Peue akuisisi data?

Metode akuisisi data

Metode deteksi tegangan sel tunggal .

Modul perolehan tegangan sel baterai nakeuh komponen nyang that peunteng lam sistem manajemen baterai daya. Kinerja ngon akurasi jih menentukan akurasi penilaian sistem teuntang informasi status baterai, ngon leubeh lanjot mempengaroh implementasi nyang efektif dari strategi kontrol selanjut jih. Metode nyang umum dipakek keu deteksi tegangan sel termasok metode array relay, metode sumber arus konstan, metode akuisisi penguat operasional nyang terisolasi, metode perolehan rangkaian konversi frekuensi/frekuensi, ngon metode perolehan rangkaian penguapan opcocoupler linier.

1. Metode Array Relay .

Gambar 8-6 geupeuleumah diagram blok rangkaian akuisisi tegangan baterai berdasarkan metode array relay. Nyoe na sensor teugangan terminal, saboh array relay, saboh A-D (anlog-to}odigital), saboh optokoupler, ngon saboh peumeunang. Keu geu uko teugangan terminal baterai n nyang teuhubong lam seri, n+1 kawat peureulee geuhubong ngon tiep-tiep node lam pak baterai. Bak watèë geu uko teugangan terminal baterai m{9}}h, mikrokontrol geukirem sinyal kontrol nyang sesuai, nyang geupiléh relay nyang sesuai rot rangkaian multipleks, opcocoupler, ngon relay drid drive, geuhubong m- kawat keu kawat A-}}}eh geuteuka.' Biasa jih, resistensi alat switching nyan relatif ubeut, dan kesalahan nyang diseubabkan le resistensi alat-alat switching karap hana jeulaih lheuh meugabong ngon rangkaian pembatas tegangan. Seulaen nibak nyan, mandum struktur sirkuit nyan sederhana; hanya resistor pembagian tegangan, chip konverter AD, dan akurasi referensi tegangan mempengaruhi akurasi hasil akhe. Kesalahan resistor ngon chip biasajih jeuet geupeugot that ubeut. Kareuna nyan, metode array relay paleng cocok keu aplikasi nyang peureulee pengukuran tegangan baterai individu nyang tinggi ngon akurasi nyang tinggi.

2. Metode Sumber Saat Nyoe Konstan .

Prinsip dasar perolehan tegangan baterai paralel deungon menggunakan rangkaian sumber arus konstan adalah untuk mengubah tegangan terminal baterai jeut keu sinyal arus berubah linier tanpa menggunakan resistor konversi. Hai nyoe keuh nyang peuningkatan keumampatan sistem nyang na lam sistem nyan. Lam saboh-stage, kareuna teugangan terminal baterai relatif miyup, umum jih antara 2V ngon 5V, tegangan relatif stabil watee dipeuteubiet, deungon lagee nyan geupeugot keumampatan anti -}} potensi. Kareuna nyan, saboh amplifier operasional - saluran-satu kayém geupiléh lam proses desain keu geupeumeu'èn hai nyoe. Kareuna perbedaan desain ngon aplikasi sirkuit, rangkaian sumber arus konstan jeut geucok le bentuk nyang beda.

Rangkaian nyang geupeuleumah bak Gambar 8-7 nakeuh salah saboh contoh lagee nyan; nyan nakeuh rangkaian sumber arus nyang konstan nyang terdiri dari saboh seri- jeuet keu amplifier operasional ngon transistor efek lapangan nyang meuisolasi.

Lagèë nyang jeuët takalon nibak struktur amplifier operasional, rangkaian nyoe nakeuh saboh multi{ 0}}stage{1}}}}h geupeuatô ngon bukaan buka-}loop ngon umpan balik negatif nyang dalam. Tahap input jih geupakek rangkaian amplifier diferensial ngon terintegrasi bak chip silikon nyang sama, nyang meuhasekan pencocokan kinerja nyang that get antara dua, ngon tahap perantara na kemampuan amplifikasi nyang tinggi. Berdasarkan prinsip sirkuit diferensial, sirkuit nyoe na kemampuan penolakan sinyal nyang teuga. Kareuna nyan, watee ta pakek amplifier operasional untuk ta uko tegangan sel-sel individu lam pak baterai, keumampatan penolakan dan amplifikasi umum nyang tinggi akan meningkatkan akurasi pengukuran. Saboh alat transistor (IGFET) nyang meuisolasi (IGFET) nakeuh saboh alat semikonduktor nyang geungui efek medan listrek dari rangkaian input keu geukontrol arus rangkaian output. Watee beroperasi di wilayah resistensi variabel, arus pembuangan output I na hubungan secara linier ngon saluran pembuangan input-} Resource. Seulaen nibak nyan, geurebang-}}eh nibak impedansi nyang that manyang, geupeuhase arus kebocoran nyang that ubit, seudangkan saluran pembuangan{15}}hon ateuh-}}}heueh nyan ubiet, geupeuhase tegangan nyang that miyub.' Gambar 8-7 geupakek P-}Ayah}}}}Ay'kum}} jeuet keugeumodelan Ucs gerbang.' Amplifier operasional nyan beroperasi di wilayah linier. Meunyo low on-}}eh geupiléh, drop teugangan on-state hana jeuet ta abaikan. Sehingga,

dielusi

Lam persamaan di ateuh, perbedaan antara u₁ ngon u₂ nakeuh tegangan terminal baterai, ngon U₁ nakeuh teugangan output dari rangkaian penguat operasional nyang meubalek. Mudah that ta kalon bahwa dioda Zener nyang teuhubong ngon output penguat operasional geubri masukan, geujaga rangkaian lam keadaan seimbang. V₀ ↑→ |Uz| ↓→ IL ↓→ |VR| ↓→ VI ↑→ |V₀| ↓. Dipat V₀ nakeuh teugangan output dari amplifier operasional; VR nakeuh tegangan lintas resistor R₁; dan VI nakeuh tegangan diferensial input dari amplifier operasional, nyakni, VI =}} Rh} - Rh. Bak watee rangkaian nyan na lam keseimbangan, VI=0. Rangkaian sumber arus nyang konstan na struktur sederhana, keumampatan penolakan umum nyang teuga, akurasi akuisisi tinggi, ngon praktis nyang jroh.

3. Peusapat Operasi Isolasi .

Penguat operasional isolasi adalah komponen elektronik nyang mampu mengisolasi sinyal analog. Nyoë le that geungui seubagoë isolasi lam kontrol proses industri ngon seubagoë media isolasi lam meubagoë alat pasokan daya. Umum jih terdiri dari dua boh bagian: bagian input dan bagian output. Nyoe geubri daya secara meupisah dan ditambah le penggabungan magnet. Sinyal nyan dimodulasi le bagian input, melewati lapisan isolasi, dan kemudian didemodulasi dan dipulihkan le bagian output. Penguat operasional solational ideal keu rangkaian akuisisi tegangan sel baterai. Awak nyan meuisolasi sinyal tegangan terminal baterai input dari rangkaian, sehingga menghindari gangguan eksternal ngon meningkatkan akurasi ngon keandalan sistem. Contoh aplikasi khas geubri di miyup nyoe.

Gambar 8.8 menunjukkan penerapan amplifier operasional isolasi dalam sistem manajemen baterai daya 600V. Pak baterai na 50 boh markis horizontal- cictd ngon tegangan pernilaian 12V, ngon teugangan terminal jih meurumpok saboh-saboh ngon rangkaian penguat operasional isolasi. ISO 122 nakeuh saboh amplifier isolasi nyang dirancang ngon modulasi ngon teknologi demodulasi nyang dikemas le Black & Decker (BBB) ​​di Amerika Serikat, nyang geungui teknologi kopling kapasitor presisi ngon pengaturan pin dual{{8}n konvensional ({{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{PR} line. Bagian input ngon output ISO 122 na lam rangkaian pengambilan sampel, dipisahkan deungon dua kapasitor 1pF nyang cocok membentuk lapisan isolasi. Teugangan isolasi nyang geubri nilai leubeh rayeuk nibak 1500V (AC 60Hz sabe), ngon impedansi isolasi nyang tinggi ngon akurasi ngon linieritas keuntungan nyang tinggi, ngon lagee nyan memenuhi syarat aplikasi praktis. Lagee nyang deuh bak Gambar 8.8, daya input ISO 122 dicok dari pak baterai otomatis, dan sinyal output, nyang na hubungan linier ngon jih, secara multiplexed, lheuh nyan secara otomatis dibagi le dua resistor presisi nyang dikendalikan le mikrokontroler seugolom dikirem keu input. Daya output dipeusapat le modul pasokan daya bak papan sirkuit, dan tegangan terminal baterai diisolasi. Perlu diperhatikan bahwa lam rangkaian akuisisi tegangan terminal baterai keu 50, inverter ditamah lheuh rangkaian amplifier operasional nyang terisolasi untuk meuubah sinyal output dari negatif jeut keu positif. Harus cit ditunjukkan bahwa meskipun sirkuit akuisisi penguat operasional nyang terisolasi na kinerja nyang that get, biaya nyang tinggi ka membatasi aplikasi jih nyang luah.

4. Tegangan/Frekuensi Konversi Akuisisi Akuisisi .

Bak geungui rangkaian konversi tegangan/frekuensi (V/F) keu meurumpok tegangan sel baterai, konverter V/F that peunteng. Nyan komponen nyang geuubah sinyal tegangan jeut keu sinyal frekuensi, geubri akurasi nyang that get, linieritas, ngon input integral.

Gambar 8-9 geupeuleumah skema sirkuit konversi LM331 V/F nyang geungui keu konversi V/F nyang manyang. LM331 nakeuh saboh chip V/F nyang meuintegrasi lambong nyang manyang nyang geupeugot lé FS Microkontroler. Nyoe geupakek rangkaian referensi bandgap nyang dikompensasi suhu baroe, geubri akurasi nyang that tinggi di mandum rentang suhu operasi ngon bak tegangan pasokan daya serendah 4,0V.

Lam metode akuisisi nyoe, sinyal tegangan langsong diubah jeut keu sinyal frekuensi, nyang lheuh nyan jeut diproses le port kontra kontroler tanpa peureulee konversi A-D. Seulaen nyan, keu meuleungkap rangkaian konversi V/F lam sistem akuisisi tegangan sel baterai, rangkaian seleksi nyang sesuai ngon rangkaian penguat operasional cit peureulee dirancang keu meucapai fungsionalitas akuisisi multi{2}}channel. Metode nyoe leubeh kureung komponen, tapi tegangan{4}} osilator nyang terkontrol mengandung kapasitor, ngon kesalahan relatif kapasitor umum jih rayeuk, ngon kapasitor nyang leubeh rayeuk nyang geupeuleumah keusalahan relatif nyang leubeh rayeuk.

.

Rangkaian perolehan tegangan sel baterai berdasarkan optokoupler linier mencapai isolasi antara akhe akuisisi sinyal ngon akhe pemrosesan, sampoe meningkatkan stabilitas sirkuit ngon kemampuan antiferensi. Gambar 8-10 geupeuleumah opcocoupler linier TIL300, nyang terdiri dari saboh umpan balik nyang terisolasi fotodioda nyang dibifurkasi le pencahayaan LED inframerah ngon fotodioda output. Teknologi proses khusus dipakek untuk meukompensasi nonlinieritas watee LED dan karakteristik suhu, jeut keu sinyal output sebanding secara linier ngen fluks servo luminal yang dipeuteubiet le LED. TIL300 na isolasi puncak 3500V, bandwidth nyang leubeh rayeuk dari 200kHz, cocok keu amplifikasi nyang terisolasi dari sinyal DC ngon AC, ngon na stabilitas keuntungan output ±0,05%/ derajat. Lagee nyang jeut takalon dari diagram, nilai tegangan saboh sel baterai (perbedaan antara U1 ngon U2) diubah jeut keu sinyal arus Ip le amplifier operasional A ngon mengalir melalui optocoupler linier TIL300. Lheueh opto-}h, nyan geupeuteubiet Ip2 jinoe nyang na hubongan ngon Ip1. Arus nyoe lheuh nyan geuubah lom jeut keu nilai tegangan le amplifier operasional A2 keu konversi A-D ngon perolehan data. Peuë njang patôt ta peu ingat bahwa dua boh ujong opcocoupler linier njan peureulèë pasokan daya independen njang meulaén, njang geubri label I+12V dan ±12V dalam diagram. Nyoe menunjukkan bahwa rangkaian penguat opcocoupler linier kon hanya na isolasi yang teuga dan anti-}}} Bukôh tapi cit geupeutheun linieritas nyang jroh dari sinyal analog watee transmisi. Oleh kareuna nyan, jeut dipakek lam hubungan jih ngen array relay atau rangkaian gerbang lam sistem akuisisi multi-channel. Namun, sirkuit jih relatif kompleks, dan le faktor jeut mempengaruhi akurasi jih.

Metode Akuisisi Suhu .

Suhu operasi baterai hana mantong meupeungaroh keu kinerja baterai tapi cit langsong na hubungan ngon keselamatan kendaraan listrek. Kareuna nyan, perolehan parameter suhu nyang akurat that peunteng. Meurumpok suhu hana payah; kunci jih nakeuh tapeugot sensor suhu nyang cocok. Saat nyoe, le sensor suhu nyang na, lagee termitor, termokouples, transistor termisor, ngon sensor suhu nyang terintegrasi.

1. Metode Akuisisi Termia .

Prinsip metode akuisisi termitor nyan didasarkan bak karakteristik bahwa resistensi termisor berubah deungon suhu. Resistor teutap dihubongkan secara seri deungon termisor untuk membentuk pembagian tegangan, sehingga mengubah tingkat suhu jeut keu sinyal tegangan. Sinyal nyoë lheuëh nyan geuubah jeuët keu informasi suhu digital rot analog-keuon-digital. Termistors murah tapi na linieritas nyang brok dan umum jih na kesalahan manufaktur nyang relatif rayeuk.

2. Metode Akuisisi Termokil .

Prinsip keurija sidroe termokop nakeuh bahwa tuboh bimetal nyang menghasekan potensi termoelektrik nyang berbeda bak suhu nyang berbeda. Deungon meurumpok nilai potensial termolistrik nyoe, nilai suhu jeut dipeugot deungon cara dimita tabel. Kareuna nilai potensial termolistrik hanya meugantung bak bahan, akurasi termokouples that tinggi. Namun, kareuna potensi termoelektrik adalah sinyal milivolt-}, geuperlekan, geupeugot kompleks sirkuit eksternal. Umum jih, logam na titik leleh nyang tinggi, sampoe termokop biasa jih dipakek untuk pengukuran tinggi{5}}S} sebanding.

3. Metode Akuisisi Sensor Suhu Terpadu .

Kareuna pengukuran suhu jeut seumaken umum lam udep ngon produksi siuroe-uroe, produsen semikonduktor kaleuh ji peuturi le sensor suhu terpadu. Sementara le dari sensor nyoe didasarkan bak termisor, awak nyan dikalibrasi watee pembuatan, meuhasekan akurasi nyang sebandeng ngen termokouples. Seulaen nyan, awak nyan jeut langsong ji peuteubiet nilai digital, jeut keu ureung nyan deungon get{2}} nyang ka ji peugot keu ji pakek lam sistem digital.

Metode Akuisisi Saat Nyoe .

Metode deteksi arus umum nakeuh shunts, trafo, sensor arus efek Hall, ngon sensor serat optik.

Karakteristik dari tiep-tiep metode dipeudeuh lam Tabel 8-1.

Di antara faktor-faktor nyoe, biaya sensor serat optik nyang tinggi geubatasi aplikasi jih lam bidang kontrol; shunts low- biaya dan na respon frekuensi nyang jroh, tapi rumit untuk dipakek kareuna harus dihubungkan ngon loop saat nyoe; trafo arus hanya jeut dipakek untuk pengukuran AC; dan sensor arus elemen Hall menawarkan kinerja nyang jroh dan mudah dipakek. Saat nyoe, sensor arus elemen shunts ngon Hall paleng umum dipakek lam akuisisi saat nyoe ngon pemantauan sistem manajemen baterai daya kendaraan listrek.

Metode Deteksi Asap .

Seulama operasi kendaraan, kareuna kondisi jalan nyang kompleks ngon masalah pembuatan baterai nyang meulekat, darurat ekstrem lagee asap atawa apui jeut terjadi kareuna leubeh suum, kompresi, atawa tabrakan. Meunyo keujadian-keujadian nyoe hana jiteumee dan efektif jituju deungon bagah, awaknyan pasti akan meutamah rayeuk, mengancam baterai di sekitar, kendaraan, dan personil lam kompartemen kargo, nyang brat that meudampak keu keselamatan operasional. Keu peutheun keujadian lagee nyan, pemantauan asap ka geupeutamong u dalam sistem manajemen baterai lam padum-padum thon nyoe dan teungoh geuterimong perhatian nyang meutamah.

Sensor asap na macam-macam dan jeut dikategorikan jeut keu lhee jenis utama berdasarkan prinsip deteksi jih: 1 sensor asap yang memanfaatkan sifat fisikokimia, lagee sensor asap semikonduktor dan sensor asap pembakaran kontak; Sensor asap nyang memanfaatkan sifeut fisik, lagee sensor asap konduktivitas termal, sensor asap gangguan optik, ngon sensor inframerah; Sensor asap asosiasi nyang memanfaatkan sifeut elektrokimia, lagee arus asap asap ngon gaya elektromotif- tipe. Kareuna sensor asap na macam-macam, sensor asap semikonduktor hana jeut ji deteksi mandum gas. Kareuna nyan, tipe tertentu dipileh untuk ji deteksi saboh atawa dua jenis asap tertentu. Miseu jih, sensor asap semikonduktor oksida terutama dipakek untuk mendeteksi asap hidrokarbon, termasuk O₂, H₂, CO, H₂, O₃H₂O, Cl₂, OH, CO₂, dan laen-laen. Kareuna keterbatasan elektroda, sensor nyoe terutama dipakek untuk mendeteksi asap anorganik, lagee O₂, CO₂, H₂, Cl₂, SO₂, laen laen.

Bak watee sensor asap dipakek lam baterai daya, pemilihan sensor peureulee meuphom komposisi asap nyang dipeuhase le pembakaran baterai. Umum jih, pembakaran baterai menghasilkan CO dan CO2 nyang le, oleh kareuna nyan sensor nyang sensitif keu dua gas nyoe haroh dipileh. Struktur sensor nyan peureulee geuadaptasi ngon kondisi getaran penggunaan kendaraan nyang panyang-}tem keu geucegah pemicu palsu kareuna abe jalan ngon getaran.

Alat alarm asap lam sistem manajemen baterai daya harus dipasang bak konsol driver. Bak watèë teurimong sinyal alarm, harôih bagah that geupeuteubiët saboh alarm ngon patar ngon salah nyang jeuët tadeungo, geupeupasoe supir jeuët bagah that geudeteksi ngon geuteurimong sinyal alarm.

Miseuëjih, sistem alarm asap nyang geungui lam bus listrek Olimpiade, nyang leubèh-leubèh geupeukeumang lé Institut Teknologi Beijing, geungui sistem baterai nyang geubri daya lé alkali atawa karbon -zar, geupeupasoë operasi normal 24-jam. Sinyal alarm nyan geubri daya le pasokan tenaga baterai 24V kendaraan, nyang geupeusapat secara meupisah keu geupeupasti kemerdekaan sistem alarm. Alarm nyang disebarkan mendeteksi konsentrasi asap melalui sensor asap internal. Watèë konsentrasi asap na di miyup bataih, kontroler internal alarm geupeugot output relay keu rangkaian nyang teubuka; watee konsentrasi asap nyan leubeh nibak bataih, kontroler internal geupeuteutap output relay u rangkaian paneuk, bagah that geugamba pasokan daya {7}V keu panel tampilan keu geubentuk rangkaian alarm ngon pasokan daya -24V bak panel tampilan, geupeuteubiet sinyal alarm nyang jeuet tadeungo ngon visual. Struktur sistem dipeudeuh bak Gambar 8-11.