DIY Arduino PWM5 Solar Charge Controller (Termasuk Fail dan Perisian PCB): 9 Langkah

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

Beberapa tahun yang lalu, Julian Ilett merancang pengawal cas solar "PWM5" berasaskan mikrokontroler PIC yang asal. Dia juga bereksperimen dengan versi berasaskan Arduino. Anda boleh mendapatkan videonya di sini:

menurut skema Julians, arduined.eu merancang versi yang sangat kecil, berdasarkan Arduino Pro Mini 5V, 16MHz:

Setelah saya merancang dan membina dua pengecas solar MPPT buck, saya ingin mencuba reka bentuk yang sangat ringkas ini.

Langkah 1: Melukis Skema

Skema berdasarkan pada tangan Julians yang dilukis dengan tangan. Saya cuba membuatnya semudah mungkin difahami. Ini juga akan menjadi asas untuk PCB yang tepat.

Langkah 2: Merancang PCB yang Betul

Skema Eagle adalah asas untuk susun atur PCB ini. Trek adalah satu sisi dan sangat lebar. Ini membolehkan anda mengukir papan anda dengan mudah, jika anda tidak mahu memesannya dari pengeluar.

Langkah 3: Menyiapkan Papan Prototaip

Sebelum saya memesan papan, saya ingin mengesahkan reka bentuk pada sekeping papan prototaip. Saiznya 0.8 x 1.4 Inci.

Langkah 4: Mengisi Dewan

Kerana papan harus mempunyai ukuran yang sama dengan Pro Mini, komponennya sangat berdekatan. Sudah tentu kita juga dapat menggunakan komponen SMD, tetapi saya ingin mengekalkan reka bentuknya dengan mesra DIY mungkin. Nama komponen boleh didapati di skema. Semua perintang bersaiz 1/4 Watt.

BTW: Ini adalah percubaan pematerian tanpa plumbum pertama saya. Sehingga kelihatan lebih bersih;-)

Langkah 5: Menguji Litar Pam Cas Dickson

Kerana saya ingin mengekalkan penggunaan kuasa serendah mungkin (sekitar 6mA), saya telah menggunakan Arduino Pro Mini versi 3.3V, 8MHz. Oleh kerana bekalan 3.3V (bukannya 5V), saya tidak pasti, jika pam pengecas dapat menghasilkan voltan pintu yang diperlukan untuk IRF3205 MOSFET. Oleh itu, saya melakukan sedikit percubaan dengan frekuensi PWM dan kapasitor pam yang berbeza. Seperti yang anda lihat, voltan sekitar 5.5V tidak mencukupi untuk mendorong MOSFET tahap bukan logik. Oleh itu, saya memutuskan untuk menggunakan IRLZ44N. Ini disebut MOSFET tahap logik dan berfungsi dengan baik dengan 5V.

Langkah 6: Memateri Komponen dan Kawat yang Tinggal

Kemudian tiba masanya untuk menyolder komponen yang tinggal serta wayar dan diod anti sandaran luaran. Diod ini sangat penting! Pastikan bahawa ia dapat menangani arus maksimum anda.

Langkah 7: Ujian Perisian

Kerana perisian asalnya agak seperti apa yang anda lakukan, saya memutuskan untuk menulis sendiri. Anda boleh memuat turunnya (dan fail Eagle PCB serta Gerbers) di GitHub saya. Pautan ada di hujung Instruktif ini.

Langkah penting adalah untuk mengetahui frekuensi beralih maksimum litar pemacu Julians MOSFET. Seperti yang anda lihat, 15kHz kelihatan mengerikan (diukur di pintu MOSFET) dan akan menghasilkan banyak haba. 2kHz sebaliknya kelihatan boleh diterima. Anda dapat melihat perbezaan dalam video pada halaman pertama artikel ini.

Untuk melakukan pengukuran yang diperlukan, saya telah menggunakan osiloskop poket DSO201 yang murah, multimeter dan meter kuasa DIY Arduino.

Langkah 8: Kesimpulan, Muat turun Pautan

Jadi, apa kesimpulan dari projek kecil ini? Ia berfungsi dengan baik, tetapi tentu saja ia tidak dapat digunakan untuk voltan bateri nominal di bawah 12V. Paling tidak akan sangat tidak efisien dalam kes ini, kerana ia hanya pengecas PWM dan bukannya penukar buck. Ia juga tidak mempunyai penjejakan MPPT. Tetapi dari segi saiznya cukup mengagumkan. Ia juga berfungsi dengan panel suria yang sangat kecil atau dengan cahaya matahari yang sangat redup.

Dan tentunya sangat menyeronokkan untuk membina perkara ini. Saya juga gemar bermain dengan osiloskop saya dan menggambarkan litar pemacu MOSFET.

Saya harap, Instructable kecil ini dapat membantu anda. Lihat juga video elektronik saya yang lain di saluran YouTube saya.

Perisian, fail Eagle CAD dan fail Gerber di GitHub saya:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

Pengecas MPPT di GitHub saya:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

Saluran YouTube Saya:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Langkah 9: Tempat Memesan Papan Anda

Papan boleh dipesan di sini:

jlcpcb.com (dengan fail Gerber yang dilampirkan)

oshpark.com (dengan fail papan Eagle)

tentu ada juga alternatif lain