Нарны 12V SLA зай цэнэглэгч: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Хэсэг хугацааны өмнө би хажуу талдаа ATV-ийн "Лемон" -ыг эзэмшсэн юм. Үүнд маш их буруу зүйл байгааг хэлэхэд хангалттай. Хэзээ нэгэн цагт би "Хөөе, би зөвхөн гэрэл асаж байх үед хаалган дээр хадаас шиг хямдхан батерейг цэнэглэхийн тулд өөрийн өндөр хүчин чадалтай нарны зайны цэнэглэгчийг бүтээх ёстой!" Эцэст нь энэ нь "Хөөе, би төлөвлөсөн байсан алслагдсан төслүүдээ цэнэглэхийн тулд тэр батарейгаа ашиглах ёстой!"

Ийнхүү "Lead Buddy" нарны зайны цэнэглэгч төрсөн байна.

Эхэндээ би Sparkfun -ийн "Sunny Buddy" загварыг гаргаж авахыг хайж байсан (иймээс би нэрийг нь авсан), гэхдээ санамсаргүйгээр би өөр төсөлд аль хэдийн ашиглаж байсан бүрэлдэхүүн хэсэг нь ашиглалтын талаархи тэмдэглэлтэй болохыг олж мэдсэн юм. нарны батерейны цэнэглэгч болгон (өгөгдлийн хүснэгтийг гүйлгэх явцад би санаагүй байсан) - Аналог төхөөрөмжийн LTC4365! Энэ нь MPPT байхгүй, гэхдээ хөөе, Sparkfun -ийн "Sunny Buddy" ч бас байдаггүй (ямар ч байсан жинхэнэ MPPT биш …). Тэгэхээр, бид үүнийг яг яаж засах вэ? За, эрхэм уншигч та аппын тэмдэглэлийг үзээрэй !!! Тодруулбал, Microchip -ийн AN1521 "Нарны хавтангийн MPPT алгоритмыг хэрэгжүүлэх практик гарын авлага". Энэ нь үнэхээр сонирхолтой уншлага бөгөөд танд MPPT хяналтыг хэрэгжүүлэх олон янзын аргуудыг санал болгож байна. Танд зөвхөн хоёр мэдрэгч, хүчдэл мэдрэгч (хүчдэл хуваагч), гүйдлийн мэдрэгч хэрэгтэй бөгөөд танд яг нэг гаралт хэрэгтэй. Олон улсын Шулуутгагч IR25750 гэж нэрлэдэг N-Channel MOSFET-т ашиглах боломжтой тусгай гүйдлийн мэдрэгчийн талаар би олж мэдсэн юм. Тэдний IR25750 дээрх АН-1199 нь бас сонирхолтой уншлага юм. Эцэст нь бүх зүйлийг хооронд нь холбох микроконтроллер хэрэгтэй бөгөөд бидэнд зөвхөн 3 зүү хэрэгтэй байгаа тул ATtiny10 -ийг оруулна уу!

Алхам 1: эд анги сонгох, схем зурах

Одоо бид 3 үндсэн хэсэгтэй болсон тул бид IC -ээ дагалдах шаардлагатай бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгож эхлэх ёстой. Дараагийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бол бидний MOSFET-ууд, ялангуяа энэхүү засварын хувьд (энэ талаар нэмэлт мэдээлэл авахын тулд сүүлийн алхамыг үзнэ үү), би хоёр SQJB60EP Хос N сувгийн MOSFET-ийг ашиглахаар шийдсэн. Нэг MOSFET-ийг зөвхөн LTC4365 удирддаг бол нөгөө MOSFET-ийг тохируулсан бөгөөд ингэснээр нэг FET нь урвуу оролтын хамгаалалтыг хангах зориулалттай "хамгийн тохиромжтой бага талтай диод" болж ажилладаг (хэрэв та үүнийг google-ээс хайж олох юм бол та үүнийг олохгүй байх магадлалтай. Энэ сэдвээр TI болон Максимээс өгсөн програмын тэмдэглэлийг би ухах ёстой байсан.), нөгөө FET нь ATtiny10-ийн 16 битийн ХОУХ-ны цаг хэмжигчээр хянагддаг (эсвэл таны сонгосон ямар ч нарийвчлал …). Дараа нь жагсаах нь тийм ч чухал биш бидний идэвхгүй хүмүүс ирдэг. Эдгээр нь хүчдэл хуваагч/цэнэглэгч програмчлах резистор, янз бүрийн тойрог/хадгалах конденсаторуудаас бүрдэх бөгөөд таны резисторууд дамжин өнгөрөх хүчийг зохицуулж чадах эсэхийг, мөн таны конденсаторууд температурын зохистой хүлцэл (X5R ба түүнээс дээш) байгаа эсэхийг шалгаарай. Үүнийг хэрхэн зохион бүтээсэн тул батерейг ажиллахын тулд самбар дээр холбох ёстой гэдгийг анхаарах нь чухал юм.

Би LTC4365 -ийг холбогчийг солих замаар 12 эсвэл 24В батерейг цэнэглэх боломжтой болгосон (12V батерейны батерейг 2.387V/эсээр цэнэглэж байх үед 0.5V -ээр цэнэглэгч дээрх OV зүү өгөх). Цэнэглэгчийн хүчдэл хуваагуур нь мөн температурыг 5k PTC эсэргүүцлээр дамжуулан нөхдөг бөгөөд энэ нь самбар дээр 2.54 мм -ийн толгойгоор холбогддог бөгөөд батерейны хажуу тал руу дулаан дамжуулдаг шавар эдлэл эсвэл бүр наалдамхай туузаар холбогддог. Бид дизайны туршид урвуу хүчдэлтэй MOSFET -ийг жолоодох (хэрэв та MPPT -ийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбогчоор суулгаагүй бол бусад FET -ийг тэжээх) болон LTC4365 -ийг хамгаалах зорилгоор хэд хэдэн дизенер ашиглах шаардлагатай болно. хэт хүчдэлээс үүссэн тээглүүр. Бид ATtiny10 -ийг 40V оролттой 5V автомашины зохицуулагчаар тэжээх болно.

Гал хамгаалагч…

Анхаарах ёстой нэг чухал зүйл бол батерейг цэнэглэх тухайд та оролт, гаралтанд үргэлж гал хамгаалагчтай байх ёстой бөгөөд өндөр гүйдэлтэй оролт (IE- батерей) дээр үргэлж OV хамгаалалтыг ашиглах ёстой. Бага гүйдлийн оролт нь таслагч/гал хамгаалагчийг унтраахад хангалттай хэмжээний гүйдэл гаргаж чаддаггүй тул OVP-ийг (IE-гинжит хэлхээ) хялбархан хэрэгжүүлж чаддаггүй. Энэ нь таны TRIAC/SCR -ийн хэт халалтаас болж бүтэлгүйтэх, таны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гэмтээх, эсвэл таны төслийг шатаахад хүргэх аюултай нөхцөл байдалд хүргэж болзошгүй юм. Та гал хамгаалагчийг цаг тухайд нь асаах хангалттай гүйдэл өгөх чадвартай байх ёстой (үүнийг манай 12V батерей хийх боломжтой). Гал хамгаалагчийн хувьд би Littlefuse -ийн 0453003. MR -ийг ашиглахаар шийдсэн. Энэ бол маш жижиг SMD багцын гайхалтай гал хамгаалагч юм. Хэрэв та 5х20 мм хэмжээтэй гал хамгаалагчтай илүү том гал хамгаалагчтай явахаар шийдсэн бол ДЭЭР ДЭЭРИЙН ДУРЛАЛЫН төлөө залбирч байгаарай… Шилэн гал хамгаалагч бүү ашиглаарай. Шилэн гал хамгаалагч нь үлээхэд эвдэрч, халуун хайлсан металл, хурц шилний хэсгүүдийг бүхэлд нь самбар руу гаргаж, бүх төрлийн гэмтэл учруулдаг. Үргэлж керамик гал хамгаалагч ашигладаг бөгөөд ихэнх нь элсээр дүүргэгдсэн байдаг тул үлээх үед тэд таны самбар эсвэл байшингаа шардаггүй (керамик өөрөө хамгаалсан керамик хуягтай адил хамгаалалтанд байх ёстой гэдгийг дурьдах хэрэггүй). орчин үеийн байлдааны машиныг хэлбэртэй цэнэглэгч цэнэгт хошуунаас хамгаалахын тулд/ ПЛАЗМЫН ҮНЭХЭЭР ХАЛААСАН ТЭРГҮЙ). Гал хамгаалагчийнхаа өчүүхэн утсыг "харах" чадвартай байх (энэ нь та харахгүй байж магадгүй, ялангуяа хэрэв та бараг сохор байсан бол) байшингийнхаа өмнө утаатай нүүрс авах нь үнэ цэнэтэй зүйл биш юм. Хэрэв та гал хамгаалагчаа турших шаардлагатай бол түүний эсэргүүцлийг шалгахын тулд мултиметр ашиглана уу.

ESD хамгаалалт

Цахим төслөө хамгаалахын тулд бид зөвхөн 5-10 долларын үнэтэй үнэтэй varistor-д найддаг байсан үе ард хоцорчээ. Та үргэлж ТВ, эсвэл Түр зуурын хүчдэл дарах диод оруулах ёстой. Үүнийг хийхгүй байх шалтгаан байхгүй. Аливаа оролт, ялангуяа нарны зайны оролтыг ESD -ээс хамгаалах ёстой. Таны нарны зай/утастай утаснуудын ойролцоо аянга буусан тохиолдолд ТВ-ийн жижиг диод, гал хамгаалагчтай хослуулан таны төслийг ямар ч ESD/EMP-ээс гэмтэхээс сэргийлж чадна (энэ бол аянга ажил хаялт гэдэг нь ойлгомжтой …). Тэд MOV -ийнх шиг удаан эдэлгээтэй биш боловч ихэнхдээ ажлаа хийж чаддаг.

Энэ нь биднийг дараагийн зүйл болох Spark -ийн цоорхой руу авчирдаг. "Очны цоорхой гэж юу вэ?!" За, оч цоорхой нь үндсэндээ таны оролтын нэг тээглүүрээс газрын хавтгай руу чиглэсэн ул мөр бөгөөд гагнуурын маск болон дотоодын газрын хавтгайг салгаж, агаарт ил гаргадаг. Энгийнээр хэлэхэд, энэ нь ESD -ийг таны газрын хавтгайд шууд буулгах боломжийг олгодог (хамгийн бага эсэргүүцэлтэй зам) бөгөөд таны хэлхээг чөлөөлөх болно гэж найдаж байна. Тэдгээрийг нэмэхэд ямар ч зардал гарахгүй тул та үргэлж боломжтой газраа нэмж оруулах хэрэгтэй. Та Paschen -ийн хуулиар зарим хүчдэлээс хамгаалахын тулд өөрийн ул мөр болон газрын хавтгай хоёрын хоорондох зайг тооцоолж болно. Үүнийг хэрхэн яаж тооцоолох талаар би ярихгүй, гэхдээ тооцооллын талаархи ерөнхий мэдлэгтэй байхыг зөвлөж байна. Үгүй бол ул мөр ба газрын хооронд 6-10 милийн зайтай байвал зүгээр байх ёстой. Бөөрөнхий ул мөр ашиглахыг зөвлөж байна. Үүнийг хэрхэн хэрэгжүүлэх талаар санаа авахын тулд миний оруулсан зургийг үзнэ үү.

Газрын онгоцууд

Ихэнх электроникийн төслүүдэд нэг том хөрсийг ашиглахгүй байх шалтгаан байхгүй. Цаашилбал, бүх зэсийг сийлбэрлэх шаардлагатай тул газрын цутгамал ашиглахгүй байх нь маш их үрэлгэн хэрэг болно. Та аль хэдийн зэсийн төлбөр төлж байгаа бөгөөд энэ нь Хятадын усан замыг бохирдуулахгүй (эсвэл хаана ч байсан) байж магадгүй бөгөөд үүнийг газрын онгоц болгон ашиглах боломжтой болно. Ангаахай цутгах нь орчин үеийн электроникийн хувьд маш хязгаарлагдмал хэрэглээтэй бөгөөд хэрэв хатуу шороон цутгах нь өндөр давтамжийн дохионы хувьд илүү сайн шинж чанартай байдаг тул үүнийг ашиглах нь ховор байдаг. Хэрэв та олон давхаргат самбар ашигладаг бол "амьд" онгоцтой багтаамж. Түүнчлэн хэрэв та дахин цэнэглэх зуух эсвэл халуун агаарыг дахин боловсруулах станц ашигладаг бол газрын гадаргуу нь илүү их масстай байдаг тул дахин хөрвүүлэх үед "булшны чулуу" хийж чаддаг тул идэвхгүй эд ангиудыг хатуу хөрстэй холбохыг зөвлөдөггүй гэдгийг анхаарах нь чухал юм. гагнуурыг хайлуулахын тулд үүнийг халаах хэрэгтэй. Хэрэв та болгоомжтой байвал үүнийг хийх нь гарцаагүй, гэхдээ та идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгийнхээ дэвсгэрийг холбохын тулд дулааны хөнгөвчлөх дэвсгэр эсвэл EasyEDA "Spokes" гэж нэрлэдэг. Миний самбар дулааны хөнгөвчлөх дэвсгэр ашигладаг, гэхдээ би гараар гагндаг тул энэ нь хамаагүй.

Дулаан алдалтын талаар…

Манай нарны цэнэглэгч нь 3А -ийн хамгийн их гүйдэлтэй (гал хамгаалагчаас хамаарч) хүртэл хэт их дулаан ялгаруулж болохгүй. Хамгийн муу нь манай SQJB60EP -ийн эсэргүүцэл нь 8А -д 4.5V -д 0.016mOhm байна (SQJ974EP миний хоёр дахь хувилбар болох 0.0325mOhm -т, нэмэлт мэдээллийг төгсгөлд нь миний тэмдэглэлээс үзнэ үү). Ohms Law, P = I^2 * R -ийг ашигласнаар бидний 3A хүчдэлийн зарцуулалт 0.144W байна (Одоо би яагаад N сувгийн MOSFET төхөөрөмжүүдийг манай MPPT болон урвуу хүчдэлийн "диод" хэлхээнд ашигласныг харж байна). Манай автомашины 5В -ийн зохицуулагч нь хэт их тарах ёсгүй, учир нь бид хамгийн ихдээ хэдэн арван миллиамп зурдаг. 12V, тэр ч байтугай 24V батерейны хувьд бид зохицуулагчийн дулааны алдагдалд дулаацах талаар санаа зовох хангалттай хэмжээний алдагдлыг олж харах ёсгүй, гэхдээ TI -ийн энэ талаархи маш сайн хэрэглээний тэмдэглэлд дурдсанаар таны ихэнх хүч халах тусам алга болно. ПХБ -д буцааж оруулах нь хамгийн бага эсэргүүцэлтэй зам юм. Жишээлбэл, манай SQJB60EP нь ус зайлуулах дэвсгэр дээр 3.1C/W дулаан эсэргүүцэлтэй байдаг бол хуванцар сав нь 85C/W дулаан эсэргүүцэлтэй байдаг. Дулаан шингээлтийг ПХБ-ээр дамжуулан хийх нь илүү үр дүнтэй байдаг, IE- их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг таны бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд зориулагдсан сайхан том онгоцуудыг байрлуулах (ингэснээр таны ПХБ-ийг толгой цацагч болгон хувиргах) эсвэл хавтангуудын нөгөө талд байрлуулах. Илүү авсаархан загвар гаргахын тулд дээд талд нь жижиг онгоц байрлуулна. (Дулааны виасыг самбарын эсрэг талд байрлах онгоц руу чиглүүлэх нь халаагуур/залгуурыг хавтангийн ар талд хялбархан холбох эсвэл уг дулааныг өөр хавтангийн газрын хавтгайд дамжуулж түгээх боломжийг олгодог. Модуль.) Бүрэлдэхүүн хэсгээс хэр их хүчийг аюулгүй салгаж болохыг тооцоолох нэг хурдан бөгөөд бохир арга бол (Tj - Tamb) / Rθja = Эрчим хүч юм. Дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахын тулд TI -ийн програмын тэмдэглэлийг уншихыг зөвлөж байна.

Мөн эцэст нь…

Хэрэв та төслөө гадаа ашиглах нь тодорхой байгаа шиг миний хийхээр төлөвлөж буй чингэлэг дотор хийхийг хүсч байвал самбараа тавихаасаа өмнө контейнер/хайрцгаа үргэлж сонгох хэрэгтэй. Миний хувьд би Polycase-ийн EX-51-ийг сонгож, самбараа ийм загвараар хийсэн болно. Би мөн "урд самбар" хавтанг зохион бүтээсэн бөгөөд энэ нь нарны оролтын цутгамал "нүхнүүд", эсвэл илүү нарийвчлалтай, үүрийг холбодог (1.6 мм зузаантай самбартай таарах болно). Тэднийг хамтдаа гагнана уу, та явахад таатай байна. Энэхүү самбар нь Switchcraft -аас ус нэвтэрдэггүй холбогчтой. Би "урд самбар" эсвэл "арын самбар" ашиглах эсэхээ шийдээгүй байгаа боловч хамаагүй, оролт, гаралт, батерейны термисторын хувьд "ус нэвтэрдэггүй кабель хавчаар" хэрэгтэй болно. Нэмж дурдахад миний цэнэглэгчийг модул болгон самбар дээр суулгаж болно (ингэснээр цутгамал нүхнүүд).

Алхам 2: эд ангиудыг авах

Хэчнээн борлуулагч байгааг харгалзан жижиг эд ангиудыг үе үе алдах болно гэдгийг харгалзан үзэх нь маш хэцүү ажил байж болох юм. Үнэндээ би 24В батерейг цэнэглэх хэлхээний эсэргүүцлийг алдсан. Аз болоход би 24V цэнэглэх хэлхээг ашиглахгүй.

Би PCB -ээ JLCPCB -ээс захиалахаар шийдсэн, учир нь шороо нь хямд. Тэд мөн "зургаар дүрслэх боломжтой" процесс руу шилжсэн юм шиг санагддаг бөгөөд энэ нь намайг хамгийн сүүлд захиалснаас хойш сайхан торгон дэлгэц (мөн гагнуурын нүүр) үлдээдэг. Харамсалтай нь тэд үнэгүй хүргэлт хийхээ больсон тул та үүнийг авахын тулд нэг эсвэл хоёр долоо хоног хүлээх эсвэл DHL -ээр тээвэрлэхийн тулд 20 доллар төлөх шаардлагатай болно. Миний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд би үнэгүй хүргэлт хийдэг тул Arrow -той хамт явсан. Би зөвхөн суманд байхгүй тул термисторыг Digikey -ээс худалдаж авах шаардлагатай болсон.

Ихэвчлэн 0603 хэмжээтэй идэвхгүй төхөөрөмжүүд нь гагнахад тохиромжтой байдаг. 0402 хэмжээтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хэцүү бөгөөд амархан алдагддаг тул хэрэгтэй зүйлээсээ дор хаяж хоёр дахин их хэмжээгээр захиалаарай. Тэд танд бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг илгээсэн эсэхийг үргэлж шалгаарай. Тэд таны захиалгыг нэгтгэхгүй, харин FedEx -ээр дамжуулан 20 өөр хайрцаг илгээх тохиолдолд энэ нь маш чухал юм.

Алхам 3: Бэлэн болж байна …

Гагнах ажилд бэлдэж байна … Гагнах ажилд танд тийм олон хэрэгсэл хэрэггүй. Хямдхан, дунд зэргийн хүчээр ажилладаг гагнуурын төмөр, урсгал, гагнуур, хясаа, хайч зэрэг нь танд хэрэгтэй бүх зүйл юм. Та мөн гал унтраах хэрэгсэлтэй байх ёстой бөгөөд хорт хавдраас/хордлогоос үүдэлтэй агаарт цацагдаж буй бохирдлыг шүүж цэвэрлэх масктай байх ёстой.

Алхам 4: Үүнийг нэгтгэх

ПХБ -ийг угсрах нь үнэхээр энгийн зүйл юм. Энэ бол зүгээр л "нэг дэвсгэрийг цагаан тугалга, нэг зүүг нөгөө таб руу гагнах, дараа нь бусад тээглүүрийг" чирэх "юм. SMD эд ангиудыг гагнахын тулд танд микроскоп эсвэл гоёмсог дахин боловсруулах станц хэрэггүй. 0603 (заримдаа 0402) -аас том хэмжээтэй зүйл хийхэд танд томруулдаг шил хэрэггүй. Гүүрэн тээглүүр байхгүй, хүйтэн үе байхгүй эсэхийг шалгаарай. Хэрэв та "инээдтэй" зүйл олж харвал бага зэрэг урсгал тавьж, төмрөөр нь цохиж ав.

Урсгалын хувьд та самбар дээр үлдээх нь аюулгүй тул цэвэр биш урсгалыг ашиглах хэрэгтэй. Харамсалтай нь үүнийг самбараас цэвэрлэх нь үнэхээр хэцүү юм. "Цэвэрлэхгүй" урсгалыг цэвэрлэхийн тулд 90% -иас дээш концентрацтай, хөвөн арчдас, өндөр чанартай спиртээр аль болох их зүйлийг зайлуул. Дараа нь хуучин шүдний сойзоор сайтар угаагаарай (хуучин цахилгаан сойз/шүдний сойзны толгой сайхан ажилладаг). Эцэст нь халуун усанд орохын тулд нэрмэл усыг халаана. Хэрэв та хүсвэл аяга таваг угаагч бодис хэрэглэж болно (энэ нь таны хавтанг сүйтгэхгүй байх ёстой, энэ нь таны ПХБ дээрх нүцгэн холболтыг гэмтээх ёсгүй, учир нь аяга таваг угаагч бодис нь гидрофобик бодисоор органик бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд "наалдах" зориулалттай. Савангийн бүрэлдэхүүн хэсэг. Гидрофобик-гидрофилик үйлдэл нь түүний молекулуудын туйлт/туйлгүй нүүрсустөрөгч/шүлтийн бүтцээр хангагдсан бөгөөд гидрофилийн бүрэлдэхүүн хэсгээр угааж болдог. нэрмэл усаар эсвэл маш идэмхий бол). IFF-ийн гайхамшгийн ачаар та цэвэрлэгээгүй бүх урсгалыг архинаас гаргаж авдаг, гэхдээ та үүнийг хийхгүй байж магадгүй.

30 минутын дараа халуун ус тавцан дээрх үлдсэн наалдамхай үлдэгдлийг задалж, дараа нь та шүдний сойзоор хот руу явж, үлдсэн хэсгийг нь тайлж болно. Сайн угааж, талх шарах шүүгээнд хамгийн бага тохируулгаар хатаана, эсвэл задгай агаарт дор хаяж 24 цагийн турш хатаана. Хамгийн тохиромжтой нь та шарсан талх шарах шүүгээ эсвэл Harbor Freight -ийн хямд үнэтэй халуун буу ашиглах хэрэгтэй. Та мөн ижил үр дүнд шахсан агаар ашиглаж болно.

Анхаарах зүйл бол ПХБ -ийг угаахдаа болгоомжтой байгаарай, учир нь та бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг суллаж болно. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд үсийг авахад хангалттай дарах шаардлагагүй.

Алхам 5: Нарны хавтан …