ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (1-нұсқа): 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

[Бейнені ойнату]

Бұрынғы нұсқауларымда мен желіден тыс күн жүйесіндегі энергия мониторингісінің егжей -тегжейлерін сипаттадым, сонымен қатар 123D контурлар байқауында жеңіске жеттім.

Ақырында мен жаңа 3-зарядты реттегішті орналастырамын. Жаңа нұсқа тиімдірек және MPPT алгоритмімен жұмыс істейді.

Сіз менің барлық жобаларымды мына жерден таба аласыз:

Сіз оны келесі сілтемені басу арқылы көре аласыз.

ARDUINO MPPT SARAR CHARGE CONTROLLER (3.0-нұсқа)

Келесі сілтемені басу арқылы менің 1-нұсқадағы заряд реттегішін көре аласыз.

ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (2.0 нұсқасы)

Күн энергиясының жүйесінде зарядтау реттегіші - қайта зарядталатын батареяны қорғауға арналған жүйенің жүрегі. Бұл нұсқаулықта мен PWM заряд реттегішін түсіндіремін.

Үндістанда адамдардың көпшілігі ауылдық жерлерде тұрады, олар ұлттық желілер осы уақытқа дейін жетпеген, қолданыстағы электр желілері кедейлерді электр энергиясымен қамтамасыз ете алмайды, сондықтан жаңартылатын энергия көздері генераторлар) - менің ойымша, ең жақсы нұсқа. Мен ауыл өмірінің ауыртпалығын жақсы білемін, өйткені мен сол жерден боламын, сондықтан мен өз қолыммен күн батареясын басқаратын қондырғыны басқаларға көмектесу үшін жасадым. жақында Фаилин циклонында.

Күн энергиясының артықшылығы техникалық қызмет көрсету мен ластанудан аз, бірақ олардың негізгі кемшіліктері - өндірістің жоғары құны, энергияны түрлендірудің төмен тиімділігі. Күн панельдерінің конверсиялық тиімділігі әлі де төмен болғандықтан, панельден максималды қуатты шығара алатын тиімді күн зарядының контроллерінің көмегімен жүйенің жалпы құнын төмендетуге болады.

Зарядты реттегіш дегеніміз не?

Күн заряды контроллері күн батареялары мен батарея арасында орналасқан сіздің күн батареяларыңыздан келетін кернеу мен токты реттейді. Батареялардағы зарядтау кернеуін ұстап тұру үшін қолданылады. Күн панелінен кіріс кернеуі жоғарылаған кезде, зарядтау реттегіші батареялардың зарядталуын реттейді, бұл олардың артық зарядталуын болдырмайды.

Зарядтау реттегішінің түрлері:

1. ӨШІРУ

2. PWM

3. MPPT

Ең негізгі заряд реттегіші (ON/OFF түрі) жай ғана батарея кернеуін бақылайды және батарея кернеуі белгілі бір деңгейге көтерілгенде зарядтауды тоқтатып, тізбекті ашады.

MPPT зарядтаудың 3 контроллерінің ішінде тиімділігі жоғары, бірақ бұл өте қымбат және күрделі схемалар мен алгоритмді қажет етеді. Мен сияқты бастаушы әуесқой ретінде менің ойымша, PWM зарядтау реттегіші біз үшін күн батареясын зарядтаудың алғашқы маңызды жетістігі болып саналады.

PWM дегеніміз не:

Импульстік ен модуляциясы (PWM) - ажыратқыштардың жұмыс коэффициентін (MOSFET) реттеу арқылы тұрақты кернеудегі батареяны зарядтауға жетудің ең тиімді құралы. PWM зарядтау реттегішінде күн батареясының заряды батареяның күйіне және зарядтау қажеттілігіне қарай таралады. Батарея кернеуі реттелетін нүктеге жеткенде, PWM алгоритмі батареяның қызуы мен газдануын болдырмау үшін зарядтау тогын баяу төмендетеді, алайда зарядтау батареяға максималды энергия мөлшерін қысқа мерзімде қайтаруды жалғастырады.

PWM заряд реттегішінің артықшылықтары:

1. Жоғары зарядтау тиімділігі

2. Батареяның қызмет ету мерзімі ұзарады

3. Батареяны қыздыруда азайтыңыз

4. Батареядағы кернеуді азайтады

5. Аккумуляторды күкірттен тазарту мүмкіндігі.

Бұл зарядтау реттегішін келесі жағдайларда қолдануға болады:

1. Күн жүйесіндегі батареяларды зарядтау

2. Ауылдық жерде күн шамы

3. Ұялы телефонды зарядтау

Менің ойымша, мен заряд контроллерінің фонында көп нәрсені сипаттадым. Контроллер жасай бастайды.

Бұрынғы нұсқаулықтар сияқты, мен ARDUINO-ны микроконтроллер ретінде қолдандым, оның құрамына PWM мен ADC чипі кіреді.

1 -қадам: Қажетті бөлшектер мен құралдар:

Бөлшектер:

1. ARDUINO UNO (Amazon)

2. 16x2 СИПАТТЫ СКД (Amazon)

3. MOSFETS (IRF9530, IRF540 немесе оған балама)

4. Транзисторлар (2N3904 немесе оған тең NPN транзисторлары)

5. РЕЗИСТОРЛАР (Amazon / 10k, 4.7k, 1k, 330ohm)

6. Конденсатор (Amazon / 100uF, 35v)

7. ДИОД (IN4007)

8. ZENER DIODE 11v (1N4741A)

9. Жарық диодтары (Amazon / Қызыл және Жасыл)

10. САҚТАУШЫЛАР (5А) ЖӘНЕ САҚТАНДЫРУ ҰСТАУШЫСЫ (Amazon)

11. НАН ТАБА (Amazon)

12. ШЫҒАРылған тақта (Amazon)

13. JUMPER WIRES (Amazon)

14. ЖОБАЛАР БОКСЫ

15.6 PIN БҰРАҚ ТЕРМИНАЛЫ

16. SCOTCH MONTING SQUARES (Amazon)

Құралдар:

1. Бұрғылау (Амазонка)

2. ЖАУАҚ ПУНГЫ (Амазонка)

3. HOBBY KNIFE (Amazon)

4. ДЕМІРЛЕУ ҮТІГІ (Amazon)

2 -қадам: зарядты реттегіш схемасы

Мен жақсы түсіну үшін барлық заряд реттегіш схемасын 6 бөлімге бөлемін

1. Кернеуді сезу

2. PWM сигналын генерациялау

3. MOSFET коммутациясы мен драйвері

4. Сүзгі және қорғаныс

5. Дисплей және көрсеткіш

6. ЖҮКТЕУ ҚОСУ/ӨШІРУ

3 -қадам: кернеу сенсорлары

Зарядты реттегіштің негізгі датчиктері кернеу сенсорлары болып табылады, олар кернеу бөлгіш тізбегінің көмегімен оңай іске қосылады. Біз күн батареясынан келетін кернеуді және батарея кернеуін сезінуіміз керек.

ARDUINO аналогтық кіру кернеуі 5В -пен шектелгендіктен, мен кернеу бөлгішті одан шығатын кернеу 5В -тан төмен болатындай етіп жобаладым. Қуатты сақтауға арналған SLA аккумуляторы. Сондықтан мен кернеуді 5 В -тан төмен түсіруге мәжбүрмін. Мен кернеулерді (күн панелінің кернеуі мен аккумулятор кернеуі) сезу үшін R1 = 10k және R2 = 4.7K қолдандым. R1 және R2 мәндері төмен болуы мүмкін, бірақ мәселе - қарсылық төмен болған кезде жоғары ток ағымы нәтижесінде жылу түрінде үлкен энергия (P = I^2R) таралады. Сондықтан қарсылықтың әр түрлі мәнін таңдауға болады, бірақ қарсылық бойынша электр энергиясының шығынын азайту үшін қамқорлық қажет.

Мен бұл зарядтау реттегішін өз қажеттілігім үшін жасадым (6В батарея және 5 вольт, 6 В күн панелі), жоғары кернеу үшін резисторлардың мәнін өзгерту керек. Дұрыс резисторларды таңдау үшін сіз онлайн -калькуляторды қолдана аласыз.

Мен кодта күн батареясынан кернеу үшін «solar_volt» және батарея кернеуі үшін «bat_volt» деп атадым.

Vout = R2/(R1+R2)*В.

ашық күн сәулесі кезінде панель кернеуі = 9 В болсын

R1 = 10k және R2 = 4,7 к

solar_volt = 4,7/(10+4,7)*9,0 = 2,877в

батареяның кернеуі 7 В болсын

bat_volt = 4.7/(10+4.7)*7.0 = 2.238в

Кернеу бөлгіштерінің екі кернеуі де 5в -тан төмен және ARDUINO аналогтық түйреуіші үшін жарамды

ADC калибрлеу:

мысал келтірейік:

нақты вольт/бөлгіш шығысы = 3,127 2,43 В 520 ADC -ге тең

1 - экв. 004673В

Сенсорды калибрлеу үшін осы әдісті қолданыңыз.

ARDUINO коды:

for (int i = 0; i <150; i ++) {sample1+= analogRead (A0); // күн батареясынан кіріс кернеуін оқу

sample2+= analogRead (A1); // батарея кернеуін оқыңыз

кешіктіру (2);

}

үлгі1 = үлгі1/150;

үлгі2 = үлгі2/150;

solar_volt = (үлгі1* 4.673* 3.127)/1000;

bat_volt = (үлгі2* 4.673* 3.127)/1000;

ADC калибрлеуі үшін мен бұрын түсіндірген нұсқауларды қараңыз, онда мен терең түсіндірдім.

4 -қадам: Pwm сигнал генерациясы:

Ардуино сайысында екінші орын

«Жасыл электроника» байқауында екінші орын