Batteri, energimätare

[Alexander]

Hej

Håller på med ett litet projekt med en batterimätare(elenergimätare), som ska visa mängden energi som är kvar i ett batteri. Dessa finns att köpa, och sitter vad jag vet oftast i segelbåtar. Tyvärr är dom dyra, ett par tusen är inte ovanligt. Mätaren byggs med tanke på en segelbåt, men eftersom batteribankar verkar vara vanligt i Offgrid lösningar så tänkte jag lägga upp mitt projekt här!



Mätaren mäter strömmen i ampere, hur mycket som går i eller ur batteriet, och summerar ihop mängden energi som passerat. Detta presenteras sedan på en LCDdisplay(2x16 alfanumrerisk). Den presenterar följande: Antal kwh/Ah/% resterande energi i batteri, aktuell urladdning/laddning w/ampere, resterande tid till full-laddat, alternativt urladdat. För att ta bort ev. fel så nollställs mätaren då och då, när man vet att batteriet är helt fullt.

Strömmätningen sker genom en Halleffektgivare, med mycket lågt inre motstånd. Jag har exprimenterat med att mäta spänningsfall över shunt, via mätkretsar från Maxim(max4070), men dom kretsarna var lite svårlödda(yt-monterade), dessutom har shunten en del förluster.

Jag håller på att fundera lite på formlerna bakom att räkna ut energin som finns kvar i batteriet. Många batterier har ju sin kapacitet klassad efter ett visst effektuttag. Om man laddar ur ett bilbatteri med 100ampere, så finns det mindre energi att ta än om man laddar ur det med 1ampere. Även temperaturen verkar ha viss inverkan, därav även mätning på det. I sin nuvarande konfiguration är noggranheten runt 250mA, men jag hoppas på att förbättra den till 25-50mA.

Jag har uppskattat tillverkningskostnaden till ett par hundra kronor(exklusive programeringsutrustning till mikroprocessorn).

Elektroniken är följande

Strömmätning: Halleffektgivare 100A maxström
Tempmätning: LM335
Mikroprocessor: Atmega16, 8bit risc från Atmel
LCD: Standard 2x16 alfanumrerisk

Uppdaterar i veckan, väntar på fler komponenter!


//Alexander

[PowerMizer]

Ring och prata med nån på Tudor / Exide i Nol. Dom är duktiga, och kan säkert tipsa på hur du ska mäta för att komma nära sanningen.

[Alexander]

Jag har kollat lite på en del backuppbatterier, och hittat en del företag som har gjort urladdnignskurvor för olika strömmar/temperaturer etc. Interfacet på lådan ska kompleteras med en XY-matris keypad(telefon-typ), om kan hitta datablad från dom största tillverkarna så kan man kanske lägga in en möjlighet att välja in just sitt egna batteri.


//Alexander

[Göran]

Intressant, Alexander! Har du möjlighet att göra ett nytt försök med bilden?

[toca]

Kul med ett parallellt projekt till mitt
(se min tråd styra och övervaka i samma kategori här på forumet)

Jag har också provat shunt men har senare gått över till halleffekt pga dess låga resistans (och impedans).

Min lösningen är mer riktad till att få ut informationen på nätet snarare än just batterimätningen så därför ska det bli intressant att följa din tråd.
Tänk på transienter i lösningen, ex. mobiltelefonladdning, mobila bredband, laptopladdning etc. skapar strömtoppar som kan vara svåra att få med i beräkningen av det totala energiflödet.
Men vad jag förstår ska du ha en mikrodator som sköter samplingen.

Vilka strömområden tänkte du satsa på?

[Alexander]

Hej!

Ditt projekt verkar spännande, ska bli kul att följa det!

Nu har jag monterat LCD och lite resterande komponenter, även provat lite display text(även om mätningen inte är inkopplad än). Upptäckte att en 4x20 LCD kanske hade varit lite bättre, lite trångt att få plats med allt man vill(temp, spänning etc..). Jag har funderat lite på vilka strömområden jag ska hålla mig på. I dagsläget använder ja en 10bit AD-omvandlare på mikrodatorn. Då får jag ju 1024 steg, utslaget på hela mätområdet. -100 till +100 ampere = 200mA. Nu är ju 100ampere ganska mycket, segelbåten som jag bygger detta exemplar till har ju inte laddning/urladdning på mer än kanske 10A, då skulle man ju få mätsteg på 20mA. Alternativet är ju en ADomvandlare på 12 eller 16bitar, i en krets som är fristående från mikrodatorn.

Allt eftersom jag arbetar med den kommer jag på fler saker jag vill implementera , larmnivå för "låg energi kvar", "låg/hög spänning" och "hög temp". Kanke en lampa, och en summer. Jag ska också försöka göra ett snyggt hål för att montera knappsatsen(om man ändå hade haft en fräs..)

Jag vet inte riktigt vad en standardkåk med off-gridd lösning har för laster/laddning, men det är ju relativt enkelt att konfigurera om.




//Alexander

[henik]

Hej, vilken Halleffektssensor har du? Jag har mer eller mindre bestämt mig för Allegro ACS75x.
Skulle iofs vara ännu bättre med spole runt befintliga ledningar men vet inte riktigt hur man gör.
Jag klarar mig med 50A och kommer att använda Arduino som datorkort.

[Göran]

Tjusigt och vad lite komponenter det behövs. En sådan där kanske man själv skulle kunna få ihop, men inte utan schema.

[PowerMizer]

Ja, vad ni är duktiga! När jag grejar med såna små kiselpryttlar får jag ofelbart rökpuffar!

[Alexander]

Jag kör med Halleffektgivaren ACS756SCA 100amperes modellen. När jag exprimenterade med shuntförstärkarna från maxim(max4070etc), så fick jag tipset att istället för en shunt använda en sträcka av befintlig kabel som shunt. Tex ta spänningsfallet över kabeln mellan batteriet och säkringsdosan eller ngt sådant.
Förutsätter ju dock att man kan mäta upp det hela nogrant.

Exprimentkort är snabba och enkla att handskas med, men tyvärr blir det lite skatbo över dom efter ett tag :/ ska se om jag kan snygga till det hela lite.


//Alexander

[sudden]

ska se om jag kan snygga till det hela lite.
//Alexander

Nej nej nej !!! inte snygga till !! när jag snyggar till mina "rats nest" så slutar dom alltid att fungera =/ så har man ett fungerande råttbo så anpassar man bara lådan =)) hehe ...

//mvh janne sundin

[Martin]

Skulle iofs vara ännu bättre med spole runt befintliga ledningar men vet inte riktigt hur man gör.

Det funkar nog bara på AC eller pulserande DC.

[daniel.h]

Skulle iofs vara ännu bättre med spole runt befintliga ledningar men vet inte riktigt hur man gör.

Det funkar nog bara på AC eller pulserande DC.

Jag har en tångampere mätare som fungerar bra på bilbatteri, så på nåt sätt går det.
Det blir väl magnetfält runt kablen även på DC, fast frågan är hur man mäter det när det inte pulserar.

[deepforest]

Det spelar ingen roll om det är AC eller DC, så länge det flyter en ström genom kabeln.

[Martin]

En tångamperemätare består av en laminerad järnkärna vars uppgift är att förstärka magnetfältet men själva mätsensorn är en halleffekt sensor. Det är därför den fungerar på både AC och DC.

Rullar man en spole runt kabeln till en strömtrafo så måste magnetfältet vara växlande.