Zum Inhalt springen
TinyTechLab — Startseite

Elektronik, die aus Code entsteht

Zellmonitor für einen Hausakku

Ein Hausspeicher mit sechzehn Zellen soll melden, wenn eine davon warm wird. Das Batteriemanagement misst dafür zu wenige Punkte. Also eine eigene Platine — und weil Schaltplan und Layout aus Code entstehen, lässt sich beides versionieren, vergleichen und neu erzeugen.

Einseitiges Platinenlayout mit sechzehn Messkanälen und mehreren Wandlerbausteinen
Fertige Sensorplatine in der 3D-Ansicht: oben und unten je eine Reihe Anschlussklemmen mit ihren Widerständen und Kondensatoren, in der Mitte drei Wandlerbausteine und zwei Stiftleisten
Die Sensorplatine mit allen sechzehn Kanälen. Jeder Kanal ist ein Spannungsteiler aus Festwiderstand und Temperaturfühler, geglättet mit einem Kondensator.

Warum einseitig

Die Platinen werden auf einer kleinen Fräse gemacht, nicht bestellt. Eine Fräse kann aber nur eine Seite isolieren, ohne dass man das Werkstück wenden und neu ausrichten muss — und jede Wendung ist eine Fehlerquelle. Also muss das Layout mit einer Kupferlage auskommen.

Das ist eine echte Einschränkung: Leiterbahnen dürfen sich nicht kreuzen. Bei 16 Kanälen plus Bus heißt das, die Anordnung muss von vornherein darauf ausgelegt sein, nicht nachträglich entwirrt werden.

Layout der Kopfplatine in Rot: links die Anschlussreihe mit Widerständen, rechts die Sockel für das Mikrocontroller-Modul, dazu Sicherungen, Dioden und beschriftete Klemmen für Akku und BMS
Die Kopfplatine trägt den Mikrocontroller, die Versorgung und die Anbindung ans Batteriemanagement. Die hellen Linien sind die Stellen, an denen das Routing noch eine Brücke braucht.

Was beim Batteriemanagement zu klären war

Das verbaute BMS spricht Modbus über echtes RS485 — nicht die Pegelvariante, die bei der Schwesterserie desselben Herstellers üblich ist. Das ist der Unterschied zwischen „funktioniert“ und „gar nichts passiert“, und er steht in keinem Datenblatt, sondern in einem Fehlerbericht zu genau diesem Modell.

Deshalb sitzt auf der Kopfplatine ein Pegelwandler in einem Sockel. Wenn die Annahme doch falsch ist, wird ein Baustein getauscht und nicht eine Platine.