011 : 09:48:27
| tittopower ha scritto:
Come prototipo stai facendo un ottimo lavoro. Tempo fa ho cercato di fare un HVC-LVC da integrare nel pacco che già da solo farebbe un ottimo lavoro ma utilizzare componenti standard è impossibile poichè le dimensioni lievitano troppo. Bisognerebbe migrare sul SMD ma diventa troppo complicato...almeno per me.
|
Hai ragione, utilizzando componenti SMD si riuscirebbe sicuramente a ridurre le dimensioni, ma questo impedirebbe di utilizzare il trucchetto delle resistenze come ponti, rendendo quasi obbligatorio l'uso di una basetta a doppio strato, che non tutti sono in grado di realizzare in casa. Proprio per questo ho deciso di mantenere la componentistica completamente PTH.
Secondo me, rispetto alla dimensione del pacco batterie, un circuito praticamente piatto e grande 6x6cm circa non crea nessun problema di ingombri.
Certo, i BMS cinesi sono molto più compatti, e probabilmente il costo finale è anche inferiore, ma leggo troppo spesso di guasti con conseguenti danni alle celle per fidarmi, per non considerare le correnti di bilanciamento che offrono, non troppo efficaci... |
| tittopower |
Inserito il - 30/07/2011 : 00:18:13
Come prototipo stai facendo un ottimo lavoro. Tempo fa ho cercato di fare un HVC-LVC da integrare nel pacco che già da solo farebbe un ottimo lavoro ma utilizzare componenti standard è impossibile poichè le dimensioni lievitano troppo. Bisognerebbe migrare sul SMD ma diventa troppo complicato...almeno per me. |
| cunz89 |
Inserito il - 29/07/2011 : 17:23:05
Assaggino dei PCB, alla fine date le dimensioni (diciamo... "generose") ho diviso il modulino in due parti, questa la principale con amplificatori e microcontrollore:
E questa con la circuiteria per il bilanciamento:
In realtà sia i BJT che le resistenze (da 5W) sono molto sovradimensionati, e permetterebbero un incremento della corrente di bilanciamento rispetto agli attuali 500mA (credo tranquillamente anche al doppio).
Ho aggiunto anche i LED che segnalano l'attività dei bilanciatori.
I due circuiti saranno probabilmente connessi alle celle con due cavi differenti, in modo che la tensione letta non sia influenzata dall'attività del bilanciatore.
P.S. Non capisco come mai, ma il tipo di BMS Battery è sparito, proprio ora che mi serve un caricabatterie |
| cunz89 |
Inserito il - 27/07/2011 : 19:42:16
Problema: ho provato a disporre i componenti di un modulino.
Risultato: è enormeee, si parla di qualcosa come 100x50mm
In realtà non è un grossissimo problema, dato che un gruppo di 4 cellone Headway è 120x76, però ogni modulo è grande praticamente come tutto questo BMS
http://www.bmsbattery.com/smart/330-lifepo4lithium-ion-smart-bms-for-513-cells-in-series.html
Sono piuttosto tentato di provarlo, dato che costa meno dei soli componenti per quello che sto costruendo, e pare che sia pure programmabile... |
| SuperZ83 |
Inserito il - 27/07/2011 : 15:10:43
prova now...  |
| cunz89 |
Inserito il - 27/07/2011 : 14:25:15
Ho provato ad aprire il link, sembra che manchi la condivisione... |
| SuperZ83 |
Inserito il - 27/07/2011 : 14:04:29
questo è il mio:
https://picasaweb.google.com/lh/photo/6Wr6bPn8BNUpUmivrA3jCg?feat=directlink
Oltre ai messaggi(2 schermate) iniziali ci sono:
IN SCARICA
-1 messaggio di attivazione modalità di scarica [monitoraggio tensioni istantanee e controllo di minima tensione di cella con cut-off] (1 schermata)
-2 modalità di visione delle tensioni di cella, una più dettagliata con 4 celle alla volta(2 schermate), l'altra con tutte e 8 ma super compatta(1 schermata)
-1 messaggio di cutoff intervenuto (2 schermate)
IN CARICA
-1 messaggio di attivazione modalità carica [gestione clamp, gestione alimentatori, monitoraggio tensioni istantanee] (1 schermata)
-1 messaggio di passaggio da caricatore potente a caricatore di bilanciamento (2 schermate)
-1 messaggio di errore se una cella va oltre la tensione impostata (3 schermate)
-1 messaggio di carica completata con successo (2 schermate)
Tutti messaggi che compariranno in particolari condizioni.
I due pulsanti saranno uno per spegnere l'LCD
uno per passare al monitoraggio tensioni istantanee in qualsiasi modalità (tanto a questo serve principalmente).
|
| cunz89 |
Inserito il - 27/07/2011 : 12:49:44
Proseguono i giochini...
Dato che i modulini sembrano funzionare bene, credo che inizierò a montarne qualcuno, in modo da liberare la breadboard per il master
Riassumendo, credo che la configurazione finale sarà questa:
-1 modulino ogni 4 celle
-1 master con controllo di corrente e tensione totale del pacco, più i MOSFET di protezione
-1 circuito con LCD e qualche pulsante, mantenuto il più semplice possibile in modo da poterlo fare piccolino
I cavi da portare al manubrio dovrebbero essere 4 in tutto:
-Alimentazione positivo e negativo
-Seriale bidirezionale
Per il controllo di corrente mi piacerebbe utilizzare lo shunt già presente all'interno della centralina, sperando che sia fattibile... |
| Daniele Consolini |
Inserito il - 26/07/2011 : 21:21:52
Complimnti per il lavoro Cunz!!!!! |
| cunz89 |
Inserito il - 26/07/2011 : 20:04:29
| SuperZ83 ha scritto:
uff, mi dovrò inventare qualcosa per la tensione dell'ultima cella e via di problemi per calcoli diversi quando li campionerò con l'adc... :P
Io invece per adesso sto giocando con il display 16x2...
|
Sto giocando col display anche io (la scelta è ricaduta su questo semplicemente perchè ce l'avevo in casa, 16x2 dovrebbe bastare)
Purtroppo non è questa la parte difficile del lavoro...
P.S. Software dei modulini più o meno completato |
| SuperZ83 |
Inserito il - 26/07/2011 : 12:04:54
uff, mi dovrò inventare qualcosa per la tensione dell'ultima cella e via di problemi per calcoli diversi quando li campionerò con l'adc... :P
Io invece per adesso sto giocando con il display 16x2... |
| cunz89 |
Inserito il - 26/07/2011 : 11:52:11
| SuperZ83 ha scritto:
Ma come pensi di iniziare il bilanciamento fino dall'inizio? dovresti sapere la differenza dell'energia immagazzinata dalle differenti celle e non sempre la puoi considerare monitorando solamente la tensione... magari la prima cella ha 30Wh all'interno e una tensione più bassa della seconda che ne ha 29Wh, non puoi azionare il resistore sulla seconda altrimenti aumenti addirittura lo sbilanciamento.
A meno che tu non abbia celle selezionate con la medesima curva di carica.
|
Infatti lo devo provare, ovviamente non è detto che funzioni...
Se la tensione che dai in ingresso è molto vicina a quella di alimentazione, credo proprio che avranno problemi, guarda lo schema a pag. 3
Il fatto è che sui miei opamp la tensione di ingresso (intendo gli ingressi dell'opamp, non quelli del circuito) è circa metà di quella di alimentazione, mentre quella di uscita non arriva a 5V.
In questo caso non DOVREBBERO avere problemi, eppure...
| SuperZ83 ha scritto:
Esatto per il softstart, però io avevo resistenze da 40Kohm sul gate quindi caricavo (2MOS accoppiati) con correnti da 1mA, tu dovresti essere più veloce e magari un Cap ti sarà necessario.
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Capito, grazie
P.S. Sto scrivendo il software dei modulini |
| SuperZ83 |
Inserito il - 26/07/2011 : 11:21:44
Ma come pensi di iniziare il bilanciamento fino dall'inizio? dovresti sapere la differenza dell'energia immagazzinata dalle differenti celle e non sempre la puoi considerare monitorando solamente la tensione... magari la prima cella ha 30Wh all'interno e una tensione più bassa della seconda che ne ha 29Wh, non puoi azionare il resistore sulla seconda altrimenti aumenti addirittura lo sbilanciamento.
A meno che tu non abbia celle selezionate con la medesima curva di carica.
Non avevo controllato datasheet dato che non avevo capito che mosfet volevi utilizzare, ma vedo che sono i grafici degli irfb4110. Per la frequenza e la resistenza allora sei in una botte di ferro.
Non riesco a capire il problema sul sensing di tensione, speriamo che non abbiano problemi misurando tensioni vicino a quella massima con cui sono alimentati :\, a me sono appena arrivati i
http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0caf/0900766b80caf30c.pdf
appena ho un po di tempo (chissà quando) faccio una prova anche io
Esatto per il softstart, però io avevo resistenze da 40Kohm sul gate quindi caricavo (2MOS accoppiati) con correnti da 1mA, tu dovresti essere più veloce e magari un Cap ti sarà necessario.
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| cunz89 |
Inserito il - 26/07/2011 : 10:59:30
| SuperZ83 ha scritto:
Ciao Cunz
alla fine vedo che hai intenzione anche tu di implementato una specie di bilanciamento passivo :D
Per il sensing di tensione che componente hai usato? L'unico problema è solo sulla 4° cella? Hai verificato che non sia colpa delle resistenze dell'opamp?
per il soft start va benissimo un mosfet sul negativo ma occorrono i 10V sul gate per avere la resistenza minima in conduzione (a meno che non ti procuri dei mos logici), inoltre se lo piloti con il pic (20mA possono uscire dalla porta?) avrai un limite nella frequenza di switching.
Potresti pilotarlo con un bjt e uno zener da 10V.
Cmq quando avevo la centralina headline io l'ho usato come soft start senza pilotaggio con pwm (lo comandavo con un interruttore a chiave) e non mi ha mai dato problemi, niente scintille in accensione.
http://www.jobike.it/forum/topic.asp?TOPIC_ID=7907
Anche quello lo farai centralizzato? Perché metterne uno ogni 4 celle non conviene...
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No certo che non conviene, i MOSFET vanno sull'unità centrale, che riceve i dati di tensione dai moduli e comanda i rami del bilanciatore (in pratica, i moduli non possono decidere di scaricare una cella se non con il comando del master).
Come dicevo qualche post fa, mi piacerebbe provare ad iniziare il bilanciamento già dall'inizio della carica, a differenza di un semplice clamper.
Per la frequenza di commutazione del MOSFET, controllando il datasheet pare che si riesca ad arrivare a qualche kHz anche con soli 20mA...
Per la resistenza invece, facevo riferimento a questo grafico, in cui pare che a 5V la conduzione sia già tanta:
Nessun problema cmq pilotarlo a 12V
Il problema dell'opamp sembra sia solo sulla quarta cella, anche se non me lo spiego, dato che la tensione su entrambi gli ingressi è molto inferiore a quella di alimentazione, come pure l'uscita...
Si tratta di un LM324, e le resistenze per ora sono da 12kOhm tutte uguali (avevo queste in casa...).
La tolleranza è del 5%, ma ho provato anche a scambiare le resistenze con quelle degli altri rami (che funzionano), e non cambia nulla.
Per il soft start quindi non hai usato nemmeno un condensatore per limitare la velocità di accensione del MOS?
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| SuperZ83 |
Inserito il - 26/07/2011 : 10:40:24
Ciao Cunz
alla fine vedo che hai intenzione anche tu di implementato una specie di bilanciamento passivo :D
Per il sensing di tensione che componente hai usato? L'unico problema è solo sulla 4° cella? Hai verificato che non sia colpa delle resistenze dell'opamp?
per il soft start va benissimo un mosfet sul negativo ma occorrono i 10V sul gate per avere la resistenza minima in conduzione (a meno che non ti procuri dei mos logici), inoltre se lo piloti con il pic (20mA possono uscire dalla porta?) avrai un limite nella frequenza di switching.
Potresti pilotarlo con un bjt e uno zener da 10V.
Cmq quando avevo la centralina headline io l'ho usato come soft start senza pilotaggio con pwm (lo comandavo con un interruttore a chiave) e non mi ha mai dato problemi, niente scintille in accensione.
http://www.jobike.it/forum/topic.asp?TOPIC_ID=7907
Anche quello lo farai centralizzato? Perché metterne uno ogni 4 celle non conviene...
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| cunz89 |
Inserito il - 25/07/2011 : 21:52:45
Rieccomi! Anche se con tempi epici, i lavori procedono.
Ho fatto un po' di prove con lo stadio di ingresso, e il risultato non è quello sperato
Lo stadio collegato alla cella 4 (quella a tensione più alta), sembra dare in uscita una tensione leggermente più bassa del dovuto...
Approfitto per chiedere se qualcuno sa come vengono controllati i MOSFET di protezione nei BMS, io pensavo semplicemente a questo:
Sicuramente non sarà la soluzione più avanzata, si tratta semplicemente di collegare i gate alle uscite del PIC, ma dovrebbe permettere il pilotaggio dei MOS in PWM per avere la funzione soft start.
P.S. Il nome dei componenti indicati nello schema è più o meno casuale, pensavo in realtà a degli IRF4110. |
| cunz89 |
Inserito il - 19/07/2011 : 14:51:51
| elettroneofita ha scritto:
Io ho trovato questo:
quì: http://www.google.it/imgres?imgurl=http://www.solarvan.co.uk/bms/BMS050809004.jpg&imgrefurl=http://www.insightcentral.net/forums/modifications-technical-issues/13433-bms-design-6.html&usg=__Mogo0Du1suYHfSYf5Si296AOmuI=&h=480&w=640&sz=88&hl=it&start=7&zoom=1&tbnid=Luc0RNV4C2vFsM:&tbnh=103&tbnw=137&ei=nne5TZvsBpKq8AOy9sEx&prev=/search%3Fq%3Dbms%2Blifepo4%26hl%3Dit%26biw%3D1270%26bih%3D807%26gbv%3D2%26site%3Dsearch%26tbm%3Disch&itbs=1
]
vi può aiutare?
|
Molto carino, ho trovato anche il topic di riferimento, dove sono presenti tutti gli schemi. Sembra molto simile a quello che penso di fare io, con la differenza che ogni modulo si occupa di una sola cella.
Con calma cercherò di guardarmelo meglio... grazie
http://www.insightcentral.net/forums/modifications-technical-issues/13433-bms-design.html |
| elettroneofita |
Inserito il - 19/07/2011 : 14:33:23
Io ho trovato questo:
Immagine:
10 KB
quì: http://www.google.it/imgres?imgurl=http://www.solarvan.co.uk/bms/BMS050809004.jpg&imgrefurl=http://www.insightcentral.net/forums/modifications-technical-issues/13433-bms-design-6.html&usg=__Mogo0Du1suYHfSYf5Si296AOmuI=&h=480&w=640&sz=88&hl=it&start=7&zoom=1&tbnid=Luc0RNV4C2vFsM:&tbnh=103&tbnw=137&ei=nne5TZvsBpKq8AOy9sEx&prev=/search%3Fq%3Dbms%2Blifepo4%26hl%3Dit%26biw%3D1270%26bih%3D807%26gbv%3D2%26site%3Dsearch%26tbm%3Disch&itbs=1
]
vi può aiutare? |
| cunz89 |
Inserito il - 19/07/2011 : 14:14:04
Ho completato e corretto leggermente lo schema, sostanzialmente è uguale a quello appena postato, quindi non aggiungo una nuova immagine.
Chi fosse interessato a scaricarlo lo può trovare qui https://docs.google.com/leaf?id=0B0sov3xawO0rZGUzZWQyMWUtNDA1Yi00YTI0LTgzMWQtYTM2MWZkYmI2Yzlk&hl=en_US |
| cunz89 |
Inserito il - 17/07/2011 : 21:39:54
Come promesso, ecco lo schema completo. Di sicuro non è bellissimo da vedere, spero almeno che sia comprensibile...
Sono stato un po' ottimista riguardo al numero di I/O disponibile, gli switch non ci stanno
Ho aggiunto un LED di segnalazione, che può sempre tornare utile, e volendo c'è spazio per un tastino, che potrebbe servire per la programmazione del numero di modulo...
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| Daniele Consolini |
Inserito il - 16/07/2011 : 22:59:14
Credo possa funzionare |
| cunz89 |
Inserito il - 16/07/2011 : 22:20:39
Tralasciando i nomi dei componenti, che sono stati messi a caso, potrebbe funzionare una cosa del genere?
All'NPN è connessa la porta digitale del PIC. A sua volta l'NPN attiva il PNP che inizia a scaricare la cella.
Controllando la tensione delle singole celle, è possibile tentare di livellare tutte le tensioni con quella più bassa, sin dalle prime fasi della carica. |
| Daniele Consolini |
Inserito il - 16/07/2011 : 15:47:24
Perfetto!!! continua così!!!! Grande! |
| cunz89 |
Inserito il - 16/07/2011 : 15:36:44
| Daniele Consolini ha scritto:
A parte il fatto che l'ultimo opamp è inutile, il circuito dovrebbe funzionare.
Se non ricordo male ci sono anche ampli differenziali già pronti con i resistori di precisione integrati.
All'uscita di ogni differenziale, una resistenza ed uno zener potrebbero essere utili nel caso un polo di una batteria che va su ingresso invertente si scollegasse e l'ampli avrebbe in uscita la tensione uguale alla somma delle celle precedenti/2. Forse potrebbe danneggiare qualcosa.
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L'ultimo opamp l'ho messo per il semplice fatto che per occupare meno spazio utilizzerò opamp impacchettati a gruppi di 2 o 4, quindi non costava nulla. Inoltre protegge dalla possibilità di fare corto direttamente sulla cella quando si vanno a fare le misure di tensione in giro per il circuito.
Lo zener era già previsto, è insieme ad un filtro RC su ogni uscita (così la resistenza svolge entrambe le funzioni) contro i disturbi provenienti dal motore
Appena mi arrivano le celle si parte con la prova pratica
Cercherò di aggiornare al più presto lo schema con tutti i componenti inseriti.
Riguardo ai differenziali già pronti, ho dato un'occhiata rapida, ma ne ho trovati solo di costosissimi
Sai se ci sono dei modelli con un prezzo comparabile a quello di un opamp? |
| Daniele Consolini |
Inserito il - 16/07/2011 : 15:23:50
A parte il fatto che l'ultimo opamp è inutile, il circuito dovrebbe funzionare.
Se non ricordo male ci sono anche ampli differenziali già pronti con i resistori di precisione integrati.
All'uscita di ogni differenziale, una resistenza ed uno zener potrebbero essere utili nel caso un polo di una batteria che va su ingresso invertente si scollegasse e l'ampli avrebbe in uscita la tensione uguale alla somma delle celle precedenti/2. Forse potrebbe danneggiare qualcosa. |
| cunz89 |
Inserito il - 16/07/2011 : 14:54:34
Dimenticavo un particolare... dato che il microcontrollore può calcolare semplicemente la differenza di tensione tra le celle, durante la carica potrebbe iniziare a bilanciare subito invece di aspettare che una cella raggiunga la massima tensione.
Potrebbe funzionare? |
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