ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02): 25 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Хэрэв та батерейтай сүлжээнээс гадуур нарны системийг суурилуулахаар төлөвлөж байгаа бол танд нарны цэнэг хянагч хэрэгтэй болно. Энэ бол нарны хавтан болон батерейны хооронд байрлуулсан төхөөрөмж бөгөөд нарны хавтангаар үйлдвэрлэгдсэн цахилгаан энергийн хэмжээг батерей руу оруулах боломжийг олгодог. Гол функц нь батерейг зөв цэнэглэж, хэт цэнэглэхээс хамгаалагдсан эсэхийг шалгах явдал юм. Нарны хавтангийн оролтын хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр цэнэг хянагч нь батерейны цэнэгийг зохицуулж, хэт цэнэглэхээс сэргийлж, батерейг цэнэггүй болоход ачааллыг салгадаг.

Та миний нарны гэрлийн төслүүдийг www.opengreenenergy.com вэбсайт болон YouTube суваг: Ногоон энергийг нээж үзэх боломжтой

Нарны цэнэг хянагчийн төрөл

Одоогийн байдлаар PV цахилгаан системд ихэвчлэн ашигладаг хоёр төрлийн цэнэг хянагч байдаг.

1. Pulse Width Modulation (PWM) хянагч

2. Хамгийн их Power Point Tracking (MPPT) хянагч

Энэхүү зааварт би ХОУХД -ийн нарны цэнэг хянагчийн талаар тайлбарлах болно. Би өмнө нь ХОУХ -ны цэнэг хянагчийн талаар цөөн хэдэн нийтлэл оруулсан. Миний нарны цэнэг хянагчийн өмнөх хувилбар нь интернетэд нэлээд алдартай бөгөөд дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа хүмүүст ашигтай байдаг.

Өмнөх хувилбаруудын тайлбар, асуултуудыг авч үзээд би одоо байгаа V2.0 PWM цэнэг хянагчаа шинэчилж, 2.02 хувилбарыг шинэчилсэн.

V2.02 w.r.t V2.0 -ийн өөрчлөлтүүд дараах байдалтай байна.

1. Үр ашиг багатай шугаман хүчдэлийн зохицуулагчийг 5В цахилгаан тэжээлийн зориулалттай бак хувиргагч MP2307 -аар солино.

2. Нарны зайнаас ирж буй гүйдлийг хянах нэмэлт гүйдлийн мэдрэгч.

3. Илүү сайн ажиллахын тулд MOSFET-IRF9540-ийг IRF4905-ээр сольсон.

4. LM35 температур мэдрэгчийг зайны температурыг нарийвчлан хянах зорилгоор DS18B20 датчикаар солино.

5. Ухаалаг төхөөрөмжийг цэнэглэх USB порт.

6. Хоёр биш нэг гал хамгаалагч ашиглах

7. Нарны эрчим хүчний статусыг илэрхийлэх нэг нэмэлт LED.

8. Цэнэглэх 3 үе шаттай алгоритмыг хэрэгжүүлэх.

9. Цэнэглэх алгоритмд PID хянагчийг хэрэгжүүлэх

10. Төслийн захиалгат ПХБ -ийг хийсэн

Тодорхойлолт

1. Цэнэг хянагч, эрчим хүчний тоолуур

2. Батерейны хүчдэлийн автомат сонголт (6V/12V)

3. Батерейны хүчдэлийн дагуу автомат цэнэглэх цэг бүхий ХБХ -ны цэнэглэх алгоритм

4. Цэнэглэл ба ачааллын төлөв байдлын талаархи LED заалт

5. Хүчдэл, гүйдэл, хүч, энерги, температурыг харуулах зориулалттай 20х4 тэмдэгт бүхий LCD дэлгэц.

6. Аянга хамгаалалт

7. Урсгал урсгалын хамгаалалт

8. Богино тойрог ба хэт ачааллаас хамгаалах

9. Цэнэглэх температурын нөхөн олговор

10. Гаджет цэнэглэх зориулалттай USB порт

Хангамж

Та PCBWay -аас PCB V2.02 захиалах боломжтой

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

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

3. Цахилгаан диод -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Buck Converter-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. Температур мэдрэгч - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. Одоогийн мэдрэгч - ACS712 (Amazon / Banggood)

7. TVS диод- P6KE36CA (Amazon / Aliexpress)

8. Транзистор - 2N3904 (Amazon / Banggood)

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

10. Керамик конденсатор (0.1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. 20x4 I2C LCD (Amazon / Banggood)

12. RGB LED (Amazon / Banggood)

13. Хоёр өнгийн LED (Amazon)

15. Jumper утас / утас (Amazon / Banggood)

16. Дарга зүү (Amazon / Banggood)

17. Дулаан угаалтуур (Amazon / Aliexpress)

18. Гал хамгаалагч ба гал хамгаалагч (Amazon)

19. Товчлуур дарах (Amazon / Banggood)

22. Шураг терминалууд 1x6 зүү (Aliexpress)

23. PCB -ийн зогсолт (Banggood)

24. USB залгуур (Amazon / Banggood)

Хэрэгсэл:

1. Гагнуурын төмөр (Амазон)

2. Цэвэрлэх насос (Амазон)

2. Утас таслагч ба хуулагч (Амазон)

3. Шураг жолооч (Амазон)

Алхам 1: ХОУХ -ны цэнэг хянагчийн ажиллах зарчим

PWM нь импульсийн өргөн модуляцийг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь цэнэгийг зохицуулахад ашигладаг аргыг илэрхийлдэг. Үүний үүрэг бол нарны хавтангийн хүчдэлийг зайны цэнэгийн ойролцоо татаж, батерейг зөв цэнэглэж байгаа эсэхийг шалгах явдал юм. Өөрөөр хэлбэл, тэд нарны хавтангийн хүчдэлийг зайны хүчдэлд түгжүүлж, нарны хавтан Vmp -ийг гүйдлийн өөрчлөлтгүйгээр батерейны системийн хүчдэл рүү чирнэ.

Нарны хавтанг батерейтай холбож, салгахын тулд электрон унтраалга (MOSFET) ашигладаг. Янз бүрийн импульсийн өргөнтэй MOSFET -ийг өндөр давтамжтайгаар сольсноор тогтмол хүчдэлийг хадгалах боломжтой болно. ХОУХ-ны хянагч нь батерей руу илгээсэн импульсийн өргөн (урт), давтамжийг өөрчилснөөр өөрийгөө тохируулдаг.

Өргөн нь 100%байх үед MOSFET нь бүрэн асаалттай байгаа бөгөөд нарны хавтан нь зайг их хэмжээгээр цэнэглэх боломжийг олгодог. Өргөн нь 0% байх үед транзистор нь нарны хавтанг унтраасан үед зай бүрэн цэнэглэгдсэн үед батерей руу гүйдэл орохоос сэргийлдэг.

Алхам 2: Хэлхээ хэрхэн ажилладаг вэ?

Цэнэглэгч хянагчийн зүрх бол Arduino Nano самбар юм. Arduino нь хүчдэл хуваагч хоёр хэлхээг ашиглан нарны зай болон батерейны хүчдэлийг мэдэрдэг. Эдгээр хүчдэлийн түвшний дагуу зайг хэрхэн цэнэглэж, ачааллыг хянахаа шийддэг.

Тэмдэглэл: Дээрх зураг дээр цахилгаан болон хяналтын дохионы бичгийн алдаа гарсан байна. Улаан шугам нь цахилгаан, шар шугам нь хяналтын дохио юм.

Схемийг бүхэлд нь дараахь хэлхээнд хуваана.

1. Цахилгаан түгээх хэлхээ:

Батерейны хүчийг (B+ & B-) X1 (MP2307) Бак хөрвүүлэгч 5V хүртэл бууруулдаг. Бак хөрвүүлэгчээс гарах гарцыг

1. Arduino самбар

2. LED заагч

3. LCD дэлгэц

4. Гаджет цэнэглэх USB порт.

2. Оролтын мэдрэгч:

Нарны зай ба батерейны хүчдэлийг R1-R2 & R3-R4 резисторуудаас бүрдэх хүчдэл хуваагч хоёр хэлхээг ашиглан мэдэрдэг. C1 ба C2 нь дуу чимээний хүсээгүй дохиог шүүх шүүлтүүрийн конденсатор юм. Хүчдэл хуваагчаас гаралтыг Arduino аналог зүү A0 ба A1 -т тус тус холбоно.

Нарны зай ба ачааллын гүйдлийг ACS712 гэсэн хоёр модулийг ашиглан мэдэрдэг. Одоогийн мэдрэгчийн гаралтыг Arduino аналог зүү A3 ба A2 -т тус тус холбосон болно.

Батерейны температурыг DS18B20 температур мэдрэгч ашиглан хэмждэг. R16 (4.7K) нь татах эсэргүүцэл юм. Температур мэдрэгчийн гаралт нь Arduino Digital pin D12 -т холбогдсон байна.

3. Хяналтын хэлхээ:

Хяналтын хэлхээг үндсэндээ Q1 ба Q2 гэсэн хоёр p-MOSFETs үүсгэдэг. MOSFET Q1 нь цэнэглэх импульсийг батерей руу илгээдэг бөгөөд MOSFET Q2 нь ачааллыг жолооддог. MOSFET драйверын хоёр хэлхээ нь R6 ба R8 татах эсэргүүцэлтэй T1 ба T2 гэсэн хоёр транзистороос бүрдэнэ. Транзисторын үндсэн гүйдэл нь R5 ба R7 резистороор хянагддаг.

4. Хамгаалалтын хэлхээ:

Нарны хавтангийн хэт хүчдэлийг TVS диод D1 ашиглан хамгаалдаг. Батерейгаас нарны зай хүртэлх урвуу гүйдлийг Schottky диод D2 хамгаалдаг. Хэт гүйдэл нь F1 гал хамгаалагчаар хамгаалагдсан байдаг.

5. LED заалт:

LED1, LED2, LED3 нь нарны гэрэл, батерей, ачааллын төлөв байдлыг харуулахад хэрэглэгддэг. R9 -ээс R15 хүртэлх эсэргүүцэл нь одоогийн хязгаарлах эсэргүүцэл юм.

7. LCD дэлгэц:

I2C LCD дэлгэц нь янз бүрийн параметрүүдийг харуулахад ашиглагддаг.

8. USB цэнэглэх:

USB залгуур нь Бак хөрвүүлэгчээс 5V хүртэл гаралттай холбогддог.

9. Системийг дахин тохируулах:

SW1 бол Arduino -г дахин тохируулах товчлуур юм.

Та схемийг доор хавсаргасан PDF форматаар татаж авах боломжтой.

Алхам 3: Нарны цэнэг хянагчийн үндсэн үүрэг

Цэнэглэгч хянагч нь дараахь зүйлийг анхаарч үзэхэд зориулагдсан болно.

1. Батерейг хэт цэнэглэхээс урьдчилан сэргийлэх: Батерейг бүрэн цэнэглэхэд нарны зайгаар тэжээгддэг энергийг хязгаарлах. Энэ нь миний кодын charge_cycle () хэсэгт хэрэгждэг.

2. Батерейг хэт цэнэггүй болгохоос урьдчилан сэргийлэх: Батерейг цэнэг багатай байдалд хүрэхэд цахилгаан ачааллаас зайгаа салгах. Үүнийг миний кодын load_control () хэсэгт хэрэгжүүлсэн болно.

3. Ачааллын хяналтын функцээр хангах: Цахилгаан ачааллыг тогтоосон хугацаанд автоматаар холбох, салгах. Ачаалал нар жаргах үед асах бөгөөд нар мандах үед унтрах болно. Үүнийг миний кодын load_control () хэсэгт хэрэгжүүлсэн болно. 4. Эрчим хүч, энергийг хянах: Ачааллын хүч, энергийг хянаж харуулах.

5. Хэвийн бус байдлаас хамгаалах: Цахилгаан гүйдэл, хэт хүчдэл, хэт гүйдэл, богино холболт гэх мэт янз бүрийн хэвийн бус байдлаас хэлхээг хамгаалах.

6. Үзүүлэх ба харуулах: Янз бүрийн параметрүүдийг зааж, харуулах

7. Цуваа холбоо: Цуваа дэлгэц дээр янз бүрийн параметрүүдийг хэвлэх

8. USB цэнэглэх: Ухаалаг төхөөрөмжийг цэнэглэх

Алхам 4: Хүчдэлийн хэмжилт

Хүчдэл мэдрэгчийг нарны зай болон батерейны хүчдэлийг мэдрэхэд ашигладаг. Үүнийг хүчдэл хуваагч хоёр хэлхээг ашиглан хэрэгжүүлдэг. Энэ нь нарны хавтангийн хүчдэлийг мэдрэх R1 = 100k ба R2 = 20k гэсэн хоёр резистороос бүрдэх бөгөөд үүнтэй адил батерейны хүчдэлийн хувьд R3 = 100k ба R4 = 20k байна. R1 ба R2 гаралт нь Arduino аналог зүү A0, R3 ба R4 гаралт нь Arduino аналог зүү A1 -тэй холбогдсон байна.

Хүчдэлийн хэмжилт: Arduino -ийн аналог оролтыг тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг 0 -ээс 5V хүртэл хэмжихэд ашиглаж болно (стандарт 5V аналог жишиг хүчдэлийг ашиглах үед) ба хүчдэл хуваагч сүлжээ ашиглан энэ хүрээг нэмэгдүүлэх боломжтой. Хүчдэл хуваагч нь Arduino аналог оролтын хүрээнд хэмжиж буй хүчдэлийг бууруулдаг.

Хүчдэл хуваагч хэлхээний хувьд Vout = R2/(R1+R2) x Vin

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

AnalogRead () функц нь хүчдэлийг уншиж 0 -ээс 1023 хүртэлх тоо болгон хувиргадаг

Калибровк хийх: Бид гаралтын утгыг Arduino болон analogRead () функцийн аналог оролтуудын нэгээр унших болно. Энэ функц нь 0 -ээс 1023 хүртэлх утгыг гаргадаг бөгөөд энэ нь алхам тутамд 0.00488V байна (5/1024 = 0.00488V байдлаар)

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

Vin = ADC тоо*0.00488*(120/20) Вольт // Тодруулсан хэсэг нь масштабын хүчин зүйл юм

Тэмдэглэл: Энэ нь 1023 -ийн уншилт нь яг 5.0 вольтын оролтын хүчдэлтэй тохирч байгаа гэдэгт итгэхэд хүргэдэг. Практик дээр та Arduino pin 5V -ээс үргэлж 5V авч чадахгүй байж магадгүй юм. Тохируулах явцад эхлээд Arduino -ийн 5v ба GND зүү хоорондын хүчдэлийг мультиметр ашиглан хэмжиж, дараах томъёог ашиглан масштабын коэффициентийг ашиглана уу.

Хуваарийн коэффициент = хэмжсэн хүчдэл/1024

Алхам 5: Одоогийн хэмжилт

Одоогийн хэмжилтийн хувьд би Hall Effect гүйдлийн мэдрэгч ACS 712 -5A хувилбарыг ашигласан. ACS712 мэдрэгчийн одоогийн мэдрэх чадвараас хамааран гурван хувилбар байдаг. ACS712 мэдрэгч нь одоогийн утгыг уншиж, холбогдох хүчдэлийн утга болгон хувиргадаг. Хоёр хэмжилтийг холбосон утга нь Мэдрэмж юм. Бүх хувилбаруудын гаралтын мэдрэмж нь дараах байдалтай байна.

ACS712 загвар -> Одоогийн хүрээ-> Мэдрэмж

ACS712 ELC -05 -> +/- 5A -> 185 мВ/А.

ACS712 ELC -20 -> +/- 20A -> 100 мВ/А.

ACS712 ELC -30 -> +/- 30A -> 66 мВ/А.

Энэ төсөлд би 5А хувилбарыг ашигласан бөгөөд мэдрэмтгий чанар нь 185 мВ/А, гүйдэл байхгүй үед дунд мэдрэх хүчдэл 2.5 В байна.

Тохируулгын:

аналог унших утга = analogRead (Pin);

Утга = (5/1024)*аналог унших утга // Хэрэв та Arduino 5V зүүгээс 5V аваагүй бол, Амп = = (Утга - офсет Хүчдэл) / мэдрэмжийн гүйдэл

Гэхдээ мэдээллийн хуудсын дагуу офсет хүчдэл 2.5V, мэдрэмж нь 185 мВ/А байна

Ампер дахь гүйдэл = (Утга-2.5) /0.185

Алхам 6: Температурын хэмжилт

Температурын хяналт яагаад шаардлагатай вэ?

Батерейны химийн урвал температурын нөлөөн дор өөрчлөгддөг. Зай дулаарах тусам хий ялгаруулалт нэмэгддэг. Батерей нь хүйтрэх тусам цэнэглэхэд илүү тэсвэртэй болдог. Зайны температур хэр их өөрчлөгдөж байгаагаас шалтгаалан температурын өөрчлөлтийн цэнэгийг тохируулах нь чухал юм. Тиймээс температурын нөлөөг харгалзан цэнэгээ тохируулах нь чухал юм. Температур мэдрэгч нь батерейны температурыг хэмжих бөгөөд нарны цэнэг хянагч нь энэхүү оролтыг ашиглан цэнэгийн тогтоосон цэгийг шаардлагатай хэмжээгээр тохируулдаг. Нөхөн олговрын утга нь хар тугалганы хүчил агуулсан батерейны хувьд 5мв /degC /эс юм. (12V -д -30mV/ºC, 6V батерейнд 15mV/ºC). Температурын нөхөн олговрын сөрөг шинж тэмдэг нь температурын өсөлт нь цэнэгийн тогтоосон цэгийг бууруулах шаардлагатай байгааг харуулж байна. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг та энэ нийтлэлийг дагаж болно.

Температурын хэмжилт DS18B20

Би зайны температурыг хэмжих гадаад DS18B20 датчик ашигласан. Энэ нь микроконтроллертой холбогдохын тулд нэг утастай протокол ашигладаг. Үүнийг самбар дээрх J4 порт руу холбож болно.

DS18B20 температур мэдрэгчтэй холбогдохын тулд та One Wire номын сан болон Далласын температурын номын санг суулгах хэрэгтэй.

Та DS18B20 мэдрэгчийн талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээллийг энэ нийтлэлээс уншиж болно.

Алхам 7: USB цэнэглэх хэлхээ

Цахилгаан тэжээлд ашигладаг MP2307 Бак хөрвүүлэгч нь 3А хүртэл гүйдэл дамжуулах чадвартай. Тиймээс энэ нь USB хэрэгслийг цэнэглэхэд хангалттай хүрэлцээтэй байдаг. USB сокет VCC нь 5V, GND нь GND -тэй холбогдсон байна. Та дээрх бүдүүвчийг үзэж болно.

Тэмдэглэл: Ачааллын гүйдэл 1А -аас хэтэрсэн үед USB гаралтын хүчдэл 5V хүртэл хадгалагдахгүй. Тиймээс би USB ачааллыг 1А -аас доош хязгаарлахыг зөвлөж байна.

Алхам 8: Цэнэглэх алгоритм

Хянагчийг батерейд холбоход програм нь ажиллагааг эхлүүлнэ. Эхний ээлжинд самбарын хүчдэл батерейг цэнэглэхэд хангалттай эсэхийг шалгадаг. Хэрэв тийм бол энэ нь цэнэглэх мөчлөгт орно. Цэнэглэх мөчлөг нь 3 үе шатаас бүрдэнэ.

1 -р шат Бөөнөөр цэнэглэх:

Arduino нь нарны хавтанг батерейтай шууд холбоно (ажлын 99 % -ийн мөчлөг). Батерейны хүчдэл аажмаар нэмэгдэх болно. Батерейны хүчдэл 14.4В хүрэхэд 2 -р шат эхэлнэ.

Энэ үе шатанд гүйдэл бараг тогтмол байдаг.

Шаталтын 2 -р шат:

Энэ үе шатанд Arduino нь хүчдэлийн түвшинг нэг цагийн турш 14.4 -т байлгаж цэнэглэх гүйдлийг зохицуулна. Ажлын мөчлөгийг тохируулах замаар хүчдэлийг тогтмол байлгадаг.

3 -р шат Хөвөгч цэнэг:

Хянагч нь хүчдэлийн түвшинг 13.5 В -т байлгахын тулд урсгалын цэнэгийг бий болгодог. Энэ үе шат нь батерейг бүрэн цэнэглэх боломжийг олгодог. Хэрэв батерейны хүчдэл 10 минутын турш 13.2 В -оос бага байвал.

Цэнэглэх мөчлөг дахин давтагдах болно.

Алхам 9: Ачааллын хяналт

Үүр цайх/үүр цайх, зайны хүчдэлийг хянах замаар ачааллыг автоматаар холбох, салгахын тулд ачааллын хяналтыг ашигладаг.

Ачааллыг хянах гол зорилго нь батерейг гүнзгий цэнэг алдахаас хамгаалахын тулд ачааг салгах явдал юм. Гүн цэнэггүй болгох нь батерейг гэмтээж болзошгүй юм.

DC ачааллын терминал нь гудамжны гэрэл гэх мэт бага хүчдэлийн тогтмол ачаалалд зориулагдсан.

PV самбарыг өөрөө гэрэл мэдрэгч болгон ашигладаг.

Нарны хавтангийн хүчдэл> 5V гэж үзвэл үүр цайж, <5В бүрэнхий болох цагийг хэлнэ.

Нөхцөл байдал: Орой нь, PV хүчдэлийн түвшин 5V -аас доош унаж, батерейны хүчдэл нь LVD -ээс өндөр байвал хянагч ачааллыг асааж, ачааны ногоон гэрэл гэрэлтэх болно.

OFF нөхцөл: Ачааллыг дараах хоёр нөхцөлд таслах болно.

1. Өглөө PV хүчдэл 5v -ээс их байвал

2. Батерейны хүчдэл нь LVD тохиргооноос доогуур байвал Ачааллын улаан гэрэл асаалттай байгаа нь ачаалал тасарсныг илтгэнэ.

LVD -ийг бага хүчдэлийн салгах гэж нэрлэдэг

Алхам 10: Эрчим хүч ба энерги

Эрчим хүч: Эрчим хүч нь хүчдэл (вольт) ба гүйдлийн (Amp) бүтээгдэхүүн юм.

P = VxI Эрчим хүчний нэгж нь ватт эсвэл кВт юм

Эрчим хүч: Эрчим хүч бол хүч (ватт) ба цаг (цаг) -ийн бүтээгдэхүүн юм.

E = Pxt эрчим хүчний нэгж нь Ватт цаг эсвэл киловатт цаг (кВтц)

Дээрх хүч чадал, энергийг хянахын тулд логикийг програм хангамжид ашигладаг бөгөөд параметрүүдийг 20х4 хэмжээтэй LCD дэлгэц дээр харуулдаг.

Зургийн кредит: imgoat

Алхам 11: Хамгаалалт

1. Нарны хавтангийн туйлшрал ба урвуу гүйдлийн хамгаалалт

Урвуу туйлт ба урвуу гүйдлийн урсгалыг хамгаалахын тулд Schottky диод (MBR2045) ашигладаг.

2. Хэт их цэнэглэх & Гүн гадагшлуулах хамгаалалт

Илүүдэл цэнэглэх, гүн цэнэглэх хамгаалалтыг програм хангамж хэрэгжүүлдэг.

3. Богино холболт ба хэт ачааллаас хамгаалах

Богино холболт ба хэт ачааллын хамгаалалтыг F1 гал хамгаалагчаар гүйцэтгэдэг.

4. Нарны хавтангийн оролт дахь хэт хүчдэлийн хамгаалалт

Түр зуурын хэт хүчдэл нь янз бүрийн шалтгааны улмаас цахилгаан системд тохиолддог боловч аянга нь хамгийн хүчтэй хэт хүчдэлийг үүсгэдэг. Энэ нь ялангуяа ил байрлал, системийн холболтын кабелийн улмаас PV системүүдэд үнэн юм. Энэхүү шинэ загварт би 600 ваттын хоёр талт TVS диод (P6KE36CA) ашиглан PV терминалуудын аянга, хэт хүчдэлийг дарсан.

зургийн кредит: үнэгүй дүрс

Алхам 12: LED заалт

1. Нарны LED: LED1 Хоёр өнгийн (улаан/ногоон) LED нь нарны эрчим хүчний зогсолтыг өөрөөр хэлбэл үдшийн бүрий эсвэл үүр цайхыг зааж өгдөг.

Нарны LED ------------------- Нарны төлөв

Ногоон өдөр

УЛААН ------------------------- Шөнө

2. Battery State Of Charge (SOC) LED: LED2

Зайны энергийн агууламжийг тодорхойлдог нэг чухал үзүүлэлт бол цэнэгийн төлөв (SOC) юм. Энэ параметр нь батерейнд хэр их цэнэг байгааг харуулж байна. RGB LED нь батерейны цэнэгийн байдлыг харуулахад ашиглагддаг. Холбохыг хүсвэл дээрх схемийг үзнэ үү.

Зайны LED ---------- Зайны байдал

RED ------------------ Хүчдэл бага байна

НОГООН ------------------ Хүчдэл бол эрүүл

Цэнхэр ------------------ Бүрэн цэнэглэгдсэн

2. Ачаалах LED: LED3

Ачааллын төлөв байдлын заалтад хоёр өнгийн (улаан/ногоон) LED ашигладаг. Холболтыг дээрх схемээс үзнэ үү.

Ачаалах LED ------------------- Ачааллын төлөв

НОГООН ----------------------- Холбогдсон (асаалттай)

УЛААН ------------------------- Салсан (OFF)

Алхам 13: LCD дэлгэц

Нарны хавтан, батерей, ачааллын параметрүүдийг хянахад 20X4 char LCD ашигладаг.

Энгийнээр хэлэхэд энэ төсөлд I2C LCD дэлгэцийг сонгосон болно. Arduino -той холбогдохын тулд ердөө 4 утас хэрэгтэй.

Холболт доор байна:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

Мөр-1: Нарны хавтангийн хүчдэл, гүйдэл ба хүч

Мөр-2: Зайны хүчдэл, температур, цэнэглэгчийн төлөв (Цэнэглэх / Цэнэглэхгүй)

Мөр-3: Одоогийн ачаалал, хүч, ачааллын төлөв

4-р эгнээ: Нарны хавтангаас авсан энерги ба ачаалалд зарцуулсан энерги.

Та номын санг LiquidCrystal_I2C дээрээс татаж авах хэрэгтэй.

Алхам 14: Прототип хийх, турших

1. Талхны самбар:

Эхлээд би Breadboard дээр хэлхээ хийсэн. Гагнуургүй талхны хавтангийн гол давуу тал нь гагнуургүй байх явдал юм. Тиймээс та шаардлагатай бол бүрэлдэхүүн хэсэг, залгуурыг салгаснаар дизайныг хялбархан өөрчлөх боломжтой болно.

2. Цоолсон хавтан:

Талхны хавтангийн туршилтыг хийсний дараа би цоолсон самбар дээр хэлхээ хийсэн. Үүнийг хийхийн тулд доорх зааврыг дагана уу

i) Эхлээд бүх эд ангиудыг цоолсон хавтангийн нүхэнд оруулна.

ii) Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бүх дэвсгэрийг гагнах ба нэмэлт хөлийг хумсаар хайчилж ав.

iii) Схемийн дагуу утас ашиглан гагнуурын дэвсгэрийг холбоно.

iv) Хэлхээг газраас тусгаарлахын тулд зогсолтыг ашиглана уу.

Цоолсон хавтангийн хэлхээ нь үнэхээр бат бөх бөгөөд төсөлд байнга байрлуулах боломжтой. Прототипийг туршиж үзсэний дараа, хэрэв бүх зүйл төгс ажиллаж байвал бид эцсийн ПХБ -ийн дизайн руу шилжиж болно.

Алхам 15: ПХБ -ийн дизайн

Би EasyEDA онлайн програмыг ашиглан схемийг зурсны дараа ПХБ -ийн схемд шилжсэн.

Схемд оруулсан бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд тэнд байх ёстой, бие биенийхээ дээр овоолсон байх ёстой бөгөөд байрлуулах, чиглүүлэхэд бэлэн байх ёстой. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дэвсгэр дээрээс нь чирж чирнэ үү. Дараа нь тэгш өнцөгт хилийн дотор байрлуулна.

Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг самбар хамгийн бага зай эзэлдэг байдлаар байрлуул. Самбарын хэмжээ бага байх тусам ПХБ -ийн үйлдвэрлэлийн өртөг хямд байх болно. Хэрэв энэ самбарыг бэхэлгээнд бэхлэхийн тулд хэд хэдэн холбох нүхтэй байвал энэ нь ашигтай байх болно.

Одоо та маршрут хийх хэрэгтэй. Чиглүүлэлт нь энэ бүх үйл явцын хамгийн хөгжилтэй хэсэг юм. Энэ нь таавар шийдвэрлэхтэй адил юм! Хяналтын хэрэгслийг ашиглан бид бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбох хэрэгтэй. Хоёр өөр замын хооронд давхцахаас зайлсхийж, замыг богиносгохын тулд та дээд ба доод давхаргыг ашиглаж болно.

Та Торгоны давхаргыг ашиглан самбар дээр текст нэмж болно. Түүнчлэн, бид зургийн файл оруулах боломжтой тул би вэбсайтынхаа логоны зургийг самбар дээр хэвлэхээр нэмж оруулав. Эцэст нь зэсийн талбай багажийг ашиглан ПХБ -ийн газрын талбайг бий болгох хэрэгтэй.

Одоо ПХБ үйлдвэрлэхэд бэлэн боллоо.

Алхам 16: Gerber файлуудыг татаж авах

ПХБ хийсний дараа бид ПХБ -ийн үйлдвэрлэгч компанид илгээж болох файлуудыг үүсгэх ёстой бөгөөд энэ нь цаг хугацааны дараа бидэнд жинхэнэ ПХБ -ийг буцааж илгээх болно.

EasyEDA дээр та Fabrication Files (Gerber файл) -ыг Document> Gerber үүсгэх эсвэл хэрэгслүүдийн самбараас Gerber үүсгэх товчийг дарж гаргах боломжтой. Үүсгэсэн Gerber файл нь шахагдсан багц юм. Даралт тайлсны дараа та дараах 8 файлыг харж болно.

1. Доод зэс:.gbl

2. Топ зэс:.gtl

3. Доод талын гагнуурын маск:.gbs

4. Топ гагнуурын маск:.gts

5. Доод торгон дэлгэц:.gbo

6. Топ торгон дэлгэц:.gto

7. Өрөм:.drl

8. Онлайн:

Та Gerber файлуудыг PCBWay дээрээс татаж авах боломжтой

Та PCBWay -аас захиалга өгөхөд би ажилдаа оруулсан хувь нэмрийнхээ төлөө PCBWay -ээс 10% -ийн хандив авах болно. Таны өчүүхэн туслалцаа намайг ирээдүйд илүү гайхалтай ажил хийхийг урамшуулж магадгүй юм. Хамтран ажилласан танд баярлалаа.

Алхам 17: ПХБ -ийн үйлдвэрлэл

Одоо бидний Gerber файлуудыг жинхэнэ ПХБ болгон хувиргаж чадах ПХБ үйлдвэрлэгчийг олж мэдэх цаг болжээ. Би PCB үйлдвэрлэхийн тулд Gerber файлуудаа JLCPCB руу илгээсэн. Тэдний үйлчилгээ маш сайн. Би ПХБ -ээ 10 хоногийн дотор Энэтхэгт хүлээн авлаа.

Төслийн Монголбанкийг доор хавсаргав.

Алхам 18: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнах

ПХБ -ийн үйлдвэрээс самбар авсны дараа та эд ангиудыг гагнах хэрэгтэй.

Гагнуурын хувьд танд сайн гагнуурын төмөр, гагнуур, хайч, гагнуурын зулын гол, насос, мультиметр хэрэгтэй болно.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг өндрөөр нь гагнах нь сайн практик юм. Бага өндөртэй хэсгүүдийг эхлээд гагнана.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнахын тулд та дараах алхмуудыг хийж болно.

1. Бүрэлдэхүүн хэсгийн хөлийг нүхээр нь түлхэж, ПХБ -ийг нуруун дээр нь эргүүлнэ.

2. Гагнуурын төмрийн үзүүрийг дэрний эд анги ба хөлний уулзвар хүртэл барина.

3. Гагнуурыг холбоос руу оруулаарай. Эргэн тойрон урссаны дараа үзүүрийг нь холдуул.

4. Ниппер ашиглан нэмэлт хөлөө засаарай.

Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнахдаа дээрх дүрмийг дагаж мөрдөөрэй.

Алхам 19: ACS712 гүйдлийн мэдрэгчийг суурилуулах

Надад хүлээн авсан ACS712 гүйдлийн мэдрэгч нь холбох зориулалттай гагнасан шураг терминалтай. Модулийг ПХБ -ийн самбар дээр шууд гагнахын тулд эхлээд шураг терминалыг гагнах хэрэгтэй.

Би дээр үзүүлсэн шиг гагнуурын насосны тусламжтайгаар шураг терминалыг гагнах.

Дараа нь би ACS712 модулийг дээрээс нь доош нь гагнана.

Ip+ ба Ip- терминалыг ПХБ-тэй холбохын тулд би диодын терминалын хөлийг ашигласан.

Алхам 20: Бак хөрвүүлэгчийг нэмнэ үү

Бак хөрвүүлэгч модулийг гагнахын тулд дээр үзүүлсэн шиг 4 шулуун толгойн зүүг бэлдэх ёстой.

X1 дээрх 4 толгойн голыг гагнах нь 2 гаралт, үлдсэн хоёр нь оролтонд зориулагдсан болно.

Алхам 21: Arduino Nano -ийг нэмж оруулаарай

Хэрэв та шулуун толгой худалдаж авбал Arduino Nano -ийн хувьд хэтэрхий урт байх болно. Та тэдгээрийг зохих уртаар тайрах хэрэгтэй болно. Энэ нь тус бүр 15 зүү гэсэн үг юм.

Эмэгтэй толгойн хэсгүүдийг тайрах хамгийн сайн арга бол 15 зүүг тоолж, 16 -р зүүг татаж, дараа нь 15-17 -р зүүний хоорондох зайг хайчаар таслах явдал юм.

Одоо бид эмэгтэй толгойг ПХБ дээр суулгах хэрэгтэй. Эмэгтэй толгойнуудаа аваад Arduino Nano самбар дээрх эрэгтэй толгойн дээр байрлуул.

Дараа нь эмэгтэй толгойн зүүг цэнэг хянагчийн ПХБ -д гагнана.

Алхам 22: MOSFET -ийг бэлтгэх

MOSFET Q1 Q2 ба D1 диодыг ПХБ -д гагнахаас өмнө эхлээд радиаторыг холбох нь дээр. Дулаан шингээгч нь төхөөрөмжийн температурыг бага байлгахын тулд төхөөрөмжөөс дулааныг зайлуулахад ашиглагддаг.

MOSFET металлын суурь хавтан дээр халаагчийн нэгдлийг түрхэнэ. Дараа нь дулаан дамжуулагч дэвсгэрийг MOSFET ба дулаан шингээгчийн хооронд байрлуулж боолтыг чангална. Дулаан шингээгч яагаад зайлшгүй шаардлагатай талаар та энэ нийтлэлээс уншиж болно.

Эцэст нь тэдгээрийг цэнэг хянагч ПХБ -д гагнана.

Алхам 23: Зөрчилдөөнийг бэхжүүлэх

Бүх эд ангиудыг гагнсаны дараа бэхэлгээг 4 буланд бэхлээрэй. Би M3 Brass Hex Standoffs ашиглаж байсан.

Зогсоох аргыг ашиглах нь газраас гагнах үе ба утаснуудад хангалттай зай гаргах болно.

Алхам 24: Програм хангамж ба номын сан

Нэгдүгээрт, хавсаргасан Arduino кодыг татаж аваарай. Дараа нь дараах сангуудыг татаж аваад суулгаарай.

1. Нэг утас

2. Далласын температур

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID номын сан

Уян хатан байдлыг хангах үүднээс кодыг бүхэлд нь жижиг функциональ блок болгон хуваасан. Хэрэглэгч LCD дэлгэц ашиглах сонирхолгүй байгаа бөгөөд удирдамжийн заалтад сэтгэл хангалуун байна гэж бодъё. Дараа нь lcd_display () -ийг void loop () -ээс идэвхгүй болго. Тэгээд л болоо. Үүний нэгэн адил, хэрэглэгчийн шаардлагын дагуу тэрээр янз бүрийн функцийг идэвхжүүлэх, идэвхгүй болгох боломжтой.

Дээрх бүх номын санг суулгасны дараа Arduino кодыг байршуулна уу.

Тэмдэглэл: Би одоо илүү сайн цэнэглэх алгоритмыг хэрэгжүүлэх програм хангамж дээр ажиллаж байна. Хамгийн сүүлийн хувилбарыг авахын тулд холбоо барина уу.

02.04.2020 онд шинэчлэх

Сайжруулсан цэнэглэх алгоритм, дотор нь PID хянагчийн хэрэгжүүлэлт бүхий шинэ програм хангамжийг байршуулсан.

Алхам 25: Эцсийн шалгалт

Цэнэг хянагчийн батерейны терминалуудыг (BAT) 12V батерейнд холбоно уу. Туйлшралын зөв эсэхийг шалгаарай. Холбогдсоны дараа LED болон LCD нь шууд ажиллаж эхэлнэ. Та мөн LCD дэлгэцийн 2 -р эгнээнд батерейны хүчдэл ба температурыг анзаарах болно.

Дараа нь нарны хавтанг нарны терминал руу (SOL) холбосноор та LCD дэлгэцийн эхний эгнээнд нарны хүчдэл, гүйдэл, хүчийг харж болно. Би нарны хавтанг дуурайхын тулд лабораторийн цахилгаан хангамжийг ашигласан. Би цахилгаан тоолуур ашиглан хүчдэл, гүйдэл, тэжээлийн утгыг LCD дэлгэцтэй харьцуулж үзсэн.

Туршилтын процедурыг энэхүү демо видеонд үзүүлэв

Ирээдүйд би энэ төсөлд зориулж 3D хэвлэсэн хаалт хийх болно. Холбоотой байгаарай.

Энэ төсөл нь ПХБ -ийн уралдаанд оролцож байгаа тул надад саналаа өгнө үү. Та бүхний өгсөн санал бол энэ мэт хэрэгтэй төслүүдийг бичихийн тулд илүү шаргуу хөдөлмөрлөхөд надад жинхэнэ урам зориг болж байна.

Миний зааврыг уншсанд баярлалаа. Хэрэв танд миний төсөл таалагдсан бол хуваалцахаа бүү мартаарай.

Сэтгэгдэл, санал хүсэлтийг үргэлж хүлээж авах боломжтой.

ПХБ -ийн дизайны сорилтын тэмцээнд 2 -р байр эзэлсэн