DIY Arduino PWM5 Solar Charger Controller (fișiere PCB și software inclus): 9 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

În urmă cu câțiva ani, Julian Ilett a proiectat controlerul de încărcare solară original "PWM5" bazat pe microcontroler PIC. De asemenea, a experimentat cu o versiune bazată pe Arduino. Puteți găsi videoclipurile sale aici:

conform schemei Julians, arduined.eu a proiectat o versiune foarte mică, bazată pe Arduino Pro Mini de 5V, 16MHz:

După ce am proiectat și construit deja două încărcătoare solare MPPT Buck, am vrut să încerc acest design foarte simplist.

Pasul 1: Desenarea schemei

Schema se bazează pe una desenată manual de Julians. Am încercat să o fac cât mai ușor de înțeles. De asemenea, va fi baza pentru un PCB adecvat.

Pasul 2: Proiectarea unui PCB adecvat

Schema Eagle a fost baza pentru acest aspect PCB. Traseele sunt unilaterale și foarte largi. Acest lucru vă permite să vă gravați plăcile cu ușurință, dacă nu doriți să le comandați de la un producător.

Pasul 3: Pregătirea tabloului prototip

Înainte de a comanda plăcile, am vrut să verific designul pe o bucată de placă prototip. Dimensiunea sa este de 0,8 x 1,4 inci.

Pasul 4: Popularea consiliului

Deoarece placa ar trebui să aibă aceeași dimensiune ca și Pro Mini, componentele sunt foarte apropiate. Desigur, am putea folosi și componente SMD, dar am vrut să păstrez designul cât mai prietenos cu DIY. Numele componentelor pot fi găsite pe schemă. Toate rezistențele au dimensiunea de 1/4 wați.

BTW: Aceasta a fost prima mea încercare de lipit fără plumb. Deci ar putea părea mai curat;-)

Pasul 5: Testarea circuitului pompei de încărcare Dickson

Pentru că am vrut să mențin consumul de energie cât mai mic posibil (este în jur de 6mA), am folosit versiunea de 3,3 V, 8 MHz a Arduino Pro Mini. Deci, din cauza alimentării cu 3,3 V (în loc de 5 V), nu eram sigur dacă pompa de încărcare ar putea genera tensiunea de poartă necesară pentru MOSFET-ul IRF3205. Așa că am făcut un mic experiment cu diferite frecvențe PWM și condensatoare de pompare. După cum puteți vedea, tensiunea de aproximativ 5,5 V nu a fost suficientă pentru a conduce un MOSFET de nivel non-logic. Așa că am decis să folosesc un IRLZ44N. Acesta este așa-numitul MOSFET de nivel logic și funcționează bine cu 5V.

Pasul 6: lipirea componentelor și firelor rămase

Apoi a venit timpul să lipiți componentele rămase, precum și firele și dioda externă anti-spate. Această diodă este foarte importantă! Asigurați-vă că este capabil să gestioneze curentul maxim.

Pasul 7: Teste de software

Deoarece software-ul original a fost un pic cam așa cum te descurci, am decis să scriu propriul meu. Îl puteți descărca (și fișierele Eagle PCB, precum și Gerber-urile) de pe GitHub. Linkul este la sfârșitul acestui instructabil.

Un pas important a fost de a afla frecvența maximă de comutare a circuitelor driverului Julians MOSFET. După cum puteți vedea, 15 kHz arată oribil (măsurat la poarta MOSFET) și ar produce multă căldură. 2kHz pe de altă parte pare acceptabil. Puteți vedea diferențele în videoclip pe prima pagină a acestui articol.

Pentru a face măsurătorile necesare, am folosit osciloscopul meu de buzunar DSO201 ieftin, un multimetru și un contor de putere DIY Arduino.

Pasul 8: Concluzie, descărcare linkuri

Deci, care este concluzia acestui mic proiect? Funcționează bine, dar, desigur, nu poate fi utilizat pentru tensiuni nominale ale bateriei sub 12V. Cel puțin ar fi foarte ineficient în acest caz, deoarece este doar un încărcător PWM mai degrabă decât un convertor Buck. De asemenea, nu are urmărire MPPT. Dar pentru dimensiunea sa este destul de impresionant. Funcționează și cu panouri solare foarte mici sau cu lumina soarelui foarte slabă.

Și, desigur, este foarte distractiv să construiești acest lucru. De asemenea, mi-a plăcut să mă joc cu osciloscopul meu și să vizualizez circuitul driverului MOSFET.

Sper, acest mic Instructable a fost de ajutor pentru tine. De asemenea, aruncați o privire asupra celorlalte videoclipuri electronice ale mele de pe canalul meu de YouTube.

Software, fișiere CAD Eagle și fișiere Gerber pe GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

Încărcătoare MPPT pe GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

Canalul meu YouTube:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Pasul 9: Unde să vă comandați consiliile

Plăcile pot fi comandate aici:

jlcpcb.com (cu fișierele Gerber atașate)

oshpark.com (cu fișierul bordului Eagle)

desigur, există și alte alternative