Obsah:

DIY Arduino PWM5 solárny regulátor nabíjania (vrátane PCB súborov a softvéru): 9 krokov
DIY Arduino PWM5 solárny regulátor nabíjania (vrátane PCB súborov a softvéru): 9 krokov

Video: DIY Arduino PWM5 solárny regulátor nabíjania (vrátane PCB súborov a softvéru): 9 krokov

Video: DIY Arduino PWM5 solárny regulátor nabíjania (vrátane PCB súborov a softvéru): 9 krokov
Video: Chiński czerwony wąż 81 szt. LED migające światło zestaw do samodzielnego montażu KIT/DIY 2024, Júl
Anonim
Image
Image
Kreslenie schémy
Kreslenie schémy

Pred niekoľkými rokmi navrhol Julian Ilett pôvodný solárny regulátor nabíjania „PWM5“na báze mikrokontroléra PIC. Experimentoval aj s verziou založenou na Arduine. Jeho videá nájdete tu:

podľa schémy Julians arduined.eu navrhla veľmi malú verziu založenú na 5V, 16MHz Arduino Pro Mini:

Potom, čo som už navrhol a zostrojil dve solárne nabíjačky MPPT Buck, som chcel vyskúšať tento veľmi zjednodušený dizajn.

Krok 1: Nakreslenie schémy

Schéma je založená na ručne kreslenom Juliane. Snažil som sa, aby to bolo čo najľahšie pochopiteľné. Bude to tiež základ pre správnu dosku plošných spojov.

Krok 2: Navrhnutie správnej dosky plošných spojov

Navrhovanie správnej DPS
Navrhovanie správnej DPS
Navrhovanie správnej DPS
Navrhovanie správnej DPS

Schéma Eagle bola základom pre toto rozloženie PCB. Trate sú jednostranné a veľmi široké. To vám umožní ľahké leptanie vašich dosiek, ak si ich nechcete objednať od výrobcu.

Krok 3: Príprava dosky prototypu

Príprava prototypovej rady
Príprava prototypovej rady
Príprava prototypovej rady
Príprava prototypovej rady
Príprava prototypovej rady
Príprava prototypovej rady
Príprava prototypovej rady
Príprava prototypovej rady

Predtým, ako si objednám dosky, som si chcel overiť dizajn na kúsku prototypovej dosky. Jeho veľkosť je 0,8 x 1,4 palca.

Krok 4: Osídlenie rady

Osídlenie rady
Osídlenie rady
Osídlenie rady
Osídlenie rady
Osídlenie rady
Osídlenie rady

Pretože doska by mala mať rovnakú veľkosť ako Pro Mini, komponenty sú veľmi blízko seba. Samozrejme, mohli by sme použiť aj súčiastky SMD, ale chcel som, aby bol dizajn čo najpriateľskejší pre domácich majstrov. Názvy komponentov nájdete na schéme. Všetky odpory majú veľkosť 1/4 W.

BTW: Toto bol môj prvý pokus o bezolovnaté spájkovanie. Takže to môže vyzerať čistejšie;-)

Krok 5: Testovanie obvodu nabíjacieho čerpadla Dickson

Testovanie obvodu nabíjacieho čerpadla Dickson
Testovanie obvodu nabíjacieho čerpadla Dickson
Testovanie obvodu nabíjacieho čerpadla Dickson
Testovanie obvodu nabíjacieho čerpadla Dickson

Pretože som chcel udržať spotrebu energie čo najnižšiu (je to okolo 6 mA), použil som verziu Arduino Pro Mini s 3,3 V a 8 MHz. Takže kvôli napájaniu 3,3 V (namiesto 5 V) som si nebol istý, či bude nabíjacie čerpadlo schopné generovať požadované napätie brány pre MOSFET IRF3205. Urobil som teda malý experiment s rôznymi frekvenciami PWM a kondenzátormi pumpy. Ako vidíte, napätie asi 5,5 V nepostačovalo na pohon nelogického úrovne MOSFET. Preto som sa rozhodol použiť IRLZ44N. Toto je takzvaný logický úroveň MOSFET a funguje dobre s 5V.

Krok 6: Spájkovanie zvyšných komponentov a drôtov

Spájkovanie zvyšných súčiastok a drôtov
Spájkovanie zvyšných súčiastok a drôtov
Spájkovanie zvyšných súčiastok a drôtov
Spájkovanie zvyšných súčiastok a drôtov
Spájkovanie zvyšných súčiastok a drôtov
Spájkovanie zvyšných súčiastok a drôtov

Potom bolo načase spájkovať zostávajúce súčiastky, ako aj vodiče a vonkajšiu diódu chránenú proti zálohovaniu. Táto dióda je veľmi dôležitá! Uistite sa, že je schopný zvládnuť váš maximálny prúd.

Krok 7: Testy softvéru

Testy softvéru
Testy softvéru
Testy softvéru
Testy softvéru
Testy softvéru
Testy softvéru

Pretože pôvodný softvér bol trochu taký, ako vy, rozhodol som sa napísať svoj vlastný. Môžete si ho stiahnuť (a súbory Eagle PCB, ako aj Gerbery) na môj GitHub. Odkaz je na konci tohto pokynu.

Dôležitým krokom bolo zistiť maximálnu frekvenciu spínania obvodov ovládača MOSFET Julians. Ako vidíte, 15kHz vyzerá hrozne (merané na bráne MOSFET) a produkovalo by veľa tepla. 2kHz na druhej strane vyzerá prijateľne. Rozdiely môžete vidieť na videu na prvej strane tohto článku.

Na vykonanie požadovaných meraní som použil svoj lacný vreckový osciloskop DSO201, multimetr a merač výkonu Ardyino pre domácich majstrov.

Krok 8: Záver, odkazy na stiahnutie

Záver, odkazy na stiahnutie
Záver, odkazy na stiahnutie

Aký je teda záver tohto malého projektu? Funguje to dobre, ale samozrejme to nemožno použiť na menovité napätie batérie pod 12V. V tomto prípade by to bolo prinajmenšom veľmi neefektívne, pretože je to len nabíjačka PWM a nie konvertor dolárov. Tiež nemá sledovanie MPPT. Ale na svoju veľkosť je to celkom pôsobivé. Funguje tiež s veľmi malými solárnymi panelmi alebo s veľmi slabým slnečným žiarením.

A samozrejme je obrovská zábava stavať túto vec. Tiež som si rád zahral so svojim osciloskopom a zobrazil si obvod ovládača MOSFET.

Dúfam, že tento malý návod bol pre vás užitočný. Pozrite sa aj na moje ďalšie videá s elektronikou na mojom kanáli YouTube.

Softvér, súbory Eagle CAD a súbory Gerber na mojom GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

Nabíjačky MPPT na mojom GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

Môj kanál YouTube:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Krok 9: Kde si objednať dosky

Kde si objednať dosky?
Kde si objednať dosky?
Kde si objednať dosky?
Kde si objednať dosky?

Tabule je možné objednať tu:

jlcpcb.com (s priloženými súbormi Gerber)

oshpark.com (so súborom dosky Eagle)

samozrejme existujú aj ďalšie alternatívy

Odporúča: