ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02): 25 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Егер сіз аккумуляторы бар желіден тыс күн жүйесін орнатуды жоспарласаңыз, сізге күн зарядының контроллері қажет. Бұл батареяларға түсетін күн панельдері шығаратын электр энергиясының мөлшерін бақылау үшін күн панелі мен аккумулятор банкінің арасына орналастырылған құрылғы. Негізгі функция - аккумулятордың дұрыс зарядталғанына және артық зарядталудан қорғалғанына көз жеткізу. Күн панелінен кіріс кернеуі жоғарылаған кезде, зарядтау реттегіші батареялардың зарядталуын реттейді, бұл кез келген артық зарядтауды болдырмайды және батарея заряды таусылған кезде жүктемені ажыратады.

Сіз менің күн жобаларым бойынша www.opengreenenergy.com сайтынан және YouTube арнасынан: Жасыл энергияны ашуға болады

Күн зарядының реттегіштерінің түрлері

Қазіргі уақытта PV энергия жүйелерінде жиі қолданылатын заряд реттегіштерінің екі түрі бар:

1. Импульстің ені модуляциясы (PWM) контроллері

2. Максималды Power Point Tracking (MPPT) контроллері

Бұл нұсқаулықта мен сізге PWM күн зарядының контроллері туралы түсіндіремін. Мен PWM зарядтау контроллері туралы бірнеше мақалалар жарияладым. Күн зарядының реттегіштерінің бұрынғы нұсқасы Интернетте өте танымал және бүкіл әлемдегі адамдар үшін пайдалы.

Бұрынғы нұсқаларымның түсініктемелері мен сұрақтарын қарастыра отырып, мен қолданыстағы V2.0 PWM зарядтау контроллерін жаңа 2.02 нұсқасын жасау үшін өзгерттім.

V2.02 w.r.t V2.0 -дегі өзгерістер мыналар:

1. Тиімділігі төмен желілік кернеу реттегіші 5В қуат көзі үшін MP2307 пультті түрлендіргішпен ауыстырылады.

2. Күн батареясынан келетін токты бақылау үшін қосымша бір ток сенсоры.

3. Жақсырақ жұмыс істеу үшін MOSFET-IRF9540 IRF4905 ауыстырылады.

4. Батарея температурасын дәл бақылау үшін борттық LM35 температура сенсоры DS18B20 зондымен ауыстырылады.

5. Ақылды құрылғыларды зарядтауға арналған USB порты.

6. Екі сақтандырғыштың орнына бір сақтандырғышты қолдану

7. Күн қуатының күйін көрсететін бір қосымша жарық диоды.

8. 3 сатылы зарядтау алгоритмін енгізу.

9. Зарядтау алгоритмінде PID контроллерін енгізу

10. Жобаға теңшелетін ПХД жасады

Техникалық сипаттамасы

1. Зарядтау контроллері, сондай -ақ энергия есептегіші

2. Батарея кернеуін автоматты түрде таңдау (6V/12V)

3. Батарея кернеуіне сәйкес автоматты зарядтау мәні бар PWM зарядтау алгоритмі

4. Заряд пен жүктеме күйінің LED көрсеткіші

5. Кернеулерді, токты, қуатты, энергия мен температураны көрсетуге арналған 20х4 таңбалы СКД дисплейі.

6. Найзағайдан қорғау

7. Кері ток ағынын қорғау

8. Қысқа тұйықталу мен шамадан тыс жүктемеден қорғау

9. Зарядтау үшін температуралық компенсация

10. Гаджеттерді зарядтауға арналған USB порты

Жабдықтар

PCBWay -ден PCB V2.02 тапсырыс беруге болады

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

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

3. Қуат диоды -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Buck Converter-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. Температура сенсоры - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. Ағымдағы сенсор - ACS712 (Amazon / Banggood)

7. TVS диоды- P6KE36CA (Amazon / Aliexpress)

8. Транзисторлар - 2N3904 (Amazon / Banggood)

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

10. Керамикалық конденсаторлар (0.1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. 20x4 I2C СКД (Amazon / Banggood)

12. RGB LED (Amazon / Banggood)

13. Екі түсті жарық диоды (Amazon)

15. Jumper Wires / Wires (Amazon / Banggood)

16. Хедер түйреуіштері (Amazon / Banggood)

17. Жылу раковиналары (Amazon / Aliexpress)

18. Сақтандырғыш ұстағыш пен сақтандырғыштар (Amazon)

19. Басу түймесі (Amazon / Banggood)

22. Бұрандалы терминалдар 1х6 түйреуіш (Aliexpress)

23. PCB стендтері (Banggood)

24. USB розеткасы (Amazon / Banggood)

Құралдар:

1. Пісіру үтігі (Amazon)

2. Тазартқыш сорғы (Amazon)

2. Сым кескіш және стриппер (Amazon)

3. Бұрағыш (Amazon)

1 -қадам: PWM зарядтау контроллерінің жұмыс принципі

PWM импульстік ен модуляциясын білдіреді, ол зарядты реттеу үшін қолданылатын әдісті білдіреді. Оның функциясы - аккумулятордың дұрыс зарядталғанына көз жеткізу үшін күн батареясының кернеуін батареяның кернеуіне дейін төмендету. Басқаша айтқанда, олар күн панелінің кернеуін аккумулятор кернеуіне бекітеді, сол кезде Vmp күн панелін аккумуляторлық жүйенің кернеуіне дейін ағын өзгермейді.

Ол күн батареясын батареямен қосу және ажырату үшін электронды қосқышты (MOSFET) қолданады. Әр түрлі импульстік ені бар MOSFET -ті жоғары жиілікте ауыстыру арқылы тұрақты кернеуді сақтауға болады. PWM контроллері аккумуляторға жіберілетін импульстердің енін (ұзындығын) және жиілігін өзгерту арқылы өздігінен реттеледі.

Ені 100%болғанда, MOSFET толық ҚОСУЛЫ күйде болады, бұл күн батареясына аккумуляторды толық зарядтауға мүмкіндік береді. Ені 0% болғанда транзистор күн батареясымен ашық күйде өшеді, батарея толық зарядталған кезде аккумуляторға токтың түсуіне жол бермейді.

2 -қадам: Цикл қалай жұмыс істейді?

Зарядтағыштың жүрегі - Arduino Nano тақтасы. Arduino күн батареясын және аккумулятордың кернеуін екі кернеу бөлгіш схемасы арқылы сезеді. Осы кернеу деңгейлеріне сәйкес, ол батареяны қалай зарядтауды және жүктемені бақылауды шешеді.

Ескерту: Жоғарыдағы суретте қуат пен басқару сигналында типографиялық қате бар. Қызыл сызық қуатқа арналған, ал сары сызық басқару сигналына арналған.

Бүкіл схема келесі схемаларға бөлінеді:

1. Қуатты тарату схемасы:

Батареядан шығатын қуат (B+ & B-) X1 (MP2307) бак түрлендіргіші арқылы 5В дейін төмендейді. Бак түрлендіргіштен шығатын үлестіріледі

1. Arduino тақтасы

2. Көрсетуге арналған жарықдиодты шамдар

3. СКД дисплей

4. Гаджеттерді зарядтауға арналған USB порты.

2. Кіріс датчиктері:

Күн батареясы мен батареяның кернеуі R1-R2 және R3- R4 резисторларынан тұратын екі кернеу бөлгіш тізбегінің көмегімен сезіледі. C1 және C2 - қажетсіз шу сигналдарын сүзуге арналған сүзгі конденсаторлары. Кернеу бөлгіштерінің шығысы сәйкесінше A0 және A1 Arduino аналогтық түйреуіштеріне қосылады.

Күн панелі мен жүктеме токтары екі ACS712 модулінің көмегімен сезіледі. Ағымдағы датчиктерден шығыс сәйкесінше A3 және A2 Arduino аналогтық түйреуішіне қосылады.

Батарея температурасы DS18B20 температура сенсорының көмегімен өлшенеді. R16 (4.7K)-тартылатын резистор. Температура датчигінің шығысы Arduino Digital D12 істігіне қосылған.

3. Басқару тізбектері:

Басқару тізбектері негізінен екі p-MOSFET Q1 және Q2 арқылы құрылады. MOSFET Q1 аккумуляторға зарядтау импульсін жіберу үшін, ал MOSFET Q2 жүктемені басқару үшін қолданылады. MOSFET драйверлерінің екі тізбегі R6 және R8 тартқыш резисторлары бар екі T1 және T2 транзисторларынан тұрады. Транзисторлардың базалық тогы R5 және R7 резисторларымен басқарылады.

4. Қорғаныс тізбектері:

Күн панелі жағынан кіріс кернеуі D1 TVS диодының көмегімен қорғалған. Батареядан күн панеліне дейінгі кері ток D2 Schottky диодымен қорғалған. Артық ток F1 сақтандырғышпен қорғалған.

5. Жарықдиодты индикатор:

LED1, LED2 және LED3 сәйкесінше күн, батарея және жүктеме күйін көрсету үшін қолданылады. R9 - R15 резисторлары - ток шектейтін резисторлар.

7. СКД дисплейі:

I2C СК дисплейі әр түрлі параметрлерді көрсету үшін қолданылады.

8. USB зарядтау:

USB ұясы Бак Конвертерінен 5В шығысқа дейін қосылады.

9. Жүйені қалпына келтіру:

SW1 - Arduino -ны қалпына келтіруге арналған батырмасы.

Схеманы PDF форматында төменде жүктеуге болады.

3 -қадам: Күн зарядының реттегішінің негізгі функциялары

Зарядтау реттегіші келесі тармақтарды ескере отырып жасалған.

1. Батареяның артық зарядталуын болдырмау: Батарея толық зарядталған кезде батареяға күн батареясымен берілетін энергияны шектеу үшін. Бұл менің кодымның char_cycle () ішінде орындалады.

2. Батареяның шамадан тыс зарядталуын болдырмау: Батарея заряды аз күйге жеткенде батареяны электр жүктемелерінен ажырату үшін. Бұл менің кодтың load_control () ішінде орындалады.

3. Жүктемені басқару функцияларын қамтамасыз ету: Белгіленген уақытта электр жүктемесін автоматты түрде қосу және ажырату. Күн батқанда жүктеме қосылады, ал күн шыққан кезде ӨШІРІЛЕДІ. Бұл менің кодтың load_control () ішінде орындалады. 4. Қуат пен энергияны бақылау: жүктеме қуаты мен энергиясын бақылау және оны көрсету.

5. Қалыпты жағдайдан сақтаңыз: Электр тізбегін найзағай, шамадан тыс кернеу, шамадан тыс ток және қысқа тұйықталу сияқты әр түрлі қалыптан тыс жағдайлардан қорғау үшін.

6. Көрсету және көрсету: Әр түрлі параметрлерді көрсету және көрсету үшін

7. Сериялық байланыс: сериялық мониторда әр түрлі параметрлерді басып шығару

8. USB зарядтау: ақылды құрылғыларды зарядтауға арналған

4 -қадам: кернеуді өлшеу

Кернеу датчиктері күн батареясы мен батареяның кернеуін сезіну үшін қолданылады. Ол кернеуді бөлетін екі тізбектің көмегімен жүзеге асады. Ол күн панелінің кернеуін сезіну үшін R1 = 100k және R2 = 20k екі резистордан тұрады, және де батарея кернеуі үшін R3 = 100k және R4 = 20k. R1 және R2 шығысы Arduino аналогтық A0 түйініне қосылады, ал R3 және R4 шығысы Arduino аналогтық түйреуіш A1 -ге қосылады.

Кернеуді өлшеу: Arduino аналогты кірістерін 0 мен 5 В арасындағы тұрақты кернеуді өлшеу үшін қолдануға болады (стандартты 5В аналогтық кернеуді қолданған кезде) және бұл диапазон кернеуді бөлу желісінің көмегімен ұлғайтылуы мүмкін. Кернеуді бөлгіш Arduino аналогты кірістер диапазонында өлшенетін кернеуді төмендетеді.

Кернеуді бөлу тізбегі үшін Vout = R2/(R1+R2) x Vin

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

AnalogRead () функциясы кернеуді оқиды және оны 0 мен 1023 арасындағы санға түрлендіреді

Калибрлеу: Біз шығыс мәнін Arduino аналогтық кірістерінің бірімен және оның analogRead () функциясымен оқимыз. Бұл функция 0 -ден 1023 -ке дейінгі мәнді шығарады, ол әр қадам үшін 0,00488В құрайды (5/1024 = 0,00488В ретінде)

Vin = Vout*(R1+R2)/R2; R1 = 100к және R2 = 20к

Vin = ADC санау*0,00488*(120/20) Вольт // Бөлектелген бөлік - масштаб коэффициенті

Ескерту: Бұл бізді 1023 көрсеткіші дәл 5,0 вольттық кіріс кернеуіне сәйкес келетініне сендіреді. Іс жүзінде сіз әрқашан 5V Arduino істікшесінен 5В ала алмайсыз. Калибрлеу кезінде алдымен Arduino 5V және GND түйреуіштері арасындағы кернеуді мультиметр көмегімен өлшеп, төмендегі формула бойынша шкалалық коэффициентін қолданыңыз:

Масштаб коэффициенті = өлшенген кернеу/1024

5 -қадам: Ағымдағы өлшеу

Ағымдағы өлшеу үшін ACS 712 -5A Hall Effect ток сенсорын қолдандым. ACS712 сенсорының ағымдағы сезу диапазонына негізделген үш нұсқасы бар. ACS712 сенсоры ағымдағы мәнді оқиды және кернеудің сәйкес мәніне түрлендіреді, екі өлшеуді байланыстыратын мән - сезімталдық. Барлық нұсқа үшін шығыс сезімталдығы келесідей:

ACS712 моделі -> ағымдық диапазон -> сезімталдық

ACS712 ELC -05 -> +/- 5A -> 185 мВ/А.

ACS712 ELC -20 -> +/- 20A -> 100 мВ/А.

ACS712 ELC -30 -> +/- 30A -> 66 мВ/А.

Бұл жобада мен 5А нұсқасын қолдандым, ол үшін сезімталдық 185 мВ/А, ал ток болмаған кезде орташа сезімталдық кернеуі 2,5 В құрайды.

Калибрлеу:

аналогты оқу мәні = analogRead (Pin);

Мән = (5/1024)*аналогты оқу мәні // Егер сіз 5V Arduino түйреуішінен 5В алмасаңыз, Амп = (Мән - ауытқу кернеуі) / сезімталдықтағы ток

Деректер парағына сәйкес офсеттік кернеу 2,5 В, ал сезімталдық 185 мВ/А құрайды

Ампердегі ток = (Мән-2.5) /0.185

6 -қадам: Температураны өлшеу

Неліктен температураны бақылау қажет?

Батареяның химиялық реакциялары температураға байланысты өзгереді. Батарея жылынған сайын газ шығару күшейеді. Батарея салқындаған сайын, ол зарядтауға төзімді болады. Батарея температурасы қаншалықты өзгеретініне байланысты температураның өзгеруі үшін зарядтауды реттеу маңызды. Сондықтан температураның әсерін ескере отырып, зарядтауды реттеу маңызды. Температура сенсоры батареяның температурасын өлшейді, ал күн зарядының контроллері зарядтау нүктесін қажет болған жағдайда реттеу үшін осы кірісті пайдаланады. Қорғасын -қышқыл типті аккумуляторлар үшін өтемақы мәні - 5мв /degC /ұяшық. (12В үшін -30мВ/ºC және 6В батарея үшін 15мВ/ºC). Температураның өтелуінің теріс белгісі температураның жоғарылауы зарядтау нүктесінің төмендеуін қажет ететінін көрсетеді. Қосымша ақпарат алу үшін сіз осы мақаланы қадағалай аласыз.

DS18B20 бойынша температураны өлшеу

Мен батареяның температурасын өлшеу үшін сыртқы DS18B20 зондын қолдандым. Ол микроконтроллермен байланысу үшін бір сымды хаттаманы қолданады. Оны борттағы J4 портына қосуға болады.

DS18B20 температура сенсорымен жұмыс істеу үшін One Wire кітапханасы мен Даллас температурасы кітапханасын орнату қажет.

Сіз DS18B20 сенсоры туралы қосымша ақпарат алу үшін осы мақаланы оқи аласыз.

7 -қадам: USB зарядтау тізбегі

Қуат беру үшін қолданылатын MP2307 түрлендіргіші 3А дейін ток жеткізе алады. Осылайша, USB гаджеттерін зарядтауға жеткілікті маржа бар. USB розеткасы VCC 5V, ал GND GND қосылған. Сіз жоғарыдағы схемаға жүгіне аласыз.

Ескертпе: жүктеме тогы 1А асқанда USB шығыс кернеуі 5В дейін сақталмайды. Сондықтан USB жүктемесін 1А төмен шектеуді ұсынар едім.

8 -қадам: зарядтау алгоритмі

Контроллер батареяға қосылған кезде, бағдарлама жұмысын бастайды. Бастапқыда ол батареяны зарядтауға панель кернеуі жеткілікті ме екенін тексереді. Егер иә болса, онда ол зарядтау цикліне кіреді. Зарядтау циклы 3 кезеңнен тұрады.

1 -саты Жаппай төлем:

Arduino күн батареясын батареяға тікелей қосады (99 % жұмыс циклы). Батарея кернеуі біртіндеп артады. Батарея кернеуі 14,4 В -қа жеткенде, 2 -кезең басталады.

Бұл кезеңде ток тұрақты болып қалады.

2 кезең Абсорбция заряды:

Бұл кезеңде Arduino кернеу деңгейін 14,4 бір сағат бойы ұстап тұру арқылы зарядтау тогын реттейді. Жұмыс кернеуін реттеу арқылы кернеу тұрақты болады.

3 -кезең Флотты зарядтау:

Контроллер 13,5 В кернеу деңгейін ұстап тұру үшін ағып кететін зарядты шығарады. Бұл кезең батареяның толық зарядталуын қамтамасыз етеді. Егер батареяның кернеуі 10 минут ішінде 13,2 В -тан төмен болса.

Зарядтау циклы қайталанады.

9 -қадам: жүктемені басқару

Таңның батуы мен батареяның кернеуін бақылау арқылы жүктемені автоматты түрде қосу және ажырату үшін жүктемені реттеу қолданылады.

Жүктемені басқарудың негізгі мақсаты - жүктемені терең разрядтан қорғау үшін оны батареядан ажырату. Терең зарядтау батареяны зақымдауы мүмкін.

Тұрақты ток жүктеу терминалы көше жарығы сияқты төмен қуатты тұрақты ток жүктемесіне арналған.

Жарық сенсоры ретінде PV панелінің өзі қолданылады.

Күн панелінің кернеуі> 5В деп есептесек, таңертең және <5В қараңғы түскенде.

ҚОСУ күйі: Кешке, PV кернеуінің деңгейі 5В төмен болғанда және батарея кернеуі LVD параметрінен жоғары болғанда, контроллер жүктемені қосады және жүктің жасыл шамы жанып тұрады.

Өшіру күйі: Жүктеме келесі екі жағдайда үзіледі.

1. Таңертең PV кернеуі 5в -тан үлкен болғанда, 2. Батарея кернеуі LVD параметрінен төмен болғанда Жүктің қызыл шамы ON қосылуы жүктеменің үзілгенін көрсетеді.

LVD төмен вольтты ажырату деп аталады

10 -қадам: Қуат пен энергия

Қуат: қуат - кернеудің (вольт) және токтың (ампер) туындысы

P = VxI қуат бірлігі - ватт немесе кВт

Энергия: Энергия - қуаттың (ватт) және уақыттың (сағаттың) туындысы

E = Pxt энергия бірлігі - ватт сағат немесе киловатт сағат (кВтсағ)

Қуат пен энергияны бақылау үшін жоғарыда логика бағдарламалық қамтамасыз етуде енгізілген және параметрлері 20х4 өлшемді СКД дисплейінде көрсетіледі.

Сурет несиесі: imgoat

11 -қадам: қорғаныс

1. Күн батареясының кері полярлығы мен кері токтан қорғау

Кері полярлық пен кері ағынды қорғау үшін Schottky диоды (MBR2045) қолданылады.

2. Шамадан тыс зарядтан және терең разрядтан қорғау

Шамадан тыс зарядтау мен терең разрядтан қорғау бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы жүзеге асады.

3. Қысқа тұйықталудан және шамадан тыс жүктемеден қорғаныс

Қысқа тұйықталу мен шамадан тыс жүктемеден қорғау F1 сақтандырғышымен жүзеге асады.

4. Күн панельдерінің кіру кезіндегі жоғары кернеуден қорғау

Уақытша шамадан тыс кернеулер электр жүйелерінде әр түрлі себептерге байланысты пайда болады, бірақ найзағай ең күшті асқын кернеулерді тудырады. Бұл әсіресе ашық жүйелер мен жүйені қосатын кабельдерге байланысты PV жүйелеріне қатысты. Бұл жаңа дизайнда мен PV терминалдарындағы найзағай мен шамадан тыс кернеуді басу үшін 600 ватт екі бағытты TVS диодын (P6KE36CA) қолдандым.

суреттің несиесі: тегін суреттер

12 -қадам: Жарық диодты индикаторлар

1. Күн светодиоды: жарықдиодты1 Екі түсті (қызыл/жасыл) жарықдиодты күн энергиясын, яғни қараңғы немесе таң мезгілін көрсету үшін қолданады.

Күн жарық диоды ------------------- Күн жағдайы

Жасыл күн

ҚЫЗЫЛ ------------------------- Түн

2. Батарея зарядының күйі (СОД) жарық диоды: LED2

Батареяның энергия құрамын анықтайтын маңызды параметрлердің бірі - заряд күйі (SOC). Бұл параметр батареяда қанша заряд бар екенін көрсетеді. RGB жарықдиодты батарея зарядының күйін көрсету үшін қолданылады. Қосылу үшін жоғарыдағы схеманы қараңыз.

Батарея шамы ---------- Батарея күйі

ҚЫЗЫЛ ------------------ Кернеу төмен

ЖАСЫЛ ------------------ Кернеу-сау

КӨК ------------------ Толық зарядталған

2. Жарықдиодты жүктеу: LED3

Жүктеме күйін көрсету үшін екі түсті (қызыл/жасыл) светодиод қолданылады. Қосылу үшін жоғарыдағы схеманы қараңыз.

Жарық диодты жүктеу ------------------- Жүктеу күйі

ЖАСЫЛ ----------------------- Қосылған (ҚОСУЛЫ)

ҚЫЗЫЛ ------------------------- Ажыратылған (ӨШІРУЛІ)

13 -қадам: СКД дисплейі

Күн панелі, батарея мен жүктеме параметрлерін бақылау үшін 20X4 зарядты СКД қолданылады.

Қарапайымдылық үшін I2C СК дисплейі осы жобаға таңдалады. Arduino -мен жұмыс жасау үшін оған тек 4 сым қажет.

Қосылым төменде:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

1 қатар: Күн панелінің кернеуі, ток және қуат

2-қатар: Батарея кернеуі, температура және зарядтағыш күйі (Зарядталуда / Зарядталмайды)

3-қатар: ток, қуат және жүктеме күйін жүктеңіз

4-қатар: Күн панелінен энергия және жүктеме тұтынатын энергия.

Сіз кітапхананы LiquidCrystal_I2C -тен жүктеп алуыңыз керек.

14 -қадам: прототиптеу және тестілеу

1. Нан тақтасы:

Алдымен мен схеманы Breadboard тақтасында жасадым. Дәнекерленген тақтаның басты артықшылығы - оның дәнекерсіз болуы. Осылайша дизайнды компоненттер мен сымдарды ажырату арқылы өзгертуге болады.

2. Перфорацияланған тақта:

Нан тақтасын тестілеуден кейін мен схеманы перфорацияланған тақтада жасадым. Мұны істеу үшін төмендегі нұсқауларды орындаңыз

i) Алдымен барлық бөлшектерді перфорацияланған тақтаның тесігіне салыңыз.

ii) Барлық компоненттердің жастықшаларын дәнекерлеңіз және қосымша аяқтарды қысқышпен кесіңіз.

iii) Схемаға сәйкес сымдарды қолданып дәнекерлеуіштерді қосыңыз.

iv) Схеманы жерден оқшаулау үшін тоқтауды қолданыңыз.

Перфорацияланған тақтаның схемасы шынымен де мықты және оны жобада тұрақты қолдануға болады. Прототипті тексергеннен кейін, егер бәрі жақсы жұмыс істесе, біз соңғы ПХД дизайнына көшуге болады.

15 -қадам: ПХД дизайны

Мен схеманы EasyEDA онлайн бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып жасадым, содан кейін ПХД орналасуына ауыстым.

Схемаға қосқан барлық компоненттер сонда болуы керек, бір -бірінің үстіне жиналып, орналастыруға және бағыттауға дайын болуы керек. Жастықшаларды басып, компоненттерді сүйреңіз. Содан кейін оны тікбұрышты шекараның ішіне қойыңыз.

Барлық компоненттерді тақта ең аз орын алатын етіп орналастырыңыз. Тақтай өлшемі неғұрлым аз болса, ПХД өндіру құны соғұрлым арзан болады. Егер бұл тақтайшаның корпусқа орнатылатын тесіктері болса, пайдалы болады.

Енді сіз бағдарлауыңыз керек. Маршруттау - бұл бүкіл процестің ең қызықты бөлігі. Бұл басқатырғышты шешуге ұқсайды! Бақылау құралының көмегімен біз барлық компоненттерді қосуымыз керек. Екі түрлі жолдың қабаттасуын болдырмау және жолдарды қысқа ету үшін жоғарғы және төменгі қабатты қолдануға болады.

Тақтаға мәтін қосу үшін Жібек қабатын пайдалануға болады. Сондай -ақ, біз сурет файлын кірістіре аламыз, сондықтан мен тақтаға басу үшін веб -сайт логотипінің суретін қосамын. Ақыр соңында, мыс алаңы құралын қолдана отырып, біз ПХД -нің жер ауданын жасауымыз керек.

Енді ПХД өндіріске дайын.

16 -қадам: Gerber файлдарын жүктеңіз

ПХД жасағаннан кейін біз ПХД шығаратын компанияға жіберуге болатын файлдарды жасауымыз керек, ол бізге уақытылы нақты ПХД жібереді.

EasyEDA бағдарламасында сіз Fabrication Files (Gerber файлы) құжаты> Gerber генерациясы арқылы немесе құралдар тақтасынан Gerber генерациялау түймесін басу арқылы шығара аласыз. Жасалған Gerber файлы қысылған пакет болып табылады. Декомпрессиядан кейін келесі 8 файлды көруге болады:

1. Төменгі мыс:.gbl

2. Жоғарғы мыс:.gtl

3. Төменгі дәнекерлеу маскалары:.gbs

4. Жоғарғы дәнекерлеу маскалары:.gts

5. Төменгі жібек экраны:.gbo

6. Жоғарғы Жібек экраны:.gto

7. Бұрғылау:.drl

8. Офлайн:.утлайн

Сіз PCBWay -ден Gerber файлдарын жүктей аласыз

Сіз PCBWay -ге тапсырыс берген кезде, мен өз жұмысыма қосқан үлесі үшін PCBWay -дан 10% қайырымдылық аламын. Сіздің кішкене көмегіңіз мені болашақта тағы да керемет жұмыс жасауға итермелеуі мүмкін. Ынтымақтастығыңыз үшін рахмет.

17 -қадам: ПХД өндірісі

Енді біздің Gerber файлдарын нақты ПХД -ге айналдыра алатын ПХД өндірушісін табудың уақыты келді. Мен PCB өндіру үшін Gerber файлдарымды JLCPCB -ге жібердім. Олардың қызметі өте жақсы. Мен Үндістанда 10 күн ішінде ПХД алдым.

Жобаның ББ төменде қоса берілген.

18 -қадам: Компоненттерді дәнекерлеу

ПХД фабрикасынан тақтаны алғаннан кейін, компоненттерді дәнекерлеу керек.

Дәнекерлеу үшін сізге лайықты дәнекерлеуші, дәнекерлеуші, қырғыш, сөндіргіш таяқша немесе сорғы мен мультиметр қажет болады.

Компоненттерді биіктігіне қарай дәнекерлеу жақсы тәжірибе. Алдымен биіктігі аз компоненттерді дәнекерлеңіз.

Компоненттерді дәнекерлеу үшін келесі әрекеттерді орындауға болады:

1. Компоненттің аяқтарын тесіктерден итеріп, ПХД -ны артқы жағына бұраңыз.

2. Дәнекерлеу үтігінің ұшын жастық пен компоненттің аяғына дейін ұстаңыз.

3. Дәнекерлеуді түйіспеге қоршау бойымен ағып, жастықты жабатын етіп беріңіз. Айналаға ағып кеткен соң, ұшын жылжытыңыз.

4. Ниппер көмегімен қосымша аяқтарды кесіңіз.

Барлық компоненттерді дәнекерлеу үшін жоғарыдағы ережелерді орындаңыз.

19 -қадам: ACS712 ток датчигін орнату

Мен алған ACS712 ток сенсорында қосылу үшін алдын ала дәнекерленген бұрандалы терминал бар. Модульді ПХД тақтасына тікелей дәнекерлеу үшін алдымен бұрандалы қысқыштың ұшын бұрап алу керек.

Мен бұрандалы терминалды сөндіру сорғысының көмегімен жоғарыда көрсетілгендей сөндіремін.

Содан кейін мен ACS712 модулін төңкеріп дәнекерледім.

Ip+ және Ip- терминалын ПХД-ге қосу үшін мен диодтың терминал аяқтарын қолдандым.

20 -қадам: Бак түрлендіргішін қосу

Buck Converter модулін дәнекерлеу үшін жоғарыда көрсетілгендей 4 түзу түйреуішті дайындау қажет.

Дәнекерлеуші X1, 2 тақырыптық түйреуіштер шығуға арналған, ал қалған екеуі кіріске арналған.

21 -қадам: Arduino Nano қосу

Тікелей тақырыптарды сатып алғанда, олар Arduino Nano үшін тым ұзақ болады. Оларды сәйкес ұзындыққа кесу керек. Бұл әрқайсысы 15 түйреуішті білдіреді.

Әйелдер басын кесудің ең жақсы әдісі - 15 түйреуішті санау, 16 -штырьді тарту, содан кейін 15 -пен 17 -ші түйреуіш арасындағы саңылауды кесу үшін қысқышпен пайдалану.

Енді біз әйелдер тақталарын ПХД -ге орнатуымыз керек. Әйел тақырыптарын алыңыз және оларды Arduino Nano тақтасындағы ерлер тақырыптарына қойыңыз.

Содан кейін аналық бастың түйреуішін ПХД зарядтау контроллеріне дәнекерлеңіз.

22 -қадам: MOSFET -ті дайындау

MOSFET Q1 Q2 мен D1 диодын ПХД -ге дәнекерлемес бұрын, алдымен оларға радиаторларды бекіту керек. Жылу қабылдағыштар құрылғының төменгі температурасын ұстап тұру үшін құрылғыдан жылуды кетіру үшін қолданылады.

MOSFET металл табақшасының үстіне радиатор қосындысының қабатын жағыңыз. Содан кейін жылуөткізгішті MOSFET пен жылу қабылдағыштың арасына қойып, бұранданы қатайтыңыз. Сіз бұл мақаланы жылытқыштың не үшін қажет екендігі туралы оқи аласыз.

Соңында оларды ПХД зарядтау контроллеріне дәнекерлеңіз.

23 -қадам: Кедергілерді орнату

Барлық бөлшектерді дәнекерлегеннен кейін тіректерді 4 бұрышқа бекітіңіз. Мен M3 Brass Hex Standoffs қолдандым.

Кедергілерді қолдану дәнекерлеу қосылыстары мен сымдарды жерден босатуды жеткілікті қамтамасыз етеді.

24 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету мен кітапханалар

Алдымен, қоса берілген Arduino кодын жүктеңіз. Содан кейін келесі кітапханаларды жүктеп алып, орнатыңыз.

1. Бір сым

2. Даллас температурасы

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID кітапханасы

Барлық код икемділік үшін шағын функционалды блокқа бөлінген. Пайдаланушы СКД дисплейін пайдаланғысы келмейді делік және оның көрсеткішіне риза. Содан кейін lcd_display () функциясын void циклінен () ажыратыңыз. Бар болғаны. Сол сияқты, пайдаланушының талабына сәйкес, ол әр түрлі функцияларды қосады және өшіре алады.

Жоғарыда аталған барлық кітапханаларды орнатқаннан кейін Arduino кодын жүктеңіз.

Ескерту: Мен қазір жақсы зарядтау алгоритмін енгізу үшін бағдарламалық жасақтамамен жұмыс жасаймын. Соңғы нұсқаны алу үшін байланыста болыңыз.

Жаңарту 02.04.2020 ж

Жақсартылған алгоритмі мен PID контроллерінің енгізілуі бар жаңа бағдарламалық қамтамасыз ету жүктелді.

25 -қадам: Қорытынды тестілеу

Зарядтау контроллерінің батарея терминалдарын (BAT) 12 В батареясына қосыңыз. Полярлықтың дұрыс екеніне көз жеткізіңіз. Қосылғаннан кейін СИД пен СКД бірден жұмыс істей бастайды. Сондай -ақ, СКД дисплейінің 2 -ші қатарында батареяның кернеуі мен температурасы байқалады.

Содан кейін күн панелін күн терминалына (SOL) қосыңыз, сіз СКД дисплейінің бірінші қатарынан күн кернеуін, ток пен қуатты көре аласыз. Мен күн панелін модельдеу үшін зертханалық қуат көзін қолдандым. Мен қуат өлшегіштерді пайдаланып, кернеу, ток және қуат мәндерін СКД дисплеймен салыстырдым.

Сынақ процедурасы осы демо -бейнеде көрсетілген

Болашақта мен бұл жобаға 3D басып шығарылған корпусты жасайтын боламын. Байланыста болу.

Бұл жоба ПХД байқауына қатысады, маған дауыс беріңіз. Сіздердің дауыстарыңыз маған осындай пайдалы жобалар жазу үшін көп күш жұмсауыма нағыз шабыт.

Менің нұсқаулықты оқығаныңыз үшін рахмет. Егер сізге менің жобам ұнап жатса, бөлісуді ұмытпаңыз.

Пікірлер мен пікірлер әрқашан құпталады.

PCB Design Challenge сайысында екінші орын