【原创】做个隔离ADC采集器监视铁锂充电

t3486784401

我在之前的一片帖子中，折腾过磷酸铁锂的均衡器（被动式充电末端均衡）：
http://www.shoudian.org/forum.php?mod=viewthread&tid=1506689

但是充电过程究竟怎样心里还是没底。索性用 Arduino 做一套电压采样器，这样就可以知道充电曲线了。
由于充电电源、监视电脑之间可能存在 GND 电位差异，这干脆做成隔离式采集，共模电压随便搞。
实际可采集差模电压范围就是78M05工作范围：7~40V，带反接保护。

整个隔离 ADC 采集器做成 Arduino 扩展板的形态，直接用 Proteus 画的 PCB，原理图都懒得搞：


JLC 五块打样，选个红色代表高功率警示：


焊接过程从低到高，使用 ATTINY13 作ADC+主控，两片 817 光耦用作数据链路隔离：




最后灌入 T13 的程序，就可以配合 UNO 基板工作了：



至此获得了一块隔离ADC采集器，直接挂在 6S 充电回路上（装有之前设计的均衡器）：


最后终于获得了 1P6S 磷酸铁锂的充电曲线（我的均衡器设定 3.5V 截止），
电池充满前电压-时间曲线出现了若干阶梯台，说明末端均衡器逐个通道开启，工作正常。


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最后附上核心的通信代码（光耦隔离通信），是 URX/UTX 两根线的同步通信。

ATTINY13端（Slave）：

1. void OptSlaveSend(WORD dat)
   
2. {
   
3.     // 执行隔离通信从机发送: MSB, ..., LSB, P, N (, H, H,...)
   
4.     BYTE i, chk=0x2;        // chk.b1/b0= N/P
   
5.     OPTO_URX(CLR);
   
6.     OPTO_URX(DRO);
   
7.    
   
8.     // 依次发送数据
   
9.     for(i=0; i<16; i++)
   
10.     {
    
11.         if(!OptWaitClock())
    
12.         {
    
13.             OPTO_URX(SET);
    
14.             return;
    
15.         }
    
16.         if(dat&BIT(15))
    
17.         {
    
18.             OPTO_URX(SET);
    
19.             chk= ~chk;      // EOR Operate
    
20.         }
    
21.         else
    
22.         {
    
23.             OPTO_URX(CLR);
    
24.             NOP();          // to balance EOR
    
25.         }
    
26.         dat<<= 1;
    
27.     }
    
28.    
    
29.     // 发送校验位
    
30.     for(i=0; i<2; i++)
    
31.     {
    
32.         if(!OptWaitClock())
    
33.         {
    
34.             OPTO_URX(SET);
    
35.             return;
    
36.         }
    
37.         if(chk&BIT(0))
    
38.         {
    
39.             OPTO_URX(SET);
    
40.         }
    
41.         else
    
42.         {
    
43.             OPTO_URX(CLR);
    
44.         }
    
45.         chk>>=1;
    
46.     }
    
47.    
    
48.     // 等待最终超时复位
    
49.     while(OptWaitClock())
    
50.     {
    
51.         OPTO_URX(SET);      // 多余数据为补H
    
52.     }
    
53.     OPTO_URX(SET);
    
54. }

复制代码

UNO端（Master）：

1. uint16_t OptoSample(bool *pOK= NULL)
   
2. {
   
3.     // Query OptoADC Shield, Read 16bit Data
   
4.     // pOK: Receive Checksum if not NULL
   
5.     uint16_t dat= 0;
   
6.     uint8_t  chk= 0x2, tmp= 0;
   
7.     // #1: Query & Wait
   
8.     PULSE_UTX();                        // Query
   
9.     uint32_t tov= millis()+1000;        // Overflow Time
   
10.     while(digitalRead(URX))
    
11.     {
    
12.         if(millis()>=tov)
    
13.         {
    
14.             // Time overflow: Error
    
15.             if(pOK) *pOK= 0;
    
16.             return 0;
    
17.         }
    
18.     }
    
19.     delay(3);                           // to fit Low-Speed T13
    
20.     // #2: Read Data & Checksum
    
21.     for(uint8_t i=0; i<16; i++)
    
22.     {
    
23.         PULSE_UTX();                    // Clock
    
24.         dat<<= 1;
    
25.         if(digitalRead(URX))
    
26.         {
    
27.             dat|= 0x1;
    
28.             chk^= 0x3;                  // P,N: Toggle
    
29.         }
    
30.     }
    
31.     PULSE_UTX();
    
32.     tmp|= digitalRead(URX)? 0x1:0x0;    // Chk-P
    
33.     PULSE_UTX();
    
34.     tmp|= digitalRead(URX)? 0x2:0x0;    // Chk-N
    
35.     // #3: Do Checksum if necessary
    
36.     if(pOK)
    
37.     {
    
38.         *pOK= chk==tmp? 1:0;
    
39.     }
    
40.     return dat;
    
41. }

复制代码

PC上位机我就不贴了，接收个串口存数据（比助手多个电压换算+显示）。

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所谓生命在于折腾，本来这事用我的带 USB 万用表也行，做个扩展板验证下 T13 隔离采样的可行性。

最后祝大家身体健康，折腾愉快！

L555T_007

还以为是6节都独立测量呢

t3486784401

L555T_007 发表于 2020-3-24 20:16
还以为是6节都独立测量呢

78M05 拆掉，板子多焊几块堆叠起来就可以独立测量了。

板子设计时就是堆叠结构，单个UNO底座可以插N层，不过软件得更复杂些，要加入通道寻址。

王有才才

厉害厉害厉害厉害

星星海

佩服大佬超强的技艺~

海盗杰克

顶技术贴！

wang737

给你看下这个老外也在开发的你可以参考国外正在众筹的，每节的温度电流容量都能实时显示在软件上

t3486784401

wang737 发表于 2020-3-25 10:11
给你看下这个老外也在开发的你可以参考国外正在众筹的，每节的温度电流容量都能实时显示在软件上

目测也是每路一套隔离 ADC，有好方案推荐不？

modelmy

BQ7693003DBTR不香吗

t3486784401

modelmy 发表于 2020-3-25 12:06
BQ7693003DBTR不香吗

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