ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02): 25 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Agar siz batareyali bank bilan tarmoqdan tashqari quyosh tizimini o'rnatmoqchi bo'lsangiz, sizga quyosh zaryadini boshqarish moslamasi kerak bo'ladi. Bu quyosh panellari va batareyalar banki o'rtasida joylashgan bo'lib, batareyalarga kiradigan quyosh panellari ishlab chiqaradigan elektr energiyasini nazorat qiladi. Asosiy vazifa - batareyaning to'g'ri zaryadlanganligiga va ortiqcha zaryaddan himoyalanganligiga ishonch hosil qilish. Quyosh panelining kirish voltaji ko'tarilganda, zaryad boshqaruvchisi batareyalar zaryadini tartibga soladi, bu esa ortiqcha zaryadlanishni oldini oladi va batareya zaryadsizlanganda yukni uzib qo'yadi.

Siz mening Quyoshli loyihalarimni veb -saytimda o'tishingiz mumkin: www.opengreenenergy.com va YouTube kanali: Yashil energiyani oching

Quyosh zaryadini boshqarish moslamalari turlari

Hozirgi vaqtda PV quvvat tizimlarida tez -tez ishlatiladigan zaryad regulyatorlarining ikki turi mavjud:

1. Puls kengligi modulyatsiyasi (PWM) boshqaruvchisi

2. Maksimal Power Point Tracking (MPPT) tekshiruvi

Ushbu yo'riqnomada men sizga PWM quyosh zaryadini boshqarish moslamasi haqida tushuntirib beraman. Men ilgari ham PWM zaryadlovchi qurilmalari haqida bir nechta maqola joylashtirganman. Quyosh zaryadini boshqarish moslamalarining oldingi versiyasi Internetda juda mashhur va butun dunyodagi odamlar uchun foydalidir.

Oldingi versiyalarimdagi sharhlar va savollarni ko'rib chiqib, men mavjud V2.0 PWM Charge Controller -ni yangi versiyasini 2.02 qilish uchun o'zgartirdim.

V2.02 w.r.t V2.0 -dagi o'zgarishlar quyidagilar:

1. Past samarali chiziqli kuchlanish regulyatori 5V quvvat manbai uchun MP2307 buk konvertori bilan almashtiriladi.

2. Quyosh panelidan keladigan oqimni kuzatish uchun bitta qo'shimcha oqim sensori.

3. MOSFET-IRF9540 yaxshi ishlashi uchun IRF4905 bilan almashtiriladi.

4. Bortdagi LM35 harorat sensori batareyaning haroratini aniq kuzatish uchun DS18B20 probi bilan almashtiriladi.

5. Aqlli qurilmalarni zaryad qilish uchun USB port.

6. Ikkita o'rniga bitta sug'urta ishlatilishi

7. Quyosh energiyasi holatini ko'rsatish uchun bitta qo'shimcha LED.

8. 3 bosqichli zaryadlash algoritmini amalga oshirish.

9. Zaryadlash algoritmida PID tekshirgichini qo'llash

10. Loyiha uchun maxsus PCB tayyorlandi

Xususiyat

1. Zaryad tekshirgichi, shuningdek, energiya hisoblagichi

2. Batareya kuchlanishini avtomatik tanlash (6V/12V)

3. Batareya zo'riqishida avtomatik zaryadlanish nuqtasi bilan PWM zaryadlash algoritmi

4. LED holati va yuklanish holati

5. Voltaj, oqim, quvvat, energiya va haroratni ko'rsatish uchun 20x4 belgidan iborat LCD displey.

6. Chaqmoqdan himoya

7. Oqim oqimining teskari himoyasi

8. Qisqa tutashuv va ortiqcha yuklanishdan himoyalanish

9. Zaryadlash uchun harorat kompensatsiyasi

10. Gadjetlarni zaryad qilish uchun USB port

Ta'minotlar

PCBWay -dan PCB V2.02 -ga buyurtma berishingiz mumkin

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

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

3. Quvvat diodi -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Buck Converter-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. Harorat sensori - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. Oqim sensori - ACS712 (Amazon / Banggood)

7. TV diodasi- P6KE36CA (Amazon / Aliexpress)

8. Transistorlar - 2N3904 (Amazon / Banggood)

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

10. Seramika kondansatkichlari (0.1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. 20x4 I2C LCD (Amazon / Banggood)

12. RGB LED (Amazon / Banggood)

13. Ikki rangli LED (Amazon)

15. Jumper simlari / simlari (Amazon / Banggood)

16. Bosh pimlari (Amazon / Banggood)

17. Issiqlik lavabolari (Amazon / Aliexpress)

18. Sigortalar ushlagichi va sigortalar (Amazon)

19. Bosish tugmasi (Amazon / Banggood)

22. Vintli terminallar 1x6 pinli (Aliexpress)

23. PCB -ga qarshi turish (Banggood)

24. USB soket (Amazon / Banggood)

Asboblar:

1. Lehimlash temir (Amazon)

2. Chiqib ketadigan nasos (Amazon)

2. Tel kesuvchi va striptizchi (Amazon)

3. Vintli haydovchi (Amazon)

1 -qadam: PWM zaryadlovchining ishlash printsipi

PWM puls kengligi modulyatsiyasini anglatadi, bu zaryadni tartibga solish uchun ishlatiladigan usulni anglatadi. Uning vazifasi - batareyaning to'g'ri zaryadlanganligiga ishonch hosil qilish uchun quyosh panelining kuchlanishini batareya zaryadiga yaqin tushirish. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, ular quyosh panelining kuchlanishini batareya zo'riqishida qulflab, Vmp Quyosh panelini tokni o'zgarmasdan, batareya tizimining kuchlanishigacha tushiradi.

Quyosh panelini batareya bilan ulash va uzish uchun elektron kalit (MOSFET) ishlatiladi. Har xil impuls kengliklarida yuqori chastotali MOSFET -ni almashtirish orqali doimiy voltaj saqlanishi mumkin. PWM boshqaruvchisi batareyaga yuboriladigan impulslarning kengligi (uzunligi) va chastotasini o'zgartirib, o'zini o'zi sozlaydi.

Kengligi 100%bo'lganda, MOSFET to'liq yoqilgan bo'lib, quyosh paneli batareyani to'liq zaryadlash imkonini beradi. Kengligi 0% bo'lsa, tranzistor yopiq, quyosh panelini yopadi, batareya to'liq zaryadlanganda, oqimning batareyaga tushishiga to'sqinlik qiladi.

2 -qadam: O'chirish qanday ishlaydi?

Zaryad boshqaruvchisining yuragi - Arduino Nano kartasi. Arduino quyosh panelini va batareyaning kuchlanishini ikkita kuchlanish bo'luvchi sxemasi yordamida sezadi. Ushbu kuchlanish darajalariga ko'ra, u batareyani qanday zaryad qilishni va yukni boshqarishni hal qiladi.

E'tibor bering: yuqoridagi rasmda quvvat va nazorat signalida tipografik xato bor. Qizil chiziq kuch uchun, sariq chiziq esa nazorat qilish uchun.

Butun sxema quyidagi sxemalarga bo'linadi:

1. Quvvatni taqsimlash davri:

Batareya quvvati (B+ & B-) X1 (MP2307) konvertor tomonidan 5V ga tushiriladi. Buk konvertoridan chiquvchi tarqatiladi

1. Arduino taxtasi

2. Ko'rsatkich uchun LEDlar

3. LCD displey

4. Gadjetlarni zaryad qilish uchun USB port.

2. Kirish sensorlar:

Quyosh paneli va batareya zo'riqishlarini R1-R2 va R3-R4 rezistorlaridan tashkil topgan ikkita kuchlanish bo'luvchi sxemasi yordamida seziladi. C1 va C2 - kiruvchi shovqin signallarini filtrlaydigan filtrli kondansatkichlar. Kuchlanish bo'linishidan chiqish mos ravishda A0 va A1 Arduino analog pinlariga ulanadi.

Quyosh paneli va yuk oqimlari ikkita ACS712 moduli yordamida seziladi. Hozirgi sensorlardan chiqish mos ravishda A3 va A2 analogli Arduino piniga ulangan.

Batareya harorati DS18B20 harorat sensori yordamida o'lchanadi. R16 (4.7K)-tortishish qarshiligi. Harorat sensori chiqishi Arduino Digital pin D12 ga ulangan.

3. Boshqaruv sxemalari:

Boshqaruv sxemalari asosan ikkita p-MOSFET Q1 va Q2 orqali hosil bo'ladi. MOSFET Q1 batareyaga zaryad pulsini yuborish uchun ishlatiladi va MOSFET Q2 yukni haydash uchun ishlatiladi. MOSFET drayverlarining ikkita sxemasi R6 va R8 tortish qarshilikli ikkita T1 va T2 tranzistorlaridan iborat. Transistorlar tayanch oqimi R5 va R7 rezistorlari tomonidan boshqariladi.

4. Himoya davrlari:

Quyosh paneli tomondan kirishning haddan tashqari kuchlanishi D1 diodli TVS yordamida himoyalangan. Batareyadan quyosh paneligacha bo'lgan teskari oqim Schottky diode D2 bilan himoyalangan. Haddan tashqari oqim F1 sug'urta bilan himoyalangan.

5. LED ko'rsatkichi:

LED1, LED2 va LED3 mos ravishda quyosh, batareya va yuk holatini ko'rsatish uchun ishlatiladi. R9 dan R15 gacha bo'lgan rezistorlar oqim cheklovli rezistorlardir.

7. LCD displey:

I2C LCD displeyi turli parametrlarni ko'rsatish uchun ishlatiladi.

8. USB zaryadlash:

USB rozetkasi Buck konverteridan 5V ga ulangan.

9. Tizimni tiklash:

SW1 - bu Arduino -ni qayta o'rnatish uchun tugma.

Siz sxemani quyida biriktirilgan PDF formatida yuklab olishingiz mumkin.

3 -qadam: Quyosh zaryadini boshqarish moslamasining asosiy funktsiyalari

Zaryadni boshqarish moslamasi quyidagi jihatlarga e'tibor berish orqali yaratilgan.

1. Batareya zaryadini oldini olish: batareya to'liq zaryadlanganda quyosh batareyasi tomonidan batareyaga etkazib beriladigan energiyani cheklash uchun. Bu mening kodimning charge_cycle () da amalga oshiriladi.

2. Batareyaning zaryadsizlanishining oldini olish: Batareya zaryadining past darajasiga yetganda batareyani elektr yuklaridan uzib qo'yish uchun. Bu mening kodimning load_control () da amalga oshiriladi.

3. Yuklarni boshqarish funktsiyalarini ta'minlash: Elektr yukini belgilangan vaqtda avtomatik ravishda ulash va uzish uchun. Yuk quyosh botganda yoqiladi va quyosh chiqqanda o'chadi. Bu mening kodimning load_control () da amalga oshiriladi. 4. Quvvat va energiyani kuzatish: yuk kuchi va energiyasini kuzatish va uni ko'rsatish.

5. G'ayritabiiy holatdan saqlaning: O'chirishni chaqmoq, haddan tashqari kuchlanish, haddan tashqari tok va qisqa tutashuv kabi turli xil g'ayritabiiy holatlardan himoya qilish uchun.

6. Ko'rsatish va ko'rsatish: Har xil parametrlarni ko'rsatish va ko'rsatish

7. Serial aloqa: ketma -ket monitorda turli parametrlarni chop etish

8. USB zaryadlash: aqlli qurilmalarni zaryad qilish uchun

4 -qadam: kuchlanishni o'lchash

Kuchlanish sensori quyosh batareyasi va batareyaning kuchlanishini aniqlash uchun ishlatiladi. U ikkita kuchlanish bo'luvchi sxemasi yordamida amalga oshiriladi. Quyosh panelining kuchlanishini sezish uchun ikkita R1 = 100k va R2 = 20k rezistorlardan va shunga o'xshash batareya zo'riqishida R3 = 100k va R4 = 20kdan iborat. R1 va R2 dan chiqish Arduino analog pin A0 ga, R3 va R4 dan chiqish Arduino analog pin A1 ga ulangan.

Voltaj o'lchovi: Arduino analog kirishlari 0 dan 5V gacha bo'lgan shahar kuchlanishini o'lchash uchun ishlatilishi mumkin (standart 5V analog mos yozuvlar kuchlanishidan foydalanilganda) va bu diapazonni kuchlanish bo'luvchi tarmoq yordamida oshirish mumkin. Voltajni ajratuvchi Arduino analogli kirish oralig'ida o'lchanadigan kuchlanishni pasaytiradi.

Vout = R2/(R1+R2) x Vin kuchlanish taqsimlovchi sxemasi uchun

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

AnalogRead () funktsiyasi kuchlanishni o'qiydi va uni 0 dan 1023 gacha bo'lgan raqamga o'zgartiradi

Kalibrlash: Biz chiqish qiymatini Arduino va uning analogRead () analogli kirishlaridan biri bilan o'qiymiz. Bu funktsiya 0 dan 1023 gacha bo'lgan qiymatni chiqaradi, bu har bir o'sish uchun 0,00488V (5/1024 = 0,00488V kabi)

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

Vin = ADC soni*0,00488*(120/20) Volt // Ajratilgan qism - o'lchov omili

Eslatma: Bu bizni 1023 o'qilishi to'liq 5,0 voltli kirish kuchlanishiga to'g'ri keladi, degan fikrga olib keladi. Amalda siz har doim 5V Arduino pinidan 5V olmasligingiz mumkin. Shunday qilib, kalibrlash paytida Arduino -ning 5v va GND pinlari orasidagi kuchlanishni multimetr yordamida o'lchang va quyidagi formuladan foydalanib o'lchov koeffitsientidan foydalaning:

O'lchov koeffitsienti = o'lchangan kuchlanish/1024

5 -qadam: joriy o'lchash

Hozirgi o'lchov uchun ACS 712 -5A Hall Effect oqim sensori ishlatilgan. ACS712 sensorining hozirgi sezish doirasiga qarab uchta varianti mavjud. ACS712 sensori joriy qiymatni o'qiydi va uni tegishli kuchlanish qiymatiga aylantiradi, bu ikki o'lchovni bog'laydigan qiymat - sezuvchanlik. Barcha variantlar uchun chiqish sezuvchanligi quyidagicha:

ACS712 modeli -> joriy diapazon -> sezuvchanlik

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

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

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

Ushbu loyihada men 5A variantidan foydalandim, u uchun sezuvchanlik 185 mV/A, oqim bo'lmasa, o'rta sezish kuchlanishi 2,5 V ni tashkil qiladi.

Kalibrlash:

analog o'qish qiymati = analogRead (Pin);

Qiymat = (5/1024)*analog o'qish qiymati // Agar siz 5V Arduino pinidan 5V olmasangiz, Amp = (Qiymat - ofsetVoltaj) / sezuvchanlikdagi oqim

Ma'lumot varaqlariga ko'ra, ofset kuchlanish 2,5 V va sezuvchanlik 185 mV/A ni tashkil qiladi

Amperdagi oqim = (Qiymat-2.5) /0.185

6 -qadam: Haroratni o'lchash

Nima uchun haroratni kuzatish kerak?

Harorat bilan batareyaning kimyoviy reaktsiyalari o'zgaradi. Batareya qizib ketganda, gaz chiqarish kuchayadi. Batareya sovuqlashganda, u zaryadlashga chidamli bo'ladi. Batareya harorati qancha o'zgarishiga qarab, harorat o'zgarishi uchun zaryadlashni sozlash muhim ahamiyatga ega. Shuning uchun harorat ta'sirini hisobga olgan holda zaryadlashni sozlash juda muhimdir. Harorat sensori batareyaning haroratini o'lchaydi va quyosh zaryadini boshqarish moslamasi ushbu kirishni zaryadlanish nuqtasini kerak bo'lganda sozlash uchun ishlatadi. Qo'rg'oshin kislotali batareyalar uchun kompensatsiya qiymati - 5mv /degC /xujayrasi. (12V uchun -30mV/ºC va 6V akkumulyator uchun 15mV/ºC). Harorat kompensatsiyasining salbiy belgisi haroratning oshishi zaryadlanish nuqtasini kamaytirishni talab qiladi. Qo'shimcha ma'lumot olish uchun siz ushbu maqolaga amal qilishingiz mumkin.

DS18B20 yordamida haroratni o'lchash

Men batareyaning haroratini o'lchash uchun tashqi DS18B20 probidan foydalandim. Mikrokontroller bilan aloqa qilish uchun bitta simli protokoldan foydalaniladi. Uni bortdagi J4 portiga ulash mumkin.

DS18B20 harorat sensori bilan bog'lanish uchun siz One Wire kutubxonasini va Dallas harorat kutubxonasini o'rnatishingiz kerak.

Siz DS18B20 sensori haqida batafsil ma'lumot olish uchun ushbu maqolani o'qishingiz mumkin.

7 -qadam: USB zaryadlash davri

Quvvat manbai sifatida ishlatiladigan MP2307 konvertori tokni 3A gacha etkazib berishi mumkin. Shunday qilib, u USB gadjetlarini zaryad qilish uchun etarli chegaraga ega. USB soket VCC 5V ga ulangan va GND GND ga ulangan. Siz yuqoridagi sxemaga murojaat qilishingiz mumkin.

Eslatma: yuk oqimi 1A dan oshganda, USB chiqish voltaji 5V ga saqlanmaydi. Shuning uchun men USB yuklanishini 1A dan past chegaralashni tavsiya qilaman.

8 -qadam: Zaryadlash algoritmi

Tekshirgich batareyaga ulanganda, dastur ishlay boshlaydi. Dastlab, batareyaning zaryadlanishi uchun panel kuchlanishining etarli ekanligini tekshiradi. Agar shunday bo'lsa, u zaryad aylanishiga kiradi. Zaryadlash tsikli 3 bosqichdan iborat.

1 -bosqich Ommaviy to'lov:

Arduino quyosh panelini to'g'ridan -to'g'ri batareyaga ulaydi (99 % ish aylanishi). Batareya quvvati asta -sekin o'sib boradi. Batareya quvvati 14,4 V ga yetganda, 2 -bosqich boshlanadi.

Bu bosqichda oqim deyarli o'zgarmaydi.

2 -bosqich Absorbsiya to'lovi:

Bu bosqichda Arduino zaryad oqimini bir soat davomida 14,4 da kuchlanish darajasini ushlab turish orqali tartibga soladi. Ish tsiklini sozlash orqali kuchlanish doimiy saqlanadi.

3 -bosqich Float zaryad:

Nazoratchi kuchlanish darajasini 13,5 V darajasida ushlab turish uchun tomchi zaryad hosil qiladi. Ushbu bosqich batareyaning to'liq zaryadlanishini ta'minlaydi. Agar batareya quvvati 10 minut davomida 13,2 V dan kam bo'lsa.

Zaryadlash davri takrorlanadi.

9 -qadam: yukni boshqarish

Tong oqshomini va batareya zo'riqishini kuzatish orqali yukni avtomatik ravishda ulash va uzish uchun yuk nazorati ishlatiladi.

Yukni nazorat qilishning asosiy maqsadi - yukni chuqur tushirishdan himoya qilish uchun batareyadan uzish. Chuqur zaryadsizlanish batareyaga zarar etkazishi mumkin.

DC yuk terminali ko'cha chiroqlari kabi kam quvvatli doimiy yuk uchun mo'ljallangan.

PV paneli o'zi yorug'lik sensori sifatida ishlatiladi.

Quyosh panelining kuchlanishini> 5V deb hisoblasak, tong otishi va <5V qorong'i tushishini bildiradi.

QO'ShIMChA holati: Kechqurun, PV kuchlanish darajasi 5V dan pastga tushganda va batareya quvvati LVD parametridan yuqori bo'lsa, nazoratchi yukni yoqadi va yukning yashil chirog'i yonadi.

O'chirish holati: yuk quyidagi ikkita holatda uziladi.

1. Ertalab PV kuchlanish 5v dan katta bo'lsa, 2. Batareya zo'riqishida LVD sozlamasidan pastroq bo'lsa, yukning qizil chirog'i ON yonishi yuk uzilganligini ko'rsatadi.

LVD past kuchlanishli uzilish deb ataladi

10 -qadam: Quvvat va energiya

Quvvat: Quvvat - kuchlanish (volt) va oqim (Amp) mahsulotidir

P = VxI Quvvat birligi Vatt yoki KVt

Energiya: Energiya - quvvat (vatt) va vaqt (soat) mahsuloti

E = Pxt energiya birligi - vatt soat yoki kilovatt soat (kVt)

Quvvat va energiyani kuzatib borish uchun mantiq dasturiy ta'minotda o'rnatiladi va 20x4 o'lchamli LCD displeyda ko'rsatiladi.

Rasm krediti: imgoat

11 -qadam: Himoyalash

1. Quyosh paneli uchun teskari kutupluluk va teskari oqim himoyasi

Teskari kutupluluk va teskari oqim oqimini himoya qilish uchun Schottky diodi (MBR2045) ishlatiladi.

2. Haddan tashqari zaryadlash va chuqur tushirishdan himoya

Haddan tashqari zaryad va chuqur tushirishdan himoyalanish dasturiy ta'minot orqali amalga oshiriladi.

3. Qisqa tutashuv va ortiqcha yuklanishdan himoyalanish

Qisqa tutashuv va haddan tashqari yuklanishdan himoya F1 sug'urta orqali amalga oshiriladi.

4. Quyosh panelini kiritishda yuqori kuchlanishdan himoyalanish

Vaqtinchalik haddan tashqari kuchlanish turli sabablarga ko'ra elektr tizimlarida ro'y beradi, lekin chaqmoq eng kuchli haddan tashqari kuchlanishni keltirib chiqaradi. Bu, ayniqsa, ochiq joylar va tizimni ulash kabellari tufayli PV tizimlari uchun to'g'ri keladi. Ushbu yangi dizaynda men PV terminallaridagi chaqmoq va haddan tashqari kuchlanishni bostirish uchun 600 vattli ikki tomonlama TVS diodidan (P6KE36CA) foydalandim.

Rasm krediti: rasmlar

12 -qadam: LED ko'rsatkichlari

1. Quyoshli LED: LED1 Ikki rangli (qizil/yashil) svetodiod quyosh energiyasi to'xtashini, ya'ni kech yoki tongni ko'rsatish uchun ishlatiladi.

Quyosh LED ------------------- Quyosh holati

Yashil kun

QIZIL ------------------------- Kecha

2. Batareya holati (SOC) LED: LED2

Batareyaning energiya tarkibini aniqlaydigan muhim parametrlardan biri - Zaryad holati (SOC). Bu parametr batareyada qancha zaryad borligini ko'rsatadi. RGB LED batareyaning zaryadlanish holatini ko'rsatish uchun ishlatiladi. Ulanish uchun yuqoridagi sxemaga qarang.

Batareya LED ---------- Batareya holati

QIZIL ------------------ kuchlanish past

Yashil ------------------ kuchlanish-sog'lom

KO'K ------------------ To'liq zaryadlangan

2. LEDni yuklash: LED3

Yuklanish holatini ko'rsatish uchun ikki rangli (qizil/yashil) LED ishlatiladi. Ulanish uchun yuqoridagi sxemaga qarang.

LEDni yuklash ------------------- Yuklanish holati

Yashil ----------------------- ulangan (ON)

RED ------------------------- uzilgan (O'chirilgan)

13 -qadam: LCD displey

Quyosh paneli, batareya va yuk parametrlarini kuzatish uchun 20X4 char LCD displey ishlatiladi.

Oddiylik uchun I2C LCD displeyi ushbu loyiha uchun tanlangan. Arduino bilan bog'lanish uchun unga atigi 4 ta sim kerak.

Ulanish quyida:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

1-qator: Quyosh panelining kuchlanishi, tok va quvvat

2-qator: Batareya quvvati, harorati va zaryadlovchining holati (Zaryadlanmaydi / Zaryadlanmaydi)

3-qator: yuk, oqim va yuk holatini yuklang

4-qator: Quyosh panelining energiyasi va yuk tomonidan iste'mol qilinadigan energiya.

Kutubxonani LiquidCrystal_I2C -dan yuklab olishingiz kerak.

14 -qadam: prototip yaratish va sinovdan o'tkazish

1. Non paneli:

Birinchidan, men elektron jadvalda sxemani tuzdim. Lehimsiz non taxtasining asosiy afzalligi shundaki, u lehimsiz. Shunday qilib, siz kerakli qismlarni va simlarni ajratib, dizaynni osongina o'zgartirishingiz mumkin.

2. Delikli taxta:

Sinov taxtasini sinovdan o'tkazgandan so'ng, men teshikli taxtada sxemani tuzdim. Buni amalga oshirish uchun quyidagi ko'rsatmalarga amal qiling

i) Avval barcha qismlarni teshilgan taxtaning teshigiga joylashtiring.

ii) Barcha komponentli prokladkalarni lehimlang va ortiqcha oyoqlarini nipper bilan qirqing.

iii) sxemaga muvofiq simlar yordamida lehim yostiqchalarini ulang.

iv) Zanjirni erdan ajratish uchun to'xtash joyidan foydalaning.

Delikli taxta sxemasi haqiqatan ham kuchli va uni doimiy ravishda loyihaga joylashtirish mumkin. Prototipni sinab ko'rgandan so'ng, agar hamma narsa yaxshi ishlasa, biz oxirgi PCB dizayniga o'tamiz.

15 -qadam: PCB dizayni

Men sxemani EasyEDA onlayn dasturidan foydalanib chizdim, shundan so'ng PCB sxemasiga o'tdim.

Sxemaga qo'shgan barcha komponentlar o'sha erda bo'lishi kerak, bir -birining ustiga qo'yilgan, joylashtirilishi va yo'naltirilishi uchun tayyor bo'lishi kerak. Tamponlarni ushlab, komponentlarni torting. Keyin uni to'rtburchaklar chegara chizig'iga joylashtiring.

Barcha komponentlarni taxta minimal joy egallaydigan qilib joylashtiring. Plitalar kattaligi qanchalik kichik bo'lsa, PCB ishlab chiqarish narxi shuncha arzon bo'ladi. Agar bu taxtada mahkamlagichga o'rnatiladigan teshiklari bo'lsa foydali bo'ladi.

Endi siz yo'nalishni belgilashingiz kerak. Yo'nalish - bu butun jarayonning eng qiziqarli qismi. Bu jumboqni echishga o'xshaydi! Kuzatuv vositasi yordamida biz barcha komponentlarni ulashimiz kerak. Ikki xil yo'lni bir -biriga yopishib qolmaslik va yo'llarni qisqartirish uchun siz yuqori va pastki qatlamlardan foydalanishingiz mumkin.

Jadvalga matn qo'shish uchun Ipak qatlamidan foydalanishingiz mumkin. Bundan tashqari, biz rasm faylini qo'sha olamiz, shuning uchun men o'z veb -saytim logotipining rasmini taxtada chop etish uchun qo'shaman. Oxir -oqibat, mis maydoni asbobidan foydalanib, biz tenglikni er maydonini yaratishimiz kerak.

Endi PCB ishlab chiqarishga tayyor.

16 -qadam: Gerber fayllarini yuklab oling

PCB ishlab chiqarilgandan so'ng, biz PCB ishlab chiqaruvchi kompaniyaga yuborilishi mumkin bo'lgan fayllarni yaratishimiz kerak, ular bizga vaqt o'tishi bilan haqiqiy PCBni qaytarib beradi.

EasyEDA -da siz Hujjatlar> Gerber -ni yaratish yoki asboblar panelidagi "Gerber -ni yaratish" tugmasini bosish orqali ishlab chiqarish fayllarini (Gerber fayli) chiqarishingiz mumkin. Yaratilgan Gerber fayli - siqilgan paket. Dekompressiyadan so'ng siz quyidagi 8 ta faylni ko'rishingiz mumkin:

1. Pastki mis:.gbl

2. Yuqori mis:.gtl

3. Pastki lehim niqoblari:.gbs

4. Yuqori lehim maskalari:.gts

5. Pastki ipak ekrani:.gbo

6. Yuqori ipak ekran:.gto

7. Matkap:.drl

8. Tarmoq:

Siz PCBWay -dan Gerber fayllarini yuklab olishingiz mumkin

PCBWay -dan buyurtma berganingizda, men o'z ishimga qo'shgan hissam uchun PCBWay -dan 10% xayriya olaman. Sizning kichik yordamingiz meni kelajakda yanada ajoyib ishlarga undashi mumkin. Hamkorligingiz uchun tashakkur.

17 -qadam: PCB ishlab chiqarish

Endi Gerber fayllarimizni haqiqiy tenglikka aylantira oladigan PCB ishlab chiqaruvchisini topish vaqti keldi. Men PCB ishlab chiqarish uchun Gerber fayllarimni JLCPCBga yubordim. Ularning xizmati nihoyatda yaxshi. Men PCBni Hindistonda 10 kun ichida oldim.

Loyiha uchun BOM quyida biriktirilgan.

18 -qadam: Komponentlarni lehimlash

PCB fab uyidan taxtani olgandan so'ng, siz komponentlarni lehimlashingiz kerak.

Lehimlash uchun sizga yaxshi lehimli temir, lehim, nipper, lehimsiz tayoqlar yoki nasos va multimetr kerak bo'ladi.

Komponentlarni balandligiga qarab lehimlash yaxshi amaliyotdir. Avval kichikroq balandlikdagi qismlarni lehimlang.

Komponentlarni lehimlash uchun siz quyidagi amallarni bajarishingiz mumkin.

1. Komponent oyoqlarini teshiklari orqali itarib, tenglikni uning orqa tomoniga burang.

2. Lehimlash temirining uchini yostiq va komponentning oyog'iga tuting.

3. Lehimni bo'g'inga o'tkazing, shunda u qo'rg'oshin bo'ylab oqadi va yostiqni yopadi. U butun atrofga oqib chiqqach, uchini chetga surib qo'ying.

4. Nipper yordamida ortiqcha oyoqlarni qirqing.

Barcha komponentlarni lehimlashda yuqoridagi qoidalarga amal qiling.

19 -qadam: ACS712 oqim sensorini o'rnatish

Men olgan ACS712 oqim sensori ulanish uchun oldindan lehimli vintli terminalga ega. Modulni to'g'ridan -to'g'ri PCB kartasiga lehimlash uchun avval vint terminalini qolipdan olib tashlash kerak.

Men vintli terminalni yuqorida ko'rsatilgandek, sökme nasosi yordamida olib tashlayman.

Keyin men ACS712 modulini teskari qilib lehimladim.

Ip+ va Ip- terminalini tenglikka ulash uchun men diodli terminal oyoqlarini ishlatardim.

20 -qadam: Buck konverterini qo'shish

Buck Converter modulini lehimlash uchun siz yuqorida ko'rsatilgan 4 ta to'g'ri sarlavhali pinni tayyorlashingiz kerak.

X1 -dagi 4 ta sarg'ish pimi lehim, chiqish uchun, qolgan ikkitasi kirish uchun.

21 -qadam: Arduino Nano -ni qo'shish

To'g'ri sarlavhalarni sotib olganingizda, ular Arduino Nano uchun juda uzun bo'ladi. Siz ularni kerakli uzunlikka kesib olishingiz kerak bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, har birida 15 ta pin bor.

Ayol sarlavhasi qismlarini kesishning eng yaxshi usuli - 15 pinni sanash, 16 -pinni tortish, so'ng 15- va 17 -chi pinlar orasidagi bo'shliqni kesish uchun qisqich yordamida.

Endi biz PCBga ayol sarlavhalarini o'rnatishimiz kerak. Ayol sarlavhalarini oling va ularni Arduino Nano doskasidagi erkak sarlavhalariga joylashtiring.

Keyin urg'ochi bosh pimlarini zaryadni boshqarish moslamasi PCB ga lehimlang.

22 -qadam: MOSFET -larni tayyorlash

MOSFET Q1 Q2 va D1 diodini PCB ga lehimlashdan oldin, avval sovutgichlarni ularga ulash yaxshidir. Issiqlik moslamalari past haroratni saqlab turish uchun issiqlikni qurilmadan uzoqlashtirish uchun ishlatiladi.

MOSFET metall asosli plastinka ustiga sovutgichli birikma qatlamini qo'llang. Keyin issiqlik o'tkazgichni MOSFET va issiqlik qabul qilgich orasiga joylashtiring va vintni mahkamlang. Issiqlik moslamasi nima uchun muhimligi haqida siz ushbu maqolani o'qishingiz mumkin.

Nihoyat, ularni PCB zaryadlovchi tekshirgichiga lehimlang.

23 -qadam: Qarama -qarshiliklarni o'rnatish

Barcha qismlarni lehimlagandan so'ng, to'siqlarni 4 burchakka o'rnating. Men M3 Brass Hex Standoffs -dan foydalandim.

Qarama -qarshiliklardan foydalanish payvand choklari va simlarni erdan etarli darajada bo'shatib beradi.

24 -qadam: dasturiy ta'minot va kutubxonalar

Birinchidan, biriktirilgan Arduino kodini yuklab oling. Keyin quyidagi kutubxonalarni yuklab oling va o'rnating.

1. Bir sim

2. Dallas harorati

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID kutubxonasi

Moslashuvchanlik uchun butun kod kichik funktsional blokga bo'linadi. Aytaylik, foydalanuvchi LCD displeydan foydalanishni xohlamaydi va ko'rsatgichdan mamnun. Keyin lcd_display () ni void loop () dan o'chirib qo'ying. Hammasi shu. Xuddi shunday, foydalanuvchi talabiga ko'ra, u har xil funktsiyalarni yoqishi va o'chirishi mumkin.

Yuqoridagi barcha kutubxonalarni o'rnatgandan so'ng, Arduino kodini yuklang.

Eslatma: Men hozir zaryadlash algoritmini yaxshiroq bajarish uchun dasturiy ta'minot ustida ishlayapman. Iltimos, so'nggi versiyani olish uchun aloqada bo'ling.

Yangilanish 02.04.2020

Yaxshilangan zaryadlash algoritmi va undagi PID boshqaruvchisining qo'llanilishi bilan yangi dasturiy ta'minot yuklandi.

25 -qadam: Yakuniy test

Batareya terminalini (BAT) 12 V batareyaga ulang. Kutupluluğun to'g'ri ekanligiga ishonch hosil qiling. Ulanishdan so'ng, LED va LCD darhol ishlay boshlaydi. Bundan tashqari, siz LCD displeyning 2 -qatorida batareyaning kuchlanishi va haroratini sezasiz.

Keyin quyosh panelini quyosh terminaliga (SOL) ulang, siz LCD displeyining birinchi qatorida quyosh kuchlanishini, oqimini va quvvatini ko'rishingiz mumkin. Men quyosh panelini simulyatsiya qilish uchun laboratoriya quvvat manbasidan foydalandim. Men kuch o'lchagichlarimdan foydalanib, kuchlanish, oqim va quvvat qiymatlarini LCD displey bilan taqqosladim.

Sinov tartibi ushbu demo videoda ko'rsatilgan

Kelgusida men ushbu loyiha uchun 3D bosma idishni loyihalashtiraman. Aloqada bo'lish.

Bu loyiha PCB tanlovida ishtirok etadi, menga ovoz bering. Sizning ovozlaringiz men uchun bu kabi foydali loyihalarni yozish uchun ko'proq mehnat qilishim uchun haqiqiy ilhom.

Mening yo'riqnomamni o'qiganingiz uchun tashakkur. Agar sizga mening loyiham yoqsa, baham ko'rishni unutmang.

Fikr va mulohazalar har doim xush kelibsiz.

PCB Design Challenge tanlovida ikkinchi o'rinni egalladi