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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ako planirate instalirati solarni sistem izvan mreže s baterijom, trebat će vam solarni regulator punjenja. To je uređaj koji se nalazi između solarnog panela i baterije za kontrolu količine električne energije koju solarni paneli proizvode u baterijama. Glavna funkcija je osigurati da je baterija pravilno napunjena i zaštićena od prekomjernog punjenja. Kako ulazni napon iz solarne ploče raste, kontroler punjenja regulira punjenje baterija sprječavajući svako prekomjerno punjenje i isključuje opterećenje kada se baterija isprazni.

Možete proći kroz moje solarne projekte 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 sistemima:

1. Regulator pulsno širinske modulacije (PWM)

2. Kontroler za praćenje maksimalne snage (MPPT)

U ovom uputstvu ću vam objasniti PWM solarni regulator punjenja. I ranije sam objavio nekoliko članaka o PWM kontrolerima punjenja. 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 efikasan linearni regulator napona zamijenjen je konvertorom buck MP2307 za napajanje od 5V.

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

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

4. Ugrađeni senzor 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 trostepenog algoritma punjenja.

9. Implementacija PID kontrolera u algoritmu punjenja

10. Napravio prilagođenu PCB za projekat

Specifikacija

1. Kontroler punjenja kao i mjerač energije

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

3. PWM algoritam punjenja s automatskom zadanom vrijednosti punjenja prema naponu baterije

4. LED indikacija stanja napunjenosti i statusa punjenja

5. LCD ekran veličine 20x4 karaktera za prikaz napona, struje, snage, energije i temperature.

6. Zaštita od udara groma

7. Zaštita protoka obrnute struje

8. Zaštita od kratkog spoja i preopterećenja

9. Temperaturna kompenzacija za punjenje

10. USB port za punjenje naprava

Supplies

PCB V2.02 možete naručiti sa PCBWay -a

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

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

3. Power dioda -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Buck Converter-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 dugme (Amazon / Banggood)

22. Srafne stezaljke 1x6 pin (Aliexpress)

23. Održavanje PCB -a (Banggood)

24. USB utičnica (Amazon / Banggood)

Alati:

1. Lemilica (Amazon)

2. Pumpa za odlemljivanje (Amazon)

2. Rezač i skidač žica (Amazon)

3. Odvijač (Amazon)

Korak 1: Princip rada PWM kontrolera punjenja

PWM je kratica za 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 solarnog panela Vmp do napona akumulatorskog sistema bez promjene struje.

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

Kada je širina na 100%, MOSFET je potpuno UKLJUČEN, omogućavajući solarnom panelu da napuni bateriju. Kada je širina na 0%, tranzistor je isključen i kruži oko solarne ploče sprečavajući struju da teče u bateriju kada je baterija potpuno napunjena.

Korak 2: Kako radi krug?

Srce kontrolera punjenja je Arduino Nano ploča. Arduino očitava napon solarne ploče i baterije pomoću dva kruga razdjelnika napona. U skladu s ovim razinama napona, odlučuje kako napuniti bateriju i kontrolirati opterećenje.

Napomena: Na gornjoj slici postoji štamparska 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 X1 (MP2307). Izlaz iz pretvarača dolara se distribuira u

1. Arduino ploča

2. LED diode za indikaciju

3. LCD ekran

4. USB port za punjenje gadžeta.

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 senzora temperature spojen je na Arduino Digital pin D12.

3. Upravljački krugovi:

Upravljačka kola su u osnovi sastavljena od dva p-MOSFET-a Q1 i Q2. MOSFET Q1 se koristi za slanje impulsa punjenja u bateriju, a MOSFET Q2 za pogon opterećenja. Dva sklopa pogonskih sklopova MOSFET-a sastoje se od dva tranzistora T1 i T2 sa vučnim otpornicima R6 i R8. Osnovnu struju tranzistora kontroliraju otpornici R5 i R7.

4. Zaštitna kola:

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

5. LED indikacija:

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

7. LCD ekran:

I2C LCD ekran se koristi za prikaz različitih parametara.

8. USB punjenje:

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

9. Resetovanje sistema:

SW1 je tipka za resetiranje Arduina.

Shemu možete preuzeti u PDF formatu u prilogu ispod.

Korak 3: Glavne funkcije solarnog regulatora punjenja

Kontroler punjenja je dizajniran vodeći računa o sljedećim točkama.

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

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

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

5. Zaštita od nenormalnog stanja

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

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

8. USB punjenje: Za punjenje pametnih uređaja

Korak 4: Mjerenje napona

Senzori napona koriste se za mjerenje napona solarne ploče i baterije. Provodi se pomoću dva kola 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 je spojen 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 0.00488V za svaki prirast (As 5/1024 = 0.00488V)

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

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

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 sa Arduino pin -a 5V. Zato tijekom kalibracije najprije izmjerite napon između 5v i GND pinova Arduina pomoću multimetra, a faktor razmjere upotrijebite prema donjoj formuli:

Faktor razmjere = izmjereni napon/1024

Korak 5: Mjerenje struje

Za mjerenje struje koristio sam varijantu Hall Effect senzora ACS 712 -5A. Postoje tri varijante senzora ACS712 na osnovu raspona trenutnog sensinga. 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 sam koristio varijantu 5A, za koju je osjetljivost 185mV/A, a srednji napon osjetnika 2.5V kad nema struje.

Kalibracija:

analogna vrijednost čitanja = analogRead (Pin);

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

Ali prema podacima, napon ofseta 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, stvaranje plinova 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 6V bateriju). Negativni znak kompenzacije temperature ukazuje na to da povećanje temperature zahtijeva smanjenje zadane vrijednosti punjenja. Za više detalja, 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.

Da biste se povezali sa senzorom temperature DS18B20, morate instalirati biblioteku One Wire i biblioteku temperature Dallas.

Za više detalja o senzoru DS18B20 možete pročitati ovaj članak.

Korak 7: USB krug za punjenje

Pretvarač para MP2307 koji se koristi za napajanje može isporučiti struju do 3A. Dakle, ima dovoljno prostora za punjenje USB uređaja. 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 se provjerava je li napon ploče dovoljan za punjenje baterije. Ako je odgovor da, ući će u ciklus punjenja. Ciklus punjenja sastoji se od 3 faze.

Faza 1 Skupno punjenje:

Arduino će direktno povezati solarnu ploču s baterijom (99 % radni ciklus). Napon baterije postupno će se povećavati. Kada napon akumulatora 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:

Kontroler generira trošno punjenje kako bi održao razinu napona na 13,5 V. Ova faza održava bateriju potpuno napunjenom. Ako je napon baterije manji od 13,2 V u trajanju od 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 dizajnirana je za istosmjerno opterećenje male snage, poput ulične rasvjete.

PV panel se koristi kao senzor svjetla.

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

UKLJUČENO Stanje: U večernjim satima, kada nivo napona PV padne ispod 5 V, a napon baterije je veći od postavki LVD, kontroler će uključiti opterećenje i zelena LED dioda će zasvijetliti.

OFF Stanje: Opterećenje će se prekinuti u sljedeća dva uslova.

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

LVD se naziva niskonaponski prekidač

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 se prikazuju na LCD ekranu veličine 20x4.

Kredit za sliku: imgoat

Korak 11: Zaštita

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

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

2. Zaštita od prekomjernog punjenja i dubokog pražnjenja

Softver implementira 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 različitih razloga, ali munja uzrokuje najteže prenapone. To se posebno odnosi na fotonaponske sisteme zbog izloženih lokacija i kablova za povezivanje sistema. U ovom novom dizajnu koristio sam dvosmjernu TVS diodu od 600 W (P6KE36CA) za suzbijanje munje i prenapona na PV terminalima.

kredit za sliku: freeimages

Korak 12: LED indikacije

1. Solarna LED: LED1 Dvobojna (crvena/zelena) LED dioda koristi se za označavanje stanja solarne energije, tj. U sumrak ili zoru.

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

Zeleni dan

CRVENO ------------------------- Noć

2. LED indikator stanja napunjenosti baterije (SOC): LED2

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

LED dioda baterije ---------- Status baterije

CRVENO ------------------ Napon je NISKI

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

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

2. LED za učitavanje: LED3

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

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

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

CRVENO ------------------------- Isključeno (OFF)

Korak 13: LCD ekran

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 povezivanje 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

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

Red 3: Struja opterećenja, snaga i stanje opterećenja

Red-4: Ulazna energija sa solarnog panela i energija koju troši opterećenje.

Biblioteku morate preuzeti sa LiquidCrystal_I2C.

Korak 14: Prototipiranje i testiranje

1. Osnovna ploča:

Prvo sam napravio krug na Breadboard -u. Glavna prednost ploče bez lemljenja je ta što je bez lemljenja. Tako možete jednostavno promijeniti dizajn samo isključivanjem komponenti i vodiča po 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 jastučiće za komponente 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 funkcionira savršeno, možemo prijeći na dizajn konačne PCB -a.

Korak 15: Dizajn PCB -a

Shemu sam nacrtao koristeći EasyEDA mrežni softver nakon što sam prešao na raspored PCB -a.

Sve komponente koje ste dodali u shemu trebaju biti tamo, naslagane jedna na drugu, spremne za postavljanje i usmjeravanje. Povucite komponente hvatajući se za podloge. 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. Bilo bi korisno ako ova ploča ima neke rupe za montažu kako bi se mogla montirati u kućište.

Sada morate usmjeravati. Usmjeravanje je najzabavniji dio cijelog ovog procesa. To je kao rješavanje zagonetke! Pomoću alata za praćenje potrebno je povezati sve komponente. Možete koristiti i gornji i donji sloj kako biste izbjegli preklapanje između dvije različite staze i skratili tragove.

Sloj svile možete koristiti za dodavanje teksta na ploču. Također, možemo umetnuti datoteku slike, 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 nazad stvarnu PCB.

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

1. Donji bakar:.gbl

2. Vrh bakra:.gtl

3. Donje maske za lemljenje:.gbs

4. Gornje maske za lemljenje:.gts

5. Donji svileni ekran:.gbo

6. Vrh svilenog ekrana:.gto

7. Bušilica:.drl

8. Outline:.outline

Gerber datoteke možete preuzeti sa PCBWay -a

Kada naručite sa PCBWay -a, dobit ću 10% donacije od PCBWay -a za doprinos mom radu. Vaša mala pomoć može me potaknuti da ubuduće radim sjajnije poslove. Hvala vam na saradnji.

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 Gerber 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 lemilica, 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 komponente kroz njihove rupe i okrenite PCB na poleđini.

2. Držite vrh lemilice za spoj jastučića i nogu komponente.

3. Umetnite lem u spoj tako da teče oko elektrode i prekriva jastučić. Nakon što je optočio svuda, 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 nogice 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 -a

Kada kupite ravna zaglavlja, oni će biti predugi za Arduino Nano. Morat ćete ih skratiti na odgovarajuću dužinu. To znači svaki po 15 pinova.

Najbolji način za podrezivanje ženskih komada zaglavlja je odbrojati 15 pinova, povući 16. iglu, a zatim pomoću štipaljke izrezati jaz između 15. i 17. pina.

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

Zatim lemite ženske iglice zaglavlja na PCB kontrolera punjenja.

Korak 22: Priprema MOSFET -ova

Prije lemljenja MOSFET -a Q1 Q2 i diode D1 na PCB, 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 provodljivu podlogu 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 mjedene šesterokutne potpornje.

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

Korak 24: Softver i biblioteke

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

1. Jedna žica

2. DallasTemperature

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID biblioteka

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 biblioteka, 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. Uvjerite se da je polaritet ispravan. Nakon povezivanja LED i LCD će odmah početi raditi. Takođe ćete primijetiti napon i temperaturu baterije na drugom redu LCD ekrana.

Zatim spojite solarnu ploču na solarni terminal (SOL), i u 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 vrijednosti napona, struje i snage s LCD zaslonom.

Postupak testiranja prikazan je u ovom demo videu

U budućnosti ću dizajnirati 3D štampano kućište za ovaj projekt. Ostanite u kontaktu.

Ovaj projekat je prijava za konkurs za PCB, glasajte za mene. Vaši glasovi su mi prava inspiracija da radim više na pisanju korisnijih projekata poput ovog.

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