ARDUINO PWM СЛЪНЧЕН КОНТРОЛЕР ЗА ПАРАЖЕНИЕ (V 2.02): 25 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Ако планирате да инсталирате слънчева система извън мрежата с банка батерии, ще ви е необходим Соларен контролер за зареждане. Това е устройство, което е поставено между слънчевия панел и батерията, за да контролира количеството електрическа енергия, произвеждана от слънчевите панели, влизащи в батериите. Основната функция е да се уверите, че батерията е правилно заредена и защитена от презареждане. С повишаване на входното напрежение от слънчевия панел, контролерът на зареждане регулира зареждането на батериите, предотвратявайки всяко презареждане и изключва товара, когато батерията се разрежда.

Можете да разгледате моите слънчеви проекти на моя уебсайт: www.opengreenenergy.com и YouTube Channel: Open Green Energy

Видове контролери за слънчево зареждане

Понастоящем има два вида контролери на зареждане, често използвани в фотоволтаичните системи:

1. Контролер за модулация на импулсна широчина (PWM)

2. Контролер за проследяване на максимална мощност (MPPT)

В тази инструкция ще ви обясня за PWM слънчевия контролер за зареждане. По -рано публикувах и няколко статии за ШИМ контролерите за зареждане. По -ранната версия на моите слънчеви контролери за зареждане са доста популярни в интернет и полезни за хора по целия свят.

Разглеждайки коментарите и въпросите от по -ранните ми версии, аз промених съществуващия си V2.0 PWM Charge Controller, за да направя новата версия 2.02.

Следват промените във V2.02 w.r.t V2.0:

1. Нискоефективният линеен регулатор на напрежение се заменя с понижаващ преобразувател MP2307 за 5V захранване.

2. Един допълнителен токов сензор за наблюдение на тока, идващ от слънчевия панел.

3. MOSFET-IRF9540 се заменя с IRF4905 за по-добра производителност.

4. Вграденият сензор за температура LM35 се заменя със сонда DS18B20 за точен мониторинг на температурата на батерията.

5. USB порт за зареждане на интелигентни устройства.

6. Използване на единичен предпазител вместо два

7. Един допълнителен светодиод, показващ състоянието на слънчевата енергия.

8. Прилагане на тристепенен алгоритъм за зареждане.

9. Внедряване на PID контролер в алгоритъма за зареждане

10. Направих персонализирана печатна платка за проекта

Спецификация

1. Контролер за зареждане, както и електромер

2. Автоматичен избор на напрежение на батерията (6V/12V)

3. Алгоритъм за зареждане на PWM с зададена стойност за автоматично зареждане според напрежението на батерията

4. LED индикация за състоянието на зареждане и състояние на зареждане

5. 20x4 символен LCD дисплей за показване на напрежение, ток, мощност, енергия и температура.

6. Защита от мълния

7. Защита срещу обратен ток

8. Защита от къси вериги и претоварване

9. Температурна компенсация за зареждане

10. USB порт за зареждане на джаджи

Консумативи

Можете да поръчате PCB V2.02 от PCBWay

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

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

3. Захранващ диод -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Buck Converter-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. Температурен сензор - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. Текущ сензор - ACS712 (Amazon / Banggood)

7. TVS диод- P6KE36CA (Amazon / Aliexpress)

8. Транзистори - 2N3904 (Amazon / Banggood)

9. Резистори (100k x 2, 20k x 2, 10k x 2, 1k x 2, 330ohm x 7) (Amazon / Banggood)

10. Керамични кондензатори (0.1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. 20x4 I2C LCD (Amazon / Banggood)

12. RGB LED (Amazon / Banggood)

13. Двуцветен светодиод (Amazon)

15. Кабелни проводници / проводници (Amazon / Banggood)

16. Игли за глави (Amazon / Banggood)

17. Радиатори (Amazon / Aliexpress)

18. Поставка за предпазители и предпазители (Amazon)

19. Бутон за натискане (Amazon / Banggood)

22. Винтови клеми 1x6 щифт (Aliexpress)

23. Стойности на PCB (Banggood)

24. USB гнездо (Amazon / Banggood)

Инструменти:

1. Поялник (Amazon)

2. Помпа за разпаяване (Amazon)

2. Резачка и стрипер за проводници (Amazon)

3. отвертка (Amazon)

Стъпка 1: Принцип на работа на ШИМ контролер за зареждане

PWM означава Pulse Width Modulation, което означава метода, който използва за регулиране на заряда. Неговата функция е да намали напрежението на слънчевия панел близо до това на батерията, за да гарантира, че батерията е правилно заредена. С други думи, те заключват напрежението на слънчевия панел към напрежението на батерията, като плъзгат Vmp на соларния панел надолу до напрежението на акумулаторната система без промяна в тока.

Той използва електронен превключвател (MOSFET) за свързване и изключване на слънчевия панел с батерията. Чрез превключване на MOSFET на висока честота с различна ширина на импулса може да се поддържа постоянно напрежение. ШИМ контролерът се саморегулира, като променя ширините (дължините) и честотата на импулсите, изпращани към батерията.

Когато ширината е 100%, MOSFET е напълно ВКЛЮЧЕН, което позволява на слънчевия панел да зарежда батерията в насипно състояние. Когато ширината е на 0%, транзисторът е ИЗКЛЮЧЕН, отворен, свързвайки слънчевия панел, предотвратявайки преминаването на ток към батерията, когато батерията е напълно заредена.

Стъпка 2: Как работи веригата?

Сърцето на контролера за зареждане е платка Arduino Nano. Arduino усеща напреженията на слънчевия панел и батерията, като използва две разделителни схеми на напрежение. Според тези нива на напрежение той решава как да зарежда батерията и да контролира товара.

Забележка: На горната снимка има печатна грешка в захранването и контролния сигнал. Червената линия е за захранване, а жълтата линия е за контролен сигнал.

Цялата схема е разделена на следните вериги:

1. Електрическа разпределителна верига:

Захранването от батерията (B+ & B-) се понижава до 5V чрез конвертора X1 (MP2307). Изходът от доларовия преобразувател се разпределя към

1. Arduino Board

2. Светодиоди за индикация

3. LCD дисплей

4. USB порт за зареждане на джаджи.

2. Входни сензори:

Напреженията на слънчевия панел и акумулатора се определят с помощта на две разделителни схеми на напрежение, състоящи се от резистори R1-R2 и R3-R4. C1 и C2 са филтърни кондензатори за филтриране на нежеланите шумови сигнали. Изходът от делителите на напрежение е свързан съответно към аналоговите щифтове A0 и A1 на Arduino.

Токовете на слънчевия панел и натоварването се отчитат с помощта на два модула ACS712. Изходът от токовите сензори е свързан съответно към аналоговия щифт A3 и A2 на Arduino.

Температурата на батерията се измерва с помощта на температурен сензор DS18B20. R16 (4.7K) е дърпащ резистор. Изходът на температурния сензор е свързан към Arduino Digital pin D12.

3. Контролни вериги:

Контролните вериги са основно образувани от два p-MOSFET Q1 и Q2. MOSFET Q1 се използва за изпращане на зареждащия импулс към батерията, а MOSFET Q2 се използва за задвижване на товара. Две вериги на MOSFET драйвер се състоят от два транзистора T1 и T2 с издърпващи се резистори R6 и R8. Базовият ток на транзисторите се управлява от резистори R5 и R7.

4. Защитни вериги:

Входното пренапрежение от страната на слънчевия панел е защитено с помощта на TVS диод D1. Обратният ток от батерията към слънчевия панел е защитен от диод Шотки D2. Претоварването е защитено с предпазител F1.

5. LED индикация:

LED1, LED2 и LED3 се използват за обозначаване на слънчево състояние, състояние на батерията и натоварване съответно. Резисторите R9 до R15 са ограничители на тока.

7. LCD дисплей:

I2C LCD дисплей се използва за показване на различни параметри.

8. USB зареждане:

USB гнездото е свързано към 5V изход от Buck Converter.

9. Нулиране на системата:

SW1 е бутон за нулиране на Arduino.

Можете да изтеглите схемата в приложен по -долу формат PDF.

Стъпка 3: Основни функции на слънчевия контролер за зареждане

Контролерът за зареждане е проектиран, като се грижи за следните точки.

1. Предотвратете презареждането на батерията: За да ограничите енергията, доставена на батерията от слънчевия панел, когато батерията се зареди напълно. Това е реализирано в charge_cycle () на моя код.

2. Предотвратете прекомерното разреждане на батерията: За да изключите батерията от електрически натоварвания, когато батерията достигне ниско ниво на зареждане. Това е реализирано в load_control () на моя код.

3. Осигурете функции за контрол на натоварването: За автоматично свързване и изключване на електрически товар в определен час. Товарът ще бъде ВКЛЮЧЕН при залез слънце и ИЗКЛЮЧЕН при изгрев слънце. Това е реализирано в load_control () на моя код. 4. Мониторинг на мощност и енергия: За да следите мощността и енергията на товара и да ги показвате.

5. Защитете от анормално състояние

6. Индикация и показване: За показване и показване на различните параметри

7. Серийна комуникация: За отпечатване на различни параметри в серийния монитор

8. USB зареждане: За зареждане на интелигентни устройства

Стъпка 4: Измерване на напрежение

Сензорите за напрежение се използват за определяне на напрежението на слънчевия панел и батерията. Той се реализира чрез използване на две вериги разделители на напрежение. Състои се от два резистора R1 = 100k и R2 = 20k за определяне на напрежението на слънчевия панел и по подобен начин R3 = 100k и R4 = 20k за напрежението на батерията. Изходът от R1 и R2 е свързан към аналоговия щифт A0 на Arduino, а изходът от R3 и R4 е свързан към аналоговия щифт A1 на Arduino.

Измерване на напрежение: Аналоговите входове на Arduino могат да се използват за измерване на DC напрежение между 0 и 5V (когато се използва стандартното аналогово 5V аналогово напрежение) и този диапазон може да бъде увеличен чрез използване на мрежа от делители на напрежение. Делителят на напрежението намалява напрежението, което се измерва в обхвата на аналоговите входове на Arduino.

За верига на делител на напрежение Vout = R2/(R1+R2) x Vin

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

Функцията analogRead () чете напрежението и го преобразува в число между 0 и 1023

Калибриране: Ще четем изходна стойност с един от аналоговите входове на Arduino и неговата функция analogRead (). Тази функция извежда стойност между 0 и 1023, която е 0.00488V за всяко увеличение (As 5/1024 = 0.00488V)

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

Vin = брой ADC*0.00488*(120/20) Volt // Осветената част е Мащабен фактор

Забележка: Това ни кара да вярваме, че показанието от 1023 съответства на входно напрежение от точно 5.0 волта. На практика може да не получите 5V винаги от щифта на Arduino 5V. Така че по време на калибрирането първо измервайте напрежението между 5v и GND щифтовете на Arduino с помощта на мултицет и използвайте мащабен коефициент, като използвате формулата по -долу:

Мащабен фактор = измерено напрежение/1024

Стъпка 5: Измерване на тока

За измерване на ток използвах вариант на датчик за ток на Hall Effect ACS 712 -5A. Има три варианта на сензора ACS712 въз основа на обхвата на текущото му измерване. Сензорът ACS712 отчита текущата стойност и я преобразува в съответна стойност на напрежението. Стойността, която свързва двете измервания, е Чувствителност. Изходната чувствителност за всички варианти е, както следва:

Модел ACS712 -> Текущ диапазон-> Чувствителност

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

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

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

В този проект съм използвал варианта 5А, за който чувствителността е 185mV/A, а средното напрежение на засичане е 2.5V, когато няма ток.

Калибриране:

аналогова стойност за четене = analogRead (Pin);

Стойност = (5/1024)*аналогова стойност за четене // Ако не получавате 5V от 5V щифт на Arduino, тогава, Ток в усилвател = (Стойност - offsetVoltage) / чувствителност

Но според информационните листове напрежението на компенсиране е 2.5V, а чувствителността е 185mV/A

Ток в усилвател = (Стойност-2,5)/0,185

Стъпка 6: Измерване на температурата

Защо е необходим мониторинг на температурата?

Химичните реакции на батерията се променят с температурата. С нагряването на батерията газовете се увеличават. Тъй като батерията става по -студена, тя става по -устойчива на зареждане. В зависимост от това колко варира температурата на батерията, важно е да регулирате зареждането за температурни промени. Затова е важно да регулирате зареждането, за да отчетете температурните ефекти. Температурният сензор ще измерва температурата на батерията и соларният контролер на зареждане използва този вход, за да регулира зададената точка на зареждане според нуждите. Стойността на компенсацията е - 5mv /degC /клетка за оловно -киселинни батерии. (–30mV/ºC за 12V и 15mV/ºC за 6V батерия). Отрицателният знак на температурната компенсация показва, че повишаването на температурата изисква намаляване на зададената стойност на зареждане. За повече подробности можете да следвате тази статия.

Измерване на температурата чрез DS18B20

Използвал съм външна сонда DS18B20 за измерване на температурата на батерията. Той използва едножичен протокол за комуникация с микроконтролера. Може да се свърже към порт-J4 на дъската.

За да се свържете с температурния сензор DS18B20, трябва да инсталирате библиотеката One Wire и библиотеката за температура в Далас.

Можете да прочетете тази статия за повече подробности относно сензора DS18B20.

Стъпка 7: Верига за зареждане чрез USB

Конверторът на парите MP2307, използван за захранване, може да достави ток до 3А. Така че той има достатъчен запас за зареждане на USB джаджи. USB гнездото VCC е свързано към 5V и GND е свързано към GND. Можете да се обърнете към горната схема.

Забележка: Изходното напрежение на USB не се поддържа до 5V, когато токът на натоварване надвишава 1A. Така че бих препоръчал да се ограничи USB натоварването под 1A.

Стъпка 8: Алгоритъм за зареждане

Когато контролерът е свързан към батерията, програмата ще стартира операцията. Първоначално той проверява дали напрежението на панела е достатъчно за зареждане на батерията. Ако да, тогава той ще влезе в цикъла на зареждане. Цикълът на зареждане се състои от 3 етапа.

Етап 1 насипно зареждане:

Arduino ще свърже директно слънчевия панел към батерията (99 % работен цикъл). Напрежението на батерията ще се увеличава постепенно. Когато напрежението на батерията достигне 14.4V, етап 2 ще започне.

На този етап токът е почти постоянен.

Етап 2 Абсорбиращ заряд:

На този етап Arduino ще регулира зарядния ток, като поддържа нивото на напрежение на 14,4 за един час. Напрежението се поддържа постоянно чрез регулиране на работния цикъл.

Етап 3 Плаващ заряд:

Контролерът генерира струйно зареждане, за да поддържа нивото на напрежение на 13.5V. Този етап поддържа батерията да бъде напълно заредена. Ако напрежението на батерията е по -малко от 13,2 V за 10 минути.

Цикълът на зареждане ще се повтори.

Стъпка 9: Контрол на натоварването

За автоматично свързване и изключване на товара чрез наблюдение на здрач/зори и напрежение на батерията се използва контрол на натоварването.

Основната цел на контрола на товара е да изключи товара от акумулатора, за да го предпази от дълбоко разреждане. Дълбокото разреждане може да повреди батерията.

Терминалът за постоянен товар е проектиран за DC натоварване с ниска мощност, като например улично осветление.

Самият фотоволтаичен панел се използва като сензор за светлина.

Ако приемем, че напрежението на слънчевия панел> 5V означава разсъмване и когато <5V здрачи.

ON Условие: Вечер, когато нивото на PV напрежение падне под 5V и напрежението на акумулатора е по -високо от настройката LVD, контролерът ще включи товара и зеленият светодиод на товара ще светне.

OFF Състояние: Товарът ще се прекъсне при следните две условия.

1. Сутрин, когато PV напрежението е по -голямо от 5v, 2. Когато напрежението на акумулатора е по -ниско от настройката LVD Червеният светодиод за зареждане ON показва, че товарът е прекъснат.

LVD се нарича нисковолтово изключване

Стъпка 10: Мощност и енергия

Мощност: Мощността е продукт на напрежение (волт) и ток (усилвател)

P = VxI Единицата за мощност е Ват или KW

Енергия: Енергията е продукт на мощност (ват) и време (час)

E = Pxt Единица за енергия е Watt Hour или Kilowatt Hour (kWh)

За наблюдение на мощността и енергията горната логика е внедрена в софтуер и параметрите се показват на 20x4 символен LCD дисплей.

Кредит на изображението: imgoat

Стъпка 11: Защити

1. Защита от обратен полярност и обратен ток за слънчев панел

За защита от обратна полярност и обратен ток се използва диод Шотки (MBR2045).

2. Защита от презареждане и дълбоко разреждане

Защитата от презареждане и дълбоко разреждане се реализира от софтуера.

3. Защита от късо съединение и претоварване

Защитата от късо съединение и претоварване се осъществява чрез предпазител F1.

4. Защита от пренапрежение на входа на слънчевия панел

Временните пренапрежения възникват в електроенергийните системи по различни причини, но мълнията причинява най -тежките пренапрежения. Това важи особено за фотоволтаичните системи поради откритите места и свързващите кабели на системата. В този нов дизайн използвах 600-ватов двупосочен TVS диод (P6KE36CA), за да потисна мълнията и пренапрежението на PV терминалите.

кредит на изображението: безплатни изображения

Стъпка 12: LED индикации

1. Слънчев светодиод: LED1 Двуцветен (червен/зелен) светодиод се използва за индикация на стойността на слънчевата енергия, т.е. здрач или разсъмване.

Слънчев светодиод ------------------- Слънчево състояние

Зелен ден

ЧЕРВЕН ------------------------- Нощ

2. Светодиод за състояние на зареждане на батерията (SOC): LED2

Един важен параметър, който определя енергийното съдържание на батерията, е състоянието на зареждане (SOC). Този параметър показва колко заряд е наличен в батерията. RGB LED се използва за индикация на състоянието на зареждане на батерията. За свързване вижте горната схема.

Индикатор за батерията ---------- Състояние на батерията

ЧЕРВЕНО ------------------ Напрежението е НИСКО

ЗЕЛЕН ------------------ Напрежението е здравословно

СИНИ ------------------ Напълно заредени

2. Зареждане на LED: LED3

Двуцветен (червен/зелен) светодиод се използва за индикация на състоянието на натоварване. Вижте горната схема за свързване.

LED за зареждане ------------------- Зареждане на състоянието

ЗЕЛЕН ----------------------- Свързан (ВКЛ.)

ЧЕРВЕН ------------------------- Изключен (ИЗКЛ.)

Стъпка 13: LCD дисплей

20X4 char LCD се използва за наблюдение на параметрите на слънчевия панел, батерията и натоварването.

За простота, за този проект е избран I2C LCD дисплей. Нужни са му само 4 проводника, за да взаимодействат с Arduino.

Връзката е по -долу:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

Ред-1: Напрежение, ток и мощност на слънчевия панел

Ред-2: Напрежение на батерията, температура и състояние на зарядното устройство (зареждане / незареждане)

Ред-3: Ток на зареждане, мощност и състояние на зареждане

Ред-4: Входна енергия от слънчевия панел и енергия, консумирана от товара.

Трябва да изтеглите библиотеката от LiquidCrystal_I2C.

Стъпка 14: Прототипиране и тестване

1. Платформа:

Първо направих веригата на платка. Основното предимство на дъската за запояване е, че е без спойка. По този начин можете лесно да промените дизайна, само като изключите компонентите и проводниците, както е необходимо.

2. Перфорирана дъска:

След като направих макетното тестване, направих веригата на перфорирана дъска. За да го направите, следвайте инструкциите по -долу

i) Първо поставете всички части в отвора на перфорираната дъска.

ii) Запоявайте всички подложки за компоненти и подрязвайте допълнителните крака с щипка.

iii) Свържете подложките за запояване, като използвате проводници съгласно схемата.

iv) Използвайте изолация, за да изолирате веригата от земята.

Схемата на перфорираната платка е наистина здрава и може да бъде внедрена в проект за постоянно. След тестване на прототипа, ако всичко работи перфектно, можем да преминем към проектиране на окончателната печатна платка.

Стъпка 15: Дизайн на печатни платки

Начертах схемата с помощта на онлайн софтуер EasyEDA, след което преминах към оформлението на печатната платка.

Всички компоненти, които сте добавили в схемата, трябва да са там, подредени един върху друг, готови за поставяне и маршрутизиране. Плъзнете компонентите, като ги хванете за подложките. След това го поставете в правоъгълната граница.

Подредете всички компоненти по такъв начин, че дъската да заема минимално място. Колкото по -малък е размерът на платката, толкова по -евтини ще бъдат производствените разходи за печатни платки. Ще бъде полезно, ако тази дъска има някои монтажни отвори, така че да може да се монтира в заграждение.

Сега трябва да се насочите. Маршрутизирането е най -забавната част от целия този процес. Това е като решаване на пъзел! Използвайки инструмента за проследяване, трябва да свържем всички компоненти. Можете да използвате както горния, така и долния слой, за да избегнете припокриване между две различни песни и да ги направите по -къси.

Можете да използвате слоя Коприна, за да добавите текст към дъската. Също така можем да вмъкнем файл с изображение, така че добавям изображение на логото на моя уебсайт, което да се отпечата на дъската. В крайна сметка, използвайки инструмента за медна област, трябва да създадем заземената площ на печатната платка.

Сега печатната платка е готова за производство.

Стъпка 16: Изтеглете файловете Gerber

След като направим печатната платка, ние трябва да генерираме файловете, които могат да бъдат изпратени до компания за производство на печатни платки, която своевременно ще ни изпрати обратно истинска печатна платка.

В EasyEDA можете да изведете файловете за производство (Gerber файл) чрез Document> Generate Gerber или като щракнете върху бутона Generate Gerber от лентата с инструменти. Генерираният Gerber файл е компресиран пакет. След декомпресия можете да видите следните 8 файла:

1. Долна мед:.gbl

2. Топ мед:.gtl

3. Долни запояващи маски:.gbs

4. Топ запояващи маски:.gts

5. Долен копринен екран:.gbo

6. Горен копринен екран:.gto

7. Бормашина:.drl

8. Outline:.outline

Можете да изтеглите файловете Gerber от PCBWay

Когато направите поръчка от PCBWay, ще получа 10% дарение от PCBWay за принос към моята работа. Вашата малка помощ може да ме насърчи да върша по -страхотна работа в бъдеще. Благодаря Ви за съдействието.

Стъпка 17: Производство на печатни платки

Сега е време да разберем производител на печатни платки, които могат да превърнат нашите Gerber файлове в истинска печатна платка. Изпратих моите Gerber файлове до JLCPCB за производство на моята печатна платка. Обслужването им е изключително добро. Получих PCB в Индия в рамките на 10 дни.

Спецификацията за проекта е приложена по -долу.

Стъпка 18: Запояване на компонентите

След като получите платката от печатната платка, трябва да запоите компонентите.

За запояване ще ви е необходим приличен поялник, спойка, щипка, фитили за запояване или помпа и мултицет.

Добра практика е да запоявате компонентите според височината им. Първо запойте компонентите с по -малка височина.

Можете да изпълните следните стъпки за запояване на компонентите:

1. Плъзнете краката на компонента през отворите им и завъртете печатната платка на гърба си.

2. Дръжте върха на поялника към мястото на свързване на подложката и крака на компонента.

3. Поставете спойка в съединението, така че да тече навсякъде около проводника и да покрива подложката. След като тече навсякъде, преместете върха.

4. Подстрижете допълнителните крака с помощта на щипка.

Следвайте горните правила за запояване на всички компоненти.

Стъпка 19: Монтиране на токовия сензор ACS712

Токовият сензор ACS712, който получих, има предварително запоена винтова клема за свързване. За да запоите модула директно върху печатната платка, първо трябва да разпаявате винтовата клема.

Разпаявам винтовия терминал с помощта на помпа за разпаяване, както е показано по -горе.

След това запоявам модула ACS712 с главата надолу.

За да свържа Ip+ и Ip-терминала към печатната платка, използвах краката на диодните клеми.

Стъпка 20: Добавяне на Buck Converter

За да запоите модула Buck Converter, трябва да подготвите 4 прави щифта, както е показано по -горе.

Запоявайте 4 -те щифта на заглавката на X1, 2 са за изход, а останалите два са за входове.

Стъпка 21: Добавяне на Arduino Nano

Когато купувате прави заглавки, те ще бъдат твърде дълги за Arduino Nano. Ще трябва да ги отрежете до подходяща дължина. Това означава по 15 пина всеки.

Най -добрият начин да отрежете женските части на заглавката е да преброите 15 щифта, да издърпате 16 -ия щифт, след това да използвате щипка, за да намалите пролуката между 15 -ия и 17 -ия щифт.

Сега трябва да инсталираме женските заглавки на печатната платка. Вземете женските си заглавки и ги поставете върху мъжките заглавки на дъската Arduino Nano.

След това запоявайте щифтовете на женския хедър към печатната платка на контролера на заряда.

Стъпка 22: Подготовка на MOSFET

Преди запояване на MOSFETs Q1 Q2 и диод D1 върху платката, по -добре е първо да прикрепите радиаторите към тях. Радиаторите се използват за преместване на топлината от устройството, за да се поддържа по -ниска температура на устройството.

Нанесете слой радиаторна смес върху металната основна плоча на MOSFET. След това поставете топлопроводимата подложка между MOSFET и радиатора и затегнете винта. Можете да прочетете тази статия за това защо радиаторът е от съществено значение.

Накрая ги запоявайте към платката на контролера за зареждане.

Стъпка 23: Монтиране на стойките

След запояване на всички части, монтирайте стойките на 4 ъгъла. Използвах M3 месингови шестостенни стойки.

Използването на стойки ще осигури достатъчно разстояние до запояващите съединения и проводници от земята.

Стъпка 24: Софтуер и библиотеки

Първо изтеглете приложения Arduino код. След това изтеглете следните библиотеки и ги инсталирайте.

1. Един проводник

2. Температура в Далас

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID библиотека

Целият код е разбит на малкия функционален блок за гъвкавост. Да предположим, че потребителят не се интересува от използването на LCD дисплей и е доволен от светодиодната индикация. След това просто деактивирайте lcd_display () от void loop (). Това е всичко. По същия начин, според изискванията на потребителя, той може да активира и деактивира различните функции.

След като инсталирате всички горепосочени библиотеки, качете Arduino Code.

Забележка: Сега работя върху софтуера за внедряване на по -добър алгоритъм за зареждане. Моля, поддържайте връзка, за да получите най -новата версия.

Актуализация на 02.04.2020

Качи нов софтуер с подобрен алгоритъм за зареждане и внедряване на PID контролера в него.

Стъпка 25: Окончателно тестване

Свържете клемите на батерията на контролера на зареждането (BAT) към 12V батерия. Уверете се, че полярността е правилна. След свързване LED и LCD ще започнат да работят веднага. Също така ще забележите напрежението и температурата на батерията на втория ред на LCD дисплея.

След това свържете соларен панел към слънчевия терминал (SOL), можете да видите слънчевото напрежение, ток и мощност на първия ред на LCD дисплея. Използвах лабораторно захранване, за да симулирам слънчевия панел. Използвах моите измервателни уреди за сравнение на стойностите на напрежение, ток и мощност с LCD дисплея.

Процедурата за тестване е показана в този демонстрационен видеоклип

В бъдеще ще проектирам 3D печатна кутия за този проект. Поддържаме връзка.

Този проект е участие в конкурса за печатни платки, моля, гласувайте за мен. Вашите гласове са истинско вдъхновение за мен да работя повече, за да напиша повече полезни проекти като този.

Благодаря, че прочетохте моя Instructable. Ако харесвате моя проект, не забравяйте да го споделите.

Коментарите и отзивите винаги са добре дошли.

На второ място в предизвикателството за дизайн на печатни платки