ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02): 25 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hvis du planlægger at installere et off-grid solsystem med en batteribank, skal du bruge en Solar Charge Controller. Det er en enhed, der er placeret mellem solpanelet og batteribanken for at styre mængden af elektrisk energi, der produceres af solpaneler, der går ind i batterierne. Hovedfunktionen er at sikre, at batteriet er korrekt opladet og beskyttet mod overopladning. Når indgangsspændingen fra solpanelet stiger, regulerer ladestyringen ladningen til batterierne og forhindrer overopladning og afbryder belastningen, når batteriet aflades.

Du kan gennemgå mine solprojekter på mit websted: www.opengreenenergy.com og YouTube Channel: Open Green Energy

Typer af solopladningsregulatorer

Der er i øjeblikket to typer ladestyringer, der almindeligvis bruges i solcelleanlæg:

1. Pulsbreddemodulation (PWM) controller

2. Maksimal Power Point Tracking (MPPT) controller

I denne instruktionsbog vil jeg forklare dig om PWM Solar Charge Controller. Jeg har også tidligere indsendt få artikler om PWM -ladestyringer. Den tidligere version af mine solopladningsregulatorer er ret populær på internettet og nyttig for mennesker over hele kloden.

Ved at overveje kommentarerne og spørgsmålene fra mine tidligere versioner har jeg ændret min eksisterende V2.0 PWM Charge Controller til at lave den nye version 2.02.

Følgende er ændringerne i V2.02 w.r.t V2.0:

1. Den laveffektive lineære spændingsregulator erstattes af bukkonverter MP2307 til 5V strømforsyning.

2. En ekstra strømføler til overvågning af strøm fra solpanelet.

3. MOSFET-IRF9540 erstattes af IRF4905 for bedre ydeevne.

4. Indbygget LM35 temp-sensor erstattes af en DS18B20 sonde til præcis batteritemperaturovervågning.

5. USB -port til opladning af smarte enheder.

6. Brug af en enkelt sikring i stedet for to

7. En ekstra lysdiode for at angive solstrømstatus.

8. Implementering af 3 trin opladningsalgoritme.

9. Implementering af PID -controller i opladningsalgoritmen

10. Lavet en brugerdefineret print til projektet

Specifikation

1. Charge controller samt energimåler

2. Automatisk valg af batterispænding (6V/12V)

3. PWM opladningsalgoritme med automatisk opladnings setpunkt i henhold til batterispændingen

4. LED indikation for ladningstilstand og belastningsstatus

5. 20x4 tegn LCD display til visning af spændinger, strøm, effekt, energi og temperatur.

6. lynbeskyttelse

7. Reverse nuværende flow beskyttelse

8. kortslutnings- og overbelastningsbeskyttelse

9. Temperaturkompensation for opladning

10. USB -port til opladning af gadgets

Forbrugsvarer

Du kan bestille PCB V2.02 fra PCBWay

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

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

3. strømdiode -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Buck Converter-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. temperatursensor - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. Current Sensor - ACS712 (Amazon / Banggood)

7. TVS-diode- P6KE36CA (Amazon / Aliexpress)

8. Transistorer - 2N3904 (Amazon / Banggood)

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

10. keramiske kondensatorer (0.1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. 20x4 I2C LCD (Amazon / Banggood)

12. RGB LED (Amazon / Banggood)

13. tofarvet LED (Amazon)

15. Jumper Wires / Wires (Amazon / Banggood)

16. Header Pins (Amazon / Banggood)

17. varmelegemer (Amazon / Aliexpress)

18. sikringsholder og sikringer (Amazon)

19. Push -knap (Amazon / Banggood)

22. Skrue terminaler 1x6 pin (Aliexpress)

23. PCB Standoffs (Banggood)

24. USB -stik (Amazon / Banggood)

Værktøjer:

1. loddejern (Amazon)

2. Aflodningspumpe (Amazon)

2. Wire Cutter and Stripper (Amazon)

3. skruetrækker (Amazon)

Trin 1: Arbejdsprincip for en PWM Charge Controller

PWM står for Pulse Width Modulation, som står for den metode, den bruger til at regulere ladning. Dens funktion er at trække solpanelets spænding ned til nær batteriets spænding for at sikre, at batteriet oplades korrekt. Med andre ord låser de solpanelspændingen til batterispændingen ved at trække solpanelets Vmp ned til batterisystemets spænding uden ændring i strømmen.

Den bruger en elektronikafbryder (MOSFET) til at tilslutte og afbryde solpanelet med batteriet. Ved at skifte MOSFET ved høj frekvens med forskellige pulsbredder kan en konstant spænding opretholdes. PWM-controlleren justerer sig selv ved at variere bredderne (længderne) og frekvensen af de pulser, der sendes til batteriet.

Når bredden er på 100%, er MOSFET fuldt tændt, så solpanelet kan oplade batteriet i bulk. Når bredden er på 0%, er transistoren OFF åben og cirkulerer solpanelet, hvilket forhindrer strøm i at strømme til batteriet, når batteriet er fuldt opladet.

Trin 2: Hvordan fungerer kredsløbet?

Hjertet i ladestyringen er et Arduino Nano -kort. Arduino registrerer solpanelet og batterispændinger ved hjælp af to spændingsdelerkredsløb. Ifølge disse spændingsniveauer beslutter den, hvordan batteriet oplades og belastningen kontrolleres.

Bemærk: På billedet ovenfor er der trykfejl i effekt- og styresignal. Den røde linje er for strøm, og den gule linje er for styresignal.

Hele skematikken er opdelt i følgende kredsløb:

1. Strømfordelingskredsløb:

Strømmen fra batteriet (B+ & B-) sænkes til 5V med X1 (MP2307) bukkomformeren. Outputtet fra bukkomformeren distribueres til

1. Arduino Board

2. LED'er til indikation

3. LCD -display

4. USB -port til opladning af gadgets.

2. Indgangssensorer:

Solpanelet og batterispændinger registreres ved at bruge to spændingsdelerkredsløb, der består af modstande R1-R2 og R3- R4. C1 og C2 er filterkondensatorer til at filtrere de uønskede støjsignaler væk. Udgangen fra spændingsdelerne er forbundet til henholdsvis Arduino analoge ben A0 og A1.

Solpanelet og belastningsstrømmene registreres ved hjælp af to ACS712 -moduler. Outputtet fra de aktuelle sensorer er forbundet til henholdsvis Arduino analog pin A3 og A2.

Batteriets temperatur måles ved hjælp af en DS18B20 temperatursensor. R16 (4,7K) er en pull-up modstand. Udgangen af temperatursensoren er forbundet til Arduino Digital pin D12.

3. Kontrol kredsløb:

Kontrolkredsløbene er grundlæggende dannet af to p-MOSFET'er Q1 og Q2. MOSFET Q1 bruges til at sende ladepulsen til batteriet, og MOSFET Q2 bruges til at drive belastningen. To MOSFET driver kredsløb består af to transistorer T1 og T2 med pull-up modstande R6 og R8. Transistorernes basisstrøm styres af modstande R5 og R7.

4. Beskyttelseskredsløb:

Indgangsoverspændingen fra solpanelsiden er beskyttet ved hjælp af en TVS -diode D1. Den omvendte strøm fra batteriet til solpanelet er beskyttet af en Schottky -diode D2. Overstrømmen er beskyttet af en sikring F1.

5. LED -indikation:

LED1, LED2 og LED3 bruges til at angive henholdsvis sol-, batteri- og belastningsstatus. Modstande R9 til R15 er strømbegrænsende modstande.

7. LCD -skærm:

Et I2C LCD -display bruges til at vise forskellige parametre.

8. USB -opladning:

USB -stikket er tilsluttet 5V output fra Buck Converter.

9. Systemnulstilling:

SW1 er en trykknap for at nulstille Arduino.

Du kan downloade skematikken i PDF -format vedhæftet nedenfor.

Trin 3: Hovedfunktioner i Solar Charge Controller

Opladningsregulatoren er designet ved at tage sig af følgende punkter.

1. Forhindr overopladning af batterier: For at begrænse energien, der tilføres batteriet af solpanelet, når batteriet bliver fuldt opladet. Dette er implementeret i charge_cycle () af min kode.

2. Forhindre overladning af batteri: For at afbryde batteriet fra elektriske belastninger, når batteriet når en lav opladningstilstand. Dette er implementeret i load_control () af min kode.

3. Giv belastningsstyringsfunktioner: For automatisk at tilslutte og afbryde en elektrisk belastning på et bestemt tidspunkt. Belastningen tændes når solnedgangen og OFF når solopgang. Dette er implementeret i load_control () af min kode. 4. Overvågningseffekt og energi: For at overvåge belastningseffekten og energien og vise den.

5. Beskyt mod unormal tilstand: For at beskytte kredsløbet mod de forskellige unormale situationer som lyn, overspænding, overstrøm og kortslutning osv.

6. Indikation og visning: Til angivelse og visning af de forskellige parametre

7. seriel kommunikation: Til udskrivning af forskellige parametre i den serielle skærm

8. USB -opladning: For at oplade smartenheder

Trin 4: Spændingsmåling

Spændingssensorerne bruges til at registrere spændingen på solpanel og batteri. Det implementeres ved hjælp af to spændingsdelerkredsløb. Den består af to modstande R1 = 100k og R2 = 20k til registrering af solpanels spænding og tilsvarende R3 = 100k og R4 = 20k for batterispænding. Outputtet fra R1 og R2 er forbundet til Arduino analog pin A0 og output fra R3 og R4 er forbundet til Arduino analog pin A1.

Spændingsmåling: Arduinos analoge indgange kan bruges til at måle jævnstrøm mellem 0 og 5V (ved brug af standard 5V analog referencespænding), og dette område kan øges ved hjælp af et spændingsdelingsnetværk. Spændingsdeleren nedtrapper spændingen, der måles inden for området for de Arduino analoge indgange.

For et spændingsdelerkredsløb Vout = R2/(R1+R2) x Vin

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

Funktionen analogRead () læser spændingen og konverterer den til et tal mellem 0 og 1023

Kalibrering: Vi læser outputværdien med en af de analoge indgange på Arduino og dens analogRead () -funktion. Denne funktion udsender en værdi mellem 0 og 1023, der er 0,00488V for hvert trin (som 5/1024 = 0,00488V)

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

Vin = ADC -tælling*0,00488*(120/20) Volt // Fremhævet del er skalafaktor

Bemærk: Dette får os til at tro, at en aflæsning på 1023 svarer til en indgangsspænding på nøjagtigt 5,0 volt. I praksis får du muligvis ikke altid 5V fra Arduino pin 5V. Så under kalibreringen måles først spændingen mellem Arduinos 5v- og GND -ben ved hjælp af et multimeter, og brug skalafaktor ved hjælp af nedenstående formel:

Skala faktor = målt spænding/1024

Trin 5: Nuværende måling

Til strømmåling brugte jeg en Hall Effect -strømføler ACS 712 -5A -variant. Der er tre varianter af ACS712 -sensor baseret på rækkevidden af dens aktuelle registrering. ACS712 -sensoren læser den aktuelle værdi og konverterer den til en relevant spændingsværdi. Værdien, der forbinder de to målinger, er følsomhed. Outputfølsomheden for alle varianter er som følger:

ACS712 Model -> Strømområde-> Følsomhed

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

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

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

I dette projekt har jeg brugt 5A -varianten, for hvilken følsomheden er 185mV/A, og den mellemføle spænding er 2,5V, når der ikke er nogen strøm.

Kalibrering:

analog læseværdi = analogRead (Pin);

Værdi = (5/1024)*analog læseværdi // Hvis du ikke får 5V fra Arduino 5V pin derefter, Strøm i amp = (Value - offsetVoltage) / følsomhed

Men i henhold til datablade er offset spænding 2,5V og følsomhed er 185mV/A

Strøm i amp = (Værdi-2.5) /0.185

Trin 6: Temperaturmåling

Hvorfor er temperaturovervågning påkrævet?

Batteriets kemiske reaktioner ændres med temperaturen. Når batteriet bliver varmere, stiger gasningen. Når batteriet bliver koldere, bliver det mere modstandsdygtigt over for opladning. Afhængigt af hvor meget batteritemperaturen varierer, er det vigtigt at justere opladningen til temperaturændringer. Så det er vigtigt at justere opladningen for at tage højde for temperatureffekterne. Temperatursensoren måler batteriets temperatur, og Solar Charge Controller bruger denne input til at justere ladningens setpunkt efter behov. Kompensationsværdien er - 5mv /degC /celle for blybatterier. (–30mV/ºC for 12V og 15mV/ºC for 6V batteri). Det negative tegn på temperaturkompensation indikerer en stigning i temperaturen kræver en reduktion af opladningens setpunkt. For flere detaljer kan du følge denne artikel.

Temperaturmåling ved DS18B20

Jeg har brugt en ekstern DS18B20 sonde til måling af batteriets temperatur. Den bruger en en-tråds protokol til at kommunikere med mikrokontrolleren. Det kan tilsluttes i port-J4 på brættet.

For at kunne interagere med temperatursensoren DS18B20 skal du installere One Wire -biblioteket og Dallas temperaturbibliotek.

Du kan læse denne artikel for flere detaljer om DS18B20 -sensoren.

Trin 7: USB -opladningskredsløb

Buck -konverteren MP2307, der bruges til strømforsyning, kan levere strøm op til 3A. Så den har en tilstrækkelig margin til opladning af USB -gadgets. USB -stikket VCC er tilsluttet 5V, og GND er tilsluttet GND. Du kan henvise til ovenstående skematisk.

Bemærk: USB -udgangsspændingen opretholdes ikke til 5V, når belastningsstrømmen overstiger 1A. Så jeg vil anbefale at begrænse USB -belastningen til under 1A.

Trin 8: Opladningsalgoritme

Når controlleren er sluttet til batteriet, starter programmet operationen. I første omgang kontrollerer den, om panelspændingen er tilstrækkelig til opladning af batteriet. Hvis ja, vil det gå ind i opladningscyklussen. Opladningscyklussen består af 3 faser.

Fase 1 Mængdeopladning:

Arduino tilslutter solpanelet til batteriet direkte (99 % driftscyklus). Batterispændingen stiger gradvist. Når batterispændingen når 14,4V, begynder trin 2.

I denne fase er strømmen næsten konstant.

Trin 2 Absorptionsgebyr:

I dette trin vil Arduino regulere ladestrømmen ved at holde spændingsniveauet på 14,4 i en time. Spændingen holdes konstant ved at justere driftscyklussen.

Trin 3 Float -afgift:

Controlleren genererer trickle -opladningen for at opretholde spændingsniveauet ved 13,5V. Denne fase holder batteriet fuldt opladet. Hvis batterispændingen er mindre end 13,2V i 10 minutter.

Opladningscyklussen gentages.

Trin 9: Load Control

For automatisk at tilslutte og afbryde belastningen ved at overvåge skumring/daggry og batterispænding, bruges belastningskontrol.

Det primære formål med belastningskontrol er at afbryde belastningen fra batteriet for at beskytte den mod dyb afladning. Dyb afladning kan beskadige batteriet.

DC -belastningsterminalen er designet til DC -belastning med lav effekt, f.eks. Gadebelysning.

Selve solcellepanelet bruges som lyssensor.

Forudsat solpanels spænding> 5V betyder daggry og når <5V skumring.

ON -tilstand: Om aftenen, når PV -spændingsniveauet falder til under 5V, og batterispændingen er højere end LVD -indstillingen, tændes controlleren for belastningen, og den grønne LED lyser.

OFF -tilstand: Lasten afbrydes under de følgende to forhold.

1. Om morgenen, når PV -spændingen er større end 5v, 2. Når batterispændingen er lavere end LVD -indstillingen. Den røde LED på tændt indikerer, at belastningen er afbrudt.

LVD kaldes lavspændingsafbrydelse

Trin 10: Strøm og energi

Strøm: Strøm er produktet af spænding (volt) og strøm (Amp)

P = VxI Effektenhed er Watt eller KW

Energi: Energi er et produkt af effekt (watt) og tid (time)

E = Pxt Energienhed er Wattime eller Kilowattime (kWh)

For at overvåge effekten og energien over er logik implementeret i software, og parametrene vises i en 20x4 char LCD.

Billedkredit: imgoat

Trin 11: Beskyttelse

1. Reverseret polaritet og omvendt strømbeskyttelse til solpanel

Til omvendt polaritet og beskyttelse mod omvendt strøm bruges en Schottky -diode (MBR2045).

2. Overladning og dyb afladningsbeskyttelse

Overladning og beskyttelse mod dyb afladning implementeres af softwaren.

3. Kortslutnings- og overbelastningsbeskyttelse

Kortslutnings- og overbelastningsbeskyttelse realiseres af en sikring F1.

4. Overspændingsbeskyttelse ved solpanelindgang

Midlertidige overspændinger forekommer i elsystemer af forskellige årsager, men lyn forårsager de alvorligste overspændinger. Dette gælder især for solcelleanlæg på grund af de udsatte steder og systemtilslutningskabler. I dette nye design brugte jeg en 600 watt tovejs TVS-diode (P6KE36CA) til at undertrykke lyn og overspænding ved PV-terminalerne.

billedkredit: freeimages

Trin 12: LED -indikationer

1. Solar LED: LED1 En tofarvet (rød/grøn) LED bruges til at angive solstrømmen, dvs. skumring eller daggry.

Solar LED ------------------- Solstatus

Green Day

RØD ------------------------- Nat

2. LED for batteristatus (SOC): LED2

En vigtig parameter, der definerer batteriets energiindhold, er Charge State (SOC). Denne parameter angiver, hvor meget opladning der er tilgængelig i batteriet. RGB LED bruges til at angive batteriets tilstand. For tilslutning henvises til ovenstående skematisk.

Batteri-LED ---------- Batteristatus

RØD ------------------ Spænding er LAV

GRØN ------------------ Spænding er sundt

BLÅ ------------------ Fuldt opladet

2. Indlæs LED: LED3

En tofarvet (rød/grøn) lysdiode bruges til indikering af belastningsstatus. Se ovenstående skema for tilslutning.

Indlæs LED ------------------- Indlæsningsstatus

GRØN ----------------------- Tilsluttet (ON)

RØD ------------------------- Frakoblet (FRA)

Trin 13: LCD -skærm

En 20X4 char LCD bruges til overvågning af solpanel, batteri og belastningsparametre.

For nemheds skyld vælges et I2C LCD -display til dette projekt. Det behøver kun 4 ledninger til grænseflade med Arduino.

Forbindelsen er herunder:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

Række-1: Solpanels spænding, strøm og effekt

Række-2: Batterispænding, temperatur og opladerstatus (Oplader / oplades ikke)

Række-3: Indlæser strøm, effekt og belastningsstatus

Række-4: Input energi fra solcellepanel og energi forbrugt af belastningen.

Du skal downloade biblioteket fra LiquidCrystal_I2C.

Trin 14: Prototyping og test

1. brødbræt:

Først lavede jeg kredsløbet på et brødbræt. Den største fordel ved et loddefrit brødbræt er, at det er loddeløst. Således kan du nemt ændre designet bare ved at frakoble komponenter og ledninger, som du har brug for.

2. Perforeret bræt:

Efter at have testet brødbrættet lavede jeg kredsløbet på et perforeret bræt. Følg instruktionerne herunder for at gøre det

i) Før først alle delene ind i hullet på det perforerede bord.

ii) Lod alle komponentpuderne og trim de ekstra ben med en nipper.

iii) Tilslut loddepuderne ved hjælp af ledninger i henhold til skematisk.

iv) Brug standoff til at isolere kredsløbet fra jorden.

Det perforerede brætkredsløb er virkelig stærkt og kan indsættes permanent i et projekt. Efter at have testet prototypen, hvis alt fungerer perfekt, kan vi gå videre til at designe det sidste printkort.

Trin 15: PCB -design

Jeg har tegnet skematikken ved at bruge EasyEDA online software efter at have skiftet til PCB -layoutet.

Alle de komponenter, du tilføjede i skematikken, skal være der, stablet oven på hinanden, klar til at placeres og føres. Træk komponenterne ved at gribe om dens puder. Placer den derefter inde i den rektangulære kantlinje.

Arranger alle komponenterne på en sådan måde, at tavlen fylder mindst muligt. Mindre bordstørrelse, desto billigere bliver fremstillingsomkostningerne til printkortet. Det vil være nyttigt, hvis dette bord har nogle monteringshuller på det, så det kan monteres i et kabinet.

Nu skal du rute. Routing er den sjoveste del af hele denne proces. Det er som at løse et puslespil! Ved hjælp af sporingsværktøjet skal vi forbinde alle komponenterne. Du kan bruge både det øverste og det nederste lag til at undgå overlapning mellem to forskellige spor og gøre sporene kortere.

Du kan bruge Silk -laget til at tilføje tekst til tavlen. Vi er også i stand til at indsætte en billedfil, så jeg tilføjer et billede af mit websteds logo, der skal udskrives på tavlen. Til sidst skal vi bruge kobberarealværktøjet til at oprette PCB'ens grundareal.

Nu er printkortet klar til fremstilling.

Trin 16: Download Gerber -filerne

Efter at have lavet PCB, er vi nødt til at generere de filer, der kan sendes til et PCB -fabrikationsfirma, der med tiden vil sende os nogle rigtige PCB tilbage.

I EasyEDA Du kan udsende fabrikationsfiler (Gerber -fil) via Dokument> Generer Gerber eller ved at klikke på knappen Generer Gerber på værktøjslinjen. Den genererede Gerber -fil er en komprimeret pakke. Efter dekomprimering kan du se følgende 8 filer:

1. Bundkobber:.gbl

2. Top Kobber:.gtl

3. Bundlodningsmasker:.gbs

4. Top loddemasker:.gts

5. Nederste silketryk:.gbo

6. Top Silk Screen:.gto

7. Bor:.drl

8. Outline:. Outline

Du kan downloade Gerber -filerne fra PCBWay

Når du afgiver en ordre fra PCBWay, får jeg en 10% donation fra PCBWay for et bidrag til mit arbejde. Din lille hjælp kan tilskynde mig til at gøre mere fantastisk arbejde i fremtiden. Tak for dit samarbejde.

Trin 17: PCB -fremstilling

Nu er det tid til at finde ud af en PCB -producent, der kan omdanne vores Gerber -filer til en ægte PCB. Jeg har sendt mine Gerber -filer til JLCPCB til fremstilling af mit PCB. Deres service er ekstremt god. Jeg har modtaget mit printkort i Indien inden for 10 dage.

Styklisten for projektet er vedhæftet nedenfor.

Trin 18: Lodning af komponenterne

Efter at have modtaget tavlen fra PCB fab house, skal du lodde komponenterne.

Til lodning skal du bruge et anstændigt loddejern, lodde, nipper, desolderingsvæger eller pumpe og et multimeter.

Det er god praksis at lodde komponenterne efter deres højde. Lodde de mindre højdekomponenter først.

Du kan følge følgende trin for at lodde komponenterne:

1. Skub komponentbenene gennem deres huller, og drej printkortet på bagsiden.

2. Hold spidsen af loddejernet til krydset mellem puden og benet på komponenten.

3. Før loddetin ind i leddet, så det flyder rundt om ledningen og dækker puden. Når det har strømmet rundt, skal du flytte spidsen væk.

4. Trim de ekstra ben med en Nipper.

Følg ovenstående regler for lodning af alle komponenterne.

Trin 19: Montering af ACS712 nuværende sensor

ACS712-strømføleren, jeg har modtaget, har en forud loddet skrueterminal til tilslutning. For at lodde modulet direkte på printkortet, skal du først aflodde skrueterminalen.

Jeg aflodder skrueterminalen ved hjælp af en aflodningspumpe som vist ovenfor.

Derefter lodder jeg ACS712 -modulet på hovedet.

For at forbinde Ip+ og Ip-terminalen til printkortet brugte jeg diodeterminalbenene.

Trin 20: Tilføjelse af Buck Converter

For at lodde Buck Converter -modulet skal du forberede 4 lige headerstifter som vist ovenfor.

Lod de 4 hovedstifter ved X1, 2 er til output, og de resterende to er til input.

Trin 21: Tilføjelse af Arduino Nano

Når du køber de lige overskrifter, bliver de for lange for Arduino Nano. Du skal trimme dem til en passende længde. Det betyder 15 pins hver.

Den bedste måde at trimme de kvindelige headerstykker på er at tælle 15 pins ud, trække den 16. pin og derefter bruge en nipper til at klippe mellemrummet mellem den 15. og 17. pin.

Nu skal vi installere hunhovederne på printkortet. Tag dine kvindelige overskrifter og placer dem på de mandlige overskrifter på Arduino Nano -tavlen.

Derefter loddes de kvindelige headerstifter til Charge Controller PCB.

Trin 22: Forberedelse af MOSFET'erne

Inden lodning af MOSFET'erne Q1 Q2 og dioden D1 på printkortet, er det bedre at tilslutte kølepladerne først til dem. Kølelegemer bruges til at flytte varme væk fra enheden for at opretholde en lavere enhedstemperatur.

Påfør et lag kølelegeme over MOSFET -metalpladen. Læg derefter den termisk ledende pude mellem MOSFET og kølelegemet, og stram skruen. Du kan læse denne artikel om, hvorfor kølelegeme er afgørende.

Til sidst loddes de fast på opladningsregulatorens printkort.

Trin 23: Montering af standoffs

Efter lodning af alle delene monteres afstandene i 4 hjørner. Jeg brugte M3 Messing Hex Standoffs.

Anvendelsen af afstande vil give tilstrækkelig afstand til loddeled og ledninger fra jorden.

Trin 24: Software og biblioteker

Download først den vedhæftede Arduino -kode. Download derefter følgende biblioteker og installer dem.

1. Én Wire

2. DallasTemperatur

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID -bibliotek

Hele koden er brudt ind i den lille funktionelle blok for fleksibilitet. Antag, at brugeren ikke er interesseret i at bruge et LCD -display og er glad for LED -indikationen. Derefter deaktiveres bare lcd_display () fra tomrumsløkken (). Det er alt. På samme måde kan han i henhold til brugerens krav aktivere og deaktivere de forskellige funktioner.

Efter installation af alle de ovennævnte biblioteker skal du uploade Arduino -koden.

Bemærk: Jeg arbejder nu på softwaren til implementering af en bedre opladningsalgoritme. Hold venligst kontakten for at få den nyeste version.

Opdatering den 02.04.2020

Uploadet en ny software med en forbedret opladningsalgoritme og implementering af PID -controlleren i den.

Trin 25: Afsluttende test

Tilslut Charge Controller batteripolerne (BAT) til et 12V batteri. Sørg for, at polariteten er korrekt. Efter tilslutning begynder LED og LCD med det samme at fungere. Du vil også bemærke batterispænding og temperatur på 2. række på LCD -displayet.

Tilslut derefter et solpanel til solterminalen (SOL), du kan se solspændingen, strømmen og strømmen på den første række på LCD -displayet. Jeg har brugt en lab strømforsyning til at simulere solpanelet. Jeg brugte mine strømmålere til at sammenligne værdierne for spænding, strøm og effekt med LCD -displayet.

Testproceduren er vist i denne demovideo

I fremtiden vil jeg designe et 3D -trykt kabinet til dette projekt. Hold kontakten.

Dette projekt er en post i PCB -konkurrencen, stem venligst på mig. Dine stemmer er en reel inspiration for mig til at gøre mere hårdt arbejde for at skrive flere nyttige projekter som dette.

Tak fordi du læste min Instructable. Hvis du kan lide mit projekt, så glem ikke at dele det.

Kommentarer og feedback er altid velkomne.

Runner Up i PCB Design Challenge