ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (versio-1): 11 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

[Toista video]

Aiemmissa ohjeissani kuvailin yksityiskohtia aurinkokunnan ulkopuolisen aurinkokunnan energianvalvonnasta ja olen myös voittanut 123D -piirikilpailun.

Lopuksi julkaisen uuden version-3-latausohjaimen. Uusi versio on tehokkaampi ja toimii MPPT-algoritmin kanssa.

Löydät kaikki projektini osoitteesta:

Voit nähdä sen napsauttamalla seuraavaa linkkiä.

ARDUINO MPPT SOLAR CHARGE CONTROLLER (versio-3.0)

Näet version 1 latausohjaimen napsauttamalla seuraavaa linkkiä.

ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (Versio 2.0)

Aurinkosähköjärjestelmässä latausohjain on järjestelmän sydän, joka on suunniteltu suojaamaan ladattavaa akkua. Tässä oppaassa selitän PWM -lataussäätimen.

Intiassa suurin osa ihmisistä asuu maaseudulla, jolla ei ole toistaiseksi saavutettu kansallista kantaverkkoa. Nykyiset sähköverkot eivät kykene toimittamaan köyhille ihmisille tarvittavaa sähköä. generaattorit) ovat mielestäni paras vaihtoehto. Tiedän paremmin kyläelämän tuskasta, koska olen myös tuolta alueelta, joten suunnittelin tämän DIY -aurinkopaneelien lataussäätimen auttamaan muita ja kotiani. äskettäisen Phailin -hirmumyrskyn aikana.

Aurinkoenergian etuna on se, että se on vähemmän huolto- ja saastumatonta, mutta niiden tärkeimmät haitat ovat korkeat valmistuskustannukset ja alhainen energian muuntotehokkuus. Koska aurinkopaneeleilla on edelleen suhteellisen alhainen muuntotehokkuus, järjestelmän kokonaiskustannuksia voidaan alentaa käyttämällä tehokasta aurinkopaneelien varaussäädintä, joka voi ottaa suurimman mahdollisen tehon paneelista.

Mikä on latausohjain?

Aurinkolatausohjain säätää aurinkopaneeleista tulevaa jännitettä ja virtaa, joka on sijoitettu aurinkopaneelin ja akun väliin. Sitä käytetään akkujen oikean latausjännitteen ylläpitämiseen. Kun aurinkopaneelin tulojännite nousee, latausohjain säätää akkujen varausta estäen ylikuormituksen.

Latausohjaimen tyypit:

1. PÄÄLLÄ

2. PWM

3. MPPT

Yksinkertaisin lataussäädin (ON/OFF -tyyppi) valvoo vain akun jännitettä ja avaa virtapiirin pysäyttäen latauksen, kun akun jännite nousee tietylle tasolle.

Kolmesta lataussäätimestä MPPT: llä on suurin hyötysuhde, mutta se on kallista ja vaatii monimutkaisia piirejä ja algoritmia. Kuten aloittelija harrastaja, kuten minä, mielestäni PWM -latausohjain on paras meille, jota pidetään ensimmäisenä merkittävänä edistysaskeleena aurinkoparistojen latauksessa.

Mikä on PWM:

Pulssileveysmodulaatio (PWM) on tehokkain tapa saavuttaa akun jatkuva lataus säätämällä kytkinten käyttöastetta (MOSFET). PWM -latausohjaimessa aurinkopaneelin virta pienenee akun kunnon ja lataustarpeiden mukaan. Kun akun jännite saavuttaa asetetun asetuspisteen, PWM -algoritmi pienentää latausvirtaa hitaasti välttääkseen akun kuumenemisen ja kaasun muodostumisen, mutta lataus palauttaa edelleen suurimman mahdollisen energian akkuun mahdollisimman lyhyessä ajassa.

PWM -latausohjaimen edut:

1. Korkeampi lataustehokkuus

2. Pidempi akun käyttöikä

3. Vähennä akun ylikuumenemista

4. Minimoi akun rasituksen

5. Kyky purkaa akku.

Tätä lataussäädintä voidaan käyttää:

1. Aurinkokotijärjestelmässä käytettyjen akkujen lataaminen

2. Aurinkolyhty maaseudulla

3. Matkapuhelimen lataaminen

Luulen, että olen kuvannut paljon latausohjaimen taustasta. Aletaan tehdä ohjain.

Aiempien ohjeiden tapaan käytin ARDUINOa mikro-ohjaimena, joka sisältää sirun PWM: n ja ADC: n.

Vaihe 1: Tarvittavat osat ja työkalut:

Osat:

1. ARDUINO UNO (Amazon)

2. 16x2 CHARACTER LCD (Amazon)

3. MOSFETIT (IRF9530, IRF540 tai vastaava)

4. TRANSISTORIT (2N3904 tai vastaavat NPN -transistorit)

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

6. Kondensaattori (Amazon / 100uF, 35v)

7. DIODI (IN4007)

8. ZENER -DIODI 11v (1N4741A)

9. LEDit (Amazon / punainen ja vihreä)

10. SULAKKEET (5A) JA SULAKEPIDIKE (Amazon)

11. BREAD BOARD (Amazon)

12. PERFORATED BOARD (Amazon)

13. JUMPER WIRES (Amazon)

14. PROJEKTIKOTELO

15.6 PIN -RUUVILIITIN

16. SCOTCH -ASENNUSNELIÖT (Amazon)

Työkalut:

1. PORA (Amazon)

2. LIIMAPISTOOLI (Amazon)

3. HOBBY KNIFE (Amazon)

4. JUOTINRAUTA (Amazon)

Vaihe 2: Lataa ohjaimen piiri

Jaan koko latausohjaimen piirin kuuteen osaan ymmärtämisen parantamiseksi

1. Jännitteen tunnistus

2. PWM -signaalin luominen

3. MOSFET -kytkentä ja ohjain

4. suodatin ja suoja

5. Näyttö ja ilmaisin

6. LOAD On/OFF

Vaihe 3: Jänniteanturit

Lataussäätimen pääantureita ovat jänniteanturit, jotka voidaan helposti toteuttaa käyttämällä jännitteenjakajapiiriä.

Koska analogisen ARDUINO -nastan tulojännite on rajoitettu 5 V: iin, suunnittelin jännitteenjakajan siten, että sen lähtöjännitteen tulisi olla pienempi kuin 5 V. SLA -akku virran tallentamiseen. Joten minun on alennettava sekä jännite alle 5 V: n. Käytin R1 = 10k ja R2 = 4,7K tunnistamaan molemmat jännitteet (aurinkopaneelin jännite ja akun jännite). R1: n ja R2: n arvo voi olla pienempi, mutta ongelma on se, että kun vastus on pieni, suurempi virta kulkee sen läpi, minkä seurauksena suuri määrä tehoa (P = I^2R) haihtuu lämmön muodossa. Joten voidaan valita eri vastusarvo, mutta on huolehdittava siitä, että tehohäviö minimoidaan vastuksen yli.

Olen suunnitellut tämän latausohjaimen tarpeeseeni (6V akku ja 5w, 6V aurinkopaneeli), korkeammalle jännitteelle sinun on muutettava jakajan vastuksen arvoa.

Koodissa olen nimennyt muuttujan "solar_volt" aurinkopaneelin jännitteelle ja "bat_volt" akun jännitteelle.

Vout = R2/(R1+R2)*V

anna paneelin jännite = 9V kirkkaassa auringonvalossa

R1 = 10k ja R2 = 4,7 k

solar_volt = 4,7/(10+4,7)*9,0 = 2,877v

anna akun jännitteen olla 7V

bat_volt = 4,7/(10+4,7)*7,0 = 2,238v

Molemmat jännitteenjakajien jännitteet ovat alle 5 V ja sopivat analogisille ARDUINO -nastoille

ADC -kalibrointi:

otetaan esimerkki:

todellinen voltti-/jakajalähtö = 3,127 2,43 V on ekviv - 520 ADC

1 on ekvivalentti.004673V

Käytä tätä menetelmää anturin kalibrointiin.

ARDUINO -KOODI:

for (int i = 0; i <150; i ++) {näyte1+= analoginenLue (A0); // lukea syöttöjännite aurinkopaneelista

näyte2+= analoginenLue (A1); // lue akun jännite

viive (2);

}

näyte1 = näyte1/150;

näyte2 = näyte2/150;

solar_volt = (näyte1* 4,673* 3,127)/1000;

bat_volt = (näyte2* 4,673* 3,127)/1000;

Katso ADC -kalibrointi aiemmista ohjeistani, joissa olen selittänyt perusteellisesti.

Vaihe 4: Pwm -signaalin luominen:

Toinen sija Arduino -kilpailussa

Toinen sija Green Electronics Challengessa