DIY Arduino PWM5 Solar Charge Controller (PCB -filer och programvara ingår): 9 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

För några år sedan designade Julian Ilett den ursprungliga PIC -mikrokontrollerbaserade "PWM5" solcellsladdaren. Han experimenterade också med en Arduino -baserad version. Du hittar hans videor här:

enligt schematisk bild av Julians designade arduined.eu en mycket liten version, baserad på 5V, 16MHz Arduino Pro Mini:

Efter att jag redan konstruerat och byggt två MPPT buck -solcellsladdare ville jag prova denna mycket enkla design.

Steg 1: Rita schemat

Schemat är baserat på Julians handritade en. Jag försökte göra det så lätt att förstå som möjligt. Det kommer också att vara basen för ett riktigt kretskort.

Steg 2: Designa ett korrekt kretskort

Eagle -schemat var basen för denna PCB -layout. Spåren är enkelsidiga och mycket breda. Detta gör att du enkelt kan etsa dina brädor om du inte vill beställa dem från en tillverkare.

Steg 3: Förbered prototypkortet

Innan jag beställde brädorna ville jag verifiera designen på en prototypplatta. Dess storlek är 0,8 x 1,4 tum.

Steg 4: Befolkning av styrelsen

Eftersom brädet ska ha samma storlek som Pro Mini är komponenterna väldigt nära varandra. Naturligtvis kan vi också använda SMD -komponenter, men jag ville hålla designen så DIY -vänlig som möjligt. Komponentnamnen finns på schemat. Alla motstånd är 1/4 Watt stora.

BTW: Detta var mitt första blyfria lödningsförsök. Så det kan se renare ut;-)

Steg 5: Testa Dicksons laddningspumpkrets

Eftersom jag ville hålla strömförbrukningen så låg som möjligt (det är runt 6mA) har jag använt 3.3V, 8MHz versionen av Arduino Pro Mini. Så på grund av 3,3V (istället för 5V) matning var jag inte säker på om laddningspumpen skulle kunna generera den nödvändiga grindspänningen för IRF3205 MOSFET. Så jag gjorde ett litet experiment med olika PWM -frekvenser och pumpkondensatorer. Som du kan se var spänningen på cirka 5,5 V inte tillräcklig för att driva en icke-logisk nivå MOSFET. Så jag bestämde mig för att använda en IRLZ44N. Detta är en så kallad logisk nivå MOSFET och fungerar bra med 5V.

Steg 6: Lödning av de återstående komponenterna och trådarna

Därefter var det dags att lödda de återstående komponenterna såväl som trådarna och den externa antistödda dioden. Denna diod är mycket viktig! Se till att den klarar din maximala ström.

Steg 7: Programvarutester

Eftersom den ursprungliga programvaran var lite som du gjorde, bestämde jag mig för att skriva min egen. Du kan ladda ner den (och Eagle PCB -filer samt Gerbers) på min GitHub. Länken är i slutet av denna instruerbara.

Ett viktigt steg var att räkna ut den maximala omkopplingsfrekvensen för Julians MOSFET -drivkretsar. Som du kan se ser 15kHz hemskt ut (mätt vid MOSFET -porten) och skulle producera mycket värme. 2 kHz ser å andra sidan acceptabelt ut. Du kan se skillnaderna i videon på första sidan i den här artikeln.

För att göra de nödvändiga mätningarna har jag använt mitt billiga DSO201 fickoscilloskop, en multimeter och en DIY Arduino effektmätare.

Steg 8: Slutsats, nedladdningslänkar

Så, vad är slutsatsen för detta lilla projekt? Det fungerar bra, men det kan naturligtvis inte användas för nominella batterispänningar under 12V. Åtminstone skulle det vara väldigt ineffektivt i det här fallet, eftersom det bara är en PWM -laddare snarare än en buck -omvandlare. Det har inte heller MPPT -spårning. Men för sin storlek är det ganska imponerande. Det fungerar också med mycket små solpaneler eller med mycket svagt solljus.

Och visst är det väldigt roligt att bygga den här saken. Jag tyckte också om att leka med mitt oscilloskop och att visualisera MOSFET -drivkretsarna.

Jag hoppas att den här lilla instruktionsboken var till hjälp för dig. Titta också på mina andra elektronikvideor på min YouTube -kanal.

Programvara, Eagle CAD -filer och Gerber -filer på min GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

MPPT -laddare på min GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte …

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte …

Min YouTube -kanal:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Steg 9: Var du beställer dina styrelser

Brädorna kan beställas här:

jlcpcb.com (med de bifogade Gerber -filerna)

oshpark.com (med Eagle board -filen)

självklart finns det också andra alternativ