Seguridad del circuito -> Prevención de humo por conexión accidental de voltajes de batería

Estoy construyendo un circuito mediante el cual los usuarios pueden conectar su batería a la pcb que luego será muestreada por un microcontrolador. El circuito del divisor de voltaje está bien, así que no centre su atención en esto.

La batería es una batería LIPO y estaba planeando que el usuario conectara el cable de equilibrio JST-XH a la PCB. Ahora, para aquellos familiarizados con las baterías LIPO, el conector es diferente según la cantidad de celdas que tenga la batería.

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Así que estaba pensando en tener varios conectores hembra JST-XH en la PCB, de modo que si el usuario tuviera, por ejemplo, una batería de 3 celdas, conectaría el cable de equilibrio de la batería al conector hembra de 3 celdas en la PCB. Si tuvieran una batería de 4 celdas, conectarían el conector de balance hembra de 4 pines a la pcb, la batería de 5 celdas al conector de 5 pines a la pcb, etc....

Supongo que el problema aquí es que si un usuario conecta accidentalmente 2 baterías, digamos una batería de 3 celdas y 4 celdas al mismo tiempo: el circuito no solo es peligroso, sino que las cosas pueden comenzar a humear (ya que en este momento tengo los extremos + y - de los conectores pcb hembra en la misma red.

Ejemplo de conector de equilibrio

¿Alguien tiene alguna sugerencia sobre cómo se puede lograr esto (sin diodos, no quiero la caída de voltaje, además creo que el diodo no se puede conectar en paralelo debido al hecho de que la batería descargará grandes cantidades de corriente a través de una conexión en paralelo al motor).

He pensado en tener un conector hembra de dos pines en la PCB y luego emitir un convertidor que sea adecuado para los diferentes tipos de baterías, para evitar contratiempos, pero me gustaría ver otras alternativas/soluciones.

En particular, la posibilidad de tener algún tipo de interruptor DIP en la placa para que cuando el interruptor DIP esté en una posición particular, pase el voltaje de la batería de tres, cuatro o cinco celdas a través del circuito ADC (pero solo uno) o cualquier otro. otra solución que se te ocurra.

Respuestas (2)

Quizás podría simplemente agregar algunas resistencias entre los conectores. Cuatro resistencias en total: dos que separan los terminales positivos entre sí y dos que separan los terminales negativos entre sí. Suponiendo que su muestreador de voltaje tenga una impedancia muy alta, entonces las resistencias no afectarán la lectura.

No sé exactamente qué se supone que debe hacer la red de resistencias, pero supongo que es un divisor potencial, destinado a reducir el voltaje de la batería, para que pueda muestrearse.

Por ejemplo, si se supone que su divisor de resistencia divide el voltaje por 3, puede configurar sus resistencias de esta manera:

Circuito de seguridad de la batería

Las resistencias de seguridad de 1k más las resistencias divisoras juntas forman un divisor de 10k:5k.

La resistencia puede ser un problema Rocket ya que este voltaje pasa a través de una red de resistencia controlada para dividir el voltaje.
@PeterH: creo que puede hacer que las resistencias de protección formen parte de la red de resistencias controladas. Tendré tiempo para dibujar un esquema más tarde esta noche.
Rocketman idea ingeniosa... Eso debería funcionar perfectamente.

¿Todo lo que estás haciendo es leer el voltaje? En ese caso, ¿por qué no simplemente colocar fusibles de corriente extremadamente baja? Esa es una especie de solución hack-y, pero podría servir para sus propósitos. Aunque veo que dices que esto también está conectado a un motor, entonces es casi seguro que no.

Otra opción es que parece que los conectores tienen una separación de 0,1", y podría colocar un solo encabezado de 0,1" de 5 pines, y simplemente decirles que siempre lo conecten en una determinada orientación (no obtendría la protección de polarización de la cubierta/guía del cabezal). Entonces no tendría que preocuparse por las múltiples baterías enchufadas a la vez, pero tendría que preocuparse por los usuarios que enchufan el conector al revés. Pero podría proteger eso al tener un diodo de protección de polaridad inversa que cortocircuita la tierra a Vin en el caso de un enchufe de polarización inversa. Esto tiene la desventaja de que si alguien lo enchufa al revés obtendrá un diodo extremadamente caliente, pero debería salvar el resto de la electrónica.

Este es el problema de cuán a prueba de idiotas realmente quiere hacer su sistema. Porque no importa lo que hagas, el universo puede arrojar un idiota más grande al problema. Creo que conectar varias baterías al mismo tiempo parece poco probable, pero solo soy yo.

Si todo lo que está buscando son configuraciones de interruptores DIP para evitar que se conecten varias baterías, probablemente debería tener en cuenta que si estos interruptores tienen que manejar la corriente que proviene de la batería, entonces debería esperar pagar mucho por ellos (como $ 10 por interruptor al menos), y la respuesta probablemente sea solo tener las conexiones a tierra o las conexiones positivas desconectadas a menos que se active un interruptor, uno para cada batería. Esto es simple pero igualmente propenso a errores (probablemente más propenso a errores que simplemente no conectar varias baterías simultáneamente).

Espero que ese enorme paseo ayude de alguna manera. ¡Buena suerte averiguándolo!

Hola Kit, gracias por tu ayuda. Lo que quise decir con el diodo es que, básicamente, si está en paralelo con los terminales + y - de la batería, las cosas explotarán. diodo del tamaño de un ladrillo pequeño... Todos hemos conectado circuitos incorrectamente en algún momento... Porque estas son baterías lipo que pueden descargar corrientes muy altas, de ahí mis razones de seguridad. Gracias Los diodos de la serie con circuitos analógicos a digitales deberían estar bien, ya que esta parte del circuito tiene una corriente muy baja, pero lo que preocupa es la caída de voltaje.
De hecho, todos hemos conectado algo incorrectamente en algún momento, y sigo manteniendo mi "solo puedes protegerte hasta cierto punto". ¿Hay alguna razón por la que no coloque un solo conector de 5 pines, la conexión positiva está en el pin más a la izquierda (pin 0) y luego una conexión a tierra en los pines 2, 3 y 4? Como dije: no hay problema con varias baterías, solo problemas con la polaridad. Creo que es posible que pueda resolver solo uno de estos dos problemas sin interferir con las lecturas, pero tal vez alguien tenga una idea mejor que resuelva ambos.
El cable de equilibrio de una batería lipo contiene un potencial de voltaje de aproximadamente 3,7 V para cada pin vecino. Piense en ellos como 3, 4 o 5 baterías en serie. Al medir un voltaje de arriba hacia abajo, obtienes la lectura completa del voltaje. Es lo mismo con el conector JST-XH. El sitio web de arriba lo explica muy bien. Si tuviera que conectar los pines del medio a la parte inferior, también veríamos humo, ya que sería como cortocircuitar una de las celdas de las baterías conectadas en serie. Saludos, Pete
¡Ay! Te tengo, debería haber leído el enlace proporcionado. Supongo que no está tratando de hacer funcionar los motores a través de esto, ¿es solo la conexión que está usando para monitorear?
No conducir los motores a través de este conector. La energía para los motores proviene de un calibre de cable mucho más grande :-) conectado en paralelo. IE Los cables principales de la batería de descarga LIPO.
Bueno, ahora entiendo el problema y creo que los fusibles de baja corriente en realidad podrían ser la respuesta. Coloque un fusible de acción rápida entre cada riel de entrada para que se dispare en algún límite pequeño. Si también le preocupa invertir la polaridad, si coloca un diodo en paralelo con el fusible en serie, cuando lo conecta al revés, el fusible se quemará antes de que el diodo se incendie o se abrume. ¿Tiene sentido o debería intentar editar mi respuesta?
No imagino exactamente tu configuración en mi cabeza con los diodos. Fusibles de poliinterruptor de 0.1A entre terminales positivo a positivo crees que funcionarían bien Kit? Ejemplo de conexión fusionada
Sí, teniendo en cuenta la poca corriente que consume, siempre y cuando no planee ejecutar esto en un entorno demasiado caluroso, creo que estará bien.
Otra pregunta. Estoy leyendo que los poliinterruptores tienen una clasificación de corriente máxima según el tipo de poliinterruptor utilizado. Si la corriente máxima de los poliinterruptores es de 10 A, pero la corriente de mantenimiento del fusible es, por ejemplo, de 100 mA, ¿se freirá el fusible si la corriente de la batería del cortocircuito es superior a 10 amperios?