בקר מטען סולארי Arduino PWM5 DIY (קבצי PCB ותוכנה כלולה): 9 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

לפני כמה שנים עיצב ג'וליאן אילט את בקר הטעינה הסולרית המקורית מבוססת PIC המבוססת על PIC PWM5. הוא גם ניסה בגרסה מבוססת Arduino. אתה יכול למצוא את הסרטונים שלו כאן:

על פי סכמטי של Julians, arduined.eu עיצבה גרסה קטנה מאוד, המבוססת על 5V, 16MHz Arduino Pro Mini:

אחרי שכבר עיצבתי ובניתי שני מטעני שמש MPPT באק, רציתי לנסות את העיצוב הפשטני הזה.

שלב 1: ציור סכמטי

הסכמטי מבוסס על אחד מצויר ביולי. ניסיתי לעשות את זה הכי קל שאפשר. זה יהיה גם הבסיס ל- PCB תקין.

שלב 2: עיצוב PCB מתאים

סכמטי הנשר היה הבסיס לפריסת PCB זו. המסלולים חד צדדיים ורחבים מאוד. זה מאפשר לך לחרוט את הלוחות שלך בקלות, אם אינך רוצה להזמין אותם מיצרן.

שלב 3: הכנת לוח האבטיפוס

לפני שאני מזמין את הלוחות, רציתי לאמת את העיצוב על פיסת לוח אב טיפוס. גודלו הוא 0.8 על 1.4 אינץ '.

שלב 4: אכלוס הלוח

מכיוון שהלוח צריך להיות באותו גודל כמו ה- Pro Mini, הרכיבים קרובים מאוד זה לזה. כמובן שנוכל להשתמש גם ברכיבי SMD, אך רציתי לשמור על העיצוב ידידותי ככל האפשר. ניתן למצוא את שמות הרכיבים בתרשים. כל הנגדים בגודל 1/4 וואט.

BTW: זה היה ניסיון ההלחמה הראשון שלי ללא עופרת. אז זה יכול להיראות נקי יותר;-)

שלב 5: בדיקת מעגל משאבת הטעינה של דיקסון

מכיוון שרציתי לשמור על צריכת החשמל נמוכה ככל האפשר (היא סביב 6mA), השתמשתי בגרסת 3.3V, 8MHz של ה- Arduino Pro Mini. אז בגלל אספקת 3.3V (במקום 5V), לא הייתי בטוח אם משאבת הטעינה תוכל לייצר את מתח השער הנדרש ל- MOSFET IRF3205. אז עשיתי ניסוי קטן עם תדרי PWM שונים וקבלי משאבה. כפי שאתה יכול לראות, המתח של כ- 5.5V לא היה מספיק כדי להניע MOSFET ברמה לא לוגית. אז החלטתי להשתמש ב- IRLZ44N. זהו מה שנקרא MOSFET ברמת לוגיקה ועובד מצוין עם 5V.

שלב 6: הלחמת הרכיבים והחוטים הנותרים

ואז הגיע הזמן להלחם את הרכיבים הנותרים וכן את החוטים והדיודה החיצונית המגוננת. דיודה זו חשובה מאוד! וודא שהוא מסוגל להתמודד עם הזרם המרבי שלך.

שלב 7: בדיקות תוכנה

מכיוון שהתוכנה המקורית הייתה קצת כמוך, החלטתי לכתוב משלי. אתה יכול להוריד אותו (ואת קבצי ה- PCB של הנשר, כמו גם את הגרברס) ב- GitHub שלי. הקישור נמצא בסוף מדריך זה.

שלב חשוב היה להבין את תדירות המיתוג המרבית של מעגלי הנהג Julians MOSFET. כפי שאתה יכול לראות, 15kHz נראה נורא (נמדד בשער MOSFET) ויפיק הרבה חום. מצד שני, 2kHz נראה מקובל. תוכל לראות את ההבדלים בסרטון בעמוד הראשון של מאמר זה.

כדי לבצע את המדידות הנדרשות, השתמשתי באוסילוסקופ הכיס הזול שלי DSO201, במודד ומד כוח ארדואינו DIY.

שלב 8: סיכום, קישורי הורדה

אז מה המסקנה של הפרויקט הקטן הזה? זה עובד מצוין, אך כמובן שלא ניתן להשתמש בו למתח סוללה נומינלי מתחת ל -12 וולט. לפחות זה יהיה מאוד לא יעיל במקרה הזה, כי זה רק מטען PWM ולא ממיר באק. כמו כן אין לו מעקב MPPT. אבל בגודלו הוא מרשים למדי. זה עובד גם עם פאנלים סולאריים קטנים מאוד או עם אור שמש עמום מאוד.

וכמובן שזה כיף גדול לבנות את הדבר הזה. נהניתי גם לשחק עם האוסילוסקופ שלי ולדמיין את מעגלי הנהג MOSFET.

אני מקווה שהמדריך הקטן הזה היה מועיל עבורך. עיין גם בסרטוני האלקטרוניקה האחרים שלי בערוץ היוטיוב שלי.

תוכנה, קבצי CAD של Eagle וקבצי Gerber ב- GitHub שלי:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

מטעני MPPT ב- GitHub שלי:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

ערוץ היוטיוב שלי:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

שלב 9: היכן להזמין לוחות שלך

ניתן להזמין את הלוחות כאן:

jlcpcb.com (עם קבצי Gerber המצורפים)

oshpark.com (עם קובץ לוח הנשר)

כמובן שיש גם חלופות אחרות