DIY Arduino PWM5 solarni kontroler punjenja (PCB datoteke i softver uključeni): 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Prije nekoliko godina, Julian Ilett dizajnirao je originalni solarni regulator punjenja baziran na PIC mikrokontroleru "PWM5". Također je eksperimentirao s verzijom zasnovanom na Arduinu. Njegove videozapise možete pronaći ovdje:

prema Julijevoj shemi, arduined.eu je dizajnirao vrlo malu verziju, temeljenu na 5V, 16MHz Arduino Pro Mini:

Nakon što sam već projektirao i izgradio dva MPPT solarna punjača, htio sam isprobati ovaj vrlo jednostavan dizajn.

Korak 1: Crtanje sheme

Shema se temelji na ručno nacrtanoj Julijanci. Pokušao sam ga učiniti što lakšim za razumijevanje. Također će biti osnova za pravilan PCB.

Korak 2: Projektiranje ispravnog PCB -a

Shema Eagle bila je osnova za ovaj izgled PCB -a. Gusjenice su jednostrane i vrlo široke. To vam omogućuje jednostavno nagrizanje ploča ako ih ne želite naručiti od proizvođača.

Korak 3: Priprema prototipne ploče

Prije nego što naručim ploče, htio sam provjeriti dizajn na komadu prototipne ploče. Njegova veličina je 0,8 x 1,4 inča.

Korak 4: Popunjavanje odbora

Budući da ploča treba imati istu veličinu kao Pro Mini, komponente su vrlo blizu jedna drugoj. Naravno da bismo mogli koristiti i SMD komponente, ali želio sam zadržati dizajn što je moguće prilagođenije DIY -u. Nazivi komponenti mogu se pronaći na shemi. Svi otpornici su veličine 1/4 vata.

BTW: Ovo je bio moj prvi pokušaj lemljenja bez olova. Tako bi moglo izgledati čistije;-)

Korak 5: Ispitivanje kruga Dicksonove pumpe za punjenje

Budući da sam želio smanjiti potrošnju energije (što je oko 6 mA), koristio sam verziju Arduino Pro Mini od 3,3 V, 8 MHz. Dakle, zbog napajanja od 3,3 V (umjesto 5 V), nisam bio siguran hoće li pumpa za punjenje moći generirati potrebni napon na vratima za IRF3205 MOSFET. Stoga sam napravio mali eksperiment s različitim frekvencijama PWM -a i kondenzatorima pumpe. Kao što vidite, napon od oko 5,5 V nije bio dovoljan za pogon MOSFET-a na nelogičkoj razini. Pa sam odlučio koristiti IRLZ44N. Ovo je tzv. MOSFET logičke razine i radi dobro s 5V.

Korak 6: Lemljenje preostalih komponenti i žica

Tada je došlo vrijeme za lemljenje preostalih komponenti, kao i žica i vanjske diode s zaštitom od pozadine. Ova dioda je jako važna! Uvjerite se da može podnijeti vašu maksimalnu struju.

Korak 7: Testovi softvera

Budući da vam je originalni softver pomalo odgovarao, odlučio sam napisati svoj. Možete ga preuzeti (i datoteke Eagle PCB -a, kao i Gerberi) na moj GitHub. Veza se nalazi na kraju ovog uputstva.

Važan korak bio je utvrđivanje maksimalne frekvencije uključivanja Julians MOSFET upravljačkog sklopa. Kao što vidite, 15 kHz izgleda užasno (mjereno na MOSFET vratima) i proizvodilo bi mnogo topline. 2kHz s druge strane izgleda prihvatljivo. Razlike možete vidjeti u videu na prvoj stranici ovog članka.

Za potrebna mjerenja upotrijebio sam svoj jeftini džepni osciloskop DSO201, multimetar i DIY Arduino mjerač snage.

Korak 8: Zaključak, preuzmite veze

Dakle, koji je zaključak ovog malog projekta? Radi dobro, ali naravno ne može se koristiti za nazivne napone akumulatora ispod 12V. Barem bi u ovom slučaju bilo vrlo neučinkovito, jer je to samo PWM punjač, a ne pretvarač u dolarima. Također nema MPPT praćenje. No, zbog svoje veličine prilično je impresivan. Također radi s vrlo malim solarnim panelima ili s vrlo slabom sunčevom svjetlošću.

I naravno, jako je zabavno izgraditi ovu stvar. Također sam se uživao igrati sa svojim osciloskopom i vizualizirati sklop upravljačkog programa MOSFET -a.

Nadam se da vam je ovaj mali Instructable bio od pomoći. Pogledajte i ostale moje video zapise o elektronici na mom YouTube kanalu.

Softver, Eagle CAD datoteke i Gerber datoteke na mom GitHubu:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

MPPT punjači na mom GitHubu:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

Moj YouTube kanal:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Korak 9: Gdje naručiti ploče

Ploče se mogu naručiti ovdje:

jlcpcb.com (s priloženim datotekama Gerber)

oshpark.com (s datotekom ploče Eagle)

naravno postoje i druge alternative