Zoek geïsoleerde en ongeregelde DC-DC converter

Kwestie van de juiste weerstanden kiezen.

Op 6 oktober 2023 15:42:51 schreef Al-turbo:
Probleem is dat ik tussen deze input en de voeding (zowel de + als de -) van de Arduino zo'n 30V spanning meet, zijn dus niet gescheiden. Begrijp niet hoe dat kan, mogelijk omdat de cellen in een metalen geaarde bak zitten.

Er is dus nog een verbinding tussen de voeding of gnd van de arduino, en de batterij.

Die verbinding zul je moeten vinden, ook omdat ie anders op andere momenten een rol gaat spelen.

Een geisoleerde V/V omzetter kan, maar is niet triviaal. Kant en klaar is er misschien iets in de machinebouw/installatietechniek hoek, maar dan kijk je waarschijnlijk naar een prijs waarvoor je heel veel (chinese) arduino's kunt opblazen.

Een simpele optocoupler is te simpel. Welliswaar hebben die een analoge, redelijk lineare stroom/stroom verhouding (de CTR), maar die varieert nogal per optocoupler, over tijd en temperatuur.

Wat wel kan (en ook al vaker gedaan is) is een V/f omzetter: Een spanningsafhankelijke oscilator aan de batterij kant, en dan via een trafo of capaciteit naar de arduino.
Nadeel is dat je dan een voeding (5V) aan de batterijkant moet maken.

Hoe dan ook, uitvogelen waar de extra verbinding tussen accu en arduino zit is het makkelijkst.

En zet 10K serieweerstand tussen je batterijpack en de arduino. Als je het dan fout hebt, loopt er 30V/10K = 3mA door de beveiligingsdiode van de arduino. Dat houd ie wel even vol.

Het liefst koop ik een kant en klaar bordje hiervoor, zoals deze. Maar die versterkt ipv verzwakt.

Op 6 oktober 2023 16:10:11 schreef blurp:
[...]
Er is dus nog een verbinding tussen de voeding of gnd van de arduino, en de batterij.
Die verbinding zul je moeten vinden, ook omdat ie anders op andere momenten een rol gaat spelen.

Er is echt geen elektrische verbinding tussen de batterij cellen en de massa van de auto. Dat is waar de RDW erg op lette tijdens de goedkeuring.
Toch meet ik een spanning hier tussen. Iemand legde eens uit dat dat komt omdat de cellen in een metalen bak zitten, waardoor er dus effectief een grote condensator ontstaan is.

Die kiwi is niet geschikt. Door de ingangsbuffers mag de ingangsspanning niet buiten 0 - 5V komen.

Hangen de sensors aan massa van de auto ? Die 5V pak je van de accus begrijp ik, dus hangt de plus van de accus nu via de temp sensor aan massa van de auto.

Een simpele optocoupler is te simpel. Welliswaar hebben die een analoge, redelijk lineare stroom/stroom verhouding (de CTR), maar die varieert nogal per optocoupler, over tijd en temperatuur.

Daar heb ik toch een 6,5 digit AC+DC powermeter mee gebouwd (arduino achter een 26 bit ADC). Hij hoeft er toch maar 1 te bouwen, dan makken verschillen niet uit.

Kun je niet gewoon interfacen met de BMS van die set? Met wat geluk doet die gewoon RS485 of CAN

Er is echt geen elektrische verbinding tussen de batterij cellen en de massa van de auto. Dat is waar de RDW erg op lette tijdens de goedkeuring.
Toch meet ik een spanning hier tussen. Iemand legde eens uit dat dat komt omdat de cellen in een metalen bak zitten, waardoor er dus effectief een grote condensator ontstaan is.

Raar verhaal. Ik vermoed dat je toch echt iets verkeerd gedaan hebt met de massa van de auto, de batterij je meetinstrument en de arduino. Maar zonder schema of foto's kunnen wij er niets van zeggen.

Via een optocoupler kun je overigens prima een analoog signaal doorgeven. Je zult wel de spannings (of stroom) niveaus moeten aanpassen waarbij je dus vergelijkbare problemen kunt verwachten als je nu met die spanningsdeler hebt. Je moet die fout er echt uithalen. Je meetinstrument is een normaal draaispoelmetertje? Of is het iets bijzonders waar ook apart een voeding of een massa naar toe moet?

Als het niet oplosbaar is moet je een geïsoleerde meetversterker hebben. In de industrie een zeer veel gebruikt ding om waarden om te zetten.

Uit een proces komt bijvoorbeeld een meetspanning die van nul naar 100mV gaat. En dat moet dan worden omgezet naar naar een spanning die van nul naar 10 volt gaat of een stroom die van 4 naar 40mA gaat. Phoenix heeft daar veel kant en klare oplossingen voor. De firma AnalogDevices hadden daar hele mooie maar hele dure blokjes (een soort van grote IC's) voor.

Het bestaat echt allemaal. Maar in het geval van de TS is dit overdreven. Het moet veel eenvoudiger kunnen als de fout er wordt uitgehaald.

Er bestaan geisoleerde opamps zoals de ISO124
Maar niet op ali kopen want die zijn fake.
https://nl.aliexpress.com/item/1005004508393336.html?spm=a2g0o.product…

Maar wel bv bij RS kopen wel 3x zo duur maar dan heb je geen fake
https://uk.rs-online.com/web/p/isolation-amplifiers/8660215

Maar helemaal met de rest eens er zit een fout in de bedrading die er eeerst uit moet.

In de praktijk worden bij EV's de aandrijfaccu(s) niet met de massa van de auto gekoppeld. Zeker gezien de grote stromen die er lopen krijg je al snel spanningverschillen tussen de verschillende massapunten en blaas je zo een Arduino op.

Er bestaan een soort 'opto-opamps' (HCL7840 bijvoorbeeld) waarmee je zonder directe koppeling analoge waardes door kunt geven. Worden ook veel in servo-drives gebruikt om bijvoorbeeld de stroommeting door te geven naar het processordeel.
Nadeel is wel dat je die aan beide kanten moet voeden.

Wat je ook kunt gebruiken is een opto als HCNR201, dit is een eenvoudige optocoupler maar er zitten twee 'ontvangers' in waardoor je de non-lineariteit van de LED kunt compenseren.
Heb je dan wel weer opamps voor nodig..

Op 6 oktober 2023 15:42:51 schreef Al-turbo:
Nee hoor, de spanningsdeler werkt prima en levert 3V input in de Arduino. Probleem is dat ik tussen deze input en de voeding (zowel de + als de -) van de Arduino zo'n 30V spanning meet, zijn dus niet gescheiden. Begrijp niet hoe dat kan, mogelijk omdat de cellen in een metalen geaarde bak zitten. Hoe dan ook de inputspanning moet geïsoleerd aangeleverd worden aan de Arduino anders ontploft die. Daarom dacht ik aan een ongeregelde geïsoleerde DC-DC converter ipv de weerstanden.

Goed. We weten nu dat je een idiote opstelling hebt gemaakt, niet begrijpt hoe elektriciteit werkt, maar je weigert informatie te verschaffen zodat we je kunnen helpen. Dan geef ik het op. Sorry.

Kan iemand uitleggen wat de eisen zijn aan de galvanische scheiding tussen de batterij en de massa van het voertuig? In deze link staat dat het netjes moet, maar “100 MOhm in de praktijk goed genoeg is” https://www.eetimes.eu/galvanic-isolation-in-ev-and-hev-applications/.

Wat is de voeding van de arduino? Als die ‘gewoon’ aan massa hangt is de onderste aansluiting een directe verbinding. De tekening is hier trouwens niet goed, er is nu geen spanningsdeler.

Een elektrisch schema wat duidelijk aangeeft waar alle in- en uitgangen (inclusief voedingen!) aan massa hangen zou helpen.

Edit: ik had de reactie van rew nog niet gezien, ben het met hem eens.

Overigens zijn het in totaal 38 cellen, maar ik dacht aan het meten van gemiddelde spanning van 10 cellen (om 125V zoveel mogelijk te vermijden).

Wel belangrijk dan dat je de 10 eerste cellen neemt .... de eerste cel hangt dan effectief aan massa.
Blijkbaar zit de massa van je arduino en de massa van je te meten cellen niet op hetzelfde potentiaal.
Anders elektrisch schema van auto eens bestuderen...
Spanningdeler en een zener zou perfect moeten werken.

De tekening is hier trouwens niet goed, er is nu geen spanningsdeler.

Toch wel hoor

Op 7 oktober 2023 11:18:42 schreef OXO:

Toch wel hoor

… dat zag ik net na het posten zelf ook….…

Op 6 oktober 2023 15:31:10 schreef Al-turbo:
Ik zat aan een optocoupler te denken maar weet niet of die analoge voltage-data doorgeeft?

Op 6 oktober 2023 15:34:49 schreef Al-turbo:
Het gaat om een auto EV-ombouw project. Ik wil de originele benzinemeter de batterij spanning laten aangeven. Via een servo met een potmeter daarop lukt dat want de originele tankvlotter was ook een variable weerstand.

Op 6 oktober 2023 15:35:52 schreef Al-turbo:
Overigens zijn het in totaal 38 cellen, maar ik dacht aan het meten van gemiddelde spanning van 10 cellen (om 125V zoveel mogelijk te vermijden).

Ik heb toch mijn twijvels hoor. De kennis over een optocoupler ontbreekt blijkbaar volledig. Dat schema is geen schema maar eerder een kindertekening waar een techneut nul info uit kan halen. Het enige dat ik in die tekening zie is dat die arduino met de betrekkelijk lage waarden van 140 en 220 ohm bijna direct aan de massa hangt. Een 39 cellen hoeveel spanning is dat? Iets van 150 volt ofzo. Dan is 140 ohm echt wel laag.

En van die batterij af, gaat die draad direct naar de massa aansluiting op de arduino. En van die 10 cellen doe je 1 meting van alles in serie of probeer je 10 waarden te meten?

Door het toch wel groot gebrek aan kennis, moet er misschien toch wel serieus nagedacht worden over veiligheid, en misschien moet men de klus overlaten aan iemand die wel begrijpt hoe dergelijke systemen werken. Een dikke batterij van 150 volt is echt wel gevaarlijk.

En zonder foto's en goede schematische tekeningen wordt de fanuit een forum ook bijzonder lastig, zo niet onmogelijk.

Er moet in het systeem al een lader/BMS zitten. Die meet de spanning al heel nauwkeurig. Heeft die geen (digitale) interface die uitgelezen kan worden?

Daarbij is de spanning een waardeloze indicatie van de staat van lading, als je de temperatuur en vooral de stroom niet in de bepaling meeneemt. Zolang de accu stroomloos is kan het wel, maar zodra je stroom gaat trekken zakt de spanning in, en als je een enigszins bruikbare indicatie wilt hebben moet je daar rekening mee houden.

Jammer van de boze reacties, dank voor de tips.

Ik ben een hobbyist die een EV gebouwd heeft, RDW goedgekeurd (2017), 100% veilig dus. Weet dus wel iets van elektrotechniek en elektronica. Ik heb geen professioneel elektrisch schema, maar wel gedetailleerde bedradingsplannen (gebruikelijk bij voertuigen). Wil ik best posten maar denk niet dat het veel meerwaarde heeft.
Ik zal wat metingen doen aan het batterij-pakket en de omvormer. Vaag herinner ik me dat de leverancier van de motorregelaar hier een weerstand ingebouwd heeft om aan de ontstoringseisen te kunnen voldoen...
Er is een BMS en ook de omvormer geeft SoC data, maar dat vond ik voor nu te ingewikkeld. Ik weet dat real-time celspanningen weinig zeggen over de SoC, maar de gemiddelde celspanning over langere tijd weer wel. Ook het gemiddelde van 10 cellen helpt wat leek mij.

Onbelangrijk allemaal, ik vind het gewoon leuk om de originele tankmeter te gebruiken, that's all.

https://www.autoweek.nl/autotests/artikel/volkswagen-polo-harlekin-ev-…

Je schema "zou moeten werken" behalve dan dat het je accupack kapot maakt.

Dus als het gaat roken, dan heb je het niet volgens het schema aangesloten. Dan kan ik gewoon de vraag beantwoorden: NSD10-48S9 of 'S12. Of die "ongeregeld" is zoals je vraagt: ik denk het eigenlijk niet. https://eu.mouser.com/ProductDetail/Murata-Power-Solutions/NCS3S4812SC… Deze is niet geregeld denk ik.

De kans bestaat dat het je probleem oplost. De kans bestaat dat het NIET je probleem oplost en er de volgende keer wat anders dan een arduino van een tientje uitrookt.

Wat betreft dat eerste: Je maakt je accupack kapot. Je kan beter de volle accuspanning meten.

100% veilig want goedgekeurd door de RDW? Ik heb ervaring met de RDW, en ze hebben daar bedroevend weinig verstand van elektrische voertuigen, als de dikke kabels oranje zijn en ze en paar stickers "pas op hoogspanning" vinden zijn ze snel tevreden. Zo'n individuele keuring gaat er vooral om of je voertuig een gevaar is voor anderen.

De Stint was ook "goedgekeurd".

Nu wil ik niet beweren dat er iets mis is met jouw voertuig, dat kan ik niet beoordelen, maar de stelling "het is veilig want dat zegt de RDW" is heel kort door de bocht.

Wat die isolatie betreft: de eis is "500 ohm per volt", gemeten met een multimeter (dus geen megger).

Op 8 oktober 2023 11:27:08 schreef SparkyGSX:

Nu wil ik niet beweren dat er iets mis is met jouw voertuig, dat kan ik niet beoordelen, maar de stelling "het is veilig want dat zegt de RDW" is heel kort door de bocht.

Akkoord. Maar in Lelystad was de RDW superstreng, en gingen met een dunne naald op zoek naar hoogspanning, ook in (!) elke connector en achter elk niet vastgeschroefde afdekking.

Update: ik meet oneindige weerstand tussen de + en - van de 125V batterij en de massa van de auto. Maar ik meet toch 26V tussen + en massa en 21V tussen - en massa. Zie foto's, onbegrijpelijk voor mij. Deze spanning is voldoende om de volmetingen te beïnvloeden, want de Arduino zit wel gewoon aan massa.

Ik realiseer me nu dat het meten van weerstand tussen punten waar spanning op staat nogal dodgy is..

Als de Arduino aan massa hangt dan zorgt de aansluiting zoals getekend er voor dat de batterij ook aan massa hangt. Ik denk dat dat niet door de RDW keuring zou komen.

Een hele ruwe schatting voor de capaciteit (parallele plaat 2m2; rel. dielektrische constante 10; dikte dielectricum 1mm) geeft 0.2 uF. Als de spanning die je meet door capacitieve oplading komt zou zelfs de weerstand van je multimeter (10 MOhm) genoeg moeten zijn om deze langzaam te ontladen. Zie je de spanning veranderen als je de multimeter wat langer (aantal seconden tot paar minuten) aangesloten houdt?

Omdat ik zelf niet genoeg ervaring met hoogvermogen accu's heb ben ik voorzichtig met actief over oplossingen mee te denken: Fouten kunnen grote veiligheidsproblemen (kortsluiting, brand) of dure schade geven.

In het Autoweek artikel zie ik dat er al een uitlezing voor de spanning aanwezig is. Hoe en waar op is die aangesloten? Wellicht is het makkelijker/veiliger om de bestaande uitlezing te koppelen aan de benzinemeter.

In de zelfde foto staat een uitlezing voor een 123smartbms. Heb je hiervoor de 'extended module'? Daarvoor zijn ook meer traditionele uitleesunits te koop, misschien ook een voorbeeld om de bestaande benzinemeter aan te sturen.

Beste meedenkers, jullie gemopper heeft me toch aan het denken en meten gezet. Zie resultaat: meerdere LiFePo4 cellen hebben interne sluiting (soms +, soms -) naar de behuizing en enkele raakten de aluminium bak. Van boven af onzichtbaar. Erg gevaarlijk dus, maar al zo lang ik me kan herinneren..

Dank voor jullie hulp; vergeet mijn DC-DC vraag maar even.
@HarmP: ik ken de extended module, maar dacht het simpeler zelf te kunnen