Spanningsbeveiliging

Hallo Allemaal,

Voor een project ben ik een beveiliging aan het maken om boostcaps te beschermen. Deze beveiliging moet ervoor zorgen dat de spanning in de boostcaps niet hoger wordt dan zo'n 48V. Deze module komt in de LeekBurner(Dat is de auto waar ik vorig jaar een topic voor opende). Ik heb toch een nieuw topic geopend omdat de insteek anders is. Ook valt dit topic niet onder schoolvragen, omdat dit geen schoolproject is, maar een project als oud lid van het team.

Mijn idee was om met een Arduino de spanning te gaan meten. Is de spanning te hoog, dan moet de Arduino dat aangeven met een duo-LED en de relais die de boostcaps verbind met de motor af te schakelen. De Arduino heb ik gekozen, omdat het een goedkoop en makkelijk te leren platform is. Ook heb ik er al mee leren werken bij mijn profielwerkstuk.

Nu heb ik zelf een schema gemaakt en daarbij een printplaatje ontworpen. Het printplaatje wil ik uiteindelijk bij een bedrijf als Itead laten maken.

Schema:
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/Spanningsbeveiliging%20Schema%20Klein.jpg
Grote versie: Klik

Printplaat:
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/Spanningsbeveiliging%20BACK%20Klein.jpg
Grote versie: Klik

3D: (de printkroonsteentjes en de diodes zijn verkeerd gegaan)
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/Spanningsbeveiliging2%20klein.jpg
Grote versie: Klik

Uitleg:
De spanning van de boostcaps komt binnen op X7. Via een spanningsdeler wordt de spanning aangeboden op de analoge ingang van de Arduino. De andere van X7 is om te meten over een weerstand om de stroom te berekenen.
Maar om de ingang te beschermen zitten er diodes en een weerstand bij zoals in dit topic. Alleen heb ik de diode die daar aangeraden wordt, niet kunnen vinden. Kan deze worden vervangen door een 1N5817?
Als de spanning te hoog is, wordt Q2 uitgeschakeld. De Buzzer gaat een geluidje geven en de rode led in de duo-LED gaat branden.

Ook heeft de Arduino zelf ook een spanning nodig om op te werken. Die spanning staat op X5. Ook die spanning wordt gemeten(om de accu tegen te diep ontladen te beschermen). Als de spanning te laag is, wordt Q1 uitgeschakeld. De spanning wordt voor de Arduino via de 7805 terug gebracht naar 5V en wordt aangeboden op de 5V lijn van de Arduino.

Omdat ik nog een paar pinnen vrij had, heb ik ook een lcd aangesloten om de spanningen en de stroom weer te geven. De ene connector is om het display op het stuur aan te sluiten en de andere is om een tweede lcd aan te sluiten bij het testen.

LCD module:

Schema:
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/LCD%20Schema%20Klein.jpg
Grote versie: Klik

Printplaat:
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/LCD%20BACK%20Klein.jpg
Grote versie: Klik

3D: (de printkroonsteentjes en de diodes zijn verkeerd gegaan)
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/LCD%20klein.jpg
Grote versie: Klik

Mijn vraag is of dit zo gaat werken. Zijn de 1N5817 diode's bruikbaar in plaats van de BAT54? Is het printontwerp zo goed? Als dit allemaal goed is, zou iemand mij dan willen helpen om de benodigde bestanden aan te maken om ze te laten maken?

Alvast bedankt.

Ik zie bij het schema van je eerste print 3 elko's staan bij de 7805. Elko C3 (45uF) is goed maar C1 en C2 zijn beter keramische 100nF (X7R) condensators. Kan je die LCD-print niet voeden vanuit die andere print, zo bespaar je een 7805. Wat betreft die clamping diodes dat lijkt mij oké.

[Bericht gewijzigd door steve04 op zaterdag 10 maart 2012 22:04:48 (11%)

De lcd-module voor bij het testen wordt ook uit de andere module gevoed. De andere print kan uit beide gevoed worden, een 12v kabel moet toch naar voren(2m aan kabel) dus daarom zit er ook een 7805 op. De ruimte is wel op het printje en zoveel kost een 7805 ook weer niet;)

Ik heb in de eerste post de nieuwe ontwerpen geplaatst. Deze bevatten wijzigingen als meer sporen op de bovenkant en andere condensatoren voor de 7805. Zouden jullie deze nog willen bekritiseren?

(Om de nieuwe foto's te zien te krijgen moet u misschien de pagina vernieuwen(F5))

[Bericht gewijzigd door r3dnax op donderdag 15 maart 2012 16:02:59 (18%)

Montagegaten zijn misschien wel handig bij de eerste print.

De bovenste is een shield voor een Arduino en wordt daar op gedrukt doormiddel van de buitenste headers. Ik dacht dat dit behoorlijk goed vast zit en vond daarom de montagegaten overbodig.

EDIT: de foto van het de bovenste printplaatje is scherper gemaakt.

[Bericht gewijzigd door r3dnax op donderdag 15 maart 2012 16:18:02 (16%)

De tijd begint nu wel te dringen. De onderdelen zijn binnen en ik heb de print daarvoor aangepast. Zou iemand mij willen/kunnen helpen om dit te laten maken bij [url="www.iteadstudio.com"]iteadstudio.com[/url]?
Ik heb in het topic over vergelijkingen gezien dat zij printjes kunnen laten maken tegen ongeveer €3,-. Als ik dit zelf omreken(10 x 10 cm) kom ik op ene veel hoger bedrag, klopt dit? De cam processor heb ik al gedownload... of zouden zij met een eagle file ook overweg kunnen?

De uiteindelijke versie:

Printplaat:
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/Spanningsbeveiliging%20BACK%20Klein.jpg
Grote versie: Klik

3D: (de printkroonsteentjes en de diodes zijn verkeerd gegaan)
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/Spanningsbeveiliging2%20klein.jpg
Grote versie: Klik

LCD module:

Printplaat:
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/LCD%20BACK%20Klein.jpg
Grote versie: Klik

3D: (de printkroonsteentjes en de diodes zijn verkeerd gegaan)
http://members.home.nl/xanderhuisman/Elektronica/LeekBurner/LCD%20klein.jpg
Grote versie: Klik

Ik zou het zeer op prijs stellen als iemand mij kan helpen dit te laten maken of zelf wil maken voor mij(van beide2 à 3 stuks).

De prijs van printplaten hangt sterk af van de hoeveelheid die je laat produceren.
Wat is precies het probleem waar je hulp bij nodig hebt? Lees ook vooral even de website door waar je wil bestellen.

Overigens niet lullig bedoeld, maar tegen de tijd dat je die printjes binnen hebt, heb je er zelf al 20 op experimenteerprint gemaakt. Het ontwerp is immers redelijk recht-toe-rechtaan.

Het probleem is denk ik het omzetten naar gerber. Als ik bij ééntje geholpen kan worden, moet de 2e wel lukken.

Van de "lcd print" moeten er minimaal 2 gemaakt worden. Van de andere minimaal één. Ik vind het er zelf veel netter uitzien om er een pcb voor te laten maken(De pinout van de header voor de arduino wijkt af en de dubbele headers zijn ook niet makkelijk te solderen op gaatjesprint).

Bij "[PCB Prototyping] ITEAD Colors PCB 10cm*10cm max -8pcs" staat dat de begin prijs $35,00 is, dat komt overeen met ongeveer 17 euro. Is dit voor één printje?

Wat lukt er dan niet?

This service provides you 8pcs PCBs.

Die prijs is voor 8 stuks, dus. Komt overeen met een goede 2 euro per printje - valt reuze mee, toch?

Daar komt nog 5 dollar verzendkosten bovenop, en in totaal ben je een week of 4 aan het wachten tot je bestelling er is. Tenzij je 30 dollar voor de verzending neer wil tellen, dan kan het allemaal wat sneller.

Is het gewoon een kwestie van de cam processor laden, de pcb erin laden en dan op "process job" klikken? Er staan wel tabbladen bij met filenamen die niet nodig zijn..

Die prijs is voor 8 stuks, dus. Komt overeen met een goede 2 euro per printje - valt reuze mee, toch?

Daar komt nog 5 dollar verzendkosten bovenop, en in totaal ben je een week of 4 aan het wachten tot je bestelling er is. Tenzij je 30 dollar voor de verzending neer wil tellen, dan kan het allemaal wat sneller.

Ook oké, dat valt inderdaad mee.

edit: En heeft iemand ervaring met itead omtrent het betalen? Is daar pay-pal voor nodig?

Waarom wil je perse een arduino gebruiken? Je kunt dit ook met een comparator oplossen, en een paar losse meters gebruiken voor de spanning en stroom.

Ik betwijfel of je op deze manier de stroom kunt meten, aangezien de spanning over de shunt, als het goed is, erg klein is, en je die zover deelt dat je geen resolutie met over houdt.

Je zou het signaal eerst kunnen versterken, of de shunt aan de lage kant kunnen zetten en niet of veel minder delen (bij voorkeur zelfs versterken), of een hall effect sensor gebruiken om de stroom te meten.

(overigens zie ik het topic nu voor het eerst, anders had ik dit wel eerder gepost)

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Met mijn profiel werkstuk heb ik al eerder gewerkt met een arduino. Ik gebruikte eerst pic's maar ik werd beperkt door de gratis versie, en heb daarom de arduino gekozen. Het had inderdaad met comparators en met losse meters gekunt, maar ik heb nu alles al binnen voor de arduino inclusief de arduino zelf.

Ik betwijfel of je op deze manier de stroom kunt meten, aangezien de spanning over de shunt, als het goed is, erg klein is, en je die zover deelt dat je geen resolutie met over houdt.

Er zat een meter over de weerstanden. Nu ik zo nadenk, houd je inderdaad weinig over over de shunt. Gelukkig heeft de stroom meten niet de hoogste prioriteit. De hoogste prioriteit is toch de spanning meten en bij een te hoge spanning de boostcaps loskoppelen. Omdat ik toch de beschikking heb over meerdere adc's, is de functie om stroom te meten om de hoek komen kijken.
Zijn er grote aanpassingen nodig om het signaal te versterken? De spanningsval over de shunt is niet zeer groot en ik hoef in principe alleen maar het bereik van ongeveer 40v tot 55v kunnen meten.
Nu komt er trouwens nog een vraag om de hoek kijken: kan de min van de boostcaps straffeloos aangesloten worden op de min van de gewone accu? Anders moet ik de adc galvanisch gaan scheiden...

Ik heb de beide printplaten ingeladen in de CAM processor en heb de bestanden aan laten maken. Ik heb het programma VieuwMate gedownload en heb de bestanden bekeken. Wat mij nu opvalt, is dat bestanden allemaal van "boven" gemaakt zijn. Geeft dit niets voor de onderkant, want als je aan de onderkant van de print kijkt, zie je het namelijk in spiegelbeeld. Ook het bestand met de gaten die geboord moeten worden, klopt helemaal niet. De gaten staan helemaal niet in het board en heel ver uit elkaar. gaat dit goed zo, of doe ik iets verkeerd?

Klopt. Alle aanzichten zijn "van boven". Text op de onderkant zie je in je gerber dus in spiegelbeeld.

Atmel adviseert om je ADC met een impedantie van rond de 10k aan te sturen. Jij zet daar 470k tussen. Dat lijkt me wat veel.

Schoolopdracht:

Stel je hebt een ideale spanningsbron van 48V.
Je hebt een 100k en een 10k weerstand in serie aangesloten als spanningsdeler.

We beschouwen de uitgang van de spanningsdeler nu als niet-ideale spanningsbron.
Bereken het thevenin equivalent.

Als je me een mailtje stuurt, mail ik je m'n eigen "howto" om SEEED opdrachten in te sturen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Klopt. Alle aanzichten zijn "van boven". Text op de onderkant zie je in je gerber dus in spiegelbeeld.

Dan is dat goed. Ik heb alleen geen tekst op de onderkant, maar op de bovenkant;)

Atmel adviseert om je ADC met een impedantie van rond de 10k aan te sturen. Jij zet daar 470k tussen. Dat lijkt me wat veel.

Ik had dit gevonden in een bericht van free_electron
Zou het dan beter zijn om de weerstand van 470K weg te laten of te overbruggen door middel van een draad?

Schoolopdracht:

Stel je hebt een ideale spanningsbron van 48V.
Je hebt een 100k en een 10k weerstand in serie aangesloten als spanningsdeler.

We beschouwen de uitgang van de spanningsdeler nu als niet-ideale spanningsbron.
Bereken het thevenin equivalent.

Zo ver zijn wij nog niet gekomen in 5 havo.
Maar via Wikipedia is de open-klem spanning: Vadc=10K/(100K+10K)x48V=4,36..V(dat komt omdat er geen stroom getrokken wordt).
De vervangingsweerstand wordt dan: 470K+(1/10K+1/100K)-1=479,09x103..Ω
Maar hoe de thevenin equivalent daar uit volgt weet ik niet..

Als je me een mailtje stuurt, mail ik je m'n eigen "howto" om SEEED opdrachten in te sturen.

Als u dat zou willen doen voor mij zou ik dat zeer waarderen. Volgens mij moet ik nu de gerber bestanden inpakken, en mailen naar itead, maar ik kan er naast zitten. Ik zit trouwens nog met het probleem dat de boorgaten niet overeen komen met de positie die ze moeten hebben.

EDIT: of zou dit een betere oplossing zijn http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/430762#430762? Bij in wordt dan weer de spanningsdeler ingezet. De onderdelen die ik niet heb, zijn de 220nf condensator(ik heb ze wel van 100nf) en de zener. Voor de 1K weerstand moet ik dan nog even gaan kijken.
Of zou een beveiliging helemaal niet nodig zijn?

[Bericht gewijzigd door r3dnax op donderdag 12 april 2012 19:51:49 (10%)

Ik sta op het punt ze te laten maken bij iTead. Ik zit alleen nog met één ding.

Als ik de gerber bestanden bekijk, kloppen die. Alleen de .text niet. De puntjes staan buiten de printplaat. (afbeelding) Hoort dit zo of doe ik iets fout?