ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02): 25 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Sekiranya anda merancang untuk memasang sistem solar di luar grid dengan bateri, anda memerlukan Pengawal Caj Solar. Ini adalah perangkat yang diletakkan di antara Panel Suria dan Bank Bateri untuk mengawal jumlah tenaga elektrik yang dihasilkan oleh panel Suria yang masuk ke dalam bateri. Fungsi utamanya adalah memastikan bateri diisi dengan betul dan dilindungi daripada pengecasan berlebihan. Ketika voltan masukan dari panel suria meningkat, pengawal cas mengatur pengisian ke bateri mencegah sebarang pengecasan berlebihan dan memutuskan beban ketika bateri habis.

Anda boleh melalui projek Solar saya di laman web saya: www.opengreenenergy.com dan Saluran YouTube: Buka Tenaga Hijau

Jenis pengawal cas solar

Terdapat dua jenis pengawal cas yang biasa digunakan dalam sistem kuasa PV:

1. Pengawal Pulse Width Modulation (PWM)

2. Pengawal Maksimum Power Point Tracking (MPPT)

Dalam Instructable ini, saya akan menerangkan kepada anda mengenai PWM Solar Charge Controller. Saya telah menyiarkan beberapa artikel mengenai pengawal caj PWM lebih awal juga. Versi pengawal cas solar saya yang terdahulu cukup popular di internet dan berguna untuk orang di seluruh dunia.

Dengan mempertimbangkan komen dan pertanyaan dari versi terdahulu, saya telah mengubah suai Pengawal Caj V2.0 PWM saya yang sedia ada untuk menjadikan versi baru 2.02.

Berikut adalah perubahan dalam V2.02 w.r.t V2.0:

1. Pengatur voltan linear cekap rendah digantikan oleh penukar buck MP2307 untuk bekalan kuasa 5V.

2. Satu sensor arus tambahan untuk memantau arus yang datang dari panel solar.

3. MOSFET-IRF9540 digantikan oleh IRF4905 untuk prestasi yang lebih baik.

4. Sensor temp LM35 onboard digantikan oleh probe DS18B20 untuk pemantauan suhu bateri yang tepat.

5. Port USB untuk mengecas peranti pintar.

6. Penggunaan sekering tunggal dan bukannya dua

7. Satu LED tambahan untuk menunjukkan Status Tenaga Suria.

8. Pelaksanaan algoritma pengecasan 3 peringkat.

9. Pelaksanaan pengawal PID dalam algoritma pengecasan

10. Membuat PCB khas untuk projek tersebut

Spesifikasi

1. Pengawal cas serta meter tenaga

2. Pemilihan Voltan Bateri Automatik (6V / 12V)

3. Algoritma pengecasan PWM dengan setpoint pengecasan automatik mengikut voltan bateri

4. Petunjuk LED untuk keadaan status caj dan beban

5. Paparan LCD watak 20x4 untuk memaparkan voltan, arus, kuasa, tenaga, dan suhu.

6. Perlindungan kilat

7. Perlindungan aliran arus terbalik

8. Perlindungan Short Circuit dan Overload

9. Pampasan Suhu untuk Mengecas

10. Port USB untuk Mengecas Alat

Bekalan

Anda boleh memesan PCB V2.02 dari PCBWay

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

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

3. Diod kuasa -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Penukar Buck-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. Sensor Suhu - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. Sensor Semasa - ACS712 (Amazon / Banggood)

7. TVS dioda - P6KE36CA (Amazon / Aliexpress)

8. Transistor - 2N3904 (Amazon / Banggood)

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

10. Kapasitor Keramik (0.1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. LCD 20x4 I2C (Amazon / Banggood)

12. LED RGB (Amazon / Banggood)

13. LED Warna Dua (Amazon)

15. Kawat / Kawat Jumper (Amazon / Banggood)

16. Pin Kepala (Amazon / Banggood)

17. Tenggelam Panas (Amazon / Aliexpress)

18. Pemegang dan fius sekering (Amazon)

19. Butang Tekan (Amazon / Banggood)

22. Terminal skru 1x6 pin (Aliexpress)

23. Kebuntuan PCB (Banggood)

24. Soket USB (Amazon / Banggood)

Alat:

1. Besi Solder (Amazon)

2. Pam Desoldering (Amazon)

2. Pemotong Kawat dan Stripper (Amazon)

3. Pemacu Skru (Amazon)

Langkah 1: Prinsip Kerja Pengawal Caj PWM

PWM adalah singkatan dari Pulse Width Modulation, yang merupakan singkatan dari kaedah yang digunakannya untuk mengatur pengisian. Fungsinya adalah menurunkan voltan panel suria sehingga mendekati bateri untuk memastikan bateri terisi dengan betul. Dengan kata lain, mereka mengunci voltan panel suria ke voltan bateri dengan menyeret panel Solar Vmp ke voltan sistem bateri tanpa perubahan arus.

Ia menggunakan suis elektronik (MOSFET) untuk menyambung dan memutuskan panel solar dengan bateri. Dengan menukar MOSFET pada frekuensi tinggi dengan pelbagai lebar nadi, voltan tetap dapat dikekalkan. Pengawal PWM menyesuaikan diri dengan mengubah lebar (panjang) dan frekuensi denyutan yang dihantar ke bateri.

Apabila lebarnya 100%, MOSFET dihidupkan sepenuhnya, membolehkan panel solar mengecas bateri secara besar-besaran. Apabila lebarnya 0%, transistor MATI terbuka mengelilingi panel Suria yang menghalang sebarang arus mengalir ke bateri semasa bateri terisi penuh.

Langkah 2: Bagaimana Litar Berfungsi?

Inti pengawal cas adalah papan Arduino Nano. Arduino merasakan panel solar dan voltan bateri dengan menggunakan dua litar pembahagi voltan. Mengikut tahap voltan ini, ia memutuskan bagaimana mengecas bateri dan mengawal beban.

Catatan: Pada gambar di atas, terdapat kesalahan tipografi pada isyarat kuasa dan kawalan. Garis merah adalah untuk kuasa dan garis kuning untuk isyarat kawalan.

Keseluruhan skema terbahagi kepada litar berikut:

1. Litar Pengagihan Kuasa:

Kuasa dari bateri (B + & B-) diturunkan ke 5V oleh penukar buck X1 (MP2307). Keluaran dari penukar buck diedarkan ke

1. Dewan Arduino

2. LED untuk petunjuk

3. Paparan LCD

4. Port USB untuk mengecas alat.

2. Sensor Input:

Voltan panel solar dan bateri dirasakan dengan menggunakan dua litar pembahagi voltan yang terdiri daripada perintang R1-R2 & R3- R4. C1 dan C2 adalah kapasitor penapis untuk menyaring isyarat bunyi yang tidak diingini. Keluaran dari pembahagi voltan masing-masing dihubungkan ke pin analog Arduino A0 dan A1.

Arus panel suria dan beban dirasakan dengan menggunakan dua modul ACS712. Keluaran dari sensor semasa disambungkan ke pin analog Arduino A3 dan A2 masing-masing.

Suhu bateri diukur dengan menggunakan sensor suhu DS18B20. R16 (4.7K) adalah perintang penarik. Output sensor suhu disambungkan ke pin Arduino Digital D12.

3. Litar Kawalan:

Litar kawalan pada dasarnya dibentuk oleh dua p-MOSFET Q1 dan Q2. MOSFET Q1 digunakan untuk mengirim pulsa pengisian ke bateri dan MOSFET Q2 digunakan untuk mendorong beban. Dua litar pemacu MOSFET terdiri daripada dua transistor T1 dan T2 dengan perintang tarik R6 dan R8. Arus asas transistor dikawal oleh perintang R5 dan R7.

4. Litar Perlindungan:

Tegangan input dari sisi panel suria dilindungi dengan menggunakan dioda TVS D1. Arus terbalik dari bateri ke panel suria dilindungi oleh dioda Schottky D2. Overcurrent dilindungi oleh sekering F1.

5. Petunjuk LED:

LED1, LED2, dan LED3 digunakan untuk menunjukkan status solar, bateri dan beban masing-masing. Perintang R9 hingga R15 adalah perintang penghad semasa.

7. Paparan LCD:

Paparan LCD I2C digunakan untuk menampilkan pelbagai parameter.

8. Pengecasan USB:

Soket USB disambungkan hingga output 5V dari Buck Converter.

9. Tetapan Semula Sistem:

SW1 adalah butang tekan untuk menetapkan semula Arduino.

Anda boleh memuat turun skema dalam format PDF yang dilampirkan di bawah.

Langkah 3: Fungsi Utama Solar Charge Controller

Pengawal caj dirancang dengan menjaga perkara-perkara berikut.

1. Mencegah Lebihan Bateri: Untuk mengehadkan tenaga yang dibekalkan ke bateri oleh panel solar apabila bateri terisi penuh. Ini dilaksanakan dalam charge_cycle () kod saya.

2. Mencegah Pelepasan Bateri berlebihan: Untuk melepaskan bateri dari beban elektrik apabila bateri mencapai keadaan pengisian yang rendah. Ini dilaksanakan dalam load_control () kod saya.

3. Berikan Fungsi Kawalan Beban: Untuk menyambung dan memutuskan beban elektrik secara automatik pada waktu yang ditentukan. Beban akan AKTIF ketika matahari terbenam dan MATI ketika matahari terbit. Ini dilaksanakan dalam load_control () kod saya. 4. Monitoring Power and Energy: Untuk memantau daya dan tenaga beban dan memaparkannya.

5. Lindungi dari Keadaan tidak normal: Untuk melindungi litar dari pelbagai keadaan tidak normal seperti kilat, voltan berlebihan, arus lebihan, dan litar pintas, dll.

6. Menunjuk dan Menampilkan: Untuk menunjukkan dan memaparkan pelbagai parameter

7. Komunikasi Udara: Untuk mencetak pelbagai parameter dalam monitor bersiri

8. Pengecasan USB: Untuk mengecas peranti pintar

Langkah 4: Pengukuran Voltan

Sensor voltan digunakan untuk merasakan voltan panel solar dan bateri. Ia dilaksanakan dengan menggunakan dua rangkaian pembahagi voltan. Ia terdiri daripada dua perintang R1 = 100k dan R2 = 20k untuk mengesan voltan panel solar dan serupa R3 = 100k dan R4 = 20k untuk voltan bateri. Output dari R1 dan R2 disambungkan ke pin analog Arduino A0 dan output dari R3 dan R4 disambungkan ke pin analog Arduino A1.

Pengukuran Voltan: Input analog Arduino dapat digunakan untuk mengukur voltan DC antara 0 dan 5V (ketika menggunakan voltan rujukan analog 5V standard) dan julat ini dapat ditingkatkan dengan menggunakan rangkaian pembahagi voltan. Pembahagi voltan menurunkan voltan yang diukur dalam julat input analog Arduino.

Untuk litar pembahagi voltan Vout = R2 / (R1 + R2) x Vin

Vin = (R1 + R2) / R2 x Vout

Fungsi analogRead () membaca voltan dan menukarnya menjadi nombor antara 0 dan 1023

Kalibrasi: Kami akan membaca nilai output dengan salah satu input analog Arduino dan fungsi analogReadnya (). Fungsi itu menghasilkan nilai antara 0 dan 1023 iaitu 0,00488V untuk setiap kenaikan (Seperti 5/1024 = 0,00488V)

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

Vin = Kiraan ADC * 0,00488 * (120/20) Volt // Bahagian yang diserlahkan adalah faktor Skala

Catatan: Ini mendorong kita untuk mempercayai bahawa bacaan 1023 sepadan dengan voltan input tepat 5.0 volt. Secara praktikal anda mungkin tidak mendapat 5V selalu dari pin Arduino 5V. Oleh itu semasa penentukuran terlebih dahulu ukur voltan antara pin 5v dan GND Arduino dengan menggunakan multimeter, dan gunakan faktor skala dengan menggunakan formula di bawah:

Faktor skala = voltan yang diukur / 1024

Langkah 5: Pengukuran Semasa

Untuk pengukuran semasa, saya menggunakan varian sensor Hall Effect ACS 712 -5A. Terdapat tiga varian Sensor ACS712 berdasarkan julat penginderaan semasa. Sensor ACS712 membaca nilai semasa dan mengubahnya menjadi nilai voltan yang relevan, Nilai yang menghubungkan kedua-dua ukuran adalah Sensitiviti. Kepekaan output untuk semua varian adalah seperti berikut:

Model ACS712 -> Julat Semasa-> Sensitiviti

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

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

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

Dalam projek ini, saya telah menggunakan varian 5A, yang mana kepekaannya adalah 185mV / A dan voltan penderiaan tengah adalah 2.5V apabila tiada arus.

Penentukuran:

nilai baca analog = analogRead (Pin);

Nilai = (5/1024) * nilai bacaan analog // Sekiranya anda tidak mendapat 5V dari pin Arduino 5V, Arus dalam amp = (Nilai - offsetVoltage) / kepekaan

Tetapi mengikut lembaran data voltan mengimbangi 2.5V dan kepekaan 185mV / A

Semasa dalam amp = (Nilai-2.5) /0.185

Langkah 6: Pengukuran Suhu

Mengapa Pemantauan Suhu Diperlukan?

Tindak balas kimia bateri berubah dengan suhu. Apabila bateri semakin panas, gas semakin meningkat. Apabila bateri menjadi lebih sejuk, bateri menjadi lebih tahan terhadap pengecasan. Bergantung pada seberapa banyak suhu bateri berbeza-beza, penting untuk menyesuaikan pengisian untuk perubahan suhu. Oleh itu, adalah penting untuk menyesuaikan pengisian untuk mengambil kira kesan suhu. Sensor suhu akan mengukur suhu bateri, dan Solar Charge Controller menggunakan input ini untuk menyesuaikan titik set pengisian seperti yang diperlukan. Nilai pampasan adalah - 5mv / degC / sel untuk bateri jenis asid plumbum. (–30mV / ºC untuk 12V dan 15mV / ºC untuk bateri 6V). Tanda negatif pampasan suhu menunjukkan peningkatan suhu memerlukan pengurangan setpoint cas. Untuk keterangan lebih lanjut, anda boleh mengikuti artikel ini.

Pengukuran Suhu oleh DS18B20

Saya telah menggunakan probe DS18B20 luaran untuk mengukur suhu bateri. Ia menggunakan protokol satu wayar untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler. Ia boleh disambungkan di port-J4 di papan.

Untuk berinteraksi dengan sensor suhu DS18B20, anda perlu memasang perpustakaan One Wire dan perpustakaan Suhu Dallas.

Anda boleh membaca artikel ini untuk maklumat lebih lanjut mengenai sensor DS18B20.

Langkah 7: Litar Pengecasan USB

Buck converter MP2307 yang digunakan untuk bekalan kuasa dapat memberikan arus hingga 3A. Oleh itu, ia mempunyai margin yang mencukupi untuk mengecas alat USB. Soket USB VCC disambungkan ke 5V dan GND disambungkan ke GND. Anda boleh merujuk kepada skema di atas.

Catatan: Voltan output USB tidak dikekalkan hingga 5V apabila arus beban melebihi 1A. Oleh itu, saya mengesyorkan mengehadkan beban USB di bawah 1A.

Langkah 8: Algoritma Pengecasan

Apabila pengawal disambungkan ke bateri, program akan memulakan operasi. Pada mulanya, ia memeriksa sama ada voltan panel mencukupi untuk mengecas bateri. Sekiranya ya, maka ia akan memasuki kitaran pengecasan. Kitaran Pengisian terdiri daripada 3 peringkat.

Caj Pukal Tahap 1:

Arduino akan menghubungkan Panel Suria ke bateri secara langsung (99% kitaran tugas). Voltan bateri akan meningkat secara beransur-ansur. Apabila voltan bateri mencapai 14.4V, tahap 2 akan bermula.

Pada peringkat ini, arus hampir berterusan.

Caj Penyerapan Tahap 2:

Pada tahap ini, Arduino akan mengatur arus pengisian dengan mengekalkan tahap voltan pada 14.4 selama satu jam. Voltan tetap berterusan dengan menyesuaikan kitaran tugas.

Bayaran apungan Tahap 3:

Pengawal menghasilkan cas tetesan untuk mengekalkan tahap voltan pada 13.5V. Tahap ini memastikan bateri dapat dicas sepenuhnya. Sekiranya voltan bateri kurang dari 13.2V selama 10 minit.

Kitaran cas akan berulang.

Langkah 9: Kawalan Beban

Untuk menyambung dan memutuskan beban secara automatik dengan memantau voltan senja / subuh dan bateri, kawalan beban digunakan.

Tujuan utama kawalan beban adalah untuk memutuskan beban dari bateri untuk melindunginya dari pengosongan yang dalam. Pengosongan yang dalam dapat merosakkan bateri.

Terminal beban DC direka untuk beban DC kuasa rendah seperti lampu jalan.

Panel PV itu sendiri digunakan sebagai sensor cahaya.

Dengan mengandaikan voltan panel solar> 5V bermaksud subuh dan ketika <5V senja.

Keadaan ON: Pada waktu petang, apabila tahap voltan PV jatuh di bawah 5V dan voltan bateri lebih tinggi daripada tetapan LVD, pengawal akan menghidupkan beban dan LED hijau beban akan menyala.

OFF Condition: Beban akan terputus dalam dua keadaan berikut.

1. Pada waktu pagi apabila voltan PV lebih besar daripada 5v, 2. Apabila voltan bateri lebih rendah daripada tetapan LVD Beban LED merah menunjukkan bahawa beban terputus.

LVD disebut sebagai Putus Voltan Rendah

Langkah 10: Tenaga dan Tenaga

Kuasa: Daya adalah produk voltan (volt) dan arus (Amp)

P = VxI Unit kuasa ialah Watt atau KW

Tenaga: Tenaga adalah hasil kuasa (watt) dan masa (Jam)

E = Unit Tenaga Pxt ialah Jam Watt atau Jam Kilowatt (kWh)

Untuk memantau daya dan tenaga di atas logik diimplementasikan dalam perisian dan parameternya dipaparkan dalam LCD char 20x4.

Kredit gambar: imgoat

Langkah 11: Perlindungan

1. Kekutuban terbalik dan perlindungan arus terbalik untuk panel solar

Untuk polaritas terbalik dan arus perlindungan arus terbalik digunakan dioda Schottky (MBR2045).

2. Perlindungan pelepasan berlebihan & mendalam

Perlindungan overcharge dan pelepasan dalam dilaksanakan oleh perisian.

3. Perlindungan litar pintas dan beban berlebihan

Perlindungan litar pintas dan beban berlebihan disedari oleh fius F1.

4. Perlindungan voltan tinggi pada input panel solar

Voltan sementara berlaku dalam sistem kuasa dengan pelbagai sebab, tetapi kilat menyebabkan voltan yang paling teruk. Hal ini berlaku terutamanya dengan sistem PV kerana lokasi yang terdedah dan kabel penghubung sistem. Dalam reka bentuk baru ini, saya menggunakan dioda TVS dua arah 600 watt (P6KE36CA) untuk menekan kilat dan voltan berlebihan pada terminal PV.

kredit gambar: gambar percuma

Langkah 12: Petunjuk LED

1. LED Suria: LED1 LED dua warna (merah / hijau) digunakan untuk menunjukkan staus kuasa suria iaitu senja atau subuh.

LED Suria ------------------- Status Suria

Hari Hijau

MERAH ------------------------- Malam

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

Salah satu parameter penting yang menentukan kandungan tenaga bateri adalah State of Charge (SOC). Parameter ini menunjukkan berapa banyak cas yang ada dalam bateri. LED RGB digunakan untuk menunjukkan keadaan pengisian bateri. Untuk sambungan rujuk skema di atas.

LED Bateri ---------- Status Bateri

MERAH ------------------ Voltan RENDAH

HIJAU ------------------ Voltan Sihat

BIRU ------------------ Dikenakan sepenuhnya

2. Beban LED: LED3

LED dua warna (merah / hijau) digunakan untuk petunjuk status beban. Rujuk skema di atas untuk sambungan.

Muatkan LED ------------------- Status Beban

HIJAU ----------------------- Bersambung (ON)

MERAH ------------------------- Terputus (MATI)

Langkah 13: Paparan LCD

LCD char 20X4 digunakan untuk memantau parameter solar, bateri dan parameter beban.

Untuk kesederhanaan, paparan LCD I2C dipilih untuk projek ini. Ia hanya memerlukan 4 wayar untuk bersambung dengan Arduino.

Sambungannya ada di bawah:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

Baris-1: Voltan, Arus dan Kuasa panel solar

Baris-2: Status Voltan, Suhu, dan Pengecas Bateri (Mengecas / Tidak Mengisi)

Baris-3: Muatkan arus, kuasa, dan status muatan

Baris-4: Tenaga Input dari panel Suria dan Tenaga yang digunakan oleh beban.

Anda mesti memuat turun perpustakaan dari LiquidCrystal_I2C.

Langkah 14: Prototaip dan Ujian

1. Papan roti:

Pertama, saya membuat litar di Breadboard. Kelebihan utama papan roti tanpa solder adalah, tanpa solder. Oleh itu, anda boleh menukar reka bentuk dengan mudah hanya dengan mencabut komponen dan plumbum yang anda perlukan.

2. Papan berlubang:

Setelah membuat ujian papan roti, saya membuat litar di Papan berlubang. Untuk membuatnya mengikut arahan di bawah

i) Pertama masukkan semua bahagian ke dalam lubang Papan Berlubang.

ii) Pateri semua pad komponen dan potong kaki tambahan dengan puting.

iii) Sambungkan pad pematerian dengan menggunakan wayar mengikut skema.

iv) Gunakan kebuntuan untuk mengasingkan litar dari tanah.

Litar papan berlubang benar-benar kuat dan dapat digunakan dalam projek secara kekal. Setelah menguji prototaip, jika semuanya berfungsi dengan sempurna, kita boleh bergerak untuk merancang PCB akhir.

Langkah 15: Reka Bentuk PCB

Saya telah membuat skema dengan menggunakan perisian dalam talian EasyEDA setelah itu beralih ke susun atur PCB.

Semua komponen yang anda tambahkan dalam skema harus ada di sana, disusun di atas satu sama lain, siap untuk diletakkan dan diarahkan. Seret komponen dengan mencengkam padnya. Kemudian letakkan di dalam garis batas segi empat tepat.

Susun semua komponen sedemikian rupa sehingga papan memenuhi ruang minimum. Semakin kecil ukuran papan, semakin murah kos pembuatan PCB. Akan berguna jika papan ini mempunyai beberapa lubang pelekap di atasnya sehingga dapat dipasang di kandang.

Sekarang anda mesti membuat laluan. Laluan adalah bahagian yang paling menyeronokkan dalam keseluruhan proses ini. Seperti menyelesaikan teka-teki! Dengan menggunakan alat pengesanan, kita perlu menghubungkan semua komponen. Anda boleh menggunakan lapisan atas dan bawah untuk mengelakkan pertindihan antara dua trek yang berbeza dan menjadikan trek menjadi lebih pendek.

Anda boleh menggunakan lapisan Sutera untuk menambahkan teks ke papan. Kami juga dapat memasukkan fail gambar, jadi saya menambahkan gambar logo laman web saya untuk dicetak di papan tulis. Pada akhirnya, dengan menggunakan alat kawasan tembaga, kita perlu membuat luas tanah PCB.

Sekarang PCB siap untuk pembuatan.

Langkah 16: Muat turun Fail Gerber

Setelah membuat PCB, kita harus menghasilkan fail yang dapat dihantar ke syarikat fabrikasi PCB yang pada waktunya akan mengirimkan kembali beberapa PCB yang sebenarnya.

Dalam EasyEDA Anda dapat mengeluarkan Fail Fabrikasi (fail Gerber) melalui Dokumen> Hasilkan Gerber, atau dengan mengklik butang Hasilkan Gerber dari bar alat. Fail Gerber yang dihasilkan adalah pakej yang dimampatkan. Selepas penyahmampatan, anda dapat melihat 8 fail berikut:

1. Tembaga Bawah:.gbl

2. Tembaga Teratas:.gtl

3. Topeng Pematerian Bawah:.gbs

4. Topeng Pematerian Atas:.gts

5. Skrin Sutera Bawah:.gbo

6. Skrin Sutera Teratas:.gto

7. Latih tubi:.drl

8. Outline:.outline

Anda boleh memuat turun fail Gerber dari PCBWay

Apabila anda membuat pesanan dari PCBWay, saya akan mendapat sumbangan 10% dari PCBWay untuk sumbangan dalam kerja saya. Pertolongan kecil anda mungkin mendorong saya untuk membuat kerja yang lebih hebat pada masa akan datang. Terima kasih atas kerjasama anda.

Langkah 17: Pembuatan PCB

Kini tiba masanya untuk mengetahui pengeluar PCB yang dapat mengubah fail Gerber kita menjadi PCB sebenar. Saya telah menghantar fail Gerber saya ke JLCPCB untuk pembuatan PCB saya. Perkhidmatan mereka sangat baik. Saya telah menerima PCB saya di India dalam masa 10 hari.

BOM untuk projek dilampirkan di bawah.

Langkah 18: Memateri Komponen

Setelah menerima papan dari rumah fab PCB, anda mesti menyolder komponennya.

Untuk Pematerian, anda memerlukan Soldering Iron, Solder, Nipper, Desoldering Wicks atau Pump dan multimeter yang baik.

Adalah baik untuk menyolder komponen mengikut ketinggiannya. Memateri komponen ketinggian yang lebih rendah terlebih dahulu.

Anda boleh mengikuti langkah-langkah berikut untuk menyolder komponen:

1. Tolak kaki komponen melalui lubang mereka, dan putar PCB di belakangnya.

2. Pegang hujung besi pematerian ke persimpangan pad dan kaki komponen.

3. Umpan pateri ke dalam sendi sehingga mengalir ke sekeliling plumbum dan menutup pelapik. Setelah mengalir ke sekeliling, gerakkan hujungnya.

4. Potong kaki tambahan dengan menggunakan Nipper.

Ikuti peraturan di atas untuk pematerian semua komponen.

Langkah 19: Memasang Sensor Semasa ACS712

Sensor ACS712 semasa yang saya terima mempunyai terminal skru pra-pematerian untuk sambungan. Untuk menyolder modul secara langsung di papan PCB, anda mesti melepaskan terminal skru terlebih dahulu.

Saya melepaskan terminal skru dengan bantuan pam pematrian seperti gambar di atas.

Kemudian saya solder modul ACS712 terbalik.

Untuk menyambungkan terminal Ip + dan Ip- ke PCB, saya menggunakan kaki terminal diod.

Langkah 20: Menambah Buck Converter

Untuk menyolder modul Buck Converter, anda harus menyediakan 4 pin header lurus seperti gambar di atas.

Solder 4 pin header di X1, 2 adalah untuk output dan selebihnya dua untuk input.

Langkah 21: Menambah Arduino Nano

Apabila anda membeli tajuk lurus, mereka akan terlalu lama untuk Arduino Nano. Anda perlu memotongnya dengan panjang yang sesuai. Ini bermaksud masing-masing 15 pin.

Cara terbaik untuk memotong kepingan wanita adalah dengan mengira 15 pin, tarik pin ke-16, kemudian gunakan puting untuk memotong jurang antara pin ke-15 dan ke-17.

Sekarang kita perlu memasang header wanita ke PCB. Ambil tajuk wanita anda dan letakkan di kepala lelaki di papan Arduino Nano.

Kemudian pasangkan pin header wanita ke Charge Controller PCB.

Langkah 22: Menyiapkan MOSFET

Sebelum menyisipkan MOSFETs Q1 Q2 dan diod D1 ke PCB, lebih baik pasangkan pendingin pada mereka terlebih dahulu. Heat sink digunakan untuk memindahkan haba dari peranti untuk mengekalkan suhu peranti yang lebih rendah.

Sapukan lapisan sebatian heatsink di atas plat asas logam MOSFET. Kemudian letakkan pad konduktif termal di antara MOSFET dan heat sink dan ketatkan skru. Anda boleh membaca artikel ini mengenai mengapa pendingin mesti penting.

Akhirnya, pasangkannya ke PCB pengawal caj.

Langkah 23: Memasang Kebuntuan

Setelah menyolder semua bahagian, pasangkan penutup pada 4 sudut. Saya menggunakan M3 Brass Hex Standoffs.

Penggunaan penyangga akan memberi jarak yang cukup kepada sendi dan kabel pematerian dari tanah.

Langkah 24: Perisian & Perpustakaan

Pertama, muat turun Arduino Code yang dilampirkan. Kemudian muat turun perpustakaan berikut dan pasangkannya.

1. Satu Wayar

2. Suhu Dallas

3. LiquidCrystal_I2C

4. Perpustakaan PID

Keseluruhan kod dipecah menjadi blok fungsi kecil untuk fleksibiliti. Katakan pengguna tidak berminat untuk menggunakan paparan LCD dan berpuas hati dengan petunjuk yang dipimpin. Kemudian matikan lcd_display () dari gelung void (). Itu sahaja. Begitu juga, mengikut keperluan pengguna, dia dapat mengaktifkan dan mematikan pelbagai fungsi.

Setelah memasang semua perpustakaan di atas, muat naik Kod Arduino.

Catatan: Saya sekarang mengusahakan perisian untuk menerapkan algoritma pengecasan yang lebih baik. Terus berhubung untuk mendapatkan versi terkini.

Kemas kini pada 02.04.2020

Memuat naik perisian baru dengan algoritma pengisian yang lebih baik dan pelaksanaan pengawal PID di dalamnya.

Langkah 25: Ujian Akhir

Sambungkan terminal bateri Charge Controller (BAT) ke bateri 12V. Pastikan kekutuban betul. Selepas sambungan, LED dan LCD akan mula berfungsi dengan segera. Anda juga akan melihat voltan dan suhu bateri pada baris ke-2 paparan LCD.

Kemudian sambungkan Panel Suria ke terminal solar (SOL), anda dapat melihat voltan, arus, dan kuasa solar pada baris pertama paparan LCD. Saya telah menggunakan bekalan kuasa Makmal untuk mensimulasikan Panel Suria. Saya menggunakan Power Meter untuk membandingkan nilai Voltan, Arus dan Kuasa dengan paparan LCD.

Prosedur ujian ditunjukkan dalam video demo ini

Pada masa akan datang, saya akan merancang penutup bercetak 3D untuk projek ini. Terus berhubung.

Projek ini adalah entri dalam Peraduan PCB, tolong pilih saya. Undian anda adalah inspirasi sebenar bagi saya untuk melakukan lebih banyak kerja keras untuk menulis projek yang lebih berguna seperti ini.

Terima kasih kerana membaca Instructable saya. Sekiranya anda menyukai projek saya, jangan lupa kongsikan.

Komen dan maklum balas sangat dialu-alukan.

Naib Johan dalam Cabaran Reka Bentuk PCB