ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02): 25 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

Om du planerar att installera ett solcellsanläggning utanför nätet med en batteribank behöver du en Solar Charge Controller. Det är en enhet som är placerad mellan solpanelen och batteribanken för att styra mängden elektrisk energi som produceras av solpaneler som går in i batterierna. Huvudfunktionen är att se till att batteriet är korrekt laddat och skyddat mot överladdning. När ingångsspänningen från solpanelen stiger, reglerar laddningskontrollen laddningen till batterierna och förhindrar överladdning och kopplar ur lasten när batteriet laddas ur.

Du kan gå igenom mina solprojekt på min webbplats: www.opengreenenergy.com och YouTube Channel: Open Green Energy

Typer av solceller

Det finns för närvarande två typer av laddningsregulatorer som vanligtvis används i PV -system:

1. Pulsbreddsmodulering (PWM) styrenhet

2. Maximal Power Point Tracking (MPPT) -styrenhet

I denna instruktionsbok kommer jag att förklara för dig om PWM Solar Charge Controller. Jag har också lagt ut några artiklar om PWM -laddningsregulatorer tidigare. Den tidigare versionen av mina solcellsregulatorer är ganska populära på internet och användbar för människor över hela världen.

Genom att beakta kommentarerna och frågorna från mina tidigare versioner har jag ändrat min befintliga V2.0 PWM Charge Controller för att göra den nya versionen 2.02.

Följande är ändringarna i V2.02 w.r.t V2.0:

1. Den lågeffektiva linjära spänningsregulatorn ersätts av en omvandlare MP2307 för 5V strömförsörjning.

2. En extra strömgivare för att övervaka ström från solpanelen.

3. MOSFET-IRF9540 ersätts av IRF4905 för bättre prestanda.

4. Inbyggd temp-sensor LM35 ersätts av en DS18B20-sond för noggrann övervakning av batteritemperaturen.

5. USB -port för laddning av smarta enheter.

6. Användning av en enda säkring istället för två

7. En extra lysdiod för att indikera solenergistatus.

8.implementering av 3 steg laddningsalgoritm.

9.implementering av PID -styrenhet i laddningsalgoritmen

10. Gjorde en anpassad PCB för projektet

Specifikation

1. Laddningsregulator samt energimätare

2. Automatiskt val av batterispänning (6V/12V)

3. PWM -laddningsalgoritm med automatisk laddningsbörvärde enligt batterispänningen

4. LED -indikering för laddnings- och laststatus

5. 20x4 tecken LCD -display för visning av spänningar, ström, effekt, energi och temperatur.

6. blixtskydd

7. Omvänd strömflödesskydd

8. kortslutnings- och överbelastningsskydd

9. Temperaturkompensation för laddning

10. USB -port för laddning av prylar

Tillbehör

Du kan beställa PCB V2.02 från PCBWay

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

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

3. strömdiod -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Buck Converter-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. temperatursensor - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. nuvarande sensor - ACS712 (Amazon / Banggood)

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

8. Transistorer - 2N3904 (Amazon / Banggood)

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

10. Keramiska kondensatorer (0.1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. 20x4 I2C LCD (Amazon / Banggood)

12. RGB LED (Amazon / Banggood)

13. tvåfärgad LED (Amazon)

15. Jumper Wires / Wires (Amazon / Banggood)

16. Header Pins (Amazon / Banggood)

17. Kylflänsar (Amazon / Aliexpress)

18. säkringshållare och säkringar (Amazon)

19. Push -knapp (Amazon / Banggood)

22. Skruvplintar 1x6 -stift (Aliexpress)

23. PCB Standoffs (Banggood)

24. USB -uttag (Amazon / Banggood)

Verktyg:

1. lödkolv (Amazon)

2. Avlödningspump (Amazon)

2. Wire Cutter and Stripper (Amazon)

3. Skruvförare (Amazon)

Steg 1: Arbetsprincip för en PWM Charge Controller

PWM står för Pulse Width Modulation, som står för metoden den använder för att reglera laddning. Dess funktion är att dra ner spänningen på solpanelen till nära batteriets för att säkerställa att batteriet är korrekt laddat. Med andra ord låser de solpanelspänningen till batterispänningen genom att dra solpanelens Vmp ner till batterisystemets spänning utan att strömmen ändras.

Den använder en elektronikbrytare (MOSFET) för att ansluta och koppla bort solpanelen med batteriet. Genom att växla MOSFET med hög frekvens med olika pulsbredder kan en konstant spänning upprätthållas. PWM-regulatorn justerar sig själv genom att variera bredderna (längderna) och frekvensen för de pulser som skickas till batteriet.

När bredden är 100%är MOSFET fullt på, vilket gör att solpanelen kan ladda batteriet i bulk. När bredden är 0% är transistorn OFF öppen och kretsar solpanelen och förhindrar att ström flyter till batteriet när batteriet är fulladdat.

Steg 2: Hur fungerar kretsen?

Hjärtat i laddningskontrollen är ett Arduino Nano -kort. Arduino känner av solpanelen och batterispänningarna med hjälp av två spänningsdelare. Enligt dessa spänningsnivåer bestämmer den hur man laddar batteriet och styr belastningen.

Obs! På bilden ovan finns det ett tryckfel i effekt- och styrsignal. Den röda linjen är för effekt och den gula linjen är för styrsignal.

Hela schemat är indelat i följande kretsar:

1. Strömfördelningskrets:

Strömmen från batteriet (B+ & B-) går ned till 5V med X1 (MP2307) buck-omvandlaren. Utmatningen från buck -omvandlaren distribueras till

1. Arduino Board

2. Lysdioder för indikering

3. LCD -skärm

4. USB -port för laddning av prylar.

2. Ingångssensorer:

Solpanelen och batterispänningar avkänns genom att använda två spänningsdelarkretsar bestående av motstånd R1-R2 & R3- R4. C1 och C2 är filterkondensatorer för att filtrera bort oönskade brussignaler. Utsignalen från spänningsdelarna är ansluten till Arduino analoga stift A0 respektive A1.

Solpanelen och lastströmmarna avkänns med hjälp av två ACS712 -moduler. Utsignalen från de aktuella sensorerna är ansluten till Arduino analoga stift A3 respektive A2.

Batteriets temperatur mäts med en temperatursensor DS18B20. R16 (4.7K) är ett uppdragningsmotstånd. Utmatningen från temperaturgivaren är ansluten till Arduino Digital pin D12.

3. Styrkretsar:

Styrkretsarna bildas i princip av två p-MOSFETs Q1 och Q2. MOSFET Q1 används för att skicka laddningspulsen till batteriet och MOSFET Q2 används för att driva lasten. Två MOSFET-drivkretsar består av två transistorer T1 och T2 med uppdragningsmotstånd R6 och R8. Transistornas basström styrs av motstånden R5 och R7.

4. Skyddskretsar:

Ingångsöverspänningen från solpanelsidan skyddas med hjälp av en TVS -diod D1. Omvänd ström från batteriet till solpanelen skyddas av en Schottky -diod D2. Överströmmen skyddas av en säkring F1.

5. LED -indikering:

LED1, LED2 och LED3 används för att indikera sol, batteri respektive belastningsstatus. Motstånden R9 till R15 är strömbegränsande motstånd.

7. LCD -skärm:

En I2C LCD -display används för att visa olika parametrar.

8. USB -laddning:

USB -uttaget är anslutet till 5V utgång från Buck Converter.

9. Systemåterställning:

SW1 är en tryckknapp för att återställa Arduino.

Du kan ladda ner schemat i PDF -format som bifogas nedan.

Steg 3: Huvudfunktioner för Solar Charge Controller

Laddningsregulatorn är utformad genom att ta hand om följande punkter.

1. Förhindra överladdning av batterier: För att begränsa energin som tillförs batteriet av solpanelen när batteriet blir fulladdat. Detta är implementerat i charge_cycle () av min kod.

2. Förhindra överladdning av batteri: För att koppla bort batteriet från elektriska belastningar när batteriet når ett lågt laddningsläge. Detta implementeras i load_control () av min kod.

3. Tillhandahåll lastkontrollfunktioner: För att automatiskt ansluta och koppla bort en elektrisk belastning vid en viss tidpunkt. Lasten kommer att PÅ när solnedgången och AV när soluppgången. Detta implementeras i load_control () av min kod. 4. Monitoring Power and Energy: För att övervaka lasteffekten och energin och visa den.

5. Skydda mot onormalt tillstånd: För att skydda kretsen från olika onormala situationer som blixtar, överspänning, överström och kortslutning, etc.

6. Indikerar och visar: För att indikera och visa de olika parametrarna

7. seriell kommunikation: För att skriva ut olika parametrar i den seriella bildskärmen

8. USB -laddning: För att ladda smarta enheter

Steg 4: Spänningsmätning

Spänningssensorerna används för att känna av spänningen på solpanel och batteri. Det implementeras genom att använda två spänningsdelarkretsar. Den består av två motstånd R1 = 100k och R2 = 20k för avkänning av solpanelspänningen och R3 = 100k och R4 = 20k för batterispänning. Utgången från R1 och R2 är ansluten till Arduino analog pin A0 och output från R3 och R4 är ansluten till Arduino analog pin A1.

Spänningsmätning: Arduinos analoga ingångar kan användas för att mäta likspänning mellan 0 och 5V (vid användning av standard 5V analog referensspänning) och detta intervall kan ökas med ett spänningsdelarnätverk. Spänningsdelaren stiger ner spänningen som mäts inom intervallet för Arduino analoga ingångar.

För en spänningsdelarkrets Vout = R2/(R1+R2) x Vin

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

Funktionen analogRead () läser spänningen och omvandlar den till ett tal mellan 0 och 1023

Kalibrering: Vi kommer att läsa utgångsvärdet med en av de analoga ingångarna till Arduino och dess analogRead () -funktion. Den funktionen matar ut ett värde mellan 0 och 1023 som är 0,00488V för varje steg (som 5/1024 = 0,00488V)

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

Vin = ADC -antal*0,00488*(120/20) Volt // Markerad del är skalfaktor

Obs: Detta får oss att tro att en avläsning på 1023 motsvarar en ingångsspänning på exakt 5,0 volt. I praktiken får du kanske inte alltid 5V från Arduino pin 5V. Så under kalibreringen mäter du först spänningen mellan 5v- och GND -stiften på Arduino med en multimeter och använder skalfaktor med hjälp av nedanstående formel:

Skalfaktor = uppmätt spänning/1024

Steg 5: Strömmätning

För strömmätning använde jag en Hall Effect strömgivare ACS 712 -5A variant. Det finns tre varianter av ACS712 -sensor baserat på intervallet för dess aktuella avkänning. ACS712 -sensorn läser det aktuella värdet och omvandlar det till ett relevant spänningsvärde. Värdet som länkar de två mätningarna är känslighet. Utmatningskänsligheten för alla varianter är följande:

ACS712 -modell -> Strömområde-> Känslighet

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

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

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

I detta projekt har jag använt 5A -varianten, för vilken känsligheten är 185mV/A och den mellersta avkänningsspänningen är 2,5V när ingen ström.

Kalibrering:

analogt läsvärde = analogRead (Pin);

Värde = (5/1024)*analogt läsvärde // Om du inte får 5V från Arduino 5V -stift då, Ström i amp = (Value - offsetVoltage) / känslighet

Men enligt datablad är offset -spänningen 2,5V och känsligheten 185mV/A

Ström i amp = (Värde-2.5) /0.185

Steg 6: Temperaturmätning

Varför krävs temperaturövervakning?

Batteriets kemiska reaktioner ändras med temperaturen. När batteriet blir varmare ökar gasningen. När batteriet blir kallare blir det mer motståndskraftigt mot laddning. Beroende på hur mycket batteriets temperatur varierar, är det viktigt att justera laddningen för temperaturförändringar. Så det är viktigt att justera laddningen för att ta hänsyn till temperatureffekterna. Temperatursensorn mäter batteriets temperatur, och Solar Charge Controller använder denna ingång för att justera laddningens börvärde efter behov. Kompensationsvärdet är - 5mv /degC /cell för batterier av blysyra. (–30mV/ºC för 12V och 15mV/ºC för 6V batteri). Det negativa tecknet på temperaturkompensation indikerar en temperaturökning kräver en minskning av laddningsbörvärdet. För mer information kan du följa den här artikeln.

Temperaturmätning med DS18B20

Jag har använt en extern DS18B20 -sond för att mäta batteriets temperatur. Den använder ett en-tråds protokoll för att kommunicera med mikrokontrollern. Den kan anslutas i port-J4 på brädet.

För att ansluta till temperatursensorn DS18B20 måste du installera One Wire -biblioteket och Dallas temperaturbibliotek.

Du kan läsa den här artikeln för mer information om DS18B20 -sensorn.

Steg 7: USB -laddningskrets

Buck -omvandlaren MP2307 som används för strömförsörjning kan leverera ström upp till 3A. Så den har en tillräcklig marginal för att ladda USB -prylarna. USB -uttaget VCC är anslutet till 5V och GND är anslutet till GND. Du kan hänvisa till schemat ovan.

Obs: USB -utgångsspänningen bibehålls inte till 5V när belastningsströmmen överstiger 1A. Så jag skulle rekommendera att begränsa USB -belastningen till 1A.

Steg 8: Laddningsalgoritm

När styrenheten är ansluten till batteriet startar programmet operationen. Inledningsvis kontrollerar den om panelspänningen är tillräcklig för att ladda batteriet. Om ja, kommer det att gå in i laddningscykeln. Laddningscykeln består av tre steg.

Steg 1 Bulkladdning:

Arduino kommer att ansluta solpanelen till batteriet direkt (99 % driftscykel). Batterispänningen ökar gradvis. När batterispänningen når 14,4V börjar steg 2.

I detta skede är strömmen nästan konstant.

Steg 2 Absorptionsavgift:

I detta skede kommer Arduino att reglera laddningsströmmen genom att hålla spänningsnivån vid 14,4 i en timme. Spänningen hålls konstant genom att justera arbetscykeln.

Steg 3 Flyteavgift:

Regulatorn genererar laddningen för att hålla spänningsnivån vid 13,5V. Detta steg håller batteriet fulladdat. Om batterispänningen är mindre än 13,2 V i 10 minuter.

Laddningscykeln kommer att upprepas.

Steg 9: Lastkontroll

För att automatiskt ansluta och koppla loss lasten genom att övervaka skymning/gryning och batterispänning används lastkontroll.

Det primära syftet med lastkontroll är att koppla loss lasten från batteriet för att skydda den från djupurladdning. Djup urladdning kan skada batteriet.

DC -lastterminalen är konstruerad för DC -belastning med låg effekt, t.ex. gatubelysning.

Själva PV -panelen används som ljussensor.

Antagande att solpanelspänning> 5V betyder gryning och när <5V skymning.

PÅ -tillstånd: På kvällen, när PV -spänningsnivån sjunker under 5V och batterispänningen är högre än LVD -inställningen, kommer regulatorn att slå på lasten och den gröna lysdioden lyser.

AV -tillstånd: Lasten avbryts under följande två förhållanden.

1. På morgonen när PV -spänningen är större än 5v, 2. När batterispänningen är lägre än LVD -inställningen Den röda lysdioden PÅ indikerar att lasten är avbruten.

LVD kallas lågspänningsavbrott

Steg 10: Kraft och energi

Effekt: Effekt är en produkt av spänning (volt) och ström (Amp)

P = VxI Effektenhet är Watt eller KW

Energi: Energi är en produkt av effekt (watt) och tid (timme)

E = Pxt Energienhet är Wattimme eller Kilowattimme (kWh)

För att övervaka effekten och energin ovanför är logiken implementerad i mjukvara och parametrarna visas i en 20x4 char LCD.

Bildkredit: imgoat

Steg 11: Skydd

1. Omvänd polaritet och omvänd strömskydd för solpaneler

För omvänd polaritet och omvänd strömströmningsskydd används en Schottky -diod (MBR2045).

2. Överladdning och djupt urladdningsskydd

Överladdning och djupt urladdningsskydd implementeras av programvaran.

3. Kortslutnings- och överbelastningsskydd

Kortslutnings- och överbelastningsskydd realiseras av en säkring F1.

4. Overspänningsskydd vid solpanelsingång

Tillfälliga överspänningar förekommer i kraftsystem av olika anledningar, men blixtnedslag orsakar de allvarligaste överspänningarna. Detta gäller särskilt PV -system på grund av utsatta platser och systemanslutningskablar. I denna nya design använde jag en 600-watts dubbelriktad TVS-diod (P6KE36CA) för att undertrycka blixt och överspänning vid PV-terminalerna.

bildkredit: freeimages

Steg 12: LED -indikeringar

1. Solar LED: LED1 En tvåfärgad (röd/grön) lysdiod används för att indikera solenergi staus dvs skymning eller gryning.

Solar LED ------------------- Solar Status

Grön dag

RÖD ------------------------- Natt

2. LED för batteriladdning (SOC): LED2

En viktig parameter som definierar energiinnehållet i batteriet är Charge State (SOC). Denna parameter anger hur mycket laddning som finns i batteriet. RGB -LED används för att indikera batteriets laddningsstatus. För anslutning se ovanstående schema.

Batterilampa ---------- Batteristatus

RÖD ------------------ Spänningen är LÅG

GRÖN ------------------ Spänning är hälsosamt

BLÅ ------------------ Fullt laddad

2. Ladda LED: LED3

En tvåfärgad (röd/grön) lysdiod används för indikering av laststatus. Se ovanstående schema för anslutning.

Ladda LED ------------------- Ladda status

GRÖN ----------------------- Ansluten (PÅ)

RÖD ------------------------- Frånkopplad (AV)

Steg 13: LCD -skärm

En 20X4 char LCD används för övervakning av solpaneler, batterier och lastparametrar.

För enkelhetens skull väljs en I2C LCD -skärm för detta projekt. Det behöver bara 4 ledningar för att ansluta till Arduino.

Anslutningen är nedan:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

Rad-1: Solpanelspänning, ström och effekt

Rad 2: Batterispänning, temperatur och laddarstatus (laddar / laddas inte)

Rad 3: Ladda ström, effekt och belastningsstatus

Rad-4: Ingångsenergi från solpanel och energi som förbrukas av lasten.

Du måste ladda ner biblioteket från LiquidCrystal_I2C.

Steg 14: Prototypning och testning

1. Brödbräda:

Först gjorde jag kretsen på en brödbräda. Den största fördelen med en lödlös brödbräda är att den är lödfri. Således kan du enkelt ändra designen genom att koppla ur komponenter och ledningar som du behöver.

2. Perforerad bräda:

Efter att ha testat brödbrädan gjorde jag kretsen på en perforerad bräda. Följ instruktionerna nedan för att göra det

i) För först in alla delar i hålet på det perforerade brädet.

ii) Löd alla komponenterna och trimma de extra benen med en nipper.

iii) Anslut lödkuddarna med hjälp av trådar enligt schemat.

iv) Använd avstängning för att isolera kretsen från marken.

Den perforerade kretskretsen är riktigt stark och kan distribueras permanent i ett projekt. Efter att ha testat prototypen, om allt fungerar perfekt kan vi gå vidare för att designa det sista kretskortet.

Steg 15: PCB -design

Jag har ritat schemat med hjälp av EasyEDA online -programvara efter det att jag bytte till PCB -layouten.

Alla komponenter som du har lagt till i schemat ska vara där, staplade ovanpå varandra, redo att placeras och dirigeras. Dra komponenterna genom att ta tag i dess kuddar. Placera den sedan inuti den rektangulära gränsen.

Ordna alla komponenter på ett sådant sätt att brädan upptar minsta utrymme. Mindre kortstorlek, desto billigare blir tillverkningskostnaden för kretskort. Det kommer att vara användbart om det finns några monteringshål på det här kortet så att det kan monteras i ett hölje.

Nu måste du rutt. Routing är den roligaste delen av hela processen. Det är som att lösa ett pussel! Med hjälp av spårningsverktyget måste vi ansluta alla komponenter. Du kan använda både det övre och det nedre lagret för att undvika överlappning mellan två olika spår och göra spåren kortare.

Du kan använda Silk -lagret för att lägga till text på tavlan. Vi kan också infoga en bildfil, så jag lägger till en bild av min webbplatslogotyp som ska skrivas ut på tavlan. I slutändan, med hjälp av kopparområdeverktyget, måste vi skapa markytan på kretskortet.

Nu är kretskortet klart för tillverkning.

Steg 16: Ladda ner Gerber -filer

Efter att ha gjort PCB måste vi generera de filer som kan skickas till ett PCB -tillverkningsföretag som i sinom tid kommer att skicka tillbaka oss ett riktigt PCB.

I EasyEDA Du kan mata ut tillverkningsfiler (Gerber -fil) via Dokument> Generera Gerber, eller genom att klicka på knappen Generera Gerber i verktygsfältet. Den genererade Gerber -filen är ett komprimerat paket. Efter dekomprimering kan du se följande 8 filer:

1. Botten Koppar:.gbl

2. Toppkoppar:.gtl

3. Bottenlödningsmasker:.gbs

4. topplödningsmasker:.gts

5. Bottom Silk Screen:.gbo

6. Övre silkesskärm:.gto

7. Borr:.drl

8. Outline:. Outline

Du kan ladda ner Gerber -filer från PCBWay

När du gör en beställning från PCBWay får jag en donation på 10% från PCBWay för ett bidrag till mitt arbete. Din lilla hjälp kan uppmuntra mig att göra mer fantastiskt arbete i framtiden. Tack för ditt samarbete.

Steg 17: PCB -tillverkning

Nu är det dags att ta reda på en PCB -tillverkare som kan göra våra Gerber -filer till en riktig PCB. Jag har skickat mina Gerber -filer till JLCPCB för tillverkning av mitt PCB. Deras service är extremt bra. Jag har fått mitt PCB i Indien inom 10 dagar.

Stödlistan för projektet bifogas nedan.

Steg 18: Lödning av komponenterna

Efter att ha mottagit brädet från PCB -huset måste du lödda komponenterna.

För lödning behöver du ett anständigt lödkolv, löd, nipper, avlödningsvickar eller pump och en multimeter.

Det är bra att löda komponenterna efter deras höjd. Löd först de mindre höjdskomponenterna.

Du kan följa följande steg för att löda komponenterna:

1. Skjut komponentbenen genom hålen och vrid kretskortet på baksidan.

2. Håll spetsen på lödkolven mot kudden mellan kudden och benet på komponenten.

3. Mata in lödet i fogen så att det flyter runt ledningen och täcker dynan. När det har runnit runt, flytta bort spetsen.

4. Trimma de extra benen med en Nipper.

Följ reglerna ovan för att löda alla komponenter.

Steg 19: Montering av ACS712 strömgivare

Strömgivaren ACS712 jag har fått har en förlödd skruvterminal för anslutning. För att löda modulen direkt på kretskortet måste du först avlöda skruvterminalen.

Jag avlödar skruvterminalen med hjälp av en avlödningspump som visas ovan.

Sedan löd jag ACS712 -modulen upp och ner.

För att ansluta Ip+ och Ip-terminalen till kretskortet använde jag diodanslutningsbenen.

Steg 20: Lägga till Buck Converter

För att löda Buck Converter -modulen måste du förbereda 4 raka huvudstiften som visas ovan.

Löd de fyra huvudstiften på X1, 2 är för utmatning och de återstående två är för ingångar.

Steg 21: Lägga till Arduino Nano

När du köper de raka rubrikerna blir de för långa för Arduino Nano. Du måste trimma ner dem till en lämplig längd. Det betyder 15 stift vardera.

Det bästa sättet att trimma de kvinnliga huvudstyckena är att räkna ut 15 stift, dra i 16: e stiftet och använd sedan en nipper för att klippa mellanrummet mellan 15: e och 17: e stiftet.

Nu måste vi installera honhuvudena på kretskortet. Ta dina kvinnliga rubriker och placera dem på de manliga rubrikerna på Arduino Nano -kortet.

Löd sedan de kvinnliga huvudstiften till laddningsstyrenhetens kretskort.

Steg 22: Förbereda MOSFET: erna

Innan du lödar MOSFETs Q1 Q2 och diod D1 på kretskortet är det bättre att fästa kylflänsarna till dem först. Kylflänsar används för att flytta bort värme från enheten för att bibehålla en lägre enhetstemperatur.

Applicera ett lager kylfläns över MOSFET -metallplattan. Lägg sedan den värmeledande dynan mellan MOSFET och kylflänsen och dra åt skruven. Du kan läsa den här artikeln om varför kylfläns är viktigt.

Slutligen, löd dem på laddningsstyrenhetens kretskort.

Steg 23: Montering av avstängningar

Efter att ha lödt alla delar, montera avstånden i 4 hörn. Jag använde M3 Brass Hex Standoffs.

Användningen av avstängningar ger tillräckligt med utrymme för lödfogarna och trådarna från marken.

Steg 24: Programvara och bibliotek

Ladda ner först den bifogade Arduino -koden. Ladda sedan ner följande bibliotek och installera dem.

1. En tråd

2. DallasTemperatur

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID -bibliotek

Hela koden bryts in i det lilla funktionella blocket för flexibilitet. Antag att användaren inte är intresserad av att använda en LCD -display och är nöjd med LED -indikationen. Inaktivera sedan bara lcd_display () från void loop (). Det är allt. På samma sätt, enligt användarens krav, kan han aktivera och inaktivera de olika funktionerna.

Efter att ha installerat alla ovanstående bibliotek, ladda upp Arduino -koden.

Obs: Jag arbetar nu med programvaran för att implementera en bättre laddningsalgoritm. Håll kontakten för att få den senaste versionen.

Uppdatering den 02.04.2020

Ladda upp en ny programvara med en förbättrad laddningsalgoritm och implementering av PID -styrenheten i den.

Steg 25: Slutprovning

Anslut laddningskontrollens batteripolar (BAT) till ett 12V -batteri. Se till att polariteten är korrekt. Efter anslutning börjar lysdioden och LCD -skärmen att fungera omedelbart. Du kommer också att märka batterispänning och temperatur på andra raden på LCD -skärmen.

Anslut sedan en solpanel till solterminalen (SOL), du kan se solspänning, ström och ström på första raden på LCD -skärmen. Jag har använt en Lab -strömförsörjning för att simulera solpanelen. Jag använde mina effektmätare för att jämföra spännings-, ström- och effektvärdena med LCD -skärmen.

Testförfarandet visas i denna demovideo

I framtiden kommer jag att utforma ett 3D -tryckt hölje för detta projekt. Hålla kontakten.

Detta projekt är en post i PCB -tävlingen, vänligen rösta på mig. Dina röster är en verklig inspiration för mig att göra mer hårt arbete för att skriva mer användbara projekt som detta.

Tack för att du läste min Instructable. Om du gillar mitt projekt, glöm inte att dela det.

Kommentarer och feedback är alltid välkomna.

Tvåa i PCB Design Challenge