DIY Arduino PWM5 Solar Charge Controller (PCB -filer og programvare inkludert): 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

For noen år siden designet Julian Ilett den originale, PIC -mikrokontrollerbaserte "PWM5" solladningskontrolleren. Han eksperimenterte også med en Arduino -basert versjon. Du finner videoene hans her:

ifølge skjemaet til Julians designet arduined.eu en veldig liten versjon, basert på 5V, 16MHz Arduino Pro Mini:

Etter at jeg allerede har designet og bygget to MPPT buck -solladere, ønsket jeg å prøve denne veldig enkle designen.

Trinn 1: Tegne skjemaet

Skjematisk er basert på Julians håndtegnet en. Jeg prøvde å gjøre det så lett å forstå som mulig. Det vil også være grunnlaget for et skikkelig kretskort.

Trinn 2: Designe en riktig PCB

Eagle -skjematikken var grunnlaget for denne PCB -layouten. Sporene er ensidige og veldig brede. Dette lar deg enkelt etse brettene dine hvis du ikke vil bestille dem fra en produsent.

Trinn 3: Forbereder prototypebrettet

Før jeg bestilte brettene, ønsket jeg å verifisere designet på et stykke prototypebrett. Størrelsen er 0,8 x 1,4 tommer.

Trinn 4: Befolkning av styret

Fordi brettet skal ha samme størrelse som Pro Mini, er komponentene veldig nær hverandre. Selvfølgelig kunne vi også bruke SMD -komponenter, men jeg ønsket å beholde designet så DIY -vennlig som mulig. Komponentnavnene finnes på skjemaet. Alle motstandene er 1/4 Watt.

BTW: Dette var mitt første blyfrie loddeforsøk. Så det kan se renere ut;-)

Trinn 5: Testing av Dickson Charge Pump Circuit

Fordi jeg ønsket å holde strømforbruket så lavt som mulig (det er rundt 6mA), har jeg brukt 3.3V, 8MHz versjonen av Arduino Pro Mini. Så på grunn av 3,3V (i stedet for 5V) forsyning, var jeg ikke sikker på om ladepumpen ville kunne generere den nødvendige portspenningen for IRF3205 MOSFET. Så jeg gjorde et lite eksperiment med forskjellige PWM -frekvenser og pumpekondensatorer. Som du kan se, var ikke spenningen på omtrent 5,5 V tilstrekkelig til å drive et ikke-logisk nivå MOSFET. Så jeg bestemte meg for å bruke en IRLZ44N. Dette er et såkalt logisk nivå MOSFET og fungerer fint med 5V.

Trinn 6: Lodding av gjenværende komponenter og ledninger

Så var det på tide å lodde de resterende komponentene, så vel som ledningene og den eksterne anti -støttede dioden. Denne dioden er veldig viktig! Sørg for at den er i stand til å håndtere maksimal strøm.

Trinn 7: Programvaretester

Fordi den originale programvaren var litt slik du gjorde, bestemte jeg meg for å skrive min egen. Du kan laste den ned (og Eagle PCB -filene så vel som Gerbers) på min GitHub. Lenken er på slutten av denne instruksjonsboken.

Et viktig skritt var å finne ut maksimal koblingsfrekvens for Julians MOSFET -driverkretser. Som du kan se, ser 15kHz fryktelig ut (målt ved MOSFET -porten) og ville produsere mye varme. 2kHz derimot ser akseptabelt ut. Du kan se forskjellene i videoen på første side i denne artikkelen.

For å gjøre de nødvendige målingene, har jeg brukt mitt billige DSO201 lommeoscilloskop, et multimeter og en DIY Arduino effektmåler.

Trinn 8: Konklusjon, nedlastingskoblinger

Så, hva er konklusjonen på dette lille prosjektet? Det fungerer fint, men det kan selvfølgelig ikke brukes til nominelle batterispenninger under 12V. Det ville i det minste være veldig ineffektivt i dette tilfellet, fordi det bare er en PWM -lader i stedet for en buck -omformer. Den har heller ikke MPPT -sporing. Men for sin størrelse er det ganske imponerende. Det fungerer også med veldig små solcellepaneler eller med veldig svakt sollys.

Og selvfølgelig er det veldig gøy å bygge denne tingen. Jeg likte også å leke med oscilloskopet mitt og å visualisere MOSFET -driverkretsene.

Jeg håper, denne lille Instructable var nyttig for deg. Se også mine andre elektronikkvideoer på YouTube -kanalen min.

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

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

MPPT -ladere på min GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte …

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte …

Min YouTube -kanal:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Trinn 9: Hvor du bestiller brettene dine

Tavlene kan bestilles her:

jlcpcb.com (med de vedlagte Gerber -filene)

oshpark.com (med Eagle board -filen)

selvfølgelig finnes det også andre alternativer