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

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

Prije nekoliko godina, Julian Ilett je dizajnirao originalni, PIC mikrokontroler zasnovan na "PWM5" solarnom kontroleru punjenja. Također je eksperimentirao s verzijom zasnovanom na Arduinu. Njegove videozapise možete pronaći ovdje:

prema shemi Julians, arduined.eu je dizajnirao vrlo malu verziju, zasnovanu 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 je zasnovana na ručno nacrtanoj Julijanci. Pokušao sam da ga učinim što lakšim za razumevanje. To će također biti osnova za ispravnu PCB.

Korak 2: Dizajniranje odgovarajuće PCB ploče

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

Korak 3: Priprema prototipske 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 biti iste veličine kao i Pro Mini, komponente su vrlo blizu jedna drugoj. Naravno, mogli bismo 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: Testiranje kruga Dicksonove pumpe za punjenje

Budući da sam želio održati potrošnju energije što je moguće nižom (iznosi oko 6 mA), koristio sam verziju Arduino Pro Mini od 3,3 V, 8 MHz. Zbog napajanja od 3,3 V (umjesto 5 V), nisam bio siguran hoće li pumpa za punjenje biti u stanju 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 nelogičkom nivou. Pa sam odlučio koristiti IRLZ44N. Ovo je takozvani MOSFET logičkog nivoa i radi dobro sa 5V.

Korak 6: Lemljenje preostalih komponenti i žica

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

Korak 7: Softverski testovi

Budući da vam je originalni softver pomalo odgovarao, odlučio sam napisati svoj. Možete ga preuzeti (i Eagle PCB datoteke, 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 kapiji) 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. Takođe nema MPPT praćenje. Ali zbog svoje veličine prilično je impresivan. Također radi sa vrlo malim solarnim panelima ili sa vrlo slabom sunčevom svjetlošću.

I naravno, velika je zabava izgraditi ovu stvar. Takođe sam uživao u igranju sa svojim osciloskopom i vizualizaciji kola upravljačkog programa MOSFET -a.

Nadam se da vam je ovaj mali Instructable bio od pomoći. Pogledajte i moje ostale 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 (sa priloženim Gerber datotekama)

oshpark.com (sa datotekom ploče Eagle)

naravno postoje i druge alternative