El problema es que la mayoría de los voltajes de las celdas son más altos de lo que A / D (y MUX?) pueden manejar, por lo que necesita alguna forma de mantenerlo dentro del rango. Puede simplemente colocar un divisor de voltaje en cada toma de celda, pero luego debe escalar individualmente cada voltaje de toma y restarlos para obtener los voltajes de la celda, lo cual es difícil de hacer con precisión.
La solución utilizada en muchos cargadores es un amplificador operacional configurado como un amplificador diferencial, como este: -
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Este ejemplo muestra uno de los circuitos idénticos que se utilizarían para obtener el voltaje en cada celda del paquete.
La salida del amplificador operacional OA1 es proporcional a la diferencia entre los voltajes en cada extremo de la celda 3. El amplificador operacional solo puede aceptar un máximo de 6 V en sus entradas, por lo que R1 y R2 dividen el voltaje de entrada + (no inversor) entre 3. R3 y R4 tienen la misma relación, por lo que la tensión en la entrada - (inversión) también se divide entre 3, y las proporciones iguales garantizan que se mantenga el equilibrio diferencial (por lo que los cambios de tensión en las celdas inferiores no tienen efecto). La ganancia del amplificador operacional se establece en 0.5 por la relación de R4 / R3, por lo que el rango de voltaje de salida útil se reduce de 1V (3-4V) a 0.5V (1.5-2V).
El circuito que se muestra arriba funciona para hasta 4 celdas, pero para un voltaje más alto, necesita un amplificador operacional de voltaje más alto (y Vcc) o una relación de división más alta.
Esta técnica se usa comúnmente para hasta 6 células, pero no sé cuán exitosamente podría extenderse a 16 células. Teóricamente, su convertidor A / D tiene la resolución suficiente para manejar el rango de voltaje más pequeño, pero en la práctica puede ser bastante difícil obtener la precisión que desea. Podría amplificar la señal con otro amplificador operacional, pero luego puede tener problemas de desviación y desviación.
Otra opción podría ser conectar un voltaje de precisión al convertidor de frecuencia a través de cada celda, acoplar los pulsos de salida a través de optoacopladores y medir las frecuencias utilizando un contador / temporizador en el Arduino. Los convertidores V / F obtendrían algo de energía fuera de las celdas, pero si tienen una alta capacidad, esto no debería afectar significativamente su capacidad.
Sin embargo, probablemente optaría por un enfoque mucho más simple de 16 voltímetros. Solo obtendría 3 de estos 6S lipo monitor / balancers. O si solo necesitara verificar los voltajes ocasionalmente, solo obtendría un medidor 6S y conectaría algunos cables de balance a la batería para enchufarlo.