DIY Arduino PWM5 päikeseenergia laadimise kontroller (PCB -failid ja tarkvara kaasas): 9 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Mõni aasta tagasi kavandas Julian Ilett originaalse PIC -mikrokontrolleril põhineva päikeseenergia laadimiskontrolleri "PWM5". Ta katsetas ka Arduino -põhist versiooni. Tema videod leiate siit:

vastavalt Juliansi skeemile kujundas arduined.eu 5V, 16MHz Arduino Pro Mini baasil väga väikese versiooni:

Kui olin juba projekteerinud ja ehitanud kaks MPPT buck päikeseenergia laadijat, tahtsin proovida seda väga lihtsat disaini.

Samm: skeemi joonistamine

Skeem põhineb Juliansi käsitsi joonistatud joonisel. Püüdsin seda võimalikult lihtsasti mõista. See on ka õige PCB alus.

2. samm: õige PCB kujundamine

Selle PCB paigutuse aluseks oli Eagle'i skeem. Rajad on ühepoolsed ja väga laiad. See võimaldab teil plaate kergesti söövitada, kui te ei soovi neid tootjalt tellida.

3. samm: prototüüpplaadi ettevalmistamine

Enne tahvlite tellimist tahtsin kontrollida prototüüpplaadi kujundust. Selle suurus on 0,8 x 1,4 tolli.

4. samm: juhatuse täitmine

Kuna plaat peaks olema sama suur kui Pro Mini, on komponendid üksteisele väga lähedal. Muidugi võiksime kasutada ka SMD komponente, kuid tahtsin hoida disaini võimalikult isetegija sõbralikuna. Komponentide nimed leiate skeemilt. Kõik takistid on 1/4 vatti.

BTW: See oli minu esimene pliivaba jootmiskatse. Nii et see võiks puhtam välja näha;-)

Samm: Dicksoni laadimispumba vooluahela testimine

Kuna tahtsin hoida energiatarbimist võimalikult madalal (see on umbes 6 mA), olen kasutanud Arduino Pro Mini 3,3 V, 8 MHz versiooni. Nii et 3,3 V (5 V asemel) toite tõttu ei olnud ma kindel, kas laadimispump suudab IRF3205 MOSFET jaoks vajaliku väravapinge genereerida. Nii tegin väikese katse erinevate PWM sageduste ja pumba kondensaatoritega. Nagu näete, ei olnud umbes 5,5 V pinge loogikavälise MOSFET-i juhtimiseks piisav. Seega otsustasin kasutada IRLZ44N -i. See on niinimetatud loogika taseme MOSFET ja töötab hästi 5V korral.

6. samm: järelejäänud komponentide ja juhtmete jootmine

Siis oli aeg joota ülejäänud komponendid, samuti juhtmed ja väline kaitseta diood. See diood on väga oluline! Veenduge, et see suudab teie maksimaalset voolu taluda.

Samm 7: Tarkvara testid

Kuna algne tarkvara oli natuke teie moodi, otsustasin kirjutada oma. Saate selle (ja Eagle PCB -failid ning Gerberid) minu GitHubist alla laadida. Link on selle juhendi lõpus.

Oluline samm oli välja selgitada Juliansi MOSFET draiveriahelate maksimaalne lülitussagedus. Nagu näete, näeb 15kHz jube välja (mõõdetuna MOSFET -i värava juures) ja tekitaks palju soojust. 2kHz tundub seevastu vastuvõetav. Video erinevusi näete selle artikli esimesel lehel.

Vajalike mõõtmiste tegemiseks olen kasutanud oma odavat DSO201 ostsilloskoopi, multimeetrit ja isetehtud Arduino võimsusmõõturit.

8. samm. Kokkuvõte, allalaadimislingid

Niisiis, mis on selle väikese projekti järeldus? See töötab hästi, kuid loomulikult ei saa seda kasutada aku nominaalse pinge korral alla 12 V. Vähemalt oleks see sel juhul väga ebaefektiivne, sest see on pigem PWM -laadija kui buck -muundur. Sellel pole ka MPPT jälgimist. Kuid oma suuruse poolest on see üsna muljetavaldav. See töötab ka väga väikeste päikesepaneelidega või väga nõrga päikesevalgusega.

Ja muidugi on seda asja väga lõbus ehitada. Samuti meeldis mulle mängida oma ostsilloskoobiga ja visualiseerida MOSFET -draiveri vooluringi.

Loodan, et see väike juhend oli teile abiks. Vaadake ka minu teisi elektroonikavideoid minu YouTube'i kanalil.

Tarkvara, Eagle CAD -failid ja Gerberi failid minu GitHubis:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

MPPT laadijad minu GitHubis:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

Minu YouTube'i kanal:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Samm: plaatide tellimine

Plaate saab tellida siit:

jlcpcb.com (koos lisatud Gerberi failidega)

oshpark.com (koos Eagle'i tahvli failiga)

muidugi on ka teisi alternatiive