ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (ვერსია -1): 11 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

[ვიდეოს დაკვრა]

ჩემს წინა ინსტრუქციებში მე აღვწერე მზის სისტემის ქსელის ენერგიის მონიტორინგის დეტალები. მე ასევე გავიმარჯვე 123D სქემების კონკურსში. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ეს ARDUINO ENERGY METER.

საბოლოოდ მე გამოვაქვეყნე ჩემი ახალი ვერსია -3 დატენვის კონტროლერი. ახალი ვერსია უფრო ეფექტურია და მუშაობს MPPT ალგორითმით.

თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ჩემი ყველა პროექტი:

ამის ნახვა შეგიძლიათ შემდეგ ბმულზე დაჭერით.

ARDUINO MPPT SARAR CHARGE CONTROLLER (ვერსია -3.0)

თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ჩემი ვერსია -1 დატენვის კონტროლერი შემდეგ ბმულზე დაჭერით.

ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (ვერსია 2.0)

მზის ენერგიის სისტემაში დატენვის კონტროლერი არის სისტემის გული, რომელიც შექმნილია დატენვის ბატარეის დასაცავად.ამ ინსტრუქციებში მე ავუხსნი PWM დამუხტვის კონტროლერს.

ინდოეთში ადამიანების უმეტესობა ცხოვრობს სოფლად, სადაც დღემდე არ არის მიღწეული ნაციონალური ქსელის გადამცემი ხაზი. არსებულ ელექტრო ქსელებს არ შეუძლიათ ელექტროენერგიის მიწოდება იმ ღარიბ ადამიანებზე. ასე რომ განახლებადი ენერგიის წყაროები (ფოტო ვოლტატიკური პანელები და ქარი გენერატორები) ჩემი აზრით საუკეთესო ვარიანტია. მე უკეთ ვიცი სოფლის ცხოვრების ტკივილის შესახებ, რადგან მეც ასევე იმ რეგიონიდან ვარ. ასე რომ, მე შევიმუშავე ეს მზის დამუხტვის კონტროლერი, როგორც სხვებისთვის, ასევე ჩემი სახლის დასახმარებლად. არ გჯერათ, რომ ჩემი სახლის მზის განათების სისტემა ბევრს ეხმარება ბოლო ციკლონ ფაილინის დროს.

მზის ენერგიას აქვს უპირატესობა იმისა, რომ იყოს ნაკლები მოვლა და დაბინძურება, მაგრამ მათი მთავარი ნაკლი არის მაღალი წარმოების ღირებულება, ენერგიის გარდაქმნის დაბალი ეფექტურობა. ვინაიდან მზის პანელებს ჯერ კიდევ აქვთ კონვერტაციის შედარებით დაბალი ეფექტურობა, სისტემის მთლიანი ღირებულება შეიძლება შემცირდეს მზის ენერგიის დატენვის ეფექტური კონტროლერის გამოყენებით, რომელსაც შეუძლია ამოიღოს მაქსიმალური ენერგია პანელიდან.

რა არის დატენვის კონტროლერი?

მზის დამუხტვის კონტროლერი არეგულირებს თქვენი მზის პანელებიდან მომდინარე ძაბვას და დენს, რომელიც მოთავსებულია მზის პანელსა და ბატარეას შორის.ეს გამოიყენება ბატარეებზე სათანადო დატენვის ძაბვის შესანარჩუნებლად. მზის პანელიდან შემავალი ძაბვის მატებასთან ერთად, დამუხტვის კონტროლერი არეგულირებს ბატარეების დატენვას, რაც თავიდან აიცილებს ზედმეტ დატენვას.

დატენვის კონტროლერის ტიპები:

1. გამორთულია

2. PWM

3. MPPT

ყველაზე ძირითადი დატენვის კონტროლერი (ON/OFF ტიპი) უბრალოდ აკონტროლებს ბატარეის ძაბვას და ხსნის წრეს, აჩერებს დატენვას, როდესაც ბატარეის ძაბვა იზრდება გარკვეულ დონეზე.

3 დამუხტვის კონტროლერს შორის MPPT– ს აქვს უმაღლესი ეფექტურობა, მაგრამ ის ძვირია და საჭიროებს კომპლექსურ სქემებს და ალგორითმს. როგორც ჩემსავით დამწყები ჰობისტი, მე ვფიქრობ, რომ PWM დამუხტვის კონტროლერი ჩვენთვის საუკეთესოა, რომელიც განიხილება, როგორც მზის ბატარეის დატენვის პირველი მნიშვნელოვანი წინსვლა.

რა არის PWM:

პულსის სიგანის მოდულაცია (PWM) არის ყველაზე ეფექტური საშუალება მუდმივი ძაბვის ბატარეის დატენვის მისაღწევად კონცენტრატორების მორიგეობის კოეფიციენტის (MOSFET) მორგებით. PWM დატენვის კონტროლერში, მზის პანელიდან დენი მცირდება ბატარეის მდგომარეობისა და დატენვის საჭიროებების შესაბამისად. როდესაც ბატარეის ძაბვა აღწევს რეგულირების განსაზღვრულ წერტილს, PWM ალგორითმი ნელ -ნელა ამცირებს დატენვის დენს, რათა თავიდან იქნას აცილებული ბატარეის გათბობა და გაზირება, მაგრამ დატენვა აგრძელებს ენერგიის მაქსიმალური რაოდენობის დაბრუნებას ბატარეაში უმოკლეს დროში.

PWM დატენვის კონტროლერის უპირატესობები:

1. დატენვის უფრო მაღალი ეფექტურობა

2. ბატარეის ხანგრძლივობა

3. შეამცირეთ ბატარეა გათბობაზე

4. ამცირებს სტრესს ბატარეაზე

5. ბატარეის დესულფაციის უნარი.

ეს დატენვის კონტროლერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას:

1. მზის სახლის სისტემაში გამოყენებული ბატარეების დატენვა

2. მზის ფარანი სოფლად

3. მობილური ტელეფონის დატენვა

მე ვფიქრობ, რომ მე ბევრი აღწერილი მაქვს ბრალდების კონტროლერის ფონის შესახებ. დავიწყოთ კონტროლერის გაკეთება.

ჩემი ადრინდელი ინსტრუქციის მსგავსად, მე გამოვიყენე ARDUINO როგორც მიკრო კონტროლერი, რომელიც მოიცავს ჩიპურ PWM და ADC.

ნაბიჯი 1: საჭირო ნაწილები და ინსტრუმენტები:

ნაწილები:

1. ARDUINO UNO (ამაზონი)

2. 16x2 CHARACTER LCD (ამაზონი)

3. MOSFETS (IRF9530, IRF540 ან ექვივალენტი)

4. TRANSISTORS (2N3904 ან ექვივალენტი NPN ტრანზისტორი)

5. წინააღმდეგობები (ამაზონი / 10k, 4.7k, 1k, 330ohm)

6. კონდენსატორი (ამაზონი / 100uF, 35v)

7. დიოდი (IN4007)

8. ZENER DIODE 11v (1N4741A)

9. LEDS (ამაზონი / წითელი და მწვანე)

10. FUSES (5A) და FUSE HOLDER (Amazon)

11. პურის დაფა (ამაზონი)

12. შესრულებული დაფა (ამაზონი)

13. JUMPER WIRES (ამაზონი)

14. პროექტის ყუთი

15.6 PIN SCREW TERMINAL

16. SCOTCH MOUNTING SQUARES (ამაზონი)

ინსტრუმენტები:

1. DRILL (ამაზონი)

2. GLUE GUN (ამაზონი)

3. ჰობი დანა (ამაზონი)

4. SOLDERING IRON (ამაზონი)

ნაბიჯი 2: დატენეთ კონტროლერის წრე

მთლიანი მუხტის კონტროლერის წრე 6 ნაწილად გავყო უკეთესი გაგებისთვის

1. ძაბვის შეგრძნება

2. PWM სიგნალის წარმოქმნა

3. MOSFET გადართვა და დრაივერი

4. ფილტრი და დაცვა

5. ჩვენება და მითითება

6. ჩატვირთვა ჩართვა/გამორთვა

ნაბიჯი 3: ძაბვის სენსორები

ძირითადი სენსორები დატენვის კონტროლერში არის ძაბვის სენსორები, რომელთა მარტივად განხორციელება შესაძლებელია ძაბვის გამყოფი მიკროსქემის გამოყენებით. ჩვენ უნდა ვიგრძნოთ მზის პანელიდან მომდინარე ძაბვა და ბატარეის ძაბვა.

ვინაიდან ARDUINO- ს ანალოგური pin შეყვანის ძაბვა შეზღუდულია 5V- მდე, მე დავამუშავე ძაბვის გამყოფი ისე, რომ მისგან გამომავალი ძაბვა იყოს 5V- ზე ნაკლები. მე გამოვიყენე 5W (Voc = 10v) მზის პანელი და 6v and5.5Ah SLA ბატარეა სიმძლავრის შესანახად.ასე უნდა დავწიო ძაბვა 5V– ზე დაბალზე. მე გამოვიყენე R1 = 10k და R2 = 4.7K ორივე ძაბვის (მზის პანელის ძაბვის და ბატარეის ძაბვის) აღქმაში. R1 და R2 შეიძლება იყოს დაბალი, მაგრამ პრობლემა ის არის, რომ როდესაც წინააღმდეგობა დაბალია, მასში უფრო მაღალი დენი გადის, რის შედეგადაც დიდი რაოდენობით ენერგია (P = I^2R) იშლება სითბოს სახით. ასე რომ, წინააღმდეგობის განსხვავებული მნიშვნელობა შეიძლება შეირჩეს, მაგრამ ზრუნვა უნდა იქნას მიღებული, რათა შემცირდეს სიმძლავრის დაკარგვა წინააღმდეგობის გასწვრივ.

მე შევადგინე ეს მუხტის კონტროლერი ჩემი მოთხოვნილებისთვის (6V ბატარეა და 5w, 6V მზის პანელი), უფრო მაღალი ძაბვისთვის თქვენ უნდა შეცვალოთ გამყოფი რეზისტორების მნიშვნელობა. სწორი რეზისტორების არჩევისთვის ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ ონლაინ კალკულატორი

კოდში მე დავარქვი ცვლადი "solar_volt" მზის პანელის ძაბვისთვის და "bat_volt" ბატარეის ძაბვისთვის.

Vout = R2/(R1+R2)*V

დავუშვათ პანელის ძაბვა = 9V მზის ნათელი შუქის დროს

R1 = 10k და R2 = 4.7 k

მზის_ვოლტი = 4.7/(10+4.7)*9.0 = 2.877 ვ

ბატარეის ძაბვა იყოს 7 ვ

bat_volt = 4.7/(10+4.7)*7.0 = 2.238 ვ

ძაბვის გამყოფი ორივე ძაბვა 5 ვ -ზე დაბალია და შესაფერისია ARDUINO ანალოგური პინისთვის

ADC კალიბრაცია:

ავიღოთ მაგალითი:

ფაქტობრივი ვოლტი/გამყოფი გამომავალი = 3.127 2.43 V არის ექვივალენტი 520 ADC

1 არის eqv to.004673V

გამოიყენეთ ეს მეთოდი სენსორის დასაკალიბრებლად.

ARDUINO კოდი:

for (int i = 0; i <150; i ++) {sample1+= analogRead (A0); // წაიკითხეთ მზის პანელიდან შეყვანის ძაბვა

sample2+= analogRead (A1); // წაიკითხეთ ბატარეის ძაბვა

დაგვიანება (2);

}

sample1 = sample1/150;

sample2 = sample2/150;

მზის_ვოლტი = (ნიმუში 1* 4.673* 3.127)/1000;

bat_volt = (ნიმუში 2* 4.673* 3.127)/1000;

ADC კალიბრაციისთვის მიმართეთ ჩემს წინა ინსტრუქციებს, სადაც მე დეტალურად ავხსენი.

ნაბიჯი 4: Pwm სიგნალის წარმოქმნა:

Arduino კონკურსში მეორე ადგილი დაიკავა

მეორე ადგილი მწვანე ელექტრონიკის გამოწვევაში