ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02): 25 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Hvis du planlegger å installere et solcelleanlegg uten nett med en batteribank, trenger du en Solar Charge Controller. Det er en enhet som er plassert mellom solcellepanelet og batteribanken for å kontrollere mengden elektrisk energi som produseres av solcellepaneler som går inn i batteriene. Hovedfunksjonen er å sørge for at batteriet er skikkelig ladet og beskyttet mot overlading. Når inngangsspenningen fra solcellepanelet stiger, regulerer ladekontrollen ladningen til batteriene og forhindrer overlading og kobler fra belastningen når batteriet er utladet.

Du kan gå gjennom mine Solar -prosjekter på nettstedet mitt: www.opengreenenergy.com og YouTube Channel: Open Green Energy

Typer solcellekontrollere

Det er for tiden to typer ladestyringer som vanligvis brukes i solcelleanlegg:

1. Pulsbreddemodulering (PWM) kontroller

2. Maksimal Power Point Tracking (MPPT) kontroller

I denne instruksen vil jeg forklare deg om PWM Solar Charge Controller. Jeg har også lagt ut få artikler om PWM -ladekontrollere tidligere. Den tidligere versjonen av solcellekontrollene mine er ganske populær på internett og nyttig for mennesker over hele verden.

Ved å vurdere kommentarene og spørsmålene fra mine tidligere versjoner, har jeg endret min eksisterende V2.0 PWM Charge Controller for å lage den nye versjonen 2.02.

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

1. Den laveffektive lineære spenningsregulatoren erstattes av en omformer MP2307 for 5V strømforsyning.

2. En ekstra strømsensor for å overvåke strømmen som kommer fra solcellepanelet.

3. MOSFET-IRF9540 erstattes av IRF4905 for bedre ytelse.

4. Innebygd LM35 temp-sensor erstattes av en DS18B20 sonde for nøyaktig batteritemperaturovervåking.

5. USB -port for lading av smarte enheter.

6. Bruk av en enkelt sikring i stedet for to

7. En ekstra LED for å indikere solstrømstatus.

8. Implementering av 3 -trinns ladingalgoritme.

9. Implementering av PID -kontrolleren i ladealgoritmen

10. Lagde en tilpasset PCB for prosjektet

Spesifikasjon

1. Ladestyring samt energimåler

2. Automatisk valg av batterispenning (6V/12V)

3. PWM ladealgoritme med automatisk ladestillingspunkt i henhold til batterispenningen

4. LED -indikasjon for ladetilstand og belastningsstatus

5. 20x4 tegn LCD -skjerm for visning av spenninger, strøm, strøm, energi og temperatur.

6. lynbeskyttelse

7. Revers gjeldende strømningsbeskyttelse

8. kortslutning og overbelastningsbeskyttelse

9. Temperaturkompensasjon for lading

10. USB -port for lading av gadgets

Rekvisita

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. nåværende sensor - ACS712 (Amazon / Banggood)

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

8. transistorer - 2N3904 (Amazon / Banggood)

9. Motstander (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. tofarget LED (Amazon)

15. Jumper Wires / Wires (Amazon / Banggood)

16. Header Pins (Amazon / Banggood)

17. varmekum (Amazon / Aliexpress)

18. sikringsholder og sikringer (Amazon)

19. Trykknapp (Amazon / Banggood)

22. Skru terminaler 1x6 pin (Aliexpress)

23. PCB -avstand (Banggood)

24. USB -kontakt (Amazon / Banggood)

Verktøy:

1. loddejern (Amazon)

2. Desoldering Pump (Amazon)

2. Wire Cutter and Stripper (Amazon)

3. Skrutrekker (Amazon)

Trinn 1: Arbeidsprinsipp for en PWM Charge Controller

PWM står for Pulse Width Modulation, som står for metoden den bruker for å regulere ladning. Dens funksjon er å trekke ned spenningen til solcellepanelet til nær batteriets for å sikre at batteriet er riktig ladet. Med andre ord, de låser solcellepanelspenningen til batterispenningen ved å dra solcellepanelets Vmp ned til batterisystemets spenning uten endring i strømmen.

Den bruker en elektronisk bryter (MOSFET) for å koble til og fra solcellepanelet med batteriet. Ved å bytte MOSFET med høy frekvens med forskjellige pulsbredder, kan en konstant spenning opprettholdes. PWM-kontrolleren justerer seg selv ved å variere bredder (lengder) og frekvens på pulser som sendes til batteriet.

Når bredden er på 100%, er MOSFET på full PÅ, slik at solcellepanelet kan lade batteriet i bulk. Når bredden er på 0% er transistoren AV åpen og sirkulerer solcellepanelet og forhindrer at strøm strømmer til batteriet når batteriet er fulladet.

Trinn 2: Hvordan fungerer kretsen?

Hjertet i ladestyringen er et Arduino Nano -kort. Arduino registrerer solcellepanel og batterispenninger ved å bruke to spenningsdelerkretser. I henhold til disse spenningsnivåene bestemmer den hvordan batteriet skal lades og belastningen kontrolleres.

Merk: På bildet ovenfor er det skrivefeil i strøm- og kontrollsignal. Den røde linjen er for strøm og gul linje er for kontrollsignal.

Hele skjematikken er delt inn i følgende kretser:

1. Strømfordelingskrets:

Strømmen fra batteriet (B+ & B-) går ned til 5V med X1 (MP2307) buck-omformeren. Utgangen fra bukkomformeren distribueres til

1. Arduino Board

2. Lysdioder for indikasjon

3. LCD -skjerm

4. USB -port for å lade gadgets.

2. Inngangssensorer:

Solpanelet og batterispenningene registreres ved å bruke to spenningsdelerkretser som består av motstander R1-R2 og R3- R4. C1 og C2 er filterkondensatorer for å filtrere ut uønskede støysignaler. Utgangen fra spenningsdelerne er koblet til henholdsvis Arduino analoge pinner A0 og A1.

Solcellepanelet og laststrømmene registreres ved bruk av to ACS712 -moduler. Utgangen fra de nåværende sensorene er koblet til henholdsvis Arduino analog pin A3 og A2.

Batteritemperaturen måles ved hjelp av en DS18B20 temperatursensor. R16 (4.7K) er en opptrekksmotstand. Utgangen til temperatursensoren er koblet til Arduino Digital pin D12.

3. Kontrollkretser:

Kontrollkretsene er i utgangspunktet dannet av to p-MOSFETs Q1 og Q2. MOSFET Q1 brukes til å sende ladepulsen til batteriet og MOSFET Q2 brukes til å drive lasten. To MOSFET-driverkretser består av to transistorer T1 og T2 med opptrekkmotstander R6 og R8. Basisstrømmen til transistorene styres av motstandene R5 og R7.

4. Beskyttelseskretser:

Inngangsoverspenningen fra solcellepanelsiden er beskyttet ved bruk av en TVS -diode D1. Reversstrømmen fra batteriet til solcellepanelet er beskyttet av en Schottky -diode D2. Overstrømmen er beskyttet av en sikring F1.

5. LED -indikasjon:

LED1, LED2 og LED3 brukes til å indikere henholdsvis sol-, batteri- og belastningsstatus. Motstandene R9 til R15 er strømbegrensende motstander.

7. LCD -skjerm:

En I2C LCD -skjerm brukes til å vise forskjellige parametere.

8. USB -lading:

USB -kontakten er koblet til 5V utgang fra Buck Converter.

9. System Reset:

SW1 er en trykknapp for å tilbakestille Arduino.

Du kan laste ned skjemaet i PDF -format vedlagt nedenfor.

Trinn 3: Hovedfunksjonene til Solar Charge Controller

Ladekontrolleren er designet ved å ta vare på følgende punkter.

1. Forhindre batteriladning: For å begrense energien som tilføres batteriet av solcellepanelet når batteriet blir fulladet. Dette er implementert i charge_cycle () av koden min.

2. Forhindre overladning av batteri: For å koble batteriet fra elektriske belastninger når batteriet når en lav ladetilstand. Dette er implementert i load_control () av koden min.

3. Gi lastkontrollfunksjoner: For å automatisk koble til og fra en elektrisk last på et bestemt tidspunkt. Lasten vil PÅ når solnedgangen og AV når soloppgang. Dette er implementert i load_control () av koden min. 4. Monitoring Power and Energy: For å overvåke lasteffekten og energien og vise den.

5. Beskytt mot unormal tilstand: For å beskytte kretsen mot de forskjellige unormale situasjonene som lyn, overspenning, overstrøm og kortslutning, etc.

6. Indikasjon og visning: For å indikere og vise de forskjellige parameterne

7. seriell kommunikasjon: For å skrive ut forskjellige parametere i den serielle skjermen

8. USB -lading: For å lade smarte enheter

Trinn 4: Spenningsmåling

Spenningssensorene brukes til å registrere spenningen til solcellepanel og batteri. Det implementeres ved å bruke to spenningsdelerkretser. Den består av to motstander R1 = 100k og R2 = 20k for sensing av solcellepanelspenningen og tilsvarende R3 = 100k og R4 = 20k for batterispenning. Utgangen fra R1 og R2 er koblet til Arduino analog pin A0 og output fra R3 og R4 er koblet til Arduino analog pin A1.

Spenningsmåling: Arduinos analoge innganger kan brukes til å måle DC -spenning mellom 0 og 5V (når du bruker standard 5V analog referansespenning), og dette området kan økes ved å bruke et spenningsdelernettverk. Spenningsdeleren trapper ned spenningen som måles innenfor området for Arduino analoge innganger.

For en spenningsdelerkrets Vout = R2/(R1+R2) x Vin

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

AnalogRead () -funksjonen leser spenningen og konverterer den til et tall mellom 0 og 1023

Kalibrering: Vi kommer til å lese utgangsverdien med en av de analoge inngangene til Arduino og dens analogRead () -funksjon. Denne funksjonen sender ut en verdi mellom 0 og 1023 som er 0,00488V for hvert trinn (som 5/1024 = 0,00488V)

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

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

Merk: Dette får oss til å tro at en avlesning på 1023 tilsvarer en inngangsspenning på nøyaktig 5,0 volt. I praksis får du kanskje ikke alltid 5V fra Arduino pin 5V. Så under kalibreringen måler du først spenningen mellom 5v- og GND -pinnene på Arduino ved å bruke et multimeter, og bruker skalafaktor ved å bruke formelen nedenfor:

Skala faktor = målt spenning/1024

Trinn 5: Gjeldende måling

For gjeldende måling brukte jeg en Hall Effect strømføler ACS 712 -5A variant. Det er tre varianter av ACS712 -sensor basert på omfanget av den nåværende sensingen. ACS712 -sensoren leser gjeldende verdi og konverterer den til en relevant spenningsverdi. Verdien som knytter de to målingene er Sensitivity. Utgangsfølsomheten for alle variantene er som følger:

ACS712 -modell -> Gjeldende område-> Følsomhet

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

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

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

I dette prosjektet har jeg brukt 5A -varianten, som sensitiviteten er 185mV/A for, og mellomfølingsspenningen er 2,5V når ingen strøm.

Kalibrering:

analog leseverdi = analogRead (Pin);

Verdi = (5/1024)*analog leseverdi // Hvis du ikke får 5V fra Arduino 5V pin da, Strøm i amp = (Verdi - offsetVoltage) / følsomhet

Men i henhold til datablad er offset -spenningen 2,5V og følsomheten er 185mV/A

Strøm i amp = (Verdi-2.5) /0.185

Trinn 6: Temperaturmåling

Hvorfor er temperaturovervåking nødvendig?

Batteriets kjemiske reaksjoner endres med temperaturen. Etter hvert som batteriet blir varmere, øker gassen. Etter hvert som batteriet blir kaldere, blir det mer motstandsdyktig mot lading. Avhengig av hvor mye batteritemperaturen varierer, er det viktig å justere ladningen for temperaturendringer. Så det er viktig å justere lading for å ta hensyn til temperatureffektene. Temperatursensoren måler batteriets temperatur, og Solar Charge Controller bruker denne inngangen til å justere settpunktet for ladning etter behov. Kompensasjonsverdien er - 5mv /degC /celle for blybatterier. (–30mV/ºC for 12V og 15mV/ºC for 6V batteri). Det negative tegnet på temperaturkompensasjon indikerer en økning i temperaturen krever en reduksjon i settpunktet for ladning. For mer informasjon, kan du følge denne artikkelen.

Temperaturmåling av DS18B20

Jeg har brukt en ekstern DS18B20 sonde for å måle batteritemperaturen. Den bruker en en-leders protokoll for å kommunisere med mikrokontrolleren. Den kan kobles til port-J4 på brettet.

For å koble til temperatursensoren DS18B20 må du installere One Wire -biblioteket og Dallas temperaturbibliotek.

Du kan lese denne artikkelen for mer informasjon om DS18B20 -sensoren.

Trinn 7: USB -ladekrets

Buck -omformeren MP2307 som brukes til strømforsyning, kan levere strøm opptil 3A. Så den har en tilstrekkelig margin for lading av USB -gadgets. USB -kontakten VCC er koblet til 5V og GND er koblet til GND. Du kan referere til skjemaet ovenfor.

Merk: USB -utgangsspenningen holdes ikke til 5V når laststrømmen overstiger 1A. Så jeg vil anbefale å begrense USB -belastningen til under 1A.

Trinn 8: Ladealgoritme

Når kontrolleren er koblet til batteriet, starter programmet operasjonen. I utgangspunktet sjekker den om panelspenningen er tilstrekkelig for å lade batteriet. Hvis ja, vil den gå inn i ladesyklusen. Ladesyklusen består av 3 trinn.

Trinn 1 Bulklading:

Arduino vil koble solcellepanelet til batteriet direkte (99 % driftssyklus). Batterispenningen øker gradvis. Når batterispenningen når 14,4V, begynner trinn 2.

På dette stadiet er strømmen nesten konstant.

Trinn 2 Absorpsjonskostnad:

I dette stadiet vil Arduino regulere ladestrømmen ved å holde spenningsnivået på 14,4 i en time. Spenningen holdes konstant ved å justere driftssyklusen.

Trinn 3 Flyteavgift:

Kontrolleren genererer trickle -ladningen for å opprettholde spenningsnivået på 13,5V. Denne fasen holder batteriet fulladet. Hvis batterispenningen er mindre enn 13,2V i 10 minutter.

Ladesyklusen vil gjentas.

Trinn 9: Lastkontroll

For å automatisk koble til og fra lasten ved å overvåke skumring/daggry og batterispenning, brukes lastkontroll.

Hovedformålet med lastkontroll er å koble lasten fra batteriet for å beskytte den mot dyp utladning. Dyp utladning kan skade batteriet.

DC -lastterminalen er designet for DC -belastning med lav effekt, for eksempel gatelys.

Selve PV -panelet brukes som lyssensor.

Forutsatt at solpanelspenning> 5V betyr daggry og når <5V skumring.

PÅ Tilstand: Om kvelden, når PV -spenningsnivået faller under 5V og batterispenningen er høyere enn LVD -innstillingen, vil kontrolleren slå på lasten og den grønne lasten lyser.

AV -tilstand: Lasten kuttes under følgende to forhold.

1. Om morgenen når PV -spenningen er større enn 5v, 2. Når batterispenningen er lavere enn LVD -innstillingen. Den røde LED -indikatoren PÅ indikerer at belastningen er avbrutt.

LVD kalles lavspenningsfrakobling

Trinn 10: Kraft og energi

Strøm: Strøm er produktet av spenning (volt) og strøm (ampere)

P = VxI Effektenhet er Watt eller KW

Energi: Energi er produktet av kraft (watt) og tid (time)

E = Pxt Enhet for energi er Wattime eller Kilowattime (kWh)

For å overvåke kraften og energien over er logikken implementert i programvare og parametrene vises i en 20 x 4 tegn LCD.

Bildekreditt: imgoat

Trinn 11: Beskyttelse

1. Revers polaritet og revers strømbeskyttelse for solcellepanel

For omvendt polaritet og motstrømsbeskyttelse brukes en Schottky -diode (MBR2045).

2. Overladning og dyputladningsbeskyttelse

Overbelastning og dyputladningsbeskyttelse implementeres av programvaren.

3. Kortslutnings- og overbelastningsbeskyttelse

Kortslutnings- og overbelastningsbeskyttelse realiseres av en sikring F1.

4. Overspenningsbeskyttelse ved solcellepanelinngang

Midlertidige overspenninger forekommer i kraftsystemer av forskjellige årsaker, men lyn forårsaker de alvorligste overspenningene. Dette gjelder spesielt PV -systemer på grunn av de utsatte stedene og systemtilkoblingskabler. I denne nye designen brukte jeg en 600-watts toveis TVS-diode (P6KE36CA) for å undertrykke lyn og overspenning ved PV-terminalene.

bildekreditt: freeimages

Trinn 12: LED -indikasjoner

1. Solar LED: LED1 En tofarget (rød/grønn) lysdiode brukes for å indikere solstrømmen, dvs. skumring eller daggry.

Solar LED ------------------- Solar Status

Grønn dag

RØD ------------------------- Natt

2. LED for batteristatus (SOC): LED2

En viktig parameter som definerer energiinnholdet i batteriet er Charge State (SOC). Denne parameteren angir hvor mye ladning som er tilgjengelig i batteriet. RGB -LED brukes til å indikere batteriets ladetilstand. For tilkobling, se skjemaet ovenfor.

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

RØD ------------------ Spenningen er LAV

GRØNN ------------------ Spenning er sunt

BLÅ ------------------ Fullt ladet

2. Last LED: LED3

En tofarget (rød/grønn) LED brukes for indikering av laststatus. Se skjemaet ovenfor for tilkobling.

Last LED ------------------- Last status

GRØNN ----------------------- Tilkoblet (PÅ)

RØD ------------------------- Frakoblet (AV)

Trinn 13: LCD -skjerm

En 20X4 char LCD brukes til å overvåke solcellepanel, batteri og lastparametere.

For enkelhets skyld velges en I2C LCD -skjerm for dette prosjektet. Den trenger bare 4 ledninger for å koble til Arduino.

Tilkoblingen er nedenfor:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

Rad-1: Solpanelspenning, strøm og effekt

Rad-2: Batterispenning, temperatur og ladestatus (lading / ikke lading)

Rad-3: Laststrøm, effekt og belastningsstatus

Rad-4: Inngangsenergi fra solcellepanel og energi som forbrukes av lasten.

Du må laste ned biblioteket fra LiquidCrystal_I2C.

Trinn 14: Prototyping og testing

1. brødbrett:

Først lagde jeg kretsen på et brødbrett. Den største fordelen med et loddfritt brødbrett er at det er loddetfritt. Dermed kan du enkelt endre designet bare ved å koble fra komponenter og ledninger som du trenger.

2. Perforert brett:

Etter å ha testet brødbrettet, laget jeg kretsen på et perforert brett. Følg instruksjonene nedenfor for å gjøre det

i) Før først alle delene inn i hullet på det perforerte brettet.

ii) Lodd alle komponentputene og trim de ekstra beina med en nipper.

iii) Koble loddeputene ved hjelp av ledninger i henhold til skjemaet.

iv) Bruk stand -by for å isolere kretsen fra bakken.

Den perforerte brettkretsen er veldig sterk og kan distribueres permanent i et prosjekt. Etter å ha testet prototypen, hvis alt fungerer perfekt, kan vi gå for å designe den siste PCB.

Trinn 15: PCB -design

Jeg har tegnet skjemaet ved å bruke EasyEDA online programvare etter at jeg byttet til PCB -oppsettet.

Alle komponentene du la til i skjematikken, skal være der, stablet oppå hverandre, klare til å bli plassert og ført. Dra komponentene ved å ta tak i putene. Plasser den deretter inne i den rektangulære kantlinjen.

Ordne alle komponentene på en slik måte at brettet opptar minst mulig plass. Jo mindre brettstørrelse, desto billigere blir produksjonskostnaden for kretskort. Det vil være nyttig hvis dette brettet har noen monteringshull på det slik at det kan monteres i et kabinett.

Nå må du rute. Ruting er den morsomste delen av hele denne prosessen. Det er som å løse et puslespill! Ved å bruke sporingsverktøyet må vi koble til alle komponentene. Du kan bruke både topp- og bunnlaget for å unngå overlapping mellom to forskjellige spor og gjøre sporene kortere.

Du kan bruke Silk -laget til å legge til tekst på tavlen. Vi kan også sette inn en bildefil, så jeg legger til et bilde av logoet på nettstedet mitt for å bli skrevet ut på tavlen. Til slutt, ved å bruke kobberområdet, må vi lage grunnområdet til PCB.

Nå er kretskortet klart for produksjon.

Trinn 16: Last ned Gerber -filene

Etter å ha laget PCB, må vi generere filene som kan sendes til et PCB -fabrikasjonsfirma som med tiden vil sende oss tilbake noen ekte PCB.

I EasyEDA Du kan sende ut fabrikasjonsfilene (Gerber -filen) via Document> Generate Gerber, eller ved å klikke på Generer Gerber -knappen fra verktøylinjen. Den genererte Gerber -filen er en komprimert pakke. Etter dekomprimering kan du se følgende 8 filer:

1. Bunnkobber:.gbl

2. Topp kobber:.gtl

3. Bunnlodemasker:.gbs

4. Topp loddemasker:.gts

5. Bottom Silk Screen:.gbo

6. Topp silkeskjerm:.gto

7. Drill:.drl

8. Outline:.outline

Du kan laste ned Gerber -filene fra PCBWay

Når du legger inn en bestilling fra PCBWay, får jeg en 10% donasjon fra PCBWay for et bidrag til arbeidet mitt. Din lille hjelp kan oppmuntre meg til å gjøre mer fantastisk arbeid i fremtiden. Takk for samarbeidet.

Trinn 17: PCB -produksjon

Nå er det på tide å finne ut en PCB -produsent som kan gjøre Gerber -filene våre til en ekte PCB. Jeg har sendt Gerber -filene mine til JLCPCB for produksjon av PCB. Tjenesten deres er ekstremt god. Jeg har mottatt min PCB i India innen 10 dager.

Styklisten for prosjektet er vedlagt nedenfor.

Trinn 18: Lodding av komponentene

Etter å ha mottatt brettet fra PCB -fabrikken, må du lodde komponentene.

For lodding trenger du et anstendig loddejern, loddetinn, nipper, desolderingsveker eller pumpe og et multimeter.

Det er god praksis å lodde komponentene i henhold til høyden. Lodd de mindre høydekomponentene først.

Du kan følge følgende trinn for å lodde komponentene:

1. Skyv komponentbeina gjennom hullene, og snu kretskortet på ryggen.

2. Hold tuppen av loddejernet til krysset mellom puten og benet på komponenten.

3. Før loddetinn inn i skjøten slik at den renner rundt ledningen og dekker puten. Når den har strømmet rundt, flytt spissen bort.

4. Trim de ekstra bena med en Nipper.

Følg reglene ovenfor for lodding av alle komponentene.

Trinn 19: Montering av ACS712 nåværende sensor

Strømføleren ACS712 jeg har mottatt har en forhånds loddet skrueterminal for tilkobling. For å lodde modulen direkte på kretskortet må du først avlodde skrueterminalen.

Jeg avlodder skrueterminalen ved hjelp av en avlodingspumpe som vist ovenfor.

Deretter lodder jeg ACS712 -modulen opp ned.

For å koble Ip+ og Ip-terminalen til kretskortet brukte jeg diodeterminalbeina.

Trinn 20: Legge til Buck Converter

For å lodde Buck Converter -modulen må du forberede 4 rette toppstifter som vist ovenfor.

Lodd de fire toppnålene på X1, 2 er for utgang og de resterende to er for innganger.

Trinn 21: Legge til Arduino Nano

Når du kjøper de rette hodene, blir de for lange for Arduino Nano. Du må trimme dem ned til en passende lengde. Dette betyr 15 pins hver.

Den beste måten å trimme de kvinnelige toppstykkene på er å telle ut 15 pinner, trekke den 16. pinnen, og deretter bruke en nipper for å kutte gapet mellom den 15. og 17. pinnen.

Nå må vi installere hunnhodene på PCB. Ta dine kvinnelige overskrifter og legg dem på de mannlige overskriftene på Arduino Nano -brettet.

Deretter loddes de kvinnelige toppnålene til ladekontrolleren.

Trinn 22: Forberedelse av MOSFETene

Før du lodder MOSFETene Q1 Q2 og dioden D1 på kretskortet, er det bedre å feste kjøleribberne til dem først. Kjøleribber brukes til å flytte varme bort fra enheten for å opprettholde en lavere enhetstemperatur.

Påfør et lag med varmeavlederforbindelse over MOSFET -metallplaten. Plasser deretter den termisk ledende puten mellom MOSFET og kjøleribben og stram skruen. Du kan lese denne artikkelen om hvorfor kjøleribbe er viktig.

Til slutt lodder du dem til ladekontrollens PCB.

Trinn 23: Montering av avstandene

Etter lodding av alle delene, monter avstandene i 4 hjørner. Jeg brukte M3 Brass Hex Standoffs.

Bruken av avstandsstykker vil gi tilstrekkelig klaring til loddeskjøtene og ledningene fra bakken.

Trinn 24: Programvare og biblioteker

Last ned først den vedlagte Arduino -koden. Last deretter ned følgende biblioteker og installer dem.

1. En ledning

2. DallasTemperatur

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID -bibliotek

Hele koden er delt inn i den lille funksjonelle blokken for fleksibilitet. Anta at brukeren ikke er interessert i å bruke en LCD -skjerm og er fornøyd med LED -indikasjonen. Deretter er det bare å deaktivere lcd_display () fra tomgangssløyfen (). Det er alt. På samme måte, i henhold til brukerkravet, kan han aktivere og deaktivere de forskjellige funksjonene.

Etter at du har installert alle bibliotekene ovenfor, laster du opp Arduino -koden.

Merk: Jeg jobber nå med programvaren for å implementere en bedre ladealgoritme. Ta kontakt for å få den nyeste versjonen.

Oppdatering 02.04.2020

Lastet opp en ny programvare med en forbedret ladealgoritme og implementering av PID -kontrolleren i den.

Trinn 25: Sluttesting

Koble Charge Controller batteripolene (BAT) til et 12V batteri. Sørg for at polariteten er riktig. Etter tilkobling begynner LED og LCD umiddelbart å fungere. Du vil også legge merke til batterispenning og temperatur på 2. rad på LCD -skjermen.

Koble deretter et solcellepanel til solterminalen (SOL), du kan se solspenning, strøm og strøm på første rad på LCD -skjermen. Jeg har brukt en lab strømforsyning for å simulere solcellepanelet. Jeg brukte mine strømmålere til å sammenligne spennings-, strøm- og effektverdiene med LCD -skjermen.

Testprosedyren er vist i denne demovideoen

I fremtiden vil jeg designe et 3D -trykt kabinett for dette prosjektet. Hold kontakten.

Dette prosjektet er en oppføring i PCB -konkurransen, vær så snill å stemme på meg. Stemmene dine er en virkelig inspirasjon for meg til å gjøre mer hardt arbeid for å skrive flere nyttige prosjekter som dette.

Takk for at du leser min Instructable. Hvis du liker prosjektet mitt, ikke glem å dele det.

Kommentarer og tilbakemeldinger er alltid velkomne.

Runner Up i PCB Design Challenge