Mal ein wenig Gespinne, Stromanzeige für Akku in Echtzeit?

[Kraftei]

Hallo,
das Watt's Up misst unteranderm auch den entnommenen Strom.

Ob das wirklich mit der geladenen Strommenge übereinstimmt kann ich nicht sagen.

Siehe hier einen Artikel aus dem Modellflieger

Gruß Ralf

[Heli_Crusher]

Wie ER Corvolus schon schreibt,

ein Shunt in die Plusleitung zwischen Akku und Regler, ein wenig Operationsverstärker und einen Mikrocontroller und ein Sendemodul.

Wenn ich nicht so stinkefaul wäre, dann könnte eine solche Lösung bei mir so aussehen:

Shunt Widerstände mit 90 Ampere Belastbarkeit gibt es in sehr schnuckeligen Ausführungen und kleinem Gewicht. Dazu müsste man dann eine kleine OP-Schaltung basteln, die mit einer stabilisierten Gleichsspannung versorgt wird, um den gemessenen Stromwert zu normieren. Z.B. 1 Ampere = 50 mV (Das reicht dann bis 100 Ampere). Damit gehe man an den Analogeingang eines Microcontrollers (z. B. den ATmega 8 L weil der mit 10 Bit auflösung arbeitet und dann noch ein paar Analogeingänge übrig bleiben, für z.B. die Zellenspannung zu messen.) dem man einen Präzisionsreferenzspannungsquelle zur Seite stellt.
Wenn man diese Schaltung dann in SMD aufbaut und den Controller mit einem Programm so füttert, das der schon onboard aus dem Strom und der Zeit die entladenen mAh macht und gleichzeitig noch noch die Zellenspannung misst, dann kann der über seine USART (Serielle Schnittstelle am Controller mit RS-232 Protokoll) Schnittstelle die Daten an ein kleines, günstiges BlueTooth Modul ausgeben, das die Daten dann via rfcomm (Serielle Schnittstelle über Bluetooth) an ein Smartphone / Laptop / anderen Microcontroller an der Funke mit BlueToothModul rausfunkt und die Daten dann dort angezeigt und evtl. eine Warnung ausgegeben wird.

Das kritische daran sehe ich im BlueTooth, weil ja mittlerweile auch RC-Sender / Empfänger im 2,4 GHz Bereich im Betrieb sind und in der Stromversiorgung für die Microcontrollerschaltung sowie der Spannungsreferenz. Schließlich geht die Spannung am Akku ja ganz schön "spazieren" wenn Ihr eure Heli so durch die Luft prügelt.

Nicht zu fest hauen, wenn ich mich, Ideentechnisch, vergallopiert habe.

Michael

[masterofdesaster]

Moin,
ich spinne mal etwas rum. Es gibt von Maxim einen schönen 'high side' Stromsensor der mit einem Shunt funktioniert und zum Messen einen kleinen Strom ausgibt (MAX472). Mit einem Widerstand kommt man dann auf eine messbare Spannung. Die Akkuspannung lässt sich über einen Spannungsteiler auf ein erträgliches Maß herunterteilen und mit einem Controller am ADC Eingang messen, genau so, wie die umgewandelte Strommessung. Von Atmel könnte einer von den Tinys klappen. Die Soft misst den Strom und die Spannung und errechnet daraus die schon entnommene Ladung und schaut nach, wieviel da noch drin sein sollte. In der Software sollte schon stehen, wie die Akkuparameter sind. Wenn z.B. noch 20% Ladung drin sind, fängt ein kleiner Piezopiepser an Lärm zu machen und man kann dann noch schön landen. Alternativ könnte man ein 433MHz (2,4GHZ, ZigBee) Funkmodul nehmen um die Daten zum Piloten zu übertragen. Bei der Funkübertragung kann man ja auch noch die Drehzahl mit übertragen.
Johannes

[masterofdesaster]

Na, Michael, dawarst Du um zwei Minuten schneller als ich.
Schön alles in SMD machen dürfte kein Problem sein.
Bluetooth und wohl auch ZigBee hat unangenehm viel mit Protokollen zu tun.
Es gibt von Micrel die 'MicRF' Serie. Habe mir das Zeug länger nicht mehr angeschaut, aber noch irgendwelche Samples davon liegen. Die machen seriell -> HF - HF->seriell.
Johannes

[Heli_Crusher]

Stimmt,

habe auf Deinen Beitrag hin mal in die Datenblätter geschaut. Ein Tiny würde es wirklich mehr als ausreichend tun. Wenn man dem Teil dann noch vor dem Flug mitgibt, wie groß der Akku ist und bei welchen Entladezuständen / Zellenspannungen der denn warnen soll, dann wäre die Sache perfekt.

Wenn ich die Idee dann mal weiterspinne, könnte man ja auch ein kleines SMD EEProm mit I2C oder TWI an den Akku pappen und dann, wenn man den Akku zum Laden anhängt, die Daten rauslesen.

Dann wäre aber auch noch die Akkutemperatur während des Entladens schön zu wissen, weil man dann auch weiß, wenn man aufhören soll. Schließlich wird so ein Akku ja auch mal schlapper und heizt sich mehr auf beim Entladen.

Mann, wenn man nicht so faul wäre und sich mit der Controllerprogrammierung besser auskennen würde. Das wäre echt eine Marktlücke im RC-Modellbaugeschäft. (Datalogger mit Telemetrieübertragung) dann noch einen Applikation für ein Symbian OS Smartphone, das die Daten mit Bluetooh empfängt und loggt.

Michael

[masterofdesaster]

Die Idee mit dem Parameterspeicher am Akku ist genial.
Mal weitergesponnen: I2C EEPROM und zusätzlich ein I2C Temperatursensor. Dann brauchen wir zum Akku nur vier Signale. Vcc, SDA, SCK und Gnd.
Ich finde, daß die Controllerprogrammierung nicht mehr schmerzhaft ist, seit dem ich den Bascom Basic Compiler benutze (www.mcselec.com). In der freien Version kann er 4k Code, was für einen Tiny mit der Aufgabe reichen sollte.
Ein smartes Terminal ist nicht schlecht. Das Problem sehe ich im Bluetooth und den dazugehörigen Protokollen. Da wäre ein fertiges Interface 'UART -> BT' nicht schlecht, was allerdings wieder was wiegt und Leistung braucht. Ausserdem braucht man dann das entsprechende Gegenstück auf der Terminalseite. Wer das kann, Hut ab.
Was ich mir die Tage überlegt hatte, ist am Sender den Empfänger zu haben und ein einfaches LCD zu verwenden.
Ich habe da noch eine 'spinnerte' Idee. Es gibt da so schöne, kleine GPS Module die direkt mit TTL Pegel die NMEA Daten ausgeben -> Datenlogger für die geflogenen Figuren/Strecke.
Johannes

[frankyfly]

Das lauft hier ja mehr und nehr auf "Was ist alles mit einem µC möglich" und "wie programmiere ich einen µC" heraus.

Da kann ich euch nur das Robotor-Netz Empfehlen!

edit: da braucht ihr euch noch nichtmal an eine andere Optik zu gewöhnen

[Heli_Crusher]

Hallo frankyfly,

im Roboternetz lese ich mit und ab und an poste ich dort auch Was...

Leider sind die da alle um Lichtjahre besser als ich .

Ausserdem haben wir ja nicht mit Echtzeit Telemtrie angefangen.

Das war SPAWN...

Aber noch zur Ergänzung: Im Mikrocontroller.net gibt es eine Menge Beiträge, die sich mit Serieller Übertragung via BT Fertigmodulen beschäftigen.

By the way: An meinem Sharp Zaurus SL-5500 G habe ich so ein kleines Modul, das aus der seriellen Schnittstelle BT macht und das auf der anderen Seite (Linux PC) mit BT-Dongle auch Null-Modem Verbindungen kann. Dieses Ding nennt sich AirCable und wiegt ca. 10 bis 20 Gramm.

So, genug gesponnen, sonst fange ich noch aus Versehen mit Hardware an und kann die nachher nicht programmieren.

Michael

[frankyfly]

Was echtzeit Telemetrie von Strom, Spannug und Akkustand im Heli bringen soll frag ich mich sowieso die ganze Zeit. Ich hab da keine zeit hinzusehen von wegen "wie lange noch" oder "bricht die Spannug ein" Das kann man im nachher viel besser und beim Fliegen reicht es wenn mir Irgendwas sagt wann mein Akku leer ist.

was soll den auf dem Akku-Parameterspeicher alles gespeichert werden?
zum Laden sind die Daten doch nicht nötig / zu gebrauchen. ich finde es dann schon vernünftiger die Daten z.B. auf einer SD-Speicherkarte für alle Akkus/Flüge gemeinsam zu Speichern und nachher gemeinsam auszulesen . So geht keine Messreihe verlohren oder was passiert wenn ich den Akku auf dem Flugfeld lade und einfach nochmal fliege?

Also währen z.B. folgende Daten/ meldungen interresant:
Spannung Antriebsakku,
Spannung Enpfängerakku (für nicht BECler)*,
Strom Antriebsakku,
Temperatur Antriebsakku*,
Temperatur Motor*.
Rotordrehzahl.
entnommene Akkukapazität (Strom über die Zeit integriert)
GPS Daten
Warnung bei z.B. 80% der Akkukabazität (vorher manuell eingestellt oder aus EEprom am Akku

wie oft soll den gemessen werden 10x/sec? mehr? weniger? wieviel Speicher braucht man dann pro sekunde oder minute ?

[Heli_Crusher]

Ja, die Sache mit der SD Karte ist ein wenig tricky ... Da ist, wenn Du die Daten im FAT Format ablegen willst, eine Menge Protokoll nötig.

Das EEProm auf dem Akku kann doch z.B. 64 kByte oder so groß sein. Da geht genug rein, auch wenn Du mal einen Akku auf dem Flugfeld lädst und weiterfliegst. Einfach bis EEProm voll und dann Schluß.

Was aber wohl keiner so bedenkt ... Wer macht denn die Abnahme wegen der EMV Verträglichkeit ??? Schließlich geht es da um ein Mikrorozessorsystem, das mit einem Takt von min. mal 1 MHz oder mehr läuft. Wenn dann noch BlueTooth oder 433 MHz Technik dazukommt, wird es noch komplexer.

Wenn Du mit 10 Bit am ADC wandelst, braucht jeder Wert, den Du speicherst mal min. die 10 Bit bleiben noch 6 Bit in den 2 Byte, die Du anders verwerten kannst (Messwert Nr. oder so)

Diese Werte mal den Zeitintervall, in dem Du speichern willst und die Flugdauer. Dann weißt Du, wieviel Speicher man braucht.

Michael

[frankyfly]

Dadurch bin auf die Idee mit der SD-Karte gekommen (unter AVR / SD-MMC) und das sah nicht sehr kompliziert aus.
kann mich aber auch irren ich fang auch erst an mit µCs
(warte noch auf jemanden der noch was haben wollte und dann werden ATMega16 und Bauteile für Versuchsboard bestellt)

edit hab eben gesehen das die HEX datei über 16kb groß ist, also doch wohl nicht ganz ohne!

[masterofdesaster]

Für das Thema FAT, SD-Karte und AVR gibt es das 'AVR-DOS' in Verbindung mit dem Bascom Compiler.
Das Akkumessen würde ich so machen, daß mehrere Samples die z.B. innerhalb 1-2 Sek. anfallen, gemittelt werden.. So bekommt man schnelle Schwankungen in den Griff.
@ Heli_Crusher:
Deine BT Lösung hört sich richtig gut an. Um EMV würde ich mir beim Selbstbau und nicht kommerzieller Verbreitung nur in soweit Gedanken machen, daß Niemand der Mitflieger und der eigene Heli gestört wird. Eine richtige Messung kostet unangenehm viel Geld.
Johannes