DIY Arduino PWM5 Solar Şarj Kontrol Cihazı (PCB Dosyaları ve Yazılım Dahil): 9 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Birkaç yıl önce Julian Ilett, orijinal, PIC mikrodenetleyici tabanlı "PWM5" solar şarj kontrol cihazını tasarladı. Ayrıca Arduino tabanlı bir versiyon denedi. Videolarını burada bulabilirsiniz:

Julians şemasına göre, arduined.eu 5V, 16MHz Arduino Pro Mini'ye dayalı çok küçük bir versiyon tasarladı:

İki adet MPPT güneş enerjisi şarj cihazı tasarlayıp ürettikten sonra, bu çok basit tasarımı denemek istedim.

Adım 1: Şemayı Çizmek

Şematik, Julians'ın elle çizilmiş birine dayanmaktadır. Mümkün olduğunca kolay anlaşılır hale getirmeye çalıştım. Ayrıca uygun bir PCB için temel olacaktır.

Adım 2: Uygun Bir PCB Tasarlamak

Eagle şeması, bu PCB düzeninin temeliydi. Raylar tek taraflı ve çok geniştir. Bu, bir üreticiden sipariş etmek istemiyorsanız panolarınızı kolayca aşındırmanıza olanak tanır.

Adım 3: Prototip Panosunu Hazırlama

Panoları sipariş etmeden önce, bir prototip panosundaki tasarımı doğrulamak istedim. Boyutu 0.8 x 1.4 İnç'tir.

Adım 4: Panonun Doldurulması

Anakartın Pro Mini ile aynı boyutta olması gerektiğinden, bileşenler birbirine çok yakındır. Elbette SMD bileşenlerini de kullanabiliriz, ancak tasarımı olabildiğince kendin yap dostu tutmak istedim. Bileşen adları şemada bulunabilir. Tüm dirençler 1/4 Watt boyutundadır.

BTW: Bu benim ilk kurşunsuz lehimleme denememdi. Böylece daha temiz görünebilir;-)

Adım 5: Dickson Şarj Pompası Devresini Test Etme

Güç tüketimini olabildiğince düşük tutmak istediğim için (6mA civarında), Arduino Pro Mini'nin 3.3V, 8MHz versiyonunu kullandım. Bu nedenle, 3.3V (5V yerine) beslemesi nedeniyle, şarj pompasının IRF3205 MOSFET için gerekli geçit voltajını üretip üretemeyeceğinden emin değildim. Bu yüzden farklı PWM frekansları ve pompa kapasitörleri ile küçük bir deney yaptım. Gördüğünüz gibi, mantık dışı seviyeli bir MOSFET'i sürmek için yaklaşık 5.5V'luk voltaj yeterli değildi. Bu yüzden bir IRLZ44N kullanmaya karar verdim. Bu, sözde mantık seviyesi MOSFET'tir ve 5V ile iyi çalışır.

Adım 6: Kalan Bileşenleri ve Telleri Lehimleme

Ardından kalan bileşenleri, kabloları ve harici anti destekli diyotu lehimleme zamanı gelmişti. Bu diyot çok önemli! Maksimum akımınızı kaldırabildiğinden emin olun.

7. Adım: Yazılım Testleri

Orijinal yazılım biraz senin yaptığın gibi olduğu için kendiminkini yazmaya karar verdim. GitHub'ımdan (ve Eagle PCB dosyalarının yanı sıra Gerber'leri) indirebilirsiniz. Bağlantı, bu Eğitilebilir Yazının sonundadır.

Önemli bir adım, Julians MOSFET sürücü devresinin maksimum anahtarlama frekansını bulmaktı. Gördüğünüz gibi, 15kHz korkunç görünüyor (MOSFET kapısında ölçülmüştür) ve çok fazla ısı üretecektir. 2kHz ise kabul edilebilir görünüyor. Bu makalenin ilk sayfasındaki videodaki farkları görebilirsiniz.

Gerekli ölçümleri yapmak için ucuz DSO201 cep osiloskopumu, bir multimetreyi ve bir DIY Arduino güç ölçeri kullandım.

8. Adım: Sonuç, İndirme Bağlantıları

Peki, bu küçük projenin sonucu nedir? İyi çalışıyor, ancak elbette 12V'nin altındaki nominal akü voltajları için kullanılamaz. En azından bu durumda çok verimsiz olurdu, çünkü bu bir dönüştürücüden ziyade sadece bir PWM şarj cihazıdır. Ayrıca MPPT takibi de yoktur. Ama boyutuna göre oldukça etkileyici. Ayrıca çok küçük güneş panelleriyle veya çok loş güneş ışığıyla da çalışır.

Ve elbette bu şeyi inşa etmek çok eğlenceli. Ayrıca osiloskopumla oynamaktan ve MOSFET sürücü devresini görselleştirmekten keyif aldım.

Umarım, bu küçük Eğitilebilirlik sizin için yardımcı olmuştur. Ayrıca YouTube kanalımdaki diğer elektronik videolarıma da göz atın.

GitHub'ımdaki yazılım, Eagle CAD dosyaları ve Gerber dosyaları:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

GitHub'ımdaki MPPT Şarj Cihazları:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

YouTube Kanalım:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

9. Adım: Panolarınızı Nereden Sipariş Edebilirsiniz?

Panolar buradan sipariş edilebilir:

jlcpcb.com (ekli Gerber dosyalarıyla birlikte)

oshpark.com (Eagle board dosyası ile birlikte)

elbette başka alternatifler de var