Spannungsüberwachung

L I V E Stammtisch ab 20:30 Uhr im Chat
  • Hallihallo,

    da ich vor habe meinen Raspberry mit einem Akkupack zu betreiben möchte ich auch die Versorgungsspannung überwachen.
    Da nun die stabile Spannung des Pi laut diverser Beiträge hier im Forum bei 4,75V-5,25V (+-5% der 5V) liegt würde ich gern drei LEDs nutzen um die Versorgungsspannung zu überwachen.
    Die grundlegende Schaltung ist recht simpel gehalten mit drei Spannungsteilern und nachgeschalteten PNP-Transistoren, an die dann die LEDs angeschlossen sind.

    18485370rd.jpg


    Die Schaltung wurde nun probehalber aufgebaut und siehe da... Es leuchten immer alle LEDs.
    An den Widerständen der Spannungsteiler fallen unterschiedliche Spannungen ab je nach Potieinstellung, die Transistoren haben jedoch immer ihre 0,7V anliegen.
    Kann mir bitte jemand helfen wo nun mein Denkfehler oder Schaltungsfehler liegt?

    MfG

    roesler

  • die Transitoren dürfen als PNP so nicht beschaltet werden !

    Eines ist falsch die Bezeichnung oder die Schaltung.

    Zitat von roesler


    Ich ging bisher davon aus, dass das eine "normale" Kollektorschaltung mit vorgeschaltetem Spannungsteiler sei.
    Orientiert habe ich mich dabei primär an http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor.

    ein PNP will immer - am Collector, du hast aber + an den Collector gelegt.

    Wechsel zu NPN umd versuche es noch mal

    aber hier gibt es floating Betrieb, keine sauberen Schaltübergänge, besser wäre Schmitttriger 74HC14

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (2. Juni 2014 um 17:13)


  • Steht nicht in der Bezeichnung bereits NPN?
    "NPN Silicon High-Voltage Transistors"

    hast Recht habe mich verlesen bezog sich auf den 27 Komplimentärtyp, bin wohl noch nicht gesund, aber besser ist ->

    Danke für den Tipp, den Trigger schaue ich mir gerne mal an!

    genau, 74HC14 an 3,3V Poti zwischen 3,3V und GND und der Schleifer legt die Schwelle fest zu einem Input , hast noch drei Treiber übrig für mehr Stufen oder zur Weiterleitung an den PI, deswegen 3,3V Vcc sonst kann der auch mit 5V laufen falls die LED Spannung es erfordert.

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    Einmal editiert, zuletzt von jar (2. Juni 2014 um 17:30)


  • Is eher ein klassicher Fall für einen Komparator.
    Vlt. sowas: LM239, da hast du für ein paar Cent gleich 4 von der Sorte in einem Schaltkreis.
    http://www.mikrocontroller.net/part/LM239
    Gruß reraspi

    jau aber 74HC14 geht halt auch und reicht für den Anwendungsfall, ist IMHO leichter zu beschalten und zu Dimensionieren, Komperator ist immer so analog und anfälliger.

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  • Kann mich nicht erinnern, da was dagegen gesagt zu haben ;)

    habe ich auch nicht behauptet

    hört sich also nach Einigkeit an :thumbs1:

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  • Danke für die Schaltungsinfo, an die mache ich mich morgen oder Mittwoch je nach dem wie ich Zeit finde. Ich würde als Vcc denke ich eher die 5V nehmen, da ich diese auch überwachen möchte. Ich dachte es so zu machen, dass ich vor dem Pi vom vom Step-Up-Regler aus direkt zur Spannungsüberwachung gehe, sie liegt dann quasi parallel zum Pi und soll nur dessen Eingangssapannung überwachen. Wie ich es hier sehe sollte es ja auch möglich sein einfach eine Rot-Grün-LED zu verbauen, sodass mir quasi nur Rot<4.75V<Grün angezeigt wird, das würde hier ja genügen.
    Im Endeffekt möchte ich ja nur eine Information wenn die Spannung unter einen kritischen Wert sinkt (die 4,75V) und der Pi instabil wird/zu werden droht. Und soweit ich es herausfinden konnte kann man beim Pi direkt ja nur die CPU-Spannung auslesen.

  • Warum überwachst du eigendlich nicht gleich den Akku bzw. dessen Spannung ?

    Die Spannung _nach_ dem Regler sollte, solange der Akku noch *husten* kann, eigendlich recht konstant sein (deswegen ist es ja ein Regler).

    Die 4,75V die du als Grenzwert (rot) einstellen willst ist m.E. schon sehr kritisch für den RPi: Da zeigt dir evtl. der RPi durch "mysteriöses" Verhalten (Abstürze, WLAN-Abriss, USB Versagen usw.) vermutlich schon selber an, dass die Spannung zu gering ist... :lol:


  • Danke für die Schaltungsinfo, an die mache ich mich morgen oder Mittwoch je nach dem wie ich Zeit finde. Ich würde als Vcc denke ich eher die 5V nehmen, da ich diese auch überwachen möchte.

    Das Argument zählt nicht, die Schaltschwelle liegt irgendwo um 1,9V alos würde es auch mit Vcc 3,3V gehen und du kannst auch ->


    Warum überwachst du eigendlich nicht gleich den Akku bzw. dessen Spannung ?

    du benötigst nur ein Poti zwischen Akku 12V und GND und der Scheifer wird voreingestellt auf 2V und dann die Schaltschwelle ermittelt eingestellt. Zu den 12V eventuell einen Widerstand vor das Poti schalten damit man nicht auf 12V drehen kann, Poti 25k-2,5k Vorwiderstand 91k-9,1k

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  • Das Argument zählt nicht, die Schaltschwelle liegt irgendwo um 1,9V alos würde es auch mit Vcc 3,3V gehen und du kannst auch ->


    du benötigst nur ein Poti zwischen Akku 12V und GND und der Scheifer wird voreingestellt auf 2V und dann die Schaltschwelle ermittelt eingestellt. Zu den 12V eventuell einen Widerstand vor das Poti schalten damit man nicht auf 12V drehen kann, Poti 25k-2,5k Vorwiderstand 91k-9,1k

    Wenn du dann noch einen AD-Wandler einsetzt (z.B. MCP3008), dann kannst du die abfallende Akkuspannung direkt mit dem RP verfolgen/protokollieren und rechtzeitig runterfahren... hat doch was, oder? :thumbs1:

  • oder PCF8591 aber Teiler braucht man trotzdem. Ist eigentlich auch nicht schwerer als was wir hier diskutiert hatten (OK für manche schon)


    Wenn du dann noch einen AD-Wandler einsetzt (z.B. MCP3008), dann kannst du die abfallende Akkuspannung direkt mit dem RP verfolgen/protokollieren und rechtzeitig runterfahren... hat doch was, oder? :thumbs1:

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  • Klar, ich hatte ja auf deinen Vorschlag mit dem Spannungsteiler aufgesetzt :thumbs1:

    Hm, ich verbaue gerne den MCP3008, weil der 8 Eingänge hat, da kann man gleich noch mehr dranpusseln... :lol:
    die DA Wandlung des PCF8591 hätte ich noch nicht gebraucht... aber sieht auch interessant aus - das Teil kannte ich bisher noch nicht... :thumbs1:

  • So, neben der Spannungsversorgung im Allgemeinen habe ich versucht mich mit den Schaltungen zu beschäftigen.
    Aktuell ist es folgendes Ergebnis zur Überwachung der Akkuspannung:

    hkc4nih7.jpg

    Die grüne LED soll leuchten bei Ubatt > 4,0V; die rote bei Ubatt < 4,4V.
    Die daraus folgende Überschneidung erzeugt bei einer geplanten Rot/Grün-LED (3-Pin) einen orangefarbenen Zwischenton.
    D.h. ab einer (kritischen) Zellenspannung von 1,0V/Zelle brennt die LED nur noch rot und zeigt somit den dringenden Akkuwechsel an.
    Die Spannungen Vn005 und Vn0002 sind lediglich die Spannungen der Spannungsteiler, welche ich in die Analyse integriert habe um eine bessere Sichtbarkeit der Schaltpunkte zu ermöglichen.

    Ob die Überschneidung Sinn macht bezogen auf den erhöhten Strombedarf im steil abfallenden Bereich der Entladekurve eines NiMh-Akkus sei mal dahingestellt, es lässt sich ja auch ohne realisieren mit Korrekturen der Schaltpunkte.

    Die bessere Frage ist: Kennt einer der Spezialisten ein IC, welches einen nicht invertierten und einen invertierten Komperator beinhaltet und bei dem die restlichen Werte mit denen des in LTSpice gefundenen LT1017 entspricht bzw. eine bessere Lösung?

    Laut Schaltplan hat das von jar angesprochene IC 74HC14 zum einen festgelegte Hysteresen und zum anderen beinhaltet es nur invertierte Trigger.


  • Die bessere Frage ist: Kennt einer der Spezialisten ein IC, welches einen nicht invertierten und einen invertierten Komperator beinhaltet und bei dem die restlichen Werte mit denen des in LTSpice gefundenen LT1017 entspricht bzw. eine bessere Lösung?

    invertierend zu nichtinvertierend ,
    gleiches IC nur die Eingänge getauscht ! also verstehe ich die Frage nicht......


    Laut Schaltplan hat das von jar angesprochene IC 74HC14 zum einen festgelegte Hysteresen und zum anderen beinhaltet es nur invertierte Trigger.

    und es sind genug Inverter drin um die Invertierung aufzuheben ;)

    - mal - ergibt + wie in der Mathetik :D

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