ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (Хувилбар-1): 11 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

[Видео тоглуулах]

Өмнөх зааварчилгаандаа би нарны сүлжээнээс гадуурх системийн эрчим хүчний хяналт шинжилгээний нарийн ширийн зүйлийг тайлбарласан бөгөөд 123D хэлхээний тэмцээнд түрүүлсэн.

Эцэст нь би шинэ хувилбар-3 цэнэг хянагчаа байрлуулсан бөгөөд шинэ хувилбар нь илүү үр дүнтэй бөгөөд MPPT алгоритмтай ажилладаг.

Та миний бүх төслүүдийг https://www.opengreenenergy.com/ дээрээс олж болно.

Та үүнийг дараах линкээр орж үзэх боломжтой.

ARDUINO MPPT SOLAR CHARGE CONTROLLER (хувилбар-3.0)

Та дараах холбоос дээр дарж миний хувилбар-1 цэнэг хянагчийг харах боломжтой.

ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (Хувилбар 2.0)

Нарны эрчим хүчний системд цэнэг хянагч нь цэнэглэдэг батерейг хамгаалах зориулалттай системийн зүрх юм. Энэхүү зааварт би ХОУХ -ны цэнэг хянагчийг тайлбарлах болно.

Энэтхэгт ихэнх хүмүүс үндэсний цахилгаан дамжуулах шугамд холбогдоогүй байгаа хөдөө орон нутагт амьдарч байгаа бөгөөд одоо байгаа цахилгаан сүлжээ нь ядуу хүмүүсийг цахилгаан эрчим хүчээр хангах боломжгүй тул сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүд (фото вольт хавтан, салхи) генератор) бол миний бодлоор хамгийн сайн сонголт юм. Би тосгоны амьдралын зовлонг илүү сайн мэднэ. Тиймээс би энэ нарны гэрлийн цэнэг хянагчийг бусдад төдийгүй гэрт нь туслах зорилгоор зохион бүтээсэн. Саяхан болсон "Файлин" хар салхины үеэр.

Нарны эрчим хүч нь засвар үйлчилгээ багатай, бохирдолгүй байх давуу талтай боловч тэдгээрийн гол дутагдал нь үйлдвэрлэлийн өндөр өртөг, эрчим хүчний хувиргалтын үр ашиг багатай байдаг. Нарны хавтангийн хөрвүүлэх үр ашиг харьцангуй бага хэвээр байгаа тул нарны зайны үр ашигтай хянагч ашиглан системийн нийт зардлыг бууруулж болох бөгөөд энэ нь самбараас хамгийн их хүч авах боломжтой юм.

Цэнэг хянагч гэж юу вэ?

Нарны цэнэг хянагч нь нарны зай болон батерейны хооронд байрладаг таны нарны хавтангаас гарах хүчдэл ба гүйдлийг зохицуулдаг. Энэ нь батерейны цэнэглэх хүчдэлийг зохих түвшинд байлгахад ашиглагддаг. Нарны хавтангийн оролтын хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр цэнэг хянагч нь батерейны цэнэгийг зохицуулж, хэт цэнэглэхээс сэргийлдэг.

Цэнэг хянагчийн төрөл:

1. унтраах

2. ХБХ

3. МАНТ

Хамгийн энгийн цэнэг хянагч (ON/OFF төрөл) нь батерейны хүчдэлийг хянаж, батерейны хүчдэл тодорхой түвшинд хүрэхэд цэнэглэхээ зогсоон хэлхээг нээдэг.

3 цэнэг хянагчийн дунд MPPT нь хамгийн өндөр үр ашигтай боловч өртөг өндөртэй бөгөөд нарийн төвөгтэй хэлхээ, алгоритм хэрэгтэй байдаг. Над шиг шинэхэн хобби сонирхогчдын хувьд ХБХ -ны цэнэг хянагч нь бидний хувьд хамгийн тохиромжтой гэж үздэг бөгөөд энэ нь нарны батерейг цэнэглэх анхны томоохон дэвшил гэж тооцогддог.

PWM гэж юу вэ:

Импульсийн өргөний модуляци (PWM) нь унтраалгын үүргийн харьцааг тохируулах замаар батерейг тогтмол хүчдэлээр цэнэглэх хамгийн үр дүнтэй арга юм. ХОУХ -ны цэнэг хянагчийн хувьд нарны хавтангийн гүйдэл нь батерейны нөхцөл, цэнэглэх хэрэгцээнд нийцдэг. Батерейны хүчдэл зохицуулалтын тогтоосон хязгаарт хүрэх үед ХОУХ -ны алгоритм нь батерейг халаах, хий гаргахаас зайлсхийхийн тулд цэнэглэх гүйдлийг аажмаар бууруулдаг боловч цэнэглэх нь хамгийн богино хугацаанд батерейнд хамгийн их энерги өгдөг.

PWM цэнэг хянагчийн давуу талууд:

1. Цэнэглэх үр ашиг өндөр

2. Батерейны урт хугацаа

3. Халаахад батерейг багасгах

4. Батерейны ачааллыг багасгадаг

5. Батерейг хүчлээс ангижруулах чадвартай.

Энэхүү цэнэг хянагчийг дараахь зорилгоор ашиглаж болно

1. Нарны гэр системд хэрэглэгддэг батерейг цэнэглэх

2. Хөдөө орон нутагт нарны гэрэл

3. Гар утас цэнэглэх

Би цэнэг хянагчийн арын талаар маш их тайлбарласан гэж бодож байна. Хянагч хийж эхэлнэ.

Өмнөх зааварчилгааныхаа нэгэн адил би ARDUINO-г чип дээрх PWM ба ADC агуулсан микро хянагч болгон ашиглаж байсан.

Алхам 1: Шаардлагатай эд анги, багаж хэрэгсэл:

Эд анги:

1. ARDUINO UNO (Амазон)

2. 16x2 CHARACTER LCD (Амазон)

3. MOSFETS (IRF9530, IRF540 эсвэл түүнтэй адилтгах)

4. TRANSISTORS (2N3904 эсвэл түүнтэй адилтгах NPN транзистор)

5. RESISTORS (Amazon / 10k, 4.7k, 1k, 330ohm)

6. Конденсатор (Amazon / 100uF, 35v)

7. ДИОД (IN4007)

8. ZENER DIODE 11v (1N4741A)

9. LEDS (Амазон / Улаан ба Ногоон)

10. Гал хамгаалагч (5А) ба гал хамгаалагч (Amazon)

11. BALAD BOARD (Amazon)

12. цоолсон самбар (Амазон)

13. JUMPER WIRES (Амазон)

14. ТӨСЛИЙН ХАЙРЛАГА

15.6 ПИН ШИРЭЭНИЙ ТЕРМИНАЛ

16. SCOTCH MOUNTING SQUARES (Amazon)

Хэрэгсэл:

1. DRILL (Амазон)

2. Цавуу буу (Амазон)

3. HOBBY KNIFE (Амазон)

4. ГАНДАХ ТӨМӨР (Амазон)

Алхам 2: Цэнэг хянагчийн хэлхээ

Илүү сайн ойлгохын тулд би цэнэг хянагчийн хэлхээг бүхэлд нь 6 хэсэгт хуваадаг

1. Хүчдэл мэдрэгч

2. ХОУХ -ны дохио үүсгэх

3. MOSFET свич ба драйвер

4. Шүүлтүүр ба хамгаалалт

5. Дэлгэц ба заалт

6. Ачаалах/унтраах

Алхам 3: Хүчдэл мэдрэгч

Цэнэглэгч хянагчийн гол мэдрэгч нь хүчдэл хуваагч хэлхээг ашиглан хүчдэлийн мэдрэгч бөгөөд нарны зайнаас ирж буй хүчдэл, батерейны хүчдэлийг мэдрэх ёстой.

ARDUINO аналог зүүний оролтын хүчдэл 5V -аар хязгаарлагддаг тул би хүчдэл хуваагчийг гаралтын хүчдэл 5V -аас бага байхаар зохион бүтээсэн бөгөөд 5W (Voc = 10v) нарны зай, 6v ба 5.5Ah ашигладаг Эрчим хүчийг хадгалах SLA батерей. Тиймээс би хүчдэлийг хоёуланг нь 5В -аас доош буулгах ёстой. Хүчдэлийг (нарны хавтангийн хүчдэл ба батерейны хүчдэл) хоёуланг нь мэдрэхэд R1 = 10k ба R2 = 4.7K -ийг ашигласан. R1 ба R2 -ийн утга нь нэгээс доогуур байж болох ч асуудал бол эсэргүүцэл бага байх үед илүү өндөр гүйдэл дамжин өнгөрөх бөгөөд үүний үр дүнд их хэмжээний хүч (P = I^2R) дулаан хэлбэрээр тархдаг. Тиймээс эсэргүүцлийн өөр утгыг сонгож болох боловч эсэргүүцлийн дагуу цахилгаан алдагдлыг багасгахад анхаарах хэрэгтэй.

Би энэ цэнэг хянагчийг өөрийн хэрэгцээнд зориулан бүтээсэн (6V зай ба 5w, 6V нарны хавтан), илүү өндөр хүчдэлийн хувьд тусгаарлагчийн эсэргүүцлийн утгыг өөрчлөх шаардлагатай болно. Зөв резисторыг сонгохын тулд та онлайн тооцоолуур ашиглаж болно.

Кодод би хувьсагчийг нарны зайнаас хүчдэлийг "solar_volt", батерейны хүчдэлийг "bat_volt" гэж нэрлэсэн.

Vout = R2/(R1+R2)*В.

нарны хурц гэрлийн үед самбарын хүчдэл = 9V байг

R1 = 10k ба R2 = 4.7 к

solar_volt = 4.7/(10+4.7)*9.0 = 2.877v

батерейны хүчдэл 7V байна

bat_volt = 4.7/(10+4.7)*7.0 = 2.238v

Хүчдэл хуваагчийн хүчдэл хоёулаа 5 в -оос бага бөгөөд ARDUINO аналог зүүнд тохиромжтой

ADC шалгалт тохируулга:

жишээ авч үзье:

бодит вольт/хуваагчийн гаралт = 3.127 2.43 V нь 520 ADC -тэй тэнцүү байна

1 нь.004673V -тэй тэнцүү

Мэдрэгчийг тохируулахын тулд энэ аргыг ашиглана уу.

ARDUINO код:

for (int i = 0; i <150; i ++) {sample1+= analogRead (A0); // нарны зайнаас оролтын хүчдэлийг уншина уу

sample2+= analogRead (A1); // батерейны хүчдэлийг уншина уу

саатал (2);

}

түүвэр1 = түүвэр1/150;

түүвэр2 = түүвэр2/150;

solar_volt = (түүвэр1* 4.673* 3.127)/1000;

bat_volt = (түүвэр2* 4.673* 3.127)/1000;

ADC -ийн шалгалт тохируулгын талаар өмнө тайлбарласан зааварчилгаагаа нарийвчлан тайлбарласан болно.

Алхам 4: Pwm дохио үүсгэх:

Arduino тэмцээнд дэд байр эзэлсэн

Ногоон электроникийн сорилтын тэмцээнд хоёрдугаар байр эзэлсэн