ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02): 25 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

As u van plan is om 'n sonkragstelsel buite die netwerk met 'n batterybank te installeer, benodig u 'n sonkragbeheerder. Dit is 'n toestel wat tussen die sonpaneel en die batterybank geplaas word om die hoeveelheid elektriese energie wat deur sonpanele in die batterye geproduseer word, te beheer. Die belangrikste funksie is om seker te maak dat die battery behoorlik gelaai is en beskerm word teen oorlaai. Namate die ingangsspanning van die sonpaneel styg, reguleer die laaibestuurder die lading na die batterye en voorkom dat dit oorlaai word en ontkoppel die las wanneer die battery ontlaai word.

U kan my sonprojekte op my webwerf besoek: www.opengreenenergy.com en YouTube Channel: Open Green Energy

Tipes sonkragbeheerders

Daar is tans twee tipes laai -beheerders wat algemeen in PV -kragstelsels gebruik word:

1. Pulswydte modulasie (PWM) kontroleerder

2. Maksimum Power Point Tracking (MPPT) kontroleerder

In hierdie instruksies sal ek u verduidelik oor die PWM Solar Charge Controller. Ek het vroeër ook 'n paar artikels oor PWM -laai -beheerders geplaas. Die vorige weergawe van my sonlaaibestuurders is redelik gewild op die internet en nuttig vir mense oor die hele wêreld.

Deur die kommentaar en vrae van my vorige weergawes in ag te neem, het ek my bestaande V2.0 PWM -laaikontroleerder verander om die nuwe weergawe 2.02 te maak.

Die volgende is die veranderinge in V2.02 w.r.t V2.0:

1. Die lae doeltreffende lineêre spanningsreguleerder word vervang deur die omskakelaar MP2307 vir 'n 5V -kragtoevoer.

2. 'n Bykomende stroomsensor om die stroom van die sonpaneel af te monitor.

3. MOSFET-IRF9540 word vervang deur IRF4905 vir beter prestasie.

4. Aan boord LM35 temp-sensor word vervang deur 'n DS18B20 sonde vir akkurate batterytemperatuurmonitering.

5. USB -poort vir die laai van slim toestelle.

6. Gebruik 'n enkele lont in plaas van twee

7. Een ekstra LED om sonkragstatus aan te dui.

8. Implementering van 3 fases laai algoritme.

9. Implementering van PID -beheerder in die laai -algoritme

10. Het 'n pasgemaakte PCB vir die projek gemaak

Spesifikasie

1. Laai kontroleerder sowel as energiemeter

2. Outomatiese keuse van batteryspanning (6V/12V)

3. PWM laai algoritme met outomatiese laai setpoint volgens die batteryspanning

4. LED aanduiding vir die toestand van lading en laai status

5. LCD -skerm van 20x4 karakters om spanning, stroom, krag, energie en temperatuur te vertoon.

6. Weerligbeskerming

7. Omgekeerde stroomvloeibeskerming

8. Beskerming teen kort stroombane en oorlading

9. Temperatuurvergoeding vir laai

10. USB -poort vir laai van gadgets

Voorrade

U kan die PCB V2.02 by PCBWay bestel

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

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

3. Power diode -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Buck Converter-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. Temperatuursensor - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. Huidige sensor - ACS712 (Amazon / Banggood)

7. TVS-diode- P6KE36CA (Amazon / Aliexpress)

8. Transistors - 2N3904 (Amazon / Banggood)

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

10. Keramiese kondensators (0.1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. 20x4 I2C LCD (Amazon / Banggood)

12. RGB LED (Amazon / Banggood)

13. Tweekleur-LED (Amazon)

15. Jumper Wires / Wires (Amazon / Banggood)

16. Kopspelde (Amazon / Banggood)

17. Verwarmingsbakke (Amazon / Aliexpress)

18. Sekeringshouer en sekuriteite (Amazon)

19. Drukknoppie (Amazon / Banggood)

22. Skroef terminale 1x6 pen (Aliexpress)

23. PCB -afwykings (Banggood)

24. USB -aansluiting (Amazon / Banggood)

Gereedskap:

1. Soldeerbout (Amazon)

2. Desoldeerpomp (Amazon)

2. Draadsnyer en -stropper (Amazon)

3. Skroewedraaier (Amazon)

Stap 1: Werkbeginsel van 'n PWM -heffingsbeheerder

PWM staan vir Pulse Width Modulation, wat staan vir die metode wat dit gebruik om lading te reguleer. Die funksie daarvan is om die spanning van die sonpaneel tot by die van die battery te verminder om te verseker dat die battery behoorlik gelaai word. Met ander woorde, hulle sluit die spanning van die sonpaneel tot die batteryspanning deur die sonpaneel se Vmp af te sleep na die spanning van die batterystelsel sonder om die stroom te verander.

Dit gebruik 'n elektroniese skakelaar (MOSFET) om die sonpaneel met die battery aan en uit te skakel. Deur die MOSFET op hoë frekwensie met verskillende pulswydtes te skakel, kan 'n konstante spanning gehandhaaf word. Die PWM-kontroleerder self verstel deur die breedtes (lengtes) en frekwensie van die pulse wat na die battery gestuur word, te verander.

As die breedte 100%is, is die MOSFET vol, sodat die sonpaneel die battery in grootmaat kan laai. As die wydte 0% is, is die transistor afgeskakel en sirkuleer die sonpaneel om te voorkom dat enige stroom na die battery vloei as die battery vol is.

Stap 2: Hoe werk die stroombaan?

Die hart van die laaibestuurder is 'n Arduino Nano -bord. Die Arduino waarneem die sonpaneel en die batteryspanning deur twee spanningsverdelerkringe te gebruik. Volgens hierdie spanningsvlakke besluit dit hoe om die battery te laai en die las te beheer.

Opmerking: in die prent hierbo is daar 'n typografiese fout in die krag- en beheersignaal. Die rooi lyn is vir krag en die geel lyn is vir die beheersignaal.

Die hele skematika is verdeel in die volgende stroombane:

1. Kragverspreidingskring:

Die krag van die battery (B+ en B-) word verminder tot 5V deur die X1 (MP2307) boksomskakelaar. Die uitset van die boksomskakelaar word versprei na

1. Arduino Board

2. LED's vir aanduiding

3. LCD -skerm

4. USB -poort om toestelle te laai.

2. Invoersensors:

Die sonpaneel en batteryspanning word waargeneem deur gebruik te maak van twee spanningsverdelerkringe wat bestaan uit weerstande R1-R2 en R3- R4. C1 en C2 is filterkapasitors om die ongewenste geraasseine uit te filter. Die uitset van die spanningsverdelers is gekoppel aan onderskeidelik Arduino analoog penne A0 en A1.

Die sonpaneel en lasstrome word waargeneem deur twee ACS712 -modules te gebruik. Die uitset van die huidige sensors word gekoppel aan onderskeidelik Arduino analoog pen A3 en A2.

Die batterytemperatuur word gemeet met behulp van 'n DS18B20 temperatuursensor. R16 (4.7K) is 'n optrekweerstand. Die uitset van die temperatuursensor is gekoppel aan die Arduino Digital pin D12.

3. Beheerbane:

Die beheerkringe word basies gevorm deur twee p-MOSFET's Q1 en Q2. Die MOSFET Q1 word gebruik om die laaipuls na die battery te stuur en MOSFET Q2 word gebruik om die vrag te dryf. Twee MOSFET-dryfbane bestaan uit twee transistors T1 en T2 met optrekweerstands R6 en R8. Die basisstroom van die transistors word beheer deur weerstande R5 en R7.

4. Beskermingskringe:

Die insetspanning van die sonpaneel se kant word beskerm deur 'n TVS -diode D1. Die omgekeerde stroom van die battery na die sonpaneel word beskerm deur 'n Schottky -diode D2. Die oorstroom word beskerm deur 'n lont F1.

5. LED -aanduiding:

LED1, LED2 en LED3 word gebruik om onderskeidelik son-, battery- en laaistatus aan te dui. Weerstand R9 tot R15 is stroombeperkende weerstande.

7. LCD -skerm:

'N I2C LCD -skerm word gebruik om verskillende parameters te vertoon.

8. USB laai:

Die USB -aansluiting is gekoppel aan 'n 5V -uitset vanaf die Buck -omskakelaar.

9. Stelsel herstel:

SW1 is 'n drukknop om die Arduino terug te stel.

U kan die skematiese aflaai in PDF -formaat hieronder aangeheg.

Stap 3: Hooffunksies van sonlaaibestuurder

Die laaibestuurder is ontwerp deur na die volgende punte te kyk.

1. Voorkom die oorlaai van batterye: om die energie wat deur die sonpaneel verskaf word, te beperk wanneer die battery vol gelaai word. Dit word geïmplementeer in charge_cycle () van my kode.

2. Voorkom dat die battery te veel ontlaai word: om die battery van elektriese ladings af te skakel wanneer die battery laer is. Dit word geïmplementeer in load_control () van my kode.

3. Verskaf vragbeheerfunksies: om 'n elektriese las outomaties op 'n bepaalde tydstip outomaties aan en uit te skakel. Die las sal AAN wanneer die sonsondergang en UIT wanneer die sonsopkoms is. Dit word geïmplementeer in load_control () van my kode. 4. Monitering van krag en energie: om die laskrag en energie te monitor en dit te vertoon.

5. Beskerm teen abnormale toestand: Om die stroombaan te beskerm teen die verskillende abnormale situasies soos weerlig, oorspanning, oorstroom en kortsluiting, ens.

6. Aanduiding en vertoning: Om die verskillende parameters aan te dui en te vertoon

7. Seriële kommunikasie: Om verskillende parameters in die seriële monitor af te druk

8. USB -laai: om slim toestelle te laai

Stap 4: Spanningsmeting

Die spanningsensors word gebruik om die spanning van sonpaneel en battery te bepaal. Dit word geïmplementeer deur twee spanningsverdelerkringe te gebruik. Dit bestaan uit twee weerstande R1 = 100k en R2 = 20k vir die waarneming van die spanning van die sonpaneel en soortgelyk R3 = 100k en R4 = 20k vir batteryspanning. Die uitset van die R1 en R2 is gekoppel aan die Arduino analoog pen A0 en die uitvoer van die R3 en R4 is gekoppel aan die Arduino analoog pen A1.

Spanningsmeting: Arduino se analoog insette kan gebruik word om GS -spanning tussen 0 en 5V te meet (as u die standaard 5V analoog verwysingspanning gebruik) en hierdie omvang kan verhoog word deur 'n spanningsverdelersnetwerk te gebruik. Die spanningsverdeler verlaag die spanning wat gemeet word binne die omvang van die Arduino analoog insette.

Vir 'n spanningsverdelerkring Vout = R2/(R1+R2) x Vin

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

Die analogRead () -funksie lees die spanning en skakel dit om na 'n getal tussen 0 en 1023

Kalibrasie: ons gaan die uitvoerwaarde lees met een van die analoog insette van Arduino en die analoogRead () funksie. Die funksie gee 'n waarde tussen 0 en 1023 uit, wat 0,00488V is vir elke toename (soos 5/1024 = 0,00488V)

Vin = Vout*(R1+R2)/R2; R1 = 100k en R2 = 20k

Vin = ADC -telling*0.00488*(120/20) Volt // Gemerkte deel is skaalfaktor

Nota: Dit laat ons glo dat 'n lesing van 1023 ooreenstem met 'n insetspanning van presies 5,0 volt. In die praktyk kry u moontlik nie altyd 5V van die Arduino -pen 5V nie. Dus, tydens kalibrasie, meet eers die spanning tussen die 5v- en GND -penne van Arduino met 'n multimeter, en gebruik die skaalfaktor deur die onderstaande formule te gebruik:

Skaalfaktor = gemete spanning/1024

Stap 5: Huidige meting

Vir huidige meting het ek 'n Hall Effect -stroomsensor ACS 712 -5A -variant gebruik. Daar is drie variante van die ACS712 -sensor, gebaseer op die omvang van sy huidige waarneming. Die ACS712 -sensor lees die huidige waarde en skakel dit om in 'n relevante spanningswaarde. Die waarde wat die twee metings verbind, is Gevoeligheid. Die uitsetgevoeligheid vir alle variante is soos volg:

ACS712 -model -> Huidige omvang-> Gevoeligheid

ACS712 ELC -05 -> +/- 5A -> 185 mV/A

ACS712 ELC -20 -> +/- 20A -> 100 mV/A.

ACS712 ELC -30 -> +/- 30A -> 66 mV/A

In hierdie projek het ek die 5A -variant gebruik, waarvan die sensitiwiteit 185mV/A is en die middensenspanning 2.5V is wanneer daar geen stroom is nie.

Kalibrasie:

analoog leeswaarde = analogRead (Pin);

Waarde = (5/1024)*analoog leeswaarde // As u dan nie 5V kry van die Arduino 5V -pen nie, Stroom in amp = (Waarde - offsetvoltage) / sensitiwiteit

Maar volgens die gegewensblaaie is die offsetspanning 2.5V en die sensitiwiteit 185mV/A.

Stroom in amp = (Waarde-2.5) /0.185

Stap 6: Temperatuurmeting

Waarom is temperatuurmonitering nodig?

Die chemiese reaksies van die battery verander met temperatuur. Namate die battery warmer word, neem die gasing toe. Namate die battery kouer word, word dit meer bestand teen laai. Afhangende van hoeveel die batterytemperatuur wissel, is dit belangrik om die laai aan te pas vir temperatuurveranderinge. Dit is dus belangrik om die laai aan te pas om rekening te hou met die temperatuur -effekte. Die temperatuursensor meet die batterytemperatuur, en die sonlaaibestuurder gebruik hierdie insette om die laaipunt soos benodig aan te pas. Die vergoedingswaarde is - 5mv /degC /sel vir loodsuur tipe batterye. (–30mV/ºC vir 12V en 15mV/ºC vir 6V battery). Die negatiewe teken van temperatuurvergoeding dui op 'n toename in temperatuur, wat 'n verlaging in die laagsetpunt vereis. Vir meer besonderhede, kan u hierdie artikel volg.

Temperatuurmeting deur DS18B20

Ek het 'n eksterne DS18B20 -sonde gebruik om die batterytemperatuur te meet. Dit gebruik 'n eendraad-protokol om met die mikrobeheerder te kommunikeer. Dit kan in poort-J4 op die bord aangesluit word.

Om met die DS18B20 temperatuursensor te skakel, moet u die One Wire -biblioteek en die Dallas Temperature -biblioteek installeer.

U kan hierdie artikel lees vir meer inligting oor die DS18B20 -sensor.

Stap 7: USB -laaikring

Die boksomskakelaar MP2307 wat vir kragtoevoer gebruik word, kan stroom tot 3A lewer. Dit het dus 'n voldoende marge om die USB -toestelle te laai. Die USB -aansluiting VCC is gekoppel aan 5V en GND is gekoppel aan GND. U kan na die skema hierbo verwys.

Let wel: die USB -uitgangsspanning word nie tot 5V gehandhaaf as die laadstroom 1A oorskry nie. Ek beveel dus aan dat u die USB -las tot 1A beperk.

Stap 8: laai -algoritme

As die beheerder aan die battery gekoppel is, sal die program begin. Aanvanklik kyk dit of die panelspanning voldoende is om die battery te laai. Indien wel, sal dit die laaisiklus binnegaan. Die laaisiklus bestaan uit 3 fases.

Fase 1 Bulk heffing:

Arduino verbind die sonpaneel direk met die battery (99 % dienssiklus). Die batteryspanning sal geleidelik toeneem. As die batteryspanning 14,4V bereik, begin fase 2.

In hierdie stadium is die stroom byna konstant.

Fase 2 Absorpsiekoste:

In hierdie stadium reguleer Arduino die laadstroom deur die spanningsvlak op 14,4 uur vir een uur te handhaaf. Die spanning word konstant gehou deur die werksiklus aan te pas.

Fase 3 Float -heffing:

Die kontroleerder genereer die druppel lading om die spanningsvlak op 13,5V te handhaaf. In hierdie stadium word die battery volledig gelaai. As die batteryspanning vir 10 minute minder as 13,2V is.

Die laaisiklus word herhaal.

Stap 9: Laai beheer

Om die las outomaties aan te sluit en te ontkoppel deur skemer/dagbreek en batteryspanning te monitor, word lasbeheer gebruik.

Die primêre doel van lasbeheer is om die vrag van die battery te ontkoppel om dit te beskerm teen diep ontlading. Diep ontlading kan die battery beskadig.

Die DC -laai -aansluiting is ontwerp vir lae -krag gelykstroom, soos straatlig.

Die PV -paneel self word gebruik as die ligsensor.

Veronderstel dat sonpaneel spanning> 5V beteken dagbreek en wanneer <5V skemer.

ON -toestand: In die aand, wanneer die PV -spanningsvlak onder 5V daal en die batteryspanning hoër is as die LVD -instelling, skakel die beheerder die las aan en die groen groen LED sal gloei.

UIT -toestand: die las sal in die volgende twee toestande afsny.

1. In die oggend wanneer die PV -spanning groter is as 5v, 2. As die batteryspanning laer is as die LVD -instelling Die las rooi LED AAN dui aan dat die las afgesny is.

LVD word na verwys as Lae spanning ontkoppel

Stap 10: Krag en energie

Krag: Krag is die produk van spanning (volt) en stroom (Amp)

P = VxI Kragteenheid is Watt of KW

Energie: Energie is die produk van krag (watt) en tyd (uur)

E = Pxt Energie -eenheid is Wattuur of Kilowattuur (kWh)

Om die krag en energie hierbo te monitor, word logika in sagteware geïmplementeer en die parameters word in 'n 20x4 char LCD vertoon.

Beeldkrediet: imgoat

Stap 11: Beskerming

1. Omgekeerde polariteit en omgekeerde stroombeskerming vir sonpanele

'N Schottky -diode (MBR2045) word gebruik vir omgekeerde polariteit en omgekeerde stroomstroom.

2. Beskerming teen oorlading en diep ontlading

Die sagteware implementeer beskerming teen oorlading en diepte -ontlading.

3. Beskerming teen kortsluiting en oorlading

Kortsluiting en oorbelasting word beveilig deur 'n lont F1.

4. Beskerming teen spanning by insette van sonpanele

Tydelike oorspannings kom om verskeie redes in kragstelsels voor, maar weerlig veroorsaak die ernstigste oorspanning. Dit geld veral vir PV -stelsels as gevolg van die blootgestelde liggings en kabels wat deur die stelsel verbind word. In hierdie nuwe ontwerp het ek 'n 600-watt tweerigting TVS-diode (P6KE36CA) gebruik om die weerlig en oorspanning by die PV-terminale te onderdruk.

beeldkrediet: freeimages

Stap 12: LED -aanduidings

1. Solar LED: LED1 'n Tweekleurige (rooi/groen) LED word gebruik om die sonkragstasie aan te dui, dit wil sê skemer of dagbreek.

Solar LED ------------------- Solar status

Groen dag

ROOI ------------------------- Nag

2. LED van die batterystatus (SOC): LED2

'N Belangrike parameter wat die energie -inhoud van die battery definieer, is die staat van lading (SOC). Hierdie parameter dui aan hoeveel lading in die battery beskikbaar is. RGB LED word gebruik om die laaistatus van die battery aan te dui. Raadpleeg die skema hierbo vir aansluiting.

Battery LED ---------- Battery Status

ROOI ------------------ Spanning is laag

GROEN ------------------ Spanning is gesond

BLOU ------------------ Volledig gehef

2. Laai LED: LED3

'N Tweekleurige (rooi/groen) LED word gebruik vir die aanduiding van die lasstatus. Raadpleeg die skema hierbo vir aansluiting.

Laai LED ------------------- Laai status

GROEN ----------------------- Gekoppel (AAN)

ROOI ------------------------- Ontkoppel (UIT)

Stap 13: LCD -skerm

'N LCD -skerm van 20X4 word gebruik vir die monitering van sonpanele, batterye en laai parameters.

Vir die eenvoud word 'n I2C LCD -skerm vir hierdie projek gekies. Dit benodig slegs 4 drade om met die Arduino te koppel.

Die verbinding is hieronder:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

Ry-1: spanning van sonpaneel, stroom en krag

Ry-2: Batteryspanning, temperatuur en laaierstatus (laai / laai nie)

Ry-3: Laai stroom, krag en laai status

Ry-4: Invoer energie van sonpaneel en energie verbruik deur die vrag.

U moet die biblioteek aflaai van LiquidCrystal_I2C.

Stap 14: Prototipering en toetsing

1. Broodbord:

Eers het ek die baan op 'n broodbord gemaak. Die grootste voordeel van 'n soldeerlose broodbord is dat dit soldeerloos is. U kan dus die ontwerp maklik verander deur slegs die komponente en leidrade uit die stekker te ontkoppel.

2. Geperforeerde bord:

Nadat ek die broodbordtoetsing gedoen het, het ek die baan op 'n geperforeerde bord gemaak. Volg die instruksies hieronder om dit te maak

i) Steek eers al die dele in die gat van die geperforeerde bord.

ii) Soldeer al die komponentblokkies en sny die ekstra bene met 'n knipper vas.

iii) Verbind die soldeerboute deur drade te gebruik volgens die skema.

iv) Gebruik afstand om die stroombaan van die grond af te isoleer.

Die geperforeerde bordkring is baie sterk en kan permanent in 'n projek ontplooi word. Na die toets van die prototipe, as alles perfek werk, kan ons die finale PCB ontwerp.

Stap 15: PCB -ontwerp

Ek het die skets geteken deur EasyEDA -aanlynprogrammatuur te gebruik, nadat ek na die PCB -uitleg oorgeskakel het.

Al die komponente wat u in die skematiese byvoeging bygevoeg het, moet daar wees, bo -op mekaar gestapel, gereed om geplaas en gerouteer te word. Sleep die komponente deur aan sy onderdele te gryp. Plaas dit dan binne die reghoekige grenslyn.

Rangskik al die komponente so dat die bord minimale ruimte inneem. Hoe kleiner die grootte van die bord, hoe goedkoper is die vervaardigingskoste van die PCB. Dit sal handig wees as daar 'n paar bevestigingsgate op die bord is, sodat dit in 'n omhulsel gemonteer kan word.

Nou moet jy roete. Routing is die lekkerste deel van hierdie hele proses. Dit is soos om 'n raaisel op te los! Deur die opsporingsinstrument te gebruik, moet ons al die komponente verbind. U kan die boonste en onderste laag gebruik om oorvleueling tussen twee verskillende snitte te voorkom en die snitte korter te maak.

U kan die Silk -laag gebruik om teks op die bord te voeg. Ons kan ook 'n beeldlêer invoeg, so ek voeg 'n prentjie van my webwerf -logo by om op die bord gedruk te word. Uiteindelik moet ons die grondoppervlak van die PCB gebruik met behulp van die koper -gereedskap.

Nou is die PCB gereed vir vervaardiging.

Stap 16: Laai die Gerber -lêers af

Nadat ons die PCB gemaak het, moet ons die lêers genereer wat na 'n PCB -vervaardigingsonderneming gestuur kan word, wat ons mettertyd 'n regte PCB sal terugstuur.

In EasyEDA U kan die vervaardigingslêers (Gerber -lêer) uitvoer via Document> Genereer Gerber, of deur op die knoppie Genereer in die werkbalk te klik. Die gegenereerde Gerber -lêer is 'n saamgeperste pakket. Na dekompressie kan u die volgende 8 lêers sien:

1. Onderste koper:.gbl

2. Topkoper:.gtl

3. Soldeermaskers onder:.gbs

4. Top soldeermaskers:.gts

5. Onderkantskerm:.gbo

6. Boonste syskerm:.gto

7. Boor:.drl

8. Oorsig:.ontwerp

U kan die Gerber -lêers van PCBWay aflaai

As u 'n bestelling vanaf PCBWay plaas, kry ek 'n skenking van 10% van PCBWay vir 'n bydrae tot my werk. Jou bietjie hulp kan my aanmoedig om in die toekoms meer wonderlike werk te doen. Dankie vir jou samewerking.

Stap 17: PCB -vervaardiging

Dit is nou tyd om uit te vind 'n PCB -vervaardiger wat ons Gerber -lêers na 'n regte PCB kan verander. Ek het my Gerber -lêers na JLCPCB gestuur om my PCB te vervaardig. Hulle diens is uiters goed. Ek het my PCB binne 10 dae in Indië ontvang.

Die BOM vir die projek is hieronder aangeheg.

Stap 18: Soldeer die komponente

Nadat u die bord van die PCB -huis ontvang het, moet u die komponente soldeer.

Vir soldeer benodig u 'n ordentlike soldeerbout, soldeer, nipper, soldeerlonts of pomp en 'n multimeter.

Dit is goed om die komponente volgens hul hoogte te soldeer. Soldeer eers die komponente met 'n mindere hoogte.

U kan die volgende stappe volg om die komponente te soldeer:

1. Druk die komponentpote deur hul gate en draai die printplaat op sy rug.

2. Hou die punt van die soldeerbout tot by die aansluiting van die kussing en die been van die komponent.

3. Voer soldeersel in die las sodat dit rondom die lood vloei en die laag bedek. Sodra dit oral rondgevloei het, skuif die punt weg.

4. Sny die ekstra bene af met 'n knipper.

Volg die bogenoemde reëls vir die soldeer van al die komponente.

Stap 19: Monteer die ACS712 -stroomsensor

Die ACS712-stroomsensor wat ek ontvang het, het 'n vooraf gesoldeerde skroefaansluiting vir aansluiting. Om die module direk op die printplaat te soldeer, moet u eers die skroefaansluiting losmaak.

Ek los die skroefaansluiting af met behulp van 'n ontsoldeerpomp soos hierbo getoon.

Dan soldeer ek die ACS712 -module onderstebo.

Om die Ip+ en Ip-terminale aan die PCB te koppel, gebruik ek die diode terminale bene.

Stap 20: Voeg die Buck -omskakelaar by

Om die Buck Converter -module te soldeer, moet u 4 reguit koppenne voorberei soos hierbo getoon.

Soldeer die 4 koppenne by die X1, 2 is vir uitset en die oorblywende twee is vir insette.

Stap 21: Voeg die Arduino Nano by

As u die reguit koppe koop, is dit te lank vir die Arduino Nano. U moet hulle tot die regte lengte afsny. Dit beteken elk 15 penne.

Die beste manier om die vroulike kopstukke af te sny, is om 15 penne uit te tel, die 16de pen te trek en dan 'n knippie te gebruik om die gaping tussen die 15de en 17de pen te sny.

Nou moet ons die vroulike koppe op die printplaat installeer. Neem u vroulike kopstukke en plaas dit op die manlike opskrifte op die Arduino Nano -bord.

Soldeer dan die vroulike koppenne aan die laadbeheerder se printplaat.

Stap 22: Berei die MOSFET's voor

Voordat u die MOSFET's Q1 Q2 en diode D1 aan die printplaat soldeer, is dit beter om eers die heatsinks daaraan vas te maak. Koelbakke word gebruik om hitte van die toestel af weg te beweeg om 'n laer temperatuur van die toestel te handhaaf.

Dien 'n laag heatsink -verbinding oor die MOSFET -metaalplaat. Plaas dan die termiese geleidende kussing tussen die MOSFET en die koellichaam en draai die skroef vas. U kan hierdie artikel lees oor hoekom 'n hittebak noodsaaklik is.

Soldeer hulle laastens aan die laadbeheerder se PCB.

Stap 23: Montering van die afstande

Nadat u al die dele gesoldeer het, monteer die afstande op 4 hoeke. Ek het M3 Brass Hex Standoffs gebruik.

Die gebruik van afstande bied voldoende soldering aan die soldeerverbindings en drade van die grond af.

Stap 24: Sagteware en biblioteke

Laai eers die aangehegte Arduino -kode af. Laai dan die volgende biblioteke af en installeer dit.

1. Een draad

2. DallasTemperatuur

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID -biblioteek

Die hele kode is ingedeel in die klein funksionele blok vir buigsaamheid. Gestel die gebruiker stel nie daarin belang om 'n LCD -skerm te gebruik nie en is tevrede met die LED -aanduiding. Skakel dan net die lcd_display () uit die leemte -lus () uit. Dit is al. Volgens die gebruikersvereiste kan hy ook die verskillende funksies inskakel en deaktiveer.

Nadat u al die bogenoemde biblioteke geïnstalleer het, laai die Arduino -kode op.

Opmerking: ek werk nou aan die sagteware om 'n beter laai -algoritme te implementeer. Hou kontak om die nuutste weergawe te kry.

Opgedateer op 02.04.2020

Het 'n nuwe sagteware opgelaai met 'n verbeterde laai -algoritme en implementering van die PID -beheerder daarin.

Stap 25: Finale toetsing

Koppel die Charge Controller battery terminals (BAT) aan 'n 12V battery. Maak seker dat die polariteit korrek is. Na die verbinding begin die LED en LCD onmiddellik werk. U sal ook die batteryspanning en temperatuur op die 2de ry van die LCD -skerm sien.

Koppel dan 'n sonpaneel aan die sonterminal (SOL); u kan die sonkrag, stroom en krag op die eerste ry van die LCD -skerm sien. Ek het 'n laboratoriumkragbron gebruik om die sonpaneel na te boots. Ek het my kragmeters gebruik om die spanning, stroom en drywing met die LCD -skerm te vergelyk.

Die toetsprosedure word in hierdie demo -video getoon

In die toekoms sal ek 'n 3D -gedrukte omhulsel vir hierdie projek ontwerp. Behou kontak.

Hierdie projek is 'n inskrywing in die PCB -wedstryd, stem asseblief vir my. U stemme is 'n ware inspirasie vir my om meer moeite te doen om meer bruikbare projekte soos hierdie te skryf.

Dankie dat u my Instructable gelees het. As u van my projek hou, moet u dit nie vergeet nie.

Kommentaar en terugvoer is altyd welkom.

Naaswenner in die PCB Design Challenge