ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (Տարբերակ -1). 11 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

[Նվագարկել տեսանյութը]

Իմ նախորդ հրահանգներում ես նկարագրեցի անջատված արևային համակարգի էներգիայի մոնիտորինգի մանրամասները: Դրա համար ես նաև հաղթել եմ 123D սխեմաների մրցույթում: Դուք կարող եք տեսնել այս ARDUINO ENERGY METER- ը:

Ի վերջո, ես տեղադրում եմ իմ նոր տարբերակ -3 լիցքավորման վերահսկիչը: Նոր տարբերակը ավելի արդյունավետ է և աշխատում է MPPT ալգորիթմով:

Իմ բոլոր նախագծերը կարող եք գտնել այստեղ ՝

Դուք կարող եք տեսնել այն ՝ կտտացնելով հետևյալ հղմանը:

ARDUINO MPPT SOLAR CHARGE CONTROLLER (տարբերակ-3.0)

Դուք կարող եք տեսնել իմ տարբերակ -1 լիցքավորման կարգավորիչը ՝ կտտացնելով հետևյալ հղմանը:

ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (տարբերակ 2.0)

Արևային էներգիայի համակարգում լիցքավորման վերահսկիչը համակարգի սիրտն է, որը նախատեսված էր լիցքավորվող մարտկոցը պաշտպանելու համար:

Հնդկաստանում մարդկանց մեծ մասն ապրում է գյուղական վայրերում, որտեղ ազգային ցանցը մինչև այժմ չի հասնում: Գոյություն ունեցող էլեկտրական ցանցերը չեն կարող ապահովել այդ աղքատ մարդկանց էլեկտրաէներգիայի կարիքները: Այսպիսով, վերականգնվող էներգիայի աղբյուրները (ֆոտոլվտիկ վահանակներ և քամու ուժգնացում) գեներատորներ), կարծում եմ, լավագույն տարբերակն է: Ես ավելի լավ գիտեմ գյուղի կյանքի ցավի մասին, քանի որ ես նույնպես այդ տարածքից եմ: Այսպիսով, ես նախագծեցի այս DIY արևային լիցքի վերահսկիչը `օգնելու ուրիշներին, ինչպես նաև իմ տան համար: Չեք կարող հավատալ, որ իմ տան արևային լուսավորության համակարգը շատ է օգնում վերջին Phailin ցիկլոնի ժամանակ:

Արեգակնային էներգիան առավելություն ունի ավելի քիչ պահպանման և աղտոտվածության բացակայության, սակայն դրանց հիմնական թերություններն են բարձր արտադրական արժեքը, էներգիայի փոխակերպման ցածր արդյունավետությունը: Քանի որ արևային վահանակները դեռևս ունեն փոխակերպման համեմատաբար ցածր արդյունավետություն, համակարգի ընդհանուր արժեքը կարող է կրճատվել ՝ օգտագործելով արդյունավետ արևային լիցքի վերահսկիչ, որը կարող է վահանակից հանել առավելագույն հնարավոր էներգիա:

Ի՞նչ է լիցքավորման վերահսկիչը:

Արևային լիցքի վերահսկիչը կարգավորում է ձեր արևային վահանակներից եկող լարումը և հոսանքը, որը տեղադրված է արևային վահանակի և մարտկոցի միջև: Արևային վահանակից մուտքային լարումը բարձրանալու դեպքում լիցքի վերահսկիչը կարգավորում է մարտկոցների լիցքը `կանխելով լիցքավորումը:

Լիցքավորման վերահսկիչի տեսակները

1. OFF

2. PWM

3. MPPT

Առավել հիմնական լիցքավորման կարգավորիչը (ON/OFF տեսակը) պարզապես վերահսկում է մարտկոցի լարումը և բացում միացումը ՝ դադարեցնելով լիցքավորումը, երբ մարտկոցի լարումը բարձրանում է որոշակի մակարդակի:

MPPT- ի 3 լիցքավորման վերահսկիչներից ամենաբարձր արդյունավետությունն ունի, բայց այն ծախսատար է և կարիք ունի բարդ սխեմաների և ալգորիթմի: Որպես ինձ նման սկսնակ հոբբիստ, կարծում եմ, որ PWM լիցքավորման կարգավորիչը մեզ համար լավագույնն է, որը դիտվում է որպես արևային մարտկոցների լիցքավորման առաջին նշանակալի առաջընթաց:

Ինչ է PWM- ը

Իմպուլսային լայնության մոդուլյացիան (PWM) ամենաարդյունավետ միջոցն է `մարտկոցի մշտական լարման լիցքավորմանը հասնելու համար` անջատիչների հերթապահության հարաբերակցությունը կարգավորելով (MOSFET): PWM լիցքավորման վերահսկիչում արևային վահանակից հոսանքը թուլանում է ՝ կախված մարտկոցի վիճակից և լիցքավորման կարիքներից: Երբ մարտկոցի լարումը հասնում է կարգավորման սահմանված կետին, PWM ալգորիթմը դանդաղ նվազեցնում է լիցքավորման հոսանքը `մարտկոցի տաքացումից և գազից գազից խուսափելու համար:

PWM լիցքավորման վերահսկիչի առավելությունները

1. Լիցքավորման ավելի բարձր արդյունավետություն

2. Ավելի երկար մարտկոցի կյանք

3. Կրճատեք մարտկոցը ջեռուցման վրա

4. Նվազեցնում է մարտկոցի սթրեսը

5. Մարտկոցը ծծմբաթափելու ունակություն:

Այս լիցքավորման կարգավորիչը կարող է օգտագործվել հետևյալի համար

1. Արևային տան համակարգում օգտագործվող մարտկոցների լիցքավորում

2. Արևի լապտեր գյուղական վայրերում

3. Բջջային հեռախոսի լիցքավորում

Կարծում եմ, որ շատ բան եմ նկարագրել լիցքավորման վերահսկիչի ֆոնի մասին: եկեք սկսենք վերահսկիչ սարքել:

Ինչպես և իմ նախկին հրահանգները, ես օգտագործեցի ARDUINO- ն որպես միկրոհսկիչ, որը ներառում է չիպային PWM և ADC:

Քայլ 1: Պահանջվող մասեր և գործիքներ

Մասեր:

1. ARDUINO UNO (Ամազոն)

2. 16x2 CHARACTER LCD (Amazon)

3. MOSFETS (IRF9530, IRF540 կամ համարժեք)

4. ՏՐԱՆՍԻՍՏՈՐՆԵՐ (2N3904 կամ համարժեք NPN տրանզիստորներ)

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

6. ԿԵՆՏՐՈՆ (Amazon / 100uF, 35v)

7. ԴԻՈԴ (IN4007)

8. ZENER DIODE 11v (1N4741A)

9. LEDS (Amazon / կարմիր և կանաչ)

10. ՊԱՀՊԱՆՈՆԵՐ (5A) ԵՎ FUSE HOLDER (Amazon)

11. ՀԱREԻ տախտակ (Ամազոն)

12. ԿԱՏԱՐՎԱ B ԽՈՐՀՈՐԴ (Ամազոն)

13. JUMPER WIRES (Ամազոն)

14. JՐԱԳԻՐԻ ԱՐՏԱՔԻՆ

15.6 PIN SCREW TERMINAL

16. SCOTCH MOUNTING SQUARES (Amazon)

Գործիքներ:

1. DRILL (Amazon)

2. Սոսինձ ատրճանակ (Amazon)

3. HOBBY KNIFE (Amazon)

4. OLDԻOLDՈ երկաթ (Ամազոն)

Քայլ 2: Լիցքավորեք վերահսկիչի շղթան

Ես ավելի լավ հասկանալու համար լիցքավորման վերահսկիչի ամբողջ շրջանը բաժանում եմ 6 մասի

1. Լարման զգացում

2. PWM ազդանշանի ստեղծում

3. MOSFET անջատիչ և վարորդ

4. terտիչ և պաշտպանություն

5. Displayուցադրում և ցուցում

6. Բեռը միացված/անջատված է

Քայլ 3: Լարման տվիչներ

Լիցքավորման վերահսկիչի հիմնական սենսորները լարման տվիչներն են, որոնք հեշտությամբ կարող են իրականացվել `օգտագործելով լարման բաժանարար միացում: Մենք պետք է զգանք արևային վահանակից և մարտկոցի լարումից եկող լարումը:

Քանի որ ARDUINO անալոգային քորոցային մուտքային լարումը սահմանափակված է 5 Վ -ով, ես նախագծեցի լարման բաժանարարը այնպես, որ դրանից ելքային լարումը պետք է լինի 5 Վ -ից պակաս: Ես օգտագործեցի 5W (Voc = 10v) արևային վահանակ և 6 վ and5.5Ah SLA մարտկոց ՝ էներգիան պահելու համար: R1- ի և R2- ի արժեքը կարող է լինել ավելի ցածր, բայց խնդիրն այն է, որ երբ դիմադրությունը ցածր է, դրանով ավելի մեծ հոսանք է անցնում, որի արդյունքում մեծ քանակությամբ էներգիա (P = I^2R) ցրվում է ջերմության տեսքով: Այսպիսով, տարբեր դիմադրության արժեքներ կարող են ընտրվել, բայց պետք է ուշադրություն դարձնել, որպեսզի նվազեցվի դիմադրության ամբողջ ուժի կորուստը:

Ես նախագծել եմ այս լիցքավորման կարգավորիչը իմ պահանջի համար (6 Վ մարտկոց և 5 Վ, 6 Վ արևային վահանակ), ավելի բարձր լարման դեպքում դուք պետք է փոխեք բաժանարար ռեզիստորների արժեքը: resistիշտ դիմադրիչներ ընտրելու համար կարող եք նաև օգտագործել առցանց հաշվիչ

Կոդում ես անվանել եմ «solar_volt» փոփոխականը ՝ արևային վահանակի լարման համար և «bat_volt» ՝ մարտկոցի լարման համար:

Vout = R2/(R1+R2)*V

թող վահանակի լարումը = 9V արևի պայծառ լույսի ժամանակ

R1 = 10k և R2 = 4.7 k

արևային_վոլտ = 4.7/(10+4.7)*9.0 = 2.877 վ

թող մարտկոցի լարումը լինի 7 Վ

bat_volt = 4.7/(10+4.7)*7.0 = 2.238 վ

Լարման բաժանարարներից երկուսն էլ ցածր են 5 վ -ից և հարմար են ARDUINO անալոգային քորոցին

ADC Calibration:

եկեք օրինակ բերենք.

փաստացի վոլտ/բաժանարար ելք = 3.127 2.43 V է eqv- ից 520 ADC

1 -ը eqv- ից.004673V է

Օգտագործեք այս մեթոդը սենսորը չափաբերելու համար:

ARDUINO ԿՈԴ:

համար (int i = 0; i <150; i ++) {sample1+= analogRead (A0); // կարդալ մուտքային լարումը արևային վահանակից

sample2+= analogRead (A1); // կարդալ մարտկոցի լարումը

ուշացում (2);

}

sample1 = sample1/150;

sample2 = sample2/150;

արևային_վոլտ = (նմուշ 1* 4.673* 3.127)/1000;

bat_volt = (նմուշ 2* 4.673* 3.127)/1000;

ADC- ի չափագրման համար հղեք իմ նախորդ հրահանգները, որտեղ ես մանրամասն բացատրել եմ:

Քայլ 4: Pwm ազդանշանի ստեղծում

Երկրորդ տեղը զբաղեցնող Arduino մրցույթում

Երկրորդ տեղը գրավեց «Կանաչ էլեկտրոնիկայի մարտահրավերը»