DIY Arduino PWM5 Solar Charge Controller (PCB -filer og software inkluderet): 9 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

For et par år siden designede Julian Ilett den originale, PIC mikrokontrollerbaserede "PWM5" solopladningsregulator. Han eksperimenterede også med en Arduino -baseret version. Du kan finde hans videoer her:

ifølge Julians skematisk designede arduined.eu en meget lille version, baseret på 5V, 16MHz Arduino Pro Mini:

Efter at jeg allerede havde designet og bygget to MPPT buck solopladere, ville jeg prøve dette meget forenklede design.

Trin 1: Tegning af skematisk

Skematikken er baseret på Julians håndtegnede. Jeg forsøgte at gøre det så let at forstå som muligt. Det vil også være grundlaget for et ordentligt printkort.

Trin 2: Design af et korrekt printkort

Eagle -skematikken var grundlaget for dette PCB -layout. Sporene er enkeltsidede og meget brede. Dette giver dig mulighed for let at ætse dine brædder, hvis du ikke vil bestille dem fra en producent.

Trin 3: Forberedelse af prototypebordet

Inden jeg bestilte tavlerne, ville jeg kontrollere designet på et stykke prototypebræt. Dens størrelse er 0,8 x 1,4 tommer.

Trin 4: Befolkning af bestyrelsen

Fordi brættet skal have samme størrelse som Pro Mini, er komponenterne meget tæt på hinanden. Selvfølgelig kunne vi også bruge SMD -komponenter, men jeg ville beholde designet så DIY -venligt som muligt. Komponentnavnene kan findes på skematisk. Alle modstande er 1/4 Watt.

BTW: Dette var mit første blyfrie lodningsforsøg. Så det kunne se renere ud;-)

Trin 5: Test af Dickson -opladningspumpekredsløbet

Fordi jeg ønskede at holde strømforbruget så lavt som muligt (det er omkring 6mA), har jeg brugt 3.3V, 8MHz versionen af Arduino Pro Mini. Så på grund af 3.3V (i stedet for 5V) forsyning var jeg ikke sikker på, om ladningspumpen ville være i stand til at generere den nødvendige gate -spænding til IRF3205 MOSFET. Så jeg lavede et lille eksperiment med forskellige PWM -frekvenser og pumpekondensatorer. Som du kan se, var spændingen på omkring 5,5 V ikke tilstrækkelig til at drive et ikke-logisk niveau MOSFET. Så jeg besluttede mig for at bruge en IRLZ44N. Dette er et såkaldt logisk niveau MOSFET og fungerer fint med 5V.

Trin 6: Lodning af de resterende komponenter og ledninger

Derefter var det tid til at lodde de resterende komponenter samt ledningerne og den eksterne anti -understøttede diode. Denne diode er meget vigtig! Sørg for, at den er i stand til at håndtere din maksimale strøm.

Trin 7: Softwaretest

Fordi den originale software var lidt som du gjorde, besluttede jeg at skrive min egen. Du kan downloade den (og Eagle PCB -filer samt Gerbers) på min GitHub. Linket er i slutningen af denne Instructable.

Et vigtigt skridt var at finde ud af den maksimale koblingsfrekvens for Julians MOSFET -driverkredsløb. Som du kan se, ser 15kHz frygteligt ud (målt ved MOSFET -porten) og ville producere meget varme. 2 kHz ser derimod acceptabelt ud. Du kan se forskellene i videoen på den første side i denne artikel.

For at foretage de nødvendige målinger har jeg brugt mit billige DSO201 lommeoscilloskop, et multimeter og en DIY Arduino -effektmåler.

Trin 8: Konklusion, downloadlinks

Så hvad er konklusionen på dette lille projekt? Det fungerer fint, men det kan selvfølgelig ikke bruges til nominelle batterispændinger under 12V. Det ville i hvert fald være meget ineffektivt i dette tilfælde, fordi det bare er en PWM -oplader frem for en bukkonverter. Det har heller ikke MPPT -sporing. Men i forhold til sin størrelse er det ganske imponerende. Det fungerer også med meget små solpaneler eller med meget svagt sollys.

Og det er selvfølgelig meget sjovt at bygge denne ting. Jeg nød også at lege med mit oscilloskop og visualisere MOSFET driver kredsløb.

Jeg håber, denne lille instruerbare var nyttig for dig. Se også mine andre elektronikvideoer på min YouTube -kanal.

Software, Eagle CAD -filer og Gerber -filer på min GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

MPPT -opladere på min GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte …

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte …

Min YouTube -kanal:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Trin 9: Hvor bestiller du dine tavler

Tavlerne kan bestilles her:

jlcpcb.com (med de vedhæftede Gerber -filer)

oshpark.com (med Eagle board -filen)

selvfølgelig er der også andre alternativer