ARDUINO PWM SOLARNI UPRAVLJAČ PUNJENJA (V 2.02): 25 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Ako planirate instalirati solarni sustav izvan mreže s baterijom, trebat će vam solarni regulator punjenja. To je uređaj koji se nalazi između solarne ploče i baterije za kontrolu količine električne energije koju solarne ploče proizvode u baterijama. Glavna funkcija je osigurati da je baterija pravilno napunjena i zaštićena od prekomjernog punjenja. S povećanjem ulaznog napona iz solarne ploče, regulator punjenja regulira punjenje baterija sprječavajući svako prekomjerno punjenje i isključuje opterećenje kada se baterija isprazni.

Moje solarne projekte možete pregledati na mojoj web stranici: www.opengreenenergy.com i YouTube kanalu: Open Green Energy

Vrste regulatora solarnog punjenja

Trenutno postoje dvije vrste regulatora punjenja koji se obično koriste u fotonaponskim sustavima:

1. Regulator Pulse Width Modulation (PWM)

2. Regulator za praćenje maksimalne snage napajanja (MPPT)

U ovom Instructableu ću vam objasniti PWM solarni regulator punjenja. I ranije sam objavio nekoliko članaka o kontrolerima punjenja PWM -a. Ranija verzija mojih solarnih regulatora punjenja prilično je popularna na internetu i korisna je ljudima širom svijeta.

Uzimajući u obzir komentare i pitanja iz mojih ranijih verzija, izmijenio sam svoj postojeći V2.0 PWM kontroler punjenja kako bih napravio novu verziju 2.02.

Slijede promjene u V2.02 w.r.t V2.0:

1. Nisko učinkovit linearni regulator napona zamijenjen je konvertorom buck MP2307 za napajanje od 5V.

2. Jedan dodatni osjetnik struje za nadzor struje koja dolazi iz solarne ploče.

3. MOSFET-IRF9540 zamijenjen je IRF4905 radi boljih performansi.

4. Ugrađeni osjetnik temperature LM35 zamijenjen je sondom DS18B20 za precizno praćenje temperature baterije.

5. USB priključak za punjenje pametnih uređaja.

6. Upotreba jednog osigurača umjesto dva

7. Jedna dodatna LED dioda za prikaz statusa solarne energije.

8. Implementacija trostupanjskog algoritma punjenja.

9. Implementacija PID regulatora u algoritmu punjenja

10. Napravio prilagođenu PCB za projekt

Specifikacija

1. Kontroler punjenja kao i mjerač energije

2. Automatski izbor napona baterije (6V/12V)

3. PWM algoritam punjenja s zadanom vrijednošću automatskog punjenja prema naponu baterije

4. LED indikacija stanja napunjenosti i statusa punjenja

5. LCD zaslon veličine 20x4 znakova za prikaz napona, struje, snage, energije i temperature.

6. Zaštita od munje

7. Zaštita protoka obrnute struje

8. Zaštita od kratkog spoja i preopterećenja

9. Temperaturna kompenzacija za punjenje

10. USB priključak za punjenje naprava

Pribor

PCB V2.02 možete naručiti s PCBWay -a

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

2. P -MOSFET - IRF4905 (Amazon / Banggood)

3. Power dioda -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Pretvarač parametra-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. Senzor temperature - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. Senzor struje - ACS712 (Amazon / Banggood)

7. TVS dioda- P6KE36CA (Amazon / Aliexpress)

8. Tranzistori - 2N3904 (Amazon / Banggood)

9. Otpornici (100k x 2, 20k x 2, 10k x 2, 1k x 2, 330ohm x 7) (Amazon / Banggood)

10. Keramički kondenzatori (0,1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. 20x4 I2C LCD (Amazon / Banggood)

12. RGB LED (Amazon / Banggood)

13. LED u dvije boje (Amazon)

15. Jamper žice / žice (Amazon / Banggood)

16. Igle za glavu (Amazon / Banggood)

17. Hladnjaci (Amazon / Aliexpress)

18. Držač osigurača i osigurači (Amazon)

19. Pritisnite gumb (Amazon / Banggood)

22. Vijčani terminali 1x6 pin (Aliexpress)

23. Održavanje PCB -a (Banggood)

24. USB utičnica (Amazon / Banggood)

Alati:

1. Lemilica (Amazon)

2. Pumpa za odleživanje (Amazon)

2. Rezač i skidač žica (Amazon)

3. Odvijač (Amazon)

Korak 1: Princip rada PWM kontrolera punjenja

PWM označava Pulse Width Modulation, što znači metoda koju koristi za regulaciju naboja. Njegova je funkcija smanjiti napon solarne ploče blizu napona baterije kako bi se osiguralo da je baterija pravilno napunjena. Drugim riječima, oni zaključavaju napon solarne ploče na napon baterije povlačenjem Vmp solarne ploče do napona akumulatorskog sustava bez promjene struje.

Koristi elektronički prekidač (MOSFET) za spajanje i odvajanje solarne ploče s baterijom. Prebacivanjem MOSFET -a na visokoj frekvenciji s različitim širinama impulsa može se održavati stalan napon. PWM kontroler sam se podešava promjenom širine (duljine) i frekvencije impulsa koji se šalju u bateriju.

Kad je širina 100%, MOSFET je potpuno UKLJUČEN, što omogućuje solarnom panelu da napuni bateriju. Kada je širina 0%, tranzistor je isključen i kruži oko solarne ploče koja sprječava protok struje u bateriju kada je baterija potpuno napunjena.

Korak 2: Kako radi krug?

Srce kontrolera punjenja je Arduino Nano ploča. Arduino osjeti napon solarne ploče i baterije pomoću dva kruga razdjelnika napona. Prema tim razinama napona, odlučuje kako napuniti bateriju i kontrolirati opterećenje.

Napomena: Na gornjoj slici postoji tiskarska greška u napajanju i upravljačkom signalu. Crvena linija je za napajanje, a žuta linija za kontrolni signal.

Cijela shema podijeljena je u sljedeće krugove:

1. Krug distribucije energije:

Napajanje iz baterije (B+ & B-) smanjuje se na 5V pomoću pretvarača u dolarima X1 (MP2307). Izlaz iz pretvarača dolara se distribuira u

1. Arduino ploča

2. LED diode za indikaciju

3. LCD zaslon

4. USB priključak za punjenje naprava.

2. Ulazni senzori:

Napon solarne ploče i akumulatora mjeri se pomoću dva kruga razdjelnika napona koji se sastoje od otpornika R1-R2 i R3-R4. C1 i C2 su kondenzatori filtera za filtriranje neželjenih signala šuma. Izlaz razdjelnika napona spojen je na Arduino analogne pinove A0 i A1.

Solarni panel i struje opterećenja se mjere pomoću dva modula ACS712. Izlaz trenutnih senzora spojen je na Arduino analogni pin A3 i A2.

Temperatura baterije mjeri se pomoću senzora temperature DS18B20. R16 (4,7K) je pull-up otpornik. Izlaz osjetnika temperature spojen je na Arduino digitalni pin D12.

3. Upravljački krugovi:

Upravljački krugovi u osnovi su sastavljeni od dva p-MOSFET-a Q1 i Q2. MOSFET Q1 koristi se za slanje impulsa punjenja u bateriju, a MOSFET Q2 za pogon tereta. Dva sklopa pogonskih sklopova MOSFET-a sastoje se od dva tranzistora T1 i T2 s pull-up otpornicima R6 i R8. Osnovnom strujom tranzistora upravljaju otpornici R5 i R7.

4. Zaštitni krugovi:

Ulazni prenapon sa strane solarne ploče zaštićen je TVS diodom D1. Obrnuta struja od baterije do solarne ploče zaštićena je Schottkyjevom diodom D2. Nadstruja je zaštićena osiguračem F1.

5. LED indikacija:

LED1, LED2 i LED3 koriste se za označavanje solarne, baterije i statusa opterećenja. Otpornici R9 do R15 su otpornici koji ograničavaju struju.

7. LCD zaslon:

I2C LCD zaslon koristi se za prikaz različitih parametara.

8. USB punjenje:

USB utičnica je spojena na izlaz 5V iz Buck pretvarača.

9. Resetiranje sustava:

SW1 je tipka za resetiranje Arduina.

Shemu možete preuzeti u priloženom PDF formatu.

Korak 3: Glavne funkcije solarnog regulatora punjenja

Regulator punjenja dizajniran je vodeći računa o sljedećim točkama.

1. Spriječite prekomjerno punjenje baterije: Ograničite energiju koju solarna ploča isporučuje bateriji kada se baterija potpuno napuni. To je implementirano u charge_cycle () mog koda.

2. Sprječavanje prekomjernog pražnjenja baterije: Za odvajanje baterije od električnog opterećenja kada baterija dosegne nisko stanje napunjenosti. To je implementirano u load_control () mog koda.

3. Omogućite funkcije kontrole opterećenja: Za automatsko povezivanje i odvajanje električnog opterećenja u određeno vrijeme. Opterećenje će se UKLJUČITI pri zalasku sunca i ISKLJUČITI pri izlasku sunca. To je implementirano u load_control () mog koda. 4. Nadgledanje snage i energije: Za praćenje snage i energije opterećenja i njihovo prikazivanje.

5. Zaštitite od abnormalnih Uvjet: Za zaštitu kruga od različitih nenormalnih situacija poput munje, prenapona, prekomjerne struje i kratkog spoja itd.

6. Pokazivanje i prikaz: Za označavanje i prikaz različitih parametara

7. Serijska komunikacija: Za ispis različitih parametara na serijskom monitoru

8. Punjenje USB -om: Za punjenje pametnih uređaja

Korak 4: Mjerenje napona

Senzori napona koriste se za mjerenje napona solarne ploče i baterije. Provodi se pomoću dva kruga razdjelnika napona. Sastoji se od dva otpornika R1 = 100k i R2 = 20k za mjerenje napona solarne ploče i slično R3 = 100k i R4 = 20k za napon baterije. Izlaz s R1 i R2 spojen je na Arduino analogni pin A0, a izlaz s R3 i R4 na Arduino analogni pin A1.

Mjerenje napona: Arduino analogni ulazi mogu se koristiti za mjerenje istosmjernog napona između 0 i 5 V (kada se koristi standardni analogni referentni napon od 5 V), a ovaj raspon se može povećati pomoću mreže razdjelnika napona. Razdjelnik napona smanjuje napon koji se mjeri unutar raspona Arduino analognih ulaza.

Za krug razdjelnika napona Vout = R2/(R1+R2) x Vin

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

Funkcija analogRead () čita napon i pretvara ga u broj između 0 i 1023

Kalibracija: Očitat ćemo izlaznu vrijednost s jednim od analognih ulaza Arduina i njegovom funkcijom analogRead (). Ta funkcija daje vrijednost između 0 i 1023 koja je 0,00488 V za svaki prirast (As 5/1024 = 0,00488 V)

Vin = Vout*(R1+R2)/R2; R1 = 100k i R2 = 20k

Vin = broj ADC -a*0,00488*(120/20) Volt // Istaknuti dio je faktor razmjera

Napomena: Ovo nas dovodi do uvjerenja da očitanje od 1023 odgovara ulaznom naponu od točno 5,0 volti. U praksi možda nećete uvijek dobiti 5V iz Arduino pin 5V. Stoga tijekom kalibracije najprije izmjerite napon između 5v i GND pinova Arduina pomoću multimetra, a faktor razmjere upotrijebite prema donjoj formuli:

Faktor razmjera = izmjereni napon/1024

Korak 5: Mjerenje struje

Za mjerenje struje koristio sam varijantu Hall Effect osjetnika struje ACS 712 -5A. Postoje tri varijante senzora ACS712 na temelju raspona trenutnog očitavanja. Senzor ACS712 očitava trenutnu vrijednost i pretvara je u odgovarajuću vrijednost napona. Vrijednost koja povezuje dva mjerenja je osjetljivost. Izlazna osjetljivost za sve varijante je sljedeća:

Model ACS712 -> Trenutni raspon-> Osjetljivost

ACS712 ELC -05 -> +/- 5A -> 185 mV/A

ACS712 ELC -20 -> +/- 20A -> 100 mV/A

ACS712 ELC -30 -> +/- 30A -> 66 mV/A

U ovom projektu koristio sam varijantu 5A, za koju je osjetljivost 185mV/A, a srednji osjetni napon 2.5V kad nema struje.

Kalibriranje:

analogna vrijednost čitanja = analogRead (Pin);

Vrijednost = (5/1024)*analogna vrijednost čitanja // Ako ne dobivate 5V iz Arduino 5V pina, Struja u amp = (Vrijednost - offsetVoltage) / osjetljivost

No prema podatkovnim listovima napon pomaka je 2,5 V, a osjetljivost 185 mV/A

Struja u amp = (Vrijednost-2,5)/0,185

Korak 6: Mjerenje temperature

Zašto je potreban nadzor temperature?

Kemijske reakcije baterije mijenjaju se s temperaturom. Kako se baterija zagrijava, plin se povećava. Kako se baterija hladi, postaje sve otpornija na punjenje. Ovisno o tome koliko temperatura baterije varira, važno je prilagoditi punjenje za promjene temperature. Zato je važno prilagoditi punjenje kako bi se uzeli u obzir temperaturni učinci. Senzor temperature mjerit će temperaturu baterije, a solarni regulator punjenja koristi ovaj ulaz za podešavanje zadane vrijednosti punjenja prema potrebi. Vrijednost kompenzacije je - 5mv /degC /ćelija za olovne baterije. (–30mV/ºC za 12V i 15mV/ºC za bateriju od 6V). Negativni predznak temperaturne kompenzacije ukazuje na to da povećanje temperature zahtijeva smanjenje zadane vrijednosti punjenja. Za više pojedinosti, možete pratiti ovaj članak.

Mjerenje temperature pomoću DS18B20

Koristio sam vanjsku sondu DS18B20 za mjerenje temperature baterije. Za komunikaciju s mikrokontrolerom koristi jednožilni protokol. Može se spojiti u port-J4 na ploči.

Za povezivanje s senzorom temperature DS18B20 morate instalirati knjižnicu One Wire i biblioteku temperature Dallas.

Za više detalja o senzoru DS18B20 možete pročitati ovaj članak.

Korak 7: Krug USB punjenja

Pretvarač para MP2307 koji se koristi za napajanje može isporučiti struju do 3A. Dakle, ima dovoljnu maržu za punjenje USB gadgeta. USB utičnica VCC spojena je na 5V, a GND je spojen na GND. Možete se pozvati na gornju shemu.

Napomena: Izlazni napon USB -a ne održava se na 5V kada struja opterećenja prelazi 1A. Stoga bih preporučio ograničenje USB opterećenja ispod 1A.

Korak 8: Algoritam punjenja

Kada je regulator spojen na bateriju, program će započeti rad. U početku provjerava je li napon ploče dovoljan za punjenje baterije. Ako da, tada će ući u ciklus punjenja. Ciklus punjenja sastoji se od 3 stupnja.

Faza 1 Skupno punjenje:

Arduino će solarnu ploču izravno spojiti na bateriju (99 % radni ciklus). Napon baterije postupno će se povećavati. Kad napon baterije dosegne 14,4 V, počet će faza 2.

U ovoj fazi struja je gotovo konstantna.

Faza 2 Punjenje apsorpcije:

U ovoj fazi, Arduino će regulirati struju punjenja održavanjem razine napona na 14,4 jedan sat. Napon se održava konstantnim podešavanjem radnog ciklusa.

Faza 3 Float punjenje:

Regulator generira kapljicu za održavanje naponske razine na 13,5 V. Ova faza održava bateriju potpuno napunjenom. Ako je napon baterije manji od 13,2 V tijekom 10 minuta.

Ciklus punjenja će se ponoviti.

Korak 9: Kontrola opterećenja

Za automatsko povezivanje i isključivanje opterećenja praćenjem sumraka/svitanja i napona baterije koristi se kontrola opterećenja.

Primarna svrha kontrole opterećenja je odvajanje tereta od baterije kako bi se zaštitila od dubokog pražnjenja. Duboko pražnjenje može oštetiti bateriju.

Stezaljka istosmjernog opterećenja namijenjena je istosmjernom opterećenju male snage, kao što je ulično svjetlo.

Sama PV ploča koristi se kao senzor svjetla.

Pod pretpostavkom da je napon solarne ploče> 5V znači zora i kad je <5V sumrak.

UKLJUČENO Uvjet: U večernjim satima, kada razina PV napona padne ispod 5 V, a napon baterije je veći od LVD postavke, regulator će uključiti opterećenje, a zelena LED dioda će zasvijetliti.

OFF Uvjet: Opterećenje će se prekinuti u sljedeća dva uvjeta.

1. Ujutro kada je PV napon veći od 5v, 2. Kada je napon akumulatora niži od postavke LVD. Crveno LED svjetlo za opterećenje pokazuje da je opterećenje prekinuto.

LVD se naziva niskonaponski prekid

Korak 10: Snaga i energija

Snaga: Snaga je proizvod napona (volti) i struje (pojačala)

P = VxI Jedinica snage je Watt ili KW

Energija: Energija je proizvod snage (vati) i vremena (sat)

E = Pxt jedinica energije je vatni sat ili kilovatni sat (kWh)

Za nadzor snage i energije gore je logika implementirana u softver, a parametri su prikazani na LCD -u veličine 20x4.

Zasluga za sliku: imgoat

Korak 11: Zaštita

1. Zaštita od obrnutog polariteta i obrnute struje za solarne ploče

Za zaštitu od obrnutog polariteta i zaštite od obrnute struje koristi se Schottkyjeva dioda (MBR2045).

2. Zaštita od prekomjernog punjenja i dubokog pražnjenja

Softver provodi zaštitu od prekomjernog punjenja i dubokog pražnjenja.

3. Zaštita od kratkog spoja i preopterećenja

Zaštita od kratkog spoja i preopterećenja ostvaruje se osiguračem F1.

4. Zaštita od prenapona na ulazu solarne ploče

Privremeni prenaponi javljaju se u elektroenergetskim sustavima iz raznih razloga, ali munja uzrokuje najteže prenapone. To se posebno odnosi na fotonaponske sustave zbog izloženih mjesta i spojnih kabela sustava. U ovom novom dizajnu koristio sam dvosmjernu TVS diodu od 600 W (P6KE36CA) za suzbijanje munje i prenapona na PV stezaljkama.

zasluga za sliku: besplatne slike

Korak 12: LED indikacije

1. Solarna LED: LED1 Dvobojna (crvena/zelena) LED dioda koristi se za označavanje stajanja solarne energije, tj. Sumraka ili svitanja.

Solarna LED ------------------- Solarni status

Zeleni dan

CRVENO ------------------------- Noć

2. LED napunjenosti baterije (SOC) LED: LED2

Jedan važan parametar koji definira energetski sadržaj baterije je stanje napunjenosti (SOC). Ovaj parametar pokazuje koliko je napunjenosti akumulatora dostupno. RGB LED se koristi za označavanje napunjenosti baterije. Za povezivanje pogledajte gornju shemu.

LED indikator baterije ---------- Status baterije

CRVENO ------------------ Napon je NISAK

ZELENO ------------------ Napon je zdrav

PLAVA ------------------ Potpuno napunjena

2. LED za opterećenje: LED3

Dvobojna (crvena/zelena) dioda koristi se za prikaz statusa opterećenja. Za povezivanje pogledajte gornju shemu.

LED za učitavanje ------------------- Opterećenje

ZELENO ----------------------- Povezano (UKLJ.)

CRVENO ------------------------- Isključeno (isključeno)

Korak 13: LCD zaslon

LCD zaslon veličine 20X4 koristi se za nadzor parametara solarne ploče, baterije i opterećenja.

Radi jednostavnosti, za ovaj projekt odabran je I2C LCD zaslon. Za sučelje s Arduinom potrebne su mu samo 4 žice.

Veza je ispod:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

Red-1: Napon, struja i snaga solarne ploče

Redak 2: Napon baterije, temperatura i status punjača (punjenje / ne punjenje)

Redak 3: Struja opterećenja, snaga i stanje opterećenja

Red-4: Ulazna energija iz solarne ploče i energija koju troši opterećenje.

Knjižnicu morate preuzeti s LiquidCrystal_I2C.

Korak 14: Prototipiranje i testiranje

1. Oglasna ploča:

Prvo sam napravio krug na Breadboard -u. Glavna prednost ploče za lemljenje je ta što je bez lemljenja. Tako možete jednostavno promijeniti dizajn samo ako isključite komponente i vodiče prema potrebi.

2. perforirana ploča:

Nakon testiranja matične ploče napravio sam krug na perforiranoj ploči. Da biste to učinili, slijedite donje upute

i) Prvo umetnite sve dijelove u rupu perforirane ploče.

ii) Lemite sve sastavne jastučiće i obrežite dodatne nožice štipaljkom.

iii) Spojite podloške za lemljenje pomoću žica prema shemi.

iv) Koristite izolaciju da izolirate krug od zemlje.

Krug perforirane ploče je zaista jak i može se trajno primijeniti u projektu. Nakon testiranja prototipa, ako sve radi savršeno, možemo krenuti u projektiranje konačne PCB -a.

Korak 15: Dizajn PCB -a

Shemu sam nacrtao pomoću mrežnog softvera EasyEDA nakon što sam prešao na izgled PCB -a.

Sve komponente koje ste dodali u shemu trebaju biti tamo, složene jedna na drugu, spremne za postavljanje i usmjeravanje. Povucite komponente hvatajući se za jastučiće. Zatim ga postavite unutar pravokutne granice.

Rasporedite sve komponente tako da ploča zauzima minimalni prostor. Što je manja veličina ploče, to će jeftiniji biti troškovi proizvodnje PCB -a. Bit će korisno ako ova ploča ima neke rupe za montažu kako bi se mogla montirati u kućište.

Sada morate usmjeriti. Usmjeravanje je najzabavniji dio cijelog ovog procesa. To je poput rješavanja zagonetke! Pomoću alata za praćenje potrebno je spojiti sve komponente. Možete koristiti i gornji i donji sloj kako biste izbjegli preklapanje između dvije različite pjesme i skratili tragove.

Za dodavanje teksta na ploču možete koristiti sloj Svile. Također, možemo umetnuti slikovnu datoteku pa dodajem sliku logotipa svoje web stranice za ispis na ploči. Na kraju, pomoću alata za područje bakra, moramo stvoriti površinu tla PCB -a.

PCB je sada spreman za proizvodnju.

Korak 16: Preuzmite Gerber datoteke

Nakon izrade PCB -a moramo generirati datoteke koje se mogu poslati tvrtki za proizvodnju PCB -a koja će nam u dogledno vrijeme poslati natrag pravi PCB.

U EasyEDA -i možete ispisati datoteke izrade (Gerber datoteka) putem Document> Generate Gerber ili klikom na gumb Generate Gerber na alatnoj traci. Generirana Gerber datoteka komprimirani je paket. Nakon dekompresije možete vidjeti sljedećih 8 datoteka:

1. Donji bakar:.gbl

2. Vrh bakra:.gtl

3. Donje lemne maske:.gbs

4. Gornje maske za lemljenje:.gts

5. Donji svileni sito:.gbo

6. Gornji svileni ekran:.gto

7. Bušilica:.drl

8. Outline:.outline

Gerber datoteke možete preuzeti s PCBWay -a

Kad naručite s PCBWay -a, dobit ću 10% donacije od PCBWay -a za doprinos svom radu. Vaša mala pomoć može me potaknuti da ubuduće radim još sjajniji posao. Hvala na suradnji.

Korak 17: Proizvodnja PCB -a

Sada je vrijeme da saznamo proizvođača PCB -a koji naše Gerber datoteke može pretvoriti u pravu PCB. Poslao sam svoje Gerberove datoteke JLCPCB -u za proizvodnju mog PCB -a. Usluga im je izuzetno dobra. Dobio sam svoj PCB u Indiji u roku od 10 dana.

BOM za projekt nalazi se u nastavku.

Korak 18: Lemljenje komponenti

Nakon što ste primili ploču iz tvorničke kuće za PCB -e, morate lemiti komponente.

Za lemljenje trebat će vam pristojno lemilo, lem, štipaljka, fitilji za odlemljivanje ili pumpa i multimetar.

Dobra je praksa lemljenje komponenata prema njihovoj visini. Prvo lemite komponente manje visine.

Za lemljenje komponenti možete slijediti sljedeće korake:

1. Gurnite nožice sastavnih dijelova kroz njihove rupe i okrenite tiskanu ploču na stražnju stranu.

2. Držite vrh lemilice na spoju jastučića i nogu komponente.

3. Umetnite lemljenje u spoj tako da teče oko olova i prekriva jastučić. Nakon što je sve teklo, odmaknite vrh.

4. Odrežite dodatne noge pomoću štipaljke.

Slijedite gornja pravila za lemljenje svih komponenti.

Korak 19: Montiranje osjetnika struje ACS712

Senzor struje ACS712 koji sam primio ima prethodno lemljeni vijčani terminal za povezivanje. Za lemljenje modula izravno na PCB ploču, prvo morate odspojiti vijčani terminal.

Odvaljujem vijčane stezaljke uz pomoć pumpe za odvaljivanje, kao što je prikazano gore.

Zatim sam lemio modul ACS712 naopako.

Za spajanje Ip+ i Ip-terminala na PCB upotrijebio sam nožice diodnog priključka.

Korak 20: Dodavanje pretvarača dolara

Za lemljenje Buck Converter modula morate pripremiti 4 ravna zatiča zaglavlja kao što je prikazano gore.

Lemite 4 pina zaglavlja na X1, 2 su za izlaz, a preostala dva za ulaze.

Korak 21: Dodavanje Arduino Nano

Kad kupite ravna zaglavlja, bit će predugačka za Arduino Nano. Morat ćete ih izrezati na odgovarajuću duljinu. To znači svaki po 15 pinova.

Najbolji način obrezivanja ženskih komada zaglavlja je odbrojati 15 igala, povući 16. iglu, a zatim pomoću štipaljke izrezati razmak između 15. i 17. iglice.

Sada moramo instalirati ženska zaglavlja na PCB. Uzmite svoja ženska zaglavlja i postavite ih na muška zaglavlja na ploči Arduino Nano.

Zatim lemite ženske igle zaglavlja na PCB kontrolera punjenja.

Korak 22: Priprema MOSFET -ova

Prije nego što zalemite MOSFET -ove Q1 Q2 i diodu D1 na tiskanu ploču, bolje je prvo na njih pričvrstiti hladnjake. Hladnjaci se koriste za odvođenje topline od uređaja radi održavanja niže temperature uređaja.

Nanesite sloj spoja hladnjaka na metalnu osnovnu ploču MOSFET -a. Zatim postavite toplinski vodljivi jastučić između MOSFET -a i hladnjaka i zategnite vijak. Možete pročitati ovaj članak o tome zašto je hladnjak neophodan.

Na kraju, lemite ih na PCB kontrolera punjenja.

Korak 23: Montiranje držača

Nakon lemljenja svih dijelova, postavite nosače na 4 ugla. Koristio sam M3 mesingane šesterokutne nosače.

Korištenje odstupanja osigurat će dovoljnu udaljenost lemnih spojeva i žica od tla.

Korak 24: Softver i knjižnice

Prvo preuzmite priloženi Arduino kod. Zatim preuzmite sljedeće biblioteke i instalirajte ih.

1. Jedna žica

2. DallasTemperatura

3. Tekući kristal_I2C

4. PID knjižnica

Cijeli kôd je razbijen u mali funkcionalni blok radi fleksibilnosti. Pretpostavimo da korisnik nije zainteresiran za korištenje LCD zaslona i zadovoljan je LED indikacijom. Zatim samo onemogućite lcd_display () iz void petlje (). To je sve. Slično, prema zahtjevu korisnika, može omogućiti i onemogućiti različite funkcionalnosti.

Nakon instaliranja svih gore navedenih knjižnica, učitajte Arduino kod.

Napomena: Sada radim na softveru za implementaciju boljeg algoritma punjenja. Ostanite u kontaktu kako biste dobili najnoviju verziju.

Ažurirano 02.04.2020

Učitao novi softver s poboljšanim algoritmom punjenja i implementacijom PID kontrolera u njega.

Korak 25: Završno testiranje

Spojite terminale baterije kontrolera punjenja (BAT) na 12V bateriju. Provjerite je li polaritet ispravan. Nakon povezivanja LED i LCD će odmah početi raditi. Također ćete primijetiti napon i temperaturu baterije na drugom redu LCD zaslona.

Zatim spojite solarnu ploču na solarni terminal (SOL), na prvom redu LCD zaslona možete vidjeti solarni napon, struju i snagu. Koristio sam laboratorijsko napajanje za simulaciju solarne ploče. Koristio sam svoje mjerače snage za usporedbu napona, struje i snage s LCD zaslonom.

Postupak testiranja prikazan je u ovom demo videu

U budućnosti ću za ovaj projekt dizajnirati 3D tiskano kućište. Ostati u kontaktu.

Ovaj projekt je prijava za natjecanje PCB -a, glasajte za mene. Vaši glasovi su mi prava inspiracija da radim više na pisanju korisnijih projekata poput ovoga.

Hvala vam što ste pročitali moj Instructable. Ako vam se sviđa moj projekt, ne zaboravite ga podijeliti.

Komentari i povratne informacije uvijek su dobrodošli.

Drugoplasirani u izazovu dizajna PCB -a