DIY Arduino PWM5 solarni krmilnik polnjenja (datoteke PCB in programska oprema vključena): 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Pred nekaj leti je Julian Ilett oblikoval izvirni solarni krmilnik "PWM5" na osnovi mikrokontrolerja PIC. Poskusil je tudi z različico, ki temelji na Arduinu. Njegove videoposnetke najdete tukaj:

po shemi Julians je arduined.eu oblikoval zelo majhno različico, ki temelji na 5V, 16MHz Arduino Pro Mini:

Ko sem že zasnoval in izdelal dva solarna polnilnika MPPT, sem želel preizkusiti to zelo poenostavljeno zasnovo.

1. korak: Narišite shemo

Shema temelji na ročni risbi Julijancev. Poskušal sem biti čim lažje razumljiv. Prav tako bo osnova za pravilno PCB.

2. korak: Oblikovanje ustreznega tiskanega vezja

Shema Eagle je bila osnova za to postavitev tiskanega vezja. Proge so enostranske in zelo široke. To vam omogoča enostavno jedkanje plošč, če jih ne želite naročiti pri proizvajalcu.

3. korak: Priprava prototipne plošče

Preden sem naročil plošče, sem želel preveriti zasnovo na kosu prototipne plošče. Njegova velikost je 0,8 x 1,4 palca.

4. korak: Napolnite odbor

Ker mora biti plošča enake velikosti kot Pro Mini, so komponente zelo blizu skupaj. Seveda bi lahko uporabili tudi komponente SMD, vendar sem želel, da bi bil dizajn čim bolj prijazen do DIY. Imena komponent najdete na shemi. Vsi upori so velikosti 1/4 vata.

BTW: To je bil moj prvi poskus spajkanja brez svinca. Tako bi lahko izgledalo čistejše;-)

5. korak: Preizkusite Dicksonovo vezje polnilne črpalke

Ker sem želel ohraniti čim nižjo porabo energije (to je okoli 6 mA), sem uporabil različico Arduino Pro Mini 3,3 V, 8 MHz. Tako zaradi napajanja 3,3 V (namesto 5 V) nisem bil prepričan, ali bo polnilna črpalka lahko ustvarila potrebno napetost vrat za MOSFET IRF3205. Zato sem naredil majhen poskus z različnimi frekvencami PWM in kondenzatorji črpalke. Kot lahko vidite, napetost približno 5,5 V ni zadostovala za pogon MOSFET na nelogični ravni. Zato sem se odločil za uporabo IRLZ44N. To je tako imenovani logični nivo MOSFET in dobro deluje s 5V.

Korak 6: Spajkanje preostalih komponent in žic

Potem je bil čas za spajkanje preostalih komponent, pa tudi žic in zunanje diode, zaščitene proti podpori. Ta dioda je zelo pomembna! Prepričajte se, da lahko prenese vaš največji tok.

7. korak: Preskusi programske opreme

Ker je bila originalna programska oprema nekoliko uspešna, sem se odločil, da napišem svojo. Lahko ga prenesete (in datoteke Eagle PCB ter Gerbers) na moj GitHub. Povezava je na koncu tega navodila.

Pomemben korak je bil ugotoviti največjo preklopno frekvenco gonilnega vezja Julians MOSFET. Kot lahko vidite, je 15kHz grozljivo (merjeno na vratih MOSFET) in bi proizvedlo veliko toplote. 2kHz na drugi strani izgleda sprejemljivo. Razlike lahko vidite v videoposnetku na prvi strani tega članka.

Za potrebne meritve sem uporabil svoj poceni žepni osciloskop DSO201, multimeter in merilnik moči Arduino DIY.

8. korak: Zaključek, povezave za prenos

Kakšen je torej zaključek tega malega projekta? Deluje v redu, seveda pa ga ni mogoče uporabiti pri nazivni napetosti baterije pod 12V. Vsaj v tem primeru bi bilo zelo neučinkovito, saj gre le za polnilnik PWM in ne za pretvornik dolarjev. Prav tako nima sledenja MPPT. Toda zaradi svoje velikosti je precej impresiven. Deluje tudi z zelo majhnimi sončnimi celicami ali z zelo zatemnjeno sončno svetlobo.

In seveda je zelo zabavno graditi to stvar. Užival sem tudi v igranju z osciloskopom in v vizualizaciji vezja gonilnika MOSFET.

Upam, da vam je bil ta mali Instructable v pomoč. Oglejte si tudi moje druge video posnetke o elektroniki na mojem kanalu YouTube.

Programska oprema, datoteke Eagle CAD in datoteke Gerber na mojem GitHubu:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

Polnilniki MPPT na mojem GitHubu:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

Moj YouTube kanal:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

9. korak: Kje naročiti plošče

Plošče lahko naročite tukaj:

jlcpcb.com (s priloženimi datotekami Gerber)

oshpark.com (z datoteko plošče Eagle)

seveda obstajajo tudi druge možnosti