DIY Arduino PWM5 Solar Charge Controller (شامل فایلهای PCB و نرم افزار): 9 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

چند سال پیش ، جولیان ایلت ، کنترل کننده شارژ خورشیدی "PWM5" را بر اساس میکروکنترلر PIC طراحی کرد. او همچنین نسخه مبتنی بر آردوینو را آزمایش کرد. می توانید فیلم های او را در اینجا پیدا کنید:

با توجه به شماتیک Julians ، arduined.eu نسخه بسیار کوچکی را بر اساس 5 ولت ، 16 مگاهرتز Arduino Pro Mini طراحی کرد:

پس از طراحی و ساخت دو شارژر خورشیدی MPPT ، می خواستم این طرح بسیار ساده را امتحان کنم.

مرحله 1: ترسیم طرحواره

طرح کلی بر اساس یکی از دستان جولیان کشیده شده است. من سعی کردم تا آنجا که ممکن است درک آن را آسان کنم. همچنین پایه ای برای PCB مناسب خواهد بود.

مرحله 2: طراحی PCB مناسب

شماتیک Eagle اساس این طرح PCB بود. آهنگ ها یک طرفه و بسیار گسترده هستند. این امر به شما این امکان را می دهد که تخته های خود را به راحتی بخار کنید ، اگر نمی خواهید آنها را از سازنده سفارش دهید.

مرحله 3: آماده سازی نمونه اولیه

قبل از سفارش تابلوها ، می خواستم طرح را روی یک تخته نمونه اولیه بررسی کنم. اندازه آن 0.8 1. 1.4 اینچ است.

مرحله 4: جمع آوری هیئت مدیره

از آنجا که اندازه برد باید همانند Pro Mini باشد ، اجزای آن بسیار نزدیک به هم هستند. البته ما می توانیم از قطعات SMD نیز استفاده کنیم ، اما من می خواستم تا آنجا که امکان دارد طراحی را برای DIY مناسب نگه دارم. نام اجزاء را می توان در شماتیک یافت. اندازه همه مقاومت ها 1/4 وات است.

BTW: این اولین تلاش لحیم کاری رایگان من بود. بنابراین می تواند تمیزتر به نظر برسد ؛-)

مرحله 5: آزمایش مدار پمپ شارژ دیکسون

از آنجا که می خواستم مصرف برق را تا حد ممکن پایین نگه دارم (حدود 6 میلی آمپر است) ، از نسخه 3.3V ، 8 مگاهرتز Arduino Pro Mini استفاده کرده ام. بنابراین به دلیل منبع تغذیه 3.3 ولت (به جای 5 ولت) ، مطمئن نبودم که آیا پمپ شارژ قادر است ولتاژ گیت مورد نیاز برای ماسفت IRF3205 را ایجاد کند یا خیر. بنابراین من آزمایش کوچکی با فرکانس های مختلف PWM و خازن های پمپ انجام دادم. همانطور که می بینید ، ولتاژ حدود 5.5 ولت برای هدایت یک ماسفت سطح غیر منطقی کافی نیست. بنابراین تصمیم گرفتم از IRLZ44N استفاده کنم. این MOSFET منطقی است و با 5 ولت خوب کار می کند.

مرحله 6: لحیم کردن اجزا و سیم های باقی مانده

سپس نوبت به لحیم کاری اجزای باقی مانده و سیمها و دیود خارجی ضد پشتی رسید. این دیود بسیار مهم است! مطمئن شوید که بتواند حداکثر جریان شما را کنترل کند.

مرحله 7: آزمایشات نرم افزاری

از آنجا که نرم افزار اصلی کمی عملکرد شما را انجام می داد ، تصمیم گرفتم نرم افزار خودم را بنویسم. می توانید آن (و فایل های PCB Eagle و همچنین Gerbers) را در GitHub من بارگیری کنید. پیوند در انتهای این دستورالعمل قرار دارد.

یک مرحله مهم تعیین حداکثر فرکانس سوئیچینگ مدارهای راننده Julians MOSFET بود. همانطور که می بینید ، 15 کیلوهرتز بسیار وحشتناک به نظر می رسد (در دروازه MOSFET اندازه گیری می شود) و گرمای زیادی تولید می کند. 2kHz از طرف دیگر قابل قبول به نظر می رسد. می توانید تفاوت ها را در ویدئو در صفحه اول این مقاله مشاهده کنید.

برای انجام اندازه گیری های مورد نیاز ، من از یک اسیلوسکوپ جیبی ارزان DSO201 ، یک مولتی متر و دستگاه اندازه گیری قدرت آردوینو DIY استفاده کرده ام.

مرحله 8: نتیجه گیری ، پیوندهای بارگیری

بنابراین ، نتیجه این پروژه کوچک چیست؟ خوب کار می کند ، اما البته نمی توان از آن برای ولتاژ اسمی باتری زیر 12 ولت استفاده کرد. حداقل در این مورد بسیار ناکارآمد خواهد بود ، زیرا فقط یک شارژر PWM است نه مبدل باک. همچنین ردیابی MPPT ندارد. اما از نظر اندازه آن بسیار چشمگیر است. همچنین با پنل های خورشیدی بسیار کوچک یا با نور بسیار کم خورشید کار می کند.

و البته ساخت این چیز بسیار سرگرم کننده است. همچنین از بازی با اسیلوسکوپ خود و تجسم مدار درایور MOSFET لذت بردم.

امیدوارم این دستورالعمل کوچک برای شما مفید بوده باشد. همچنین به ویدیوهای الکترونیکی دیگر من در کانال YouTube من نگاهی بیندازید.

نرم افزار ، فایل های Eagle CAD و فایل های Gerber در GitHub من:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

شارژرهای MPPT در GitHub من:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

کانال YouTube من:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

مرحله 9: کجا تخته های خود را سفارش دهید

تابلوها را می توان در اینجا سفارش داد:

jlcpcb.com (با فایلهای Gerber پیوست شده)

oshpark.com (با فایل هیئت مدیره عقاب)

البته جایگزین های دیگری نیز وجود دارد