Solar 12V SLA батарея зарядтаушысы: 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Біраз уақыт бұрын мен қатар орналасқан ATV-дің «Лимонына» ие болдым. Айта берсек, бұл жерде көп қателік бар. Бір сәтте мен: «ХЕ, мен фаралар жұмыс істеп тұрған кезде, есікке шегеленген арзан батареяны зарядтау үшін, мен қуатты күн батареясын зарядтау құрылғысын жасауым керек!»-деп шештім. Ақыр соңында, бұл «ХЕ, мен аккумулятордың бұл түрін мен жоспарлаған кейбір қашықтағы жобаларды қуаттандыру үшін пайдалануым керек!» Деген идеяға айналды.

Осылайша, «Lead Buddy» күн батареясын зарядтау құрылғысы дүниеге келді.

Бастапқыда мен өз дизайнымды Sparkfun -ның «Күн шуақты құрбысынан» шығаруды қарастырдым (сондықтан мен осында есімімді алдым), бірақ кездейсоқ кездейсоқ байқадым, мен басқа жобада қолданып жүрген компонентті қолдану туралы жазбам бар. күн батареясын зарядтағыш ретінде (мен бұрын деректер кестесін қарап шыққанда жіберіп алғанмын) - аналогтық құрылғы LTC4365! Онда MPPT жоқ, бірақ, әйтеуір, Спаркфунның «Шуақты досы» да жоқ (әйтеуір шынайы MPPT емес …). Сонымен, біз мұны нақты қалай түзетеміз? Ал, құрметті оқырман, сіз қосымшаның жазбаларын қарайсыз !!! Нақтырақ айтқанда, Microchip AN1521 «Күн панеліндегі MPPT алгоритмдерін енгізуге практикалық нұсқаулық». Бұл өте қызықты оқу және сізге MPPT бақылауын енгізудің әр түрлі әдістерін ұсынады. Сізге тек екі сенсор, кернеу сенсоры (кернеу бөлгіш) және ток сенсоры қажет, және сізге дәл бір шығыс қажет. Мен халықаралық түзеткіштен IR25750 деп аталатын N-Channel MOSFET көмегімен қолдануға болатын арнайы ток сенсоры туралы білдім. Олардың IR25750-дегі АН-1199-ы да қызықты оқу. Ақырында, бәрін біріктіру үшін бізге микроконтроллер қажет, ал бізге тек 3 түйреуіш қажет болғандықтан, ATtiny10 енгізіңіз!

1 -қадам: бөлшектерді таңдау, сызбаларды сызу

Енді бізде 3 негізгі бөлік болғандықтан, біз IC -мен бірге жүретін басқа компоненттерді таңдауға кірісуіміз керек. Біздің келесі маңызды компонент-бұл MOSFET-теріміз, нақтырақ айтқанда, бұл қайта қарау үшін (бұл туралы қосымша ақпарат алу үшін соңғы қадамды қараңыз), мен екі SQJB60EP қос арналы MOSFET-ті қолдануды таңдадым. Бір MOSFET тек LTC4365 арқылы бақыланады, ал екіншісі MOSFET бір FET кері кірісті қорғауға арналған «идеалды төменгі диод» ретінде әрекет ететін етіп орнатылады (егер сіз Google-де іздесеңіз, сіз TI мен Maxim-ден тақырып бойынша қосымшалар туралы ескертулер, мен оны қазуға тура келді.), ал басқа FET ATtiny10-тың 16-разрядты PWM таймерімен басқарылады (немесе сіз таңдаған кез келген ажыратымдылық …). Келесі кезекте біздің пассивтеріміз, оларды тізімдеу маңызды емес. Олар кернеу бөлгіштерге/зарядтағышты бағдарламалауға арналған резисторлардан және әр түрлі айналып өту/сақтау конденсаторларынан тұрады, сіздің резисторлар олар арқылы кететін қуатты басқара алатынына және сіздің конденсаторлар температураның рұқсат етілген төзімділігіне ие екеніне көз жеткізіңіз (X5R немесе одан жоғары). Айта кету керек, бұл қалай жасалғанына байланысты батарея жұмыс істеуі үшін тақтаға бекітілуі керек.

Мен LTC4365 -ті 12 немесе 24 В батареяларды қосқышты ауыстыру арқылы зарядтауға болатындай етіп орнаттым (зарядтағыштағы ОВ штырын 0,5 В -пен зарядтау кезінде 12 В батареялар үшін шамамен 2,387 В/ұяшыққа дейін қамтамасыз ету үшін). Зарядтағыштың кернеу бөлгіші сонымен қатар 2,54 мм үстіңгі тақта арқылы тақтаға қосылатын 5k PTC резисторы арқылы температураны өтейді және аккумулятордың бүйіріне жылу өткізгіш құмыра қоспасымен немесе тіпті жабысқақ таспамен қосылады. Біз сондай -ақ MOSFET кері кернеуін қозғау үшін (сонымен қатар, егер сіз MPPT компоненттерін секіргіш тақтасы арқылы орнатпаған жағдайда, басқа ФЭТ -ке қуат беру үшін) және LTC4365 құрылғысын қорғау үшін бірнеше зенерлерді қолдануыңыз керек. түйреуіштер шамадан тыс кернеуден. Біз ATtiny10 -ды 40В кіруге есептелген 5В автокөлік реттегішімен қуаттайтын боламыз.

Сақтандырғыштар…

Айта кету керек, батарея зарядтағыштарына қатысты әрқашан кіріс пен шығысыңызда сақтандырғыштар болуы керек және жоғары ток кірістерінде (IE- батарея) ОЖ қорғанысын үнемі пайдалану керек. Төмен ток кірістері OVP-ны (IE-ломбард тізбектері) оңай енгізе алмайды, өйткені олар көбінесе ажыратқышты/сақтандырғышты өшіру үшін жеткілікті ток шығара алмайды. Бұл сіздің TRIAC/SCR шамадан тыс қызып кете бастайтын өлім жағдайына әкелуі мүмкін, ол ықтимал сәтсіздікке ұшырауы мүмкін, бұл сіздің құрамдас бөліктеріңіздің зақымдалуына әкелуі мүмкін, немесе сіздің жобаңыз жалынмен жарылуы мүмкін. Сіз сақтандырғышты уақытында өшіру үшін жеткілікті ток беруіңіз керек (біздің 12В аккумуляторы істей алады). Сақтандырғыштарға келетін болсақ, мен Littlefuse 0453003. MR арқылы баруды шештім. Бұл өте кішкентай SMD пакетіндегі керемет сақтандырғыш. Егер сіз 5х20 мм сақтандырғыштар сияқты үлкен сақтандырғыштармен жүруді шешсеңіз, ӨТІНІШТІҢ СҮЙІКТІЛІГІ ҮШІН дұға етіңіз ….. Шыны сақтандырғыштарды пайдаланбаңыз. Шыны сақтандырғыштар соққанда сынып кетуі мүмкін, бұл ыстық балқытылған метал мен үшкір әйнектерді тақтаның барлық жеріне жіберіп, процесте әр түрлі зақым келтіреді. Әрқашан керамикалық сақтандырғыштарды қолданыңыз, олардың көпшілігі құммен толтырылған, сондықтан олар соққан кезде сіздің тақтаны немесе үйді қуырмайды (керамиканың өзі де керамикалық бронь тәрізді қорғауға көмектесуі керек екенін айтпаған жөн). қазіргі заманғы жауынгерлік машиналарды пішінді зарядталған оқтұмсықтардан қорғау үшін/ ПЛАСМАНЫҢ ЫСЫҚТЫ АРҚЫНДАРЫ). Сақтандырғыштағы кішкене сымды «көру» мүмкіндігіне ие болу (мүмкін, сіз оны көре алмауыңыз мүмкін, әсіресе егер сіз соқыр болсаңыз), сіздің үйіңізде көмір жанып тұрған үймеге тұрарлық емес. Егер сақтандырғышты тексеру қажет болса, оның қарсылығын тексеру үшін мультиметрді қолданыңыз.

ESD қорғанысы

Біз электронды жобаларымызды қорғау үшін тек 5-10 доллар тұратын қымбат варисторларға сүйенген күндер артта қалды. Әрқашан теледидар немесе диодты уақытша өшіру керек. Болмауға ешқандай себеп жоқ. Кез келген кіріс, әсіресе күн батареясының кірісі ESD -дан қорғалуы керек. Егер сіздің күн батареяларыңыздың немесе кез келген сымның жанында найзағай түскен жағдайда, сақтандырғышпен біріктірілген шағын TVS диоды сіздің жобаңызға ESD/EMP-нің кез келген түрінің зақымдануын болдырмауы мүмкін (бұл найзағай) ереуіл - бұл …). Олар MOV сияқты берік емес, бірақ олар, әрине, көп жағдайда жұмысты аяқтай алады.

Бұл бізді келесі элементке әкеледі, Spark саңылаулары. «Ұшқындық саңылаулар дегеніміз не?!» Ұшқындық саңылаулар - бұл сіздің кіріс түйреуіштеріңіздің бірінен жердегі жазықтыққа созылатын із, ол жерден дәнекерленген масканы және жергілікті жердегі жазықтықты алып тастап, ашық ауаға шығарады. Қарапайым тілмен айтқанда, бұл ESD -ге сіздің жердегі жазықтыққа (ең аз қарсылық жолына) бұрылуға мүмкіндік береді және сіздің тізбегіңізді сақтайды деп үміттенемін. Олар мүлдем қосылмайды, сондықтан оларды әрқашан мүмкін болатын жерге қосу керек. Пасхен заңы бойынша кернеуді төмендету үшін із бен жердегі жазықтық арасындағы қажетті қашықтықты есептеуге болады. Мен мұны қалай есептеу керектігін талқыламаймын, бірақ есептеулер туралы жалпы білім ұсынылады. Әйтпесе, із мен жердің арасында 6-10 миль бос орын болуы керек. Дөңгеленген ізді қолданған жөн. Мен оны қалай іске асыру туралы түсінік алу үшін жариялаған суретті қараңыз.

Жердегі ұшақтар

Көптеген электроника жобаларында бір үлкен жерді пайдаланбауға ешқандай себеп жоқ. Сонымен қатар, жерасты құймаларын пайдаланбау өте ысырапшылдық болып табылады, өйткені мыстың бәрін өшіру керек. Сіз мыстың құнын төлеп жатырсыз, оны Қытайдың су жолдарын ластамауыңыз мүмкін (немесе кез келген жерде) және оны жердегі ұшақ ретінде пайдалану. Шығарылған құймалардың заманауи электроникада қолданылуы өте шектеулі, және егер олар қатты жерге құйылса, жоғары жиілікті сигналдар үшін жақсы қасиеттерге ие, егер олар сезімтал іздерді жақсы қорғайтынын және кейбір айналып өтуді қамтамасыз ететінін айтпағанның өзінде, егер олар бұдан былай қолданылса, сирек қолданылады. егер сіз көп қабатты тақтаны қолдансаңыз, «тірі» жазықтықпен сыйымдылық. Сондай -ақ, егер сіз қайта ағызылатын пешті немесе ыстық ауаны қайта өңдеу станциясын қолдансаңыз, пассивті компоненттермен қатты жер үсті байланысы ұсынылмайды, өйткені олар қайта құйылған кезде «құлпытасқа» айналуы мүмкін, өйткені жердегі ұшақтың жылу массасы көп. Дәнекердің еруі үшін оны қыздыру керек. Егер сіз абай болсаңыз, мұны міндетті түрде жасай аласыз, бірақ сіз пассивті компонентті жерге қосу тақтасын қосу үшін жылытатын жастықшаларды немесе EasyEDA «спикс» деп атайтынды қолдануыңыз керек. Менің тақтамыз термиялық рельефті жастықшаларды пайдаланады, бірақ мен қолмен дәнекерлегендіктен, бұл екі жағынан да маңызды емес.

Жылу тарату кезінде…

Біздің күн зарядтағыш 3A максималды ток кезінде де тым көп жылу таратпауы керек (сақтандырғышқа байланысты). Ең нашар жағдайда, біздің SQJB60EP қарсыласу коэффициенті 8А -да 4,5 В -та 0,016 мОм құрайды (SQJ974EP менің екінші нұсқамда, 0,0325 мОм -де, қосымша ақпарат алу үшін менің жазбаларымды қараңыз). Ом заңын қолдана отырып, P = I^2 * R, біздің энергияның таралуы 3 А -да 0,144 Вт (Енді сіз N -MOSFET -ті неге біздің MPPT және кері кернеудің «диодты» тізбегі үшін қолданғанын түсінесіз). Біздің 5В автокөлік реттегіші де көп таралмауы керек, өйткені біз ең көбі бірнеше ондаған миллиамптарды саламыз. 12В немесе тіпті 24В аккумуляторы бар болса, біз реттегіште жылу жоғалып кетуі туралы алаңдауға тура келетін қуаттың жоғалуын көрмеуіміз керек, алайда TI -дің осы мәселеге қатысты тамаша жазбасына сәйкес, сіздің энергияңыздың көп бөлігі жылу ретінде таралады. ПХД -ге қайта өткізіңіз, себебі бұл ең аз қарсылық. Мысал ретінде, біздің SQJB60EP ағызу алаңына 3,1С/Вт жылу кедергісіне ие, ал пластикалық қаптамада 85С/Вт жылу кедергісі бар. Жылу сіңіру ПХД арқылы жүзеге асырылғанда әлдеқайда тиімдірек болады, IE- сіздің компоненттеріңізге көп жылу бөлетін жақсы ұшақтар шығарады (осылайша сіздің ПХД-ны бас таратқышқа айналдырады) немесе тақтаның қарама-қарсы жағына виас жібереді. ықшам конструкцияларға мүмкіндік беру үшін үстіңгі жағындағы кіші жазықтық. (Термиялық виастарды тақтаның қарама -қарсы жағындағы жазықтыққа бағыттау сонымен қатар жылытқышты/шламды тақтаның артқы жағына оңай бекітуге немесе жылуды басқа тақтаның жерге жазықтықта таралуына мүмкіндік береді. модуль.) Компоненттен қаншалықты қауіпсіз түрде шығуға болатынын есептеуге болатын жылдам және лас тәсіл (Tj - Tamb) / Rθja = Қуат. Қосымша ақпарат алу үшін TI қосымшасының жазбасын оқуға кеңес беремін.

Және соңында…

Егер сіз өзіңіздің жобаңызды контейнер ішінде ұстағыңыз келсе, мысалы мен оны сыртта қолданатын боламын деп жоспарлап отырсам, тақтаны қоймас бұрын әрқашан контейнерді/қорапты таңдау керек. Менің жағдайда, мен Polycase EX-51-ді таңдадым және тақтаны осындай етіп жасадым. Мен сондай -ақ, күн кірісінің кастелленген «саңылауларына», дәлірек айтсақ, ұяларға (қалыңдығы 1,6 мм болатын тақтаға сәйкес келетін) қосылатын «алдыңғы панель» тақтасын жасадым. Оларды бірге дәнекерлеңіз, сонда сіз барасыз. Бұл панельде Switchcraft су өткізбейтін қосқыштары бар. Мен әлі де «алдыңғы панельді» немесе «артқы панельді» қолданамын ба деп шешкен жоқпын, бірақ оған қарамастан, мен кіруге де, шығысқа да, батарея батареясының термисторына да «су өткізбейтін кабельдік корпусын» қажет етемін. Сонымен қатар, менің зарядтағышымды модуль ретінде тақтаға орнатуға болады (осылайша саңылаулар).

2 -қадам: бөлшектерді алу

Бөлшектерге тапсырыс беру, қанша сатушы бар екенін және ұсақ бөлшектер мезгіл-мезгіл жоғалып кететінін ескере отырып (мысалы, резисторлар, конденсаторлар) қиын міндет болуы мүмкін. Шындығында, мен 24В батареяны зарядтау тізбегінің резисторларын жоғалттым. Бақытымызға орай, мен 24В зарядтау тізбегін қолданбаймын.

Мен PCLC -ге JLCPCB -ден тапсырыс беруді таңдадым, себебі оның кірі арзан. Олар сондай-ақ мен соңғы рет тапсырыс бергеннен бері жақсы суретті экрандарды (және дәнекерлеуді) қалдыратын «суретті бейнелеу» процесіне ауысқандай болды. Өкінішке орай, олар енді ақысыз жеткізілімді қамтамасыз етпейді, сондықтан сіз оны алу үшін бір немесе екі апта күтуіңіз керек, немесе оны DHL арқылы жеткізу үшін 20 доллар төлеуіңіз керек. Менің компоненттеріме келетін болсақ, мен Arrow -мен бірге жүрдім, өйткені оларда жеткізу ақысыз. Маған термисторды Дигикейден сатып алуға тура келді, себебі Жебеде жоқ.

Әдетте, 0603 өлшемді пассивтер дәнекерлеуге жарамды. 0402 өлшемді компоненттер қиын болуы мүмкін және оңай жоғалады, сондықтан сізге кемінде екі есе тапсырыс беріңіз. Сізге барлық компоненттерді жібергенін тексеріңіз. Егер олар сіздің тапсырысыңызды біріктірмесе, FedEx арқылы сізге 20 түрлі қорапты жіберсе, бұл өте маңызды.

3 -қадам: дайындық…

Дәнекерлеуге дайындық …. Дәнекерлеу үшін сізге көп құрал қажет емес. Арзан, орташа қуатты дәнекерлеу үтігі, флюс, дәнекер, пинцет және снайпер сізге қажет нәрсенің бәрі. Сізде дайын өрт сөндіргіш болуы керек, және сізде әрқашан қатерлі/уытты ағынмен шығарылатын ауадағы ластаушы заттарды сүзуге дайын маска болуы керек.

4 -қадам: оны біріктіру

ПХД жинау өте қарапайым. Бұл жай ғана «бір табақшаны қалайы, бір түйреуішті сол табаққа дәнекерлеу, содан кейін қалған түйреуіштерді дәнекерлеу». SMD компоненттерін дәнекерлеу үшін сізге микроскоп немесе сәнді қайта өңдеу станциясы қажет емес. Сізге үлкенірек және 0603 (және кейде 0402) компоненттер үшін лупаның қажеті жоқ. Тек көпірлі түйреуіштер жоқ екеніне және сізде суық түйіспелер жоқ екеніне көз жеткізіңіз. Егер сіз «күлкілі» нәрсе көрсеңіз, оған аздап ағын салыңыз да, оны темірмен ұрыңыз.

Ағынға келетін болсақ, сіз таза ағынды пайдалануыңыз керек, себебі сіздің бортта қалу қауіпсіз. Өкінішке орай, оны тақтадан тазалау қиын. «Таза емес» ағынды тазарту үшін, 90% жоғары концентрациялы спиртпен және мақта тампонымен мүмкіндігінше үлкен заттарды алыңыз. Содан кейін оны ескі тіс щеткасымен жақсылап сүртіңіз (ескі электрлік щеткалар/тіс щеткасының бастары жақсы жұмыс істейді). Соңында ыстық ванна үшін тазартылған суды қыздырыңыз. Қаласаңыз, ыдыс жуғыш затты қолдануға болады (ол тақтаны рояльмен бұрап алмайтындығына көз жеткізіңіз, ол сіздің ПХД -дегі жалаңаш байланыстарға зақым келтірмеуі керек, себебі ыдыс жуғыш заттар гидрофобты органикалық компоненттерге «бекітуге» арналған. Гидрофобты-гидрофильді әсер оның молекулаларының полярлы/полярлы емес көмірсутегі/сілтілік құрылымымен қамтамасыз етілген және гидрофильді компонент арқылы жууға болады. тазартылған сумен немесе өте коррозиялық болса). IFF қандай да бір кереметпен сіз алкогольден тазартылған ағынның бәрін алып тастайсыз, және сіз, бәлкім, тақтаны жууды өткізіп жібере аласыз.

30 минуттан кейін ыстық су тақтадағы қалған жабысқақ қалдықтарды ыдыратуы керек, содан кейін сіз тіс щеткаңызбен қалаға барып, қалған бөлігін алып тастай аласыз. Жақсылап шайыңыз және оны тостер пешінде ең төменгі күйге дейін кептіріңіз немесе ашық ауада кем дегенде 24 сағат құрғатыңыз. Ең дұрысы, сіз тостер пешін немесе Harbor Freight арзан ыстық пистолетін қолданып, ештеңе қуырмауыңыз керек. Сіз сондай әсер үшін сығылған ауаны қолдана аласыз.

Ескерту ретінде, ПХД -ны тазалау кезінде абай болыңыз, себебі сіз компоненттерді босатуға болады. Сізге қатты басудың қажеті жоқ, тек қылшықтарды компоненттер арасында орналастыру үшін жеткілікті.

5 -қадам: Күн панельдері …