ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (ვერსია 2.0): 26 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

[ვიდეოს დაკვრა]

ერთი წლის წინ, მე დავიწყე საკუთარი მზის სისტემის აგება, რათა უზრუნველყოფილიყო ჩემი სოფლის სახლის ენერგია. თავდაპირველად, მე გავაკეთე LM317 დაფუძნებული დატენვის კონტროლერი და ენერგიის მრიცხველი სისტემის მონიტორინგისთვის. დაბოლოს, მე გავაკეთე PWM დატენვის კონტროლერი. 2014 წლის აპრილში გამოვაქვეყნე ჩემი PWM მზის მუხტის კონტროლერის დიზაინი ინტერნეტში, ის გახდა ძალიან პოპულარული. უამრავმა ადამიანმა მთელს მსოფლიოში ააგო საკუთარი. ამდენმა სტუდენტმა გააკეთა თავისი კოლეჯის პროექტი ჩემგან დახმარების მიღებით. მე ყოველდღიურად ვიღებ რამოდენიმე ელ.წერილს იმ ადამიანებისგან, რომლებსაც აქვთ შეკითხვები აპარატურისა და პროგრამული უზრუნველყოფის მოდიფიკაციის შესახებ, სხვადასხვა რეიტინგული მზის პანელისა და ბატარეისათვის. წერილების ძალიან დიდი პროცენტი ეხება 12 ვოლტიანი მზის სისტემის დატენვის კონტროლერის მოდიფიკაციას.

თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ჩემი ყველა პროექტი

განახლება 25.03.2020:

მე განვაახლე ეს პროექტი და გავაკეთე მისთვის პერსონალური PCB. პროექტის სრულად ნახვა შეგიძლიათ ქვემოთ მოცემულ ბმულზე:

ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02)

ამ პრობლემის გადასაჭრელად მე შევქმენი ეს ახალი ვერსიის დატენვის კონტროლერი, ასე რომ ნებისმიერს შეუძლია გამოიყენოს იგი აპარატურისა და პროგრამული უზრუნველყოფის შეცვლის გარეშე. ამ დიზაინში ვაერთიანებ როგორც ენერგიის მრიცხველს, ასევე დამუხტვის კონტროლერს.

ვერსია -2 დატენვის კონტროლერის სპეციფიკაცია:

1. დატენვის კონტროლერი და ენერგიის მრიცხველი ბატარეის ძაბვის ავტომატური შერჩევა (6V/12V) 3. PWM დატენვის ალგორითმი ავტომატური დატენვის პარამეტრით ბატარეის ძაბვის მიხედვით 4. LED მაჩვენებელი დატენვისა და დატვირთვის მდგომარეობისთვის 20x4 სიმბოლო LCD დისპლეი ძაბვების, დენის, სიმძლავრის, ენერგიისა და ტემპერატურის ჩვენებისათვის. 6. ელვისებური დაცვა 7. საპირისპირო მიმდინარე ნაკადის დაცვა

8. მოკლე წრიული და გადატვირთვის დაცვა

9. ტემპერატურის კომპენსაცია დატენვისთვის

ელექტრული მახასიათებლები: 1. შეფასებული ძაბვა = 6v /12V2. მაქსიმალური დენი = 10A3. მაქსიმალური დატვირთვის დენი = 10A4. ღია მიკროსქემის ძაბვა = 8-11V 6V სისტემისთვის /15 -25V 12V სისტემისთვის

ნაბიჯი 1: საჭირო ნაწილები და ინსტრუმენტები:

ნაწილები:

1. არდუინო ნანო (ამაზონი / ბანგგუდი)

2. P-MOSFET (Amazon / IRF 9540 x2)

3. ენერგიის დიოდი (Amazon / MBR 2045 10A და IN5402 2A)

4. Buck Converter (Amazon / Banggood)

5. ტემპერატურის სენსორი (Amazon / Banggood)

6. მიმდინარე სენსორი (Amazon / Banggood)

7. TVS დიოდი (Amazon / P6KE36CA)

8. ტრანზისტორები (2N3904 ან Banggood)

9. რეზისტორები (100k x 2, 20k x 2, 10k x 2, 1k x 2, 330ohm x 5): Banggood

10. კერამიკული კონდენსატორები (0.1uF x 2): Banggood

11. ელექტროლიტური კონდენსატორები (100uF და 10uF): Banggood

12. 20x4 I2C LCD (Amazon / Banggood)

13. RGB LED (Amazon / Banggood)

14. ბი ფერი LED (ამაზონი)

15. Jumper Wires/Wires (Banggood)

16. ჰედერის ქინძისთავები (Amazon / Banggood)

17. სითბოს ჩაძირვა (Amazon / Banggood)

18. დაუკრავენ დამჭერს და დაუკრავენ (Amazon / eBay)

19. დააჭირეთ ღილაკს (Amazon / Banggood)

20. პერფორირებული დაფა (Amazon / Banggood)

21. პროექტის დანართი (Banggood)

22. ხრახნიანი ტერმინალები (3x2pin და 1x6 pin): Banggood

23. თხილი/ხრახნები/ჭანჭიკები (Banggood)

24. პლასტიკური ბაზა

ინსტრუმენტები:

1. შედუღების რკინა (ამაზონი)

2. მავთულის საჭრელი და სტრიპტიზი (ამაზონი)

3. ხრახნიანი მძღოლი (ამაზონი)

4. უკაბელო საბურღი (ამაზონი)

5. დრემელი (ამაზონი)

6. წებოვანი იარაღი (ამაზონი)

7. ჰობის დანა (ამაზონი)

ნაბიჯი 2: როგორ მუშაობს დატენვის კონტროლერი:

დამუხტვის კონტროლერის გული არის Arduino nano დაფა. Arduino MCU გრძნობს მზის პანელს და ბატარეის ძაბვას. ამ ძაბვების მიხედვით ის წყვეტს როგორ დატენოს ბატარეა და აკონტროლოს დატვირთვა.

დატენვის დენის რაოდენობა განისაზღვრება განსხვავებით ბატარეის ძაბვასა და დატენვის დადგენილ ძაბვებს შორის. კონტროლერი იყენებს ორ ეტაპად დატენვის ალგორითმს. დატენვის ალგორითმის თანახმად, ის აძლევს ფიქსირებული სიხშირის PWM სიგნალს მზის პანელის მხარეს p-MOSFET. PWM სიგნალის სიხშირეა 490.20Hz (ნაგულისხმევი სიხშირე pin-3). სამუშაო ციკლი 0-100% რეგულირდება შეცდომის სიგნალით.

კონტროლერი აძლევს HIGH ან LOW ბრძანებას დატვირთვის მხარეს p-MOSFET ბინდის/გათენების და ბატარეის ძაბვის მიხედვით.

სრული სქემა მოცემულია ქვემოთ.

თქვენ შეგიძლიათ წაიკითხოთ ჩემი უახლესი სტატია თქვენი მზის PV სისტემის სწორი დამუხტვის კონტროლერის არჩევის შესახებ

ნაბიჯი 3: მზის დატენვის კონტროლერის ძირითადი ფუნქციები:

დატენვის კონტროლერი შექმნილია შემდეგი პუნქტების გათვალისწინებით.

1. თავიდან აიცილეთ ბატარეის გადატვირთვა: შეზღუდეთ ენერგია, რომელიც მიეწოდება ბატარეას მზის პანელის მიერ, როდესაც ბატარეა სრულად იტენება. ეს ხორციელდება ჩემი კოდის პასუხისმგებელი_ციკლი ().

2. აკრძალოთ ბატარეის დატენვა: გამორთეთ ბატარეა ელექტრული დატვირთვისგან, როდესაც ბატარეა მიაღწევს დაბალ დატენვის დონეს. ეს ხორციელდება ჩემი კოდის load_control () - ში.

3. უზრუნველყოს დატვირთვის კონტროლის ფუნქციები: ავტომატურად დააკავშიროს და გათიშოს ელექტრული დატვირთვა მითითებულ დროს. დატვირთვა ჩართულია მზის ჩასვლისას და გამორთულია მზის ამოსვლისას. ეს ხორციელდება ჩემი კოდის load_control () - ში.

4. ენერგიისა და ენერგიის მონიტორინგი: დატვირთვის სიმძლავრის და ენერგიის მონიტორინგი და მისი ჩვენება.

5. დაიცავით პათოლოგიური მდგომარეობისგან: დაიცავით წრე სხვადასხვა პათოლოგიური სიტუაციისგან, როგორიცაა ელვა, ზედმეტი ძაბვა, ზედმეტი და მოკლე ჩართვა და ა.

6. მითითება და ჩვენება: სხვადასხვა პარამეტრების მითითება და ჩვენება

7. სერიული კომუნიკაცია: სერიული მონიტორის სხვადასხვა პარამეტრების დასაბეჭდად

ნაბიჯი 4: ძაბვის, მიმდინარე და ტემპერატურის შეგრძნება:

1. ძაბვის სენსორი:

ძაბვის სენსორები გამოიყენება მზის პანელის და ბატარეის ძაბვის გასაზრდელად. იგი ხორციელდება ორი ძაბვის გამყოფი სქემის გამოყენებით. იგი შედგება ორი რეზისტორისგან R1 = 100k და R2 = 20k მზის პანელის ძაბვის შესაფასებლად და ანალოგიურად R3 = 100k და R4 = 20k ბატარეის ძაბვისთვის. R1 და R2– დან გამომავალი დაკავშირებულია Arduino– ს ანალოგურ pin A0– თან და R3– დან R4– ით არის დაკავშირებული Arduino– ს ანალოგიურ pin P1– თან.

2. მიმდინარე სენსორი:

მიმდინარე სენსორი გამოიყენება დატვირთვის დენის გასაზომად. მოგვიანებით ეს დენი გამოიყენება დატვირთვის სიმძლავრის და ენერგიის გამოსათვლელად. მე გამოვიყენე დარბაზის ეფექტის მიმდინარე სენსორი (ACS712-20A)

3. ტემპერატურის სენსორი:

ტემპერატურის სენსორი გამოიყენება ოთახის ტემპერატურის დასადგენად. მე გამოვიყენე LM35 ტემპერატურის სენსორი, რომელიც შეფასებულია −55 ° C- დან +150 ° C დიაპაზონში.

რატომ არის საჭირო ტემპერატურის მონიტორინგი?

ბატარეის ქიმიური რეაქციები იცვლება ტემპერატურის შესაბამისად. როდესაც ბატარეა თბება, გაზი იზრდება. როდესაც ბატარეა გაცივდება, ის უფრო მდგრადი ხდება დატენვის მიმართ. იმისდა მიხედვით, თუ რამდენად იცვლება ბატარეის ტემპერატურა, მნიშვნელოვანია ტემპერატურის ცვლილებების დატენვის რეგულირება. ამიტომ მნიშვნელოვანია დატენვის მორგება ტემპერატურის ეფექტების გათვალისწინებით. ტემპერატურის სენსორი გაზომავს ბატარეის ტემპერატურას და მზის დატენვის კონტროლერი იყენებს ამ შეყვანას დატენვის დაყენების წერტილის შესაცვლელად საჭიროებისამებრ. კომპენსაციის ღირებულებაა - 5 მვ /გრადუსი /უჯრედი ტყვიის მჟავა ტიპის ბატარეებისთვის. (–30mV/ºC 12V– ზე და 15mV/ºC 6V ბატარეაზე). ტემპერატურის კომპენსაციის უარყოფითი ნიშანი მიუთითებს ტემპერატურის მატებაზე, რაც მოითხოვს დატენვის მნიშვნელობის შემცირებას.

ბატარეის ტემპერატურის კომპენსაციის გაგებისა და ოპტიმიზაციის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისათვის

ნაბიჯი 5: კალიბრაციის სენსორები

ძაბვის სენსორები:

5V = ADC რაოდენობა 1024

1 ADC რაოდენობა = (5/1024) ვოლტი = 0.0048828 ვოლტი

Vout = Vin*R2/(R1+R2)

Vin = Vout*(R1+R2)/R2 R1 = 100 და R2 = 20

Vin = ADC რაოდენობა*0.00488*(120/20) ვოლტი

მიმდინარე სენსორი:

როგორც გამყიდველის ინფორმაცია ACS 712 მიმდინარე სენსორისთვის

მგრძნობელობა არის = 100mV / A = 0.100V / A

გამომავალი ძაბვის მეშვეობით საცდელი დენი არ არის VCC / 2 = 2.5

ADC რაოდენობა = 1024/5*Vin და Vin = 2.5+0.100*I (სადაც I = მიმდინარე)

ADC რაოდენობა = 204.8 (2.5+0.1*I) = 512+20.48*I

=> 20.48*I = (ADC რაოდენობა -512)

=> I = (ADC რაოდენობა/20.48)- 512/20.48

მიმდინარე (I) = 0.04882*ADC -25

დამატებითი დეტალები ACS712– ზე

Ტემპერატურის სენსორი:

LM35 მონაცემების ფურცლის მიხედვით

მგრძნობელობა = 10 მვ/° C

ტემპერატურა გრადუსში C = (5/1024)*ADC რაოდენობა*100

შენიშვნა: სენსორების დაკალიბრება ხდება arduino Vcc = 5V მითითების გათვალისწინებით. მაგრამ პრაქტიკულად ის ყოველთვის არ არის 5V. ასე რომ შეიძლება არსებობდეს რეალური ღირებულებიდან არასწორი მნიშვნელობის მიღების შანსი. მისი მოგვარება შესაძლებელია შემდეგი გზით.

გაზომეთ ძაბვა Arduino 5V– სა და GND– ს შორის მულტიმეტრით. გამოიყენეთ ეს ძაბვა 5V ნაცვლად Vcc თქვენს კოდში. დააჭირეთ და შეეცადეთ შეცვალოთ ეს მნიშვნელობა, სანამ არ ემთხვევა რეალურ მნიშვნელობას.

მაგალითი: მე მივიღე 4.47V 5V- ის ნაცვლად. ასე რომ, ცვლილება უნდა იყოს 4.47/1024 = 0.0043652 0.0048828 -ის ნაცვლად.

ნაბიჯი 6: დატენვის ალგორითმი

1. ნაყარი: ამ რეჟიმში, წინასწარ განსაზღვრული მაქსიმალური მუდმივი რაოდენობა (ამპერი) იკვებება ბატარეაში, რადგან არ არსებობს PWM. როდესაც ბატარეა იტენება, ბატარეის ძაბვა თანდათან იზრდება

2. შეწოვა: როდესაც ბატარეა მიაღწევს ნაყარი მუხტის დადგენილ ძაბვას, PWM იწყებს ძაბვის მუდმივობას. ეს არის იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული ბატარეის ზედმეტი გათბობა და გაზირება. მიმდინარე იქნება taper ქვემოთ უსაფრთხო დონეზე, როგორც ბატარეის ხდება უფრო სრულად დამუხტული. ფლოტი: როდესაც ბატარეა სრულად იტენება, დატენვის ძაბვა მცირდება, რათა თავიდან აიცილოთ ბატარეის შემდგომი გათბობა ან გაზირება

ეს არის იდეალური დატენვის პროცედურა.

კოდის ახლანდელი დატენვის ციკლი არ არის დატვირთული 3 საფეხურით. მე ვიყენებ უფრო მარტივ ლოგიკას 2 ეტაპად. კარგად მუშაობს.

მე ვცდილობ შემდეგ ლოგიკას განვახორციელო დატენვის 3 ეტაპი.

დატენვის ციკლის მომავალი დაგეგმვა:

მასობრივი დატენვა იწყება მაშინ, როდესაც მზის ბატარეის ძაბვა უფრო დიდია ვიდრე ბატარეის ძაბვა. როდესაც ბატარეის ძაბვა მიაღწევს 14.4 ვ -ს, შეიწოვება შთანთქმის მუხტი. დატენვის დენი დარეგულირდება PWM სიგნალით, რომ შეინარჩუნოს ბატარეის ძაბვა 14.4 ვ -ზე ერთი საათის განმავლობაში. მცურავი მუხტი შემდეგ შემოვა ერთი საათის შემდეგ. მცურავი ეტაპი წარმოქმნის წვრილ მუხტს, რომ შეინარჩუნოს ბატარეის ძაბვა 13,6 ვ. როდესაც ბატარეის ძაბვა ეცემა 13,6V– ს ქვემოთ 10 წუთის განმავლობაში, დატენვის ციკლი განმეორდება.

მე ვთხოვ საზოგადოების წევრებს დამეხმარონ ზემოაღნიშნული ლოგიკის განსახორციელებლად კოდის დაწერაში.

ნაბიჯი 7: დატვირთვის კონტროლი

დაბნელება/გამთენიისას და ბატარეის ძაბვის მონიტორინგით დატვირთვის ავტომატურად დაკავშირება და გათიშვა, გამოიყენება დატვირთვის კონტროლი.

დატვირთვის კონტროლის უპირველესი დანიშნულებაა ბატარეისგან დატვირთვის გათიშვა, რათა დაიცვას იგი ღრმა დაცლისგან. ღრმა გამონადენმა შეიძლება დააზიანოს ბატარეა.

DC დატვირთვის ტერმინალი განკუთვნილია დაბალი სიმძლავრის DC დატვირთვისთვის, როგორიცაა ქუჩის შუქი.

თავად PV პანელი გამოიყენება როგორც სინათლის სენსორი.

ვარაუდობენ, რომ მზის პანელის ძაბვა> 5V ნიშნავს გამთენიისას და როდესაც <5V შებინდებისას.

ON მდგომარეობა:

საღამოს, როდესაც PV ძაბვის დონე 5V– ზე დაბალია და ბატარეის ძაბვა უფრო მაღალია ვიდრე LVD პარამეტრი, კონტროლერი ჩართავს დატვირთვას და დატვირთვის მწვანე led ანათებს.

გამორთული მდგომარეობა:

დატვირთვა შეწყდება შემდეგ ორ პირობებში.

1. დილით, როდესაც PV ძაბვა აღემატება 5 ვ, 2. როდესაც ბატარეის ძაბვა უფრო დაბალია, ვიდრე LVD პარამეტრი

დატვირთვის წითელი LED ჩართული მიუთითებს, რომ დატვირთვა შეწყვეტილია.

LVD არის მოხსენიებული, როგორც დაბალი ძაბვის გათიშვა

ნაბიჯი 8: ძალა და ენერგია

Ძალა:

სიმძლავრე არის ძაბვის (ვოლტი) და დენის (ამპერი) პროდუქტი

P = VxI

სიმძლავრის ერთეული არის Watt ან KW

ენერგია:

ენერგია არის ძალა (ვატი) და დრო (საათი)

E = Pxt

ენერგიის ერთეული არის ვატ საათი ან კილოვატ საათი (კვტსთ)

დატვირთვის სიმძლავრისა და ენერგიის მონიტორინგი ზემოთ ლოგიკა ხორციელდება პროგრამულ უზრუნველყოფაში და პარამეტრები ნაჩვენებია 20x4 char LCD ეკრანზე.

ნაბიჯი 9: დაცვა

1. მზის პანელის საპირისპირო პოლარობის დაცვა

2. დამუხტვის დაცვა

3. ღრმა გამონადენის დაცვა

4. მოკლე ჩართვისა და გადატვირთვის დაცვა

5. შეცვალე მიმდინარე დაცვა ღამით

6. მზის პანელის შეყვანისას ზედმეტი ძაბვის დაცვა

საპირისპირო პოლარობის და საპირისპირო დენის ნაკადის დაცვის მიზნით გამოვიყენე დენის დიოდი (MBR2045). დენის დიოდი გამოიყენება დიდი რაოდენობის დენის დასამუშავებლად. ჩემს ადრინდელ დიზაინში მე გამოვიყენე ნორმალური დიოდი (IN4007).

გადატვირთვისა და ღრმა გამონადენის დაცვა ხორციელდება პროგრამული უზრუნველყოფის მიერ.

ჭარბი დენის და გადატვირთვისგან დაცვა ხორციელდება ორი დაუკრავის გამოყენებით (ერთი მზის პანელის მხარეს და მეორე დატვირთვის მხარეს).

დროებითი გადაჭარბებული ძაბვა ხდება ელექტროენერგეტიკულ სისტემებში სხვადასხვა მიზეზის გამო, მაგრამ ელვა იწვევს ყველაზე ძლიერ ძაბვას. ეს განსაკუთრებით ეხება PV სისტემებს, გამოვლენილი ადგილებისა და სისტემის დამაკავშირებელი კაბელების გამო. ამ ახალ დიზაინში მე გამოვიყენე 600 ვატიანი ორმხრივი TVS დიოდი (P6KE36CA) PV ტერმინალებზე ელვის და ზედმეტი ძაბვის ჩასახშობად. ჩემს ადრინდელ დიზაინში მე გამოვიყენე ზენერის დიოდი. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ მსგავსი TVS დიოდი დატვირთვის მხარეს.

TVS დიოდის შერჩევის სახელმძღვანელოსთვის დააწკაპუნეთ აქ

TVS დიოდის სწორი ნაწილის არჩევისთვის დააჭირეთ აქ

ნაბიჯი 10: LED ჩვენება

ბატარეის დატენვის (SOC) LED:

ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრი, რომელიც განსაზღვრავს ბატარეის ენერგიის შემცველობას არის დატენვის მდგომარეობა (SOC). ეს პარამეტრი მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენი დატენვაა შესაძლებელი ბატარეაში

RGB LED გამოიყენება ბატარეის დატენვის მდგომარეობის აღსანიშნავად. დასაკავშირებლად იხილეთ ზემოთ სქემა

ბატარეის LED ---------- ბატარეის სტატუსი

წითელი ------------------ ძაბვა დაბალია

მწვანე ------------------ ძაბვა ჯანსაღია

ცისფერი ------------------ სრულად დამუხტულია

ჩატვირთეთ LED:

ორფერიანი (წითელი/მწვანე) led გამოიყენება დატვირთვის სტატუსის მითითებისთვის. მიმართეთ ზემოთ სქემატურ კავშირს.

ჩატვირთვის LED ------------------- ჩატვირთვის სტატუსი

მწვანე ----------------------- დაკავშირებულია (ჩართულია)

წითელი ------------------------- გათიშული (გამორთული)

მე შევიტანე მესამე led მზის პანელის სტატუსის მითითებისთვის.

ნაბიჯი 11: LCD ეკრანი

ძაბვის, დენის, სიმძლავრის, ენერგიისა და ტემპერატურის საჩვენებლად გამოიყენება 20x4 I2C LCD. თუ არ გსურთ პარამეტრის ჩვენება, გამორთეთ lcd_display () void loop () ფუნქციადან. გამორთვის შემდეგ თქვენ გაქვთ მითითება გამოიწვია ბატარეის და დატვირთვის სტატუსის მონიტორინგი.

თქვენ შეგიძლიათ მიმართოთ ამ ინსტრუქციას I2C LCD– ისთვის

ჩამოტვირთეთ LiquidCrystal _I2C ბიბლიოთეკა აქედან

შენიშვნა: კოდში თქვენ უნდა შეცვალოთ I2C მოდულის მისამართი. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ მისამართის სკანერის კოდი, რომელიც მოცემულია ბმულზე.

ნაბიჯი 12: პურის დაფის ტესტირება

ყოველთვის კარგი იდეაა, შეამოწმოთ თქვენი წრე პურის დაფაზე, სანამ ერთად შეაერთებთ.

ყველაფრის დაკავშირების შემდეგ ატვირთეთ კოდი. კოდი თანდართულია ქვემოთ.

მოქნილობისთვის მთელი პროგრამული უზრუნველყოფა დაყოფილია პატარა ფუნქციურ ბლოკში. დავუშვათ, რომ მომხმარებელი არ არის დაინტერესებული გამოიყენოს LCD დისპლეი და კმაყოფილია led მითითებით. შემდეგ უბრალოდ გამორთეთ lcd_display () ბათილი მარყუჟიდან (). Სულ ეს არის.

ანალოგიურად, მომხმარებლის მოთხოვნის შესაბამისად, მას შეუძლია ჩართოს და გამორთოს სხვადასხვა ფუნქციონირება.

ჩამოტვირთეთ კოდი ჩემი GitHub ანგარიშიდან

ARDUINO-SOLAR-CHARGE-CONTROLLER-V-2

ნაბიჯი 13: ელექტრომომარაგება და ტერმინალები:

ტერმინალები:

დაამატეთ 3 ხრახნიანი ტერმინალი მზის შეყვანისთვის, ბატარეის და დატვირთვის ტერმინალის კავშირებისთვის. შემდეგ შეაერთეთ იგი. მე გამოვიყენე შუა ხრახნიანი ტერმინალი ბატარეის დასაკავშირებლად, მარცხნივ არის მზის პანელისთვის და მარჯვენა არის დატვირთვისთვის.

Ენერგიის წყარო:

ჩემს წინა ვერსიაში, Arduino– ს ელექტროენერგიის მიწოდება უზრუნველყოფილი იყო 9 ვ ბატარეით. ამ ვერსიაში ენერგია აღებულია თავად დამტენი ბატარეიდან. ბატარეის ძაბვა მცირდება 5 ვ -მდე ძაბვის რეგულატორის მიერ (LM7805).

შეაერთეთ LM7805 ძაბვის რეგულატორი ბატარეის ტერმინალთან ახლოს. შემდეგ შეაერთეთ ელექტროლიტური კონდენსატორები სქემატური სქემის მიხედვით. ამ ეტაპზე დააკავშირეთ ბატარეა ხრახნიან ტერმინალთან და შეამოწმეთ ძაბვა LM7805 პინ 2 და 3 შორის. ის უნდა იყოს 5 ვ -თან ახლოს.

როდესაც ვიყენებდი 6 ვ ბატარეას, LM7805 მშვენივრად მუშაობს. 12 ვ ბატარეისთვის, გარკვეული დროის შემდეგ გაცხელდა. ამიტომ მე ვითხოვ გამოიყენოს გამაცხელებელი ამისთვის.

ეფექტური ელექტრომომარაგება:

რამოდენიმე ტესტირების შემდეგ აღმოვაჩინე, რომ ძაბვის მარეგულირებელი LM7805 არ არის საუკეთესო საშუალება არდუინოს ენერგიაზე, რადგან ის ხარჯავს უამრავ ენერგიას სითბოს სახით. ასე რომ, მე გადავწყვიტე მისი შეცვლა DC-DC მამლის გადამყვანით, რომელიც ძალიან ეფექტურია. თუ თქვენ აპირებთ ამ კონტროლერის დამზადებას, მე გირჩევთ გამოიყენოთ მამლის გადამყვანი ვიდრე LM7805 ძაბვის რეგულატორი.

Buck Converter კავშირი:

IN+ ----- BAT+

IN- ------ BAT-

OUT+ --- 5V

გარეთ- --- GND

მიმართეთ ზემოთ მოცემულ სურათებს.

შეგიძლიათ შეიძინოთ eBay– დან

ნაბიჯი 14: დაამონტაჟეთ არდუინო:

გაჭერით 2 ქალი სათაურის ზოლები თითოეული 15 ქინძისთავით. მოათავსეთ ნანო დაფა მითითებისთვის. ჩადეთ ორი სათაური ნანო პინის მიხედვით. შეამოწმეთ არის თუ არა სრულყოფილი ნანო დაფა მასში ჩასასმელად. შემდეგ შეაერთეთ იგი უკანა მხარეს.

ჩადეთ ორი რიგი მამრობითი სათაური ნანოს დაფის ორივე მხარეს გარე კავშირებისთვის. შემდეგ შეუერთეთ შედუღების წერტილები არდუინოს პინსა და სათაურის ქინძისთავებს შორის. იხილეთ ზემოთ ნახატი.

თავდაპირველად, დამავიწყდა Vcc და GND სათაურების დამატება. ამ ეტაპზე, თქვენ შეგიძლიათ განათავსოთ სათაურები 4–5 ქინძისთავებით Vcc და GND– ისთვის.

როგორც ხედავთ მე დავუკავშირე ძაბვის რეგულატორი 5V და GND ნანო 5V- სა და GND– ს წითელი და შავი მავთულით. მოგვიანებით მე ამოვიღე იგი და შევიკედლე უკანა მხარეს დაფის უკეთესი იერსახისთვის.

ნაბიჯი 15: შეაერთეთ კომპონენტები

შედუღებამდე კომპონენტები გააკეთეთ ხვრელები კუთხეებში სამონტაჟოდ.

შეაერთეთ ყველა კომპონენტი სქემატური სქემის მიხედვით.

წაისვით გამათბობელი ორ MOSFET– ზე, ასევე დენის დიოდზე.

შენიშვნა: დენის MBR2045 აქვს ორი ანოდი და ერთი კათოდი. ასე მოკლედ ორი ანოდი.

მე გამოვიყენე სქელი მავთულები ელექტროგადამცემი ხაზებისთვის და მიწის და თხელი მავთულები სიგნალისთვის. სიგნალი. სქელი მავთული სავალდებულოა, რადგან კონტროლერი განკუთვნილია უფრო მაღალი დენისთვის.

ნაბიჯი 16: შეაერთეთ მიმდინარე სენსორი

მას შემდეგ რაც ყველა კომპონენტი შეაერთეთ ორი სქელი მავთული დატვირთეთ MOSFET– ის სანიაღვრეზე და დატვირთვის გვერდის ზედა ტერმინალზე. შემდეგ შეაერთეთ ეს მავთულები ხრახნიან ტერმინალთან, რომელიც მოცემულია მიმდინარე სენსორში (ACS 712).

ნაბიჯი 17: გააკეთეთ ჩვენებისა და ტემპერატურის სენსორული პანელი

მე ვაჩვენე ორი ლიდერი ჩემს სქემაში. მაგრამ მე დავამატე მესამე led (ორ ფერი) სამომავლოდ მზის პანელის სტატუსის მითითებისთვის.

მოამზადეთ მცირე ზომის პერფორირებული დაფა, როგორც ნაჩვენებია. შემდეგ გააკეთეთ ორი ხვრელი (3.5 მმ) ბურღვით მარცხნივ და მარჯვნივ (სამონტაჟოდ).

ჩადეთ LED- ები და შეაერთეთ იგი დაფის უკანა მხარეს.

ტემპერატურის სენსორისთვის ჩასვით 3 ქინძისთავის ქალი სათაური და შემდეგ შეაერთეთ იგი.

Solder 10 ქინძისთავები მარჯვენა კუთხის header გარე კავშირი.

ახლა შეაერთეთ RGB led ანოდის ტერმინალი ტემპერატურის სენსორთან Vcc (pin-1).

შეაერთეთ ორი ორფერიანი led კათოდური ტერმინალები.

შემდეგ შეუერთეთ solder წერტილები LED- ების ტერმინალს სათაურებთან. თქვენ შეგიძლიათ ჩასვათ სტიკერი პინის სახელით ადვილი იდენტიფიკაციისთვის.

ნაბიჯი 18: კავშირი დატენვის კონტროლერისთვის

შეაერთეთ დატენვის კონტროლერი პირველ რიგში ბატარეასთან, რადგან ეს საშუალებას აძლევს დატენვის კონტროლერს დაკალიბრება მოახდინოს თუ არა 6V ან 12V სისტემა. შეაერთეთ ჯერ უარყოფითი ტერმინალი და შემდეგ პოზიტიური.შეაერთეთ მზის პანელი (ჯერ უარყოფითი და შემდეგ პოზიტიური) ბოლოს დააკავშირეთ დატვირთვა.

დატენვის კონტროლერის დატვირთვის ტერმინალი შესაფერისია მხოლოდ DC დატვირთვისთვის.

როგორ გავუშვათ AC დატვირთვა?

თუ გსურთ AC მოწყობილობების გაშვება, მაშინ გჭირდებათ ინვერტორი. შეაერთეთ ინვერტორი პირდაპირ ბატარეასთან. იხილეთ ზემოთ ნახატი.

ნაბიჯი 19: საბოლოო ტესტირება:

მთავარი დაფის და საჩვენებელი დაფის დამზადების შემდეგ დააკავშირეთ სათაური ჯუმბერის მავთულხლართებთან (ქალი-ქალი)

ამ კავშირის დროს იხილეთ სქემა. არასწორი კავშირი შეიძლება დაზიანდეს სქემები. ასე რომ ფრთხილად იყავით ამ ეტაპზე.

შეაერთეთ USB კაბელი არდუინოში და შემდეგ ატვირთეთ კოდი. ამოიღეთ USB კაბელი. თუ გსურთ სერიული მონიტორის ნახვა, შეინარჩუნეთ ის დაკავშირებული.

დაუკრავენ რეიტინგს: დემოში, მე დაუყენა 5A დაუკრავენ დაუკრავენ დამჭერს. მაგრამ პრაქტიკული გამოყენებისას დადეთ დაუკრავენ მოკლე ჩართვის დენის 120 -დან 125% -მდე.

მაგალითი: 100W მზის პანელს, რომელსაც აქვს Isc = 6.32A სჭირდება დაუკრავენ 6.32x1.25 = 7.9 ან 8A

როგორ შევამოწმოთ?

კონტროლერის შესამოწმებლად გამოვიყენე მამლის გამაძლიერებელი გადამყვანი და შავი ქსოვილი. კონვერტორის შეყვანის ტერმინალები უკავშირდება ბატარეას და გამომავალი უკავშირდება დამუხტვის კონტროლერის ბატარეის ტერმინალს.

ბატარეის მდგომარეობა:

გადაატრიალეთ კონვერტორი პოტენომეტრი ხრახნიანი საშუალებით ბატარეის სხვადასხვა ძაბვის სიმულაციისთვის. ბატარეის ძაბვის შეცვლისას შესაბამისი led გამორთულია და ჩართულია.

შენიშვნა: ამ პროცესის განმავლობაში, მზის პანელი უნდა გათიშული იყოს ან დაფარული იყოს შავი ქსოვილით ან მუყაოთი.

გამთენიისას/ბინდი: გამთენიისას და შებინდების სიმულაცია შავი ქსოვილის გამოყენებით.

ღამე: მთლიანად დაფარეთ მზის პანელი.

დღე: ამოიღეთ ქსოვილი მზის პანელიდან.

გადასვლა: შეანელეთ ქსოვილის ამოღება ან დაფარვა მზის პანელის სხვადასხვა ძაბვის შესაცვლელად.

დატვირთვის კონტროლი: ბატარეის მდგომარეობისა და გამთენიისას/ბინდის მდგომარეობის მიხედვით, დატვირთვა ჩაირთვება და გამორთულია.

ტემპერატურის კომპენსაცია:

დაიჭირეთ ტემპერატურის სენსორი ტემპერატურის გასაზრდელად და მოათავსეთ ნებისმიერი ცივი ნივთი ყინულის მსგავსი ტემპერატურის შესამცირებლად. ის დაუყოვნებლივ გამოჩნდება LCD– ზე.

კომპენსირებული მუხტის მითითებული მნიშვნელობა ჩანს სერიულ მონიტორზე.

მომდევნო ეტაპზე, მე აღვწერ ამ მუხტის კონტროლერისთვის დანართის დამზადებას.

ნაბიჯი 20: მთავარი დაფის დამონტაჟება:

მოათავსეთ მთავარი დაფა შიგთავსის შიგნით. მონიშნეთ ხვრელის პოზიცია ფანქრით.

შემდეგ წაისვით ცხელი წებო მარკირების პოზიციაზე.

მოათავსეთ პლასტიკური ბაზა წებოზე.

შემდეგ მოათავსეთ დაფა ბაზაზე და ხრახნეთ თხილი.

ნაბიჯი 21: გამოყავით ადგილი LCD ეკრანისთვის:

მონიშნეთ LCD ზომა კორპუსის წინა ყდაზე.

ამოჭერით მონიშნული ნაწილი დრემელის ან სხვა საჭრელი ინსტრუმენტის გამოყენებით. ჭრის შემდეგ დაასრულეთ იგი ჰობის დანის გამოყენებით.

ნაბიჯი 22: საბურღი ხვრელები:

საბურღი ხვრელები LCD– ის, Led ინდიკატორის პანელის, გადატვირთვის ღილაკის და გარე ტერმინალების დასაყენებლად

ნაბიჯი 23: დააინსტალირეთ ყველაფერი:

ხვრელების გაკეთების შემდეგ დააინსტალირეთ პანელები, 6 პინიანი ხრახნიანი ტერმინალი და გადატვირთვის ღილაკი.

ნაბიჯი 24: შეაერთეთ გარე 6 პინიანი ტერმინალი:

მზის პანელის დასაკავშირებლად გამოიყენება ბატარეა და დატვირთვა გარე 6 პინიანი ხრახნიანი ტერმინალით.

შეაერთეთ გარე ტერმინალი ძირითადი დაფის შესაბამის ტერმინალთან.

ნაბიჯი 25: შეაერთეთ LCD, ინდიკატორის პანელი და გადატვირთვის ღილაკი:

შეაერთეთ ინდიკატორის პანელი და LCD მთავარ დაფაზე სქემატური სქემის მიხედვით. (გამოიყენეთ ქალი-ქალი ჯუმბერის მავთულები)

გადატვირთვის ღილაკის ერთი ტერმინალი მიდის Arduino– ს RST– ზე და მეორე მიდის GND– ზე.

ყველა კავშირის შემდეგ. დახურეთ წინა საფარი და გაახურეთ.

ნაბიჯი 26: იდეები და დაგეგმვა

როგორ დავხატოთ გრაფიკები რეალურ დროში?

ძალიან საინტერესოა თუ შეგიძლია სერიული მონიტორის პარამეტრები (როგორიცაა ბატარეა და მზის ძაბვები) შენი ლეპტოპის ეკრანზე გრაფიკზე. ეს შეიძლება გაკეთდეს ძალიან მარტივად, თუ ცოტა რამ იცით დამუშავების შესახებ.

მეტი რომ იცოდეთ შეგიძლიათ მიმართოთ არდუინოს და დამუშავებას (გრაფიკის მაგალითი).

როგორ შეინახოთ ეს მონაცემები?

ეს მარტივად შეიძლება გაკეთდეს SD ბარათის გამოყენებით, მაგრამ ეს მოიცავს უფრო მეტ სირთულეს და ღირებულებას. ამის გადასაჭრელად ვეძებე ინტერნეტი და ვიპოვე მარტივი გამოსავალი. შეგიძლიათ შეინახოთ მონაცემები Excel– ის ფურცლებში.

დეტალებისთვის შეგიძლიათ მიმართოთ მონაცემების დანახვას

ზემოთ ჩამოთვლილი სურათები გადმოწერილია ინტერნეტიდან. მე დავამატე იმის გასაგებად, რისი გაკეთება მინდა და რისი გაკეთება შეგიძლია.

მომავლის დაგეგმვა:

1. დისტანციური მონაცემების ჟურნალი Ethernet- ის ან WiFi- ის საშუალებით.

2. უფრო მძლავრი დატენვის ალგორითმი და დატვირთვის კონტროლი

3. სმარტფონის/ტაბლეტების USB დატენვის წერტილის დამატება

იმედია მოგეწონებათ ჩემი ინსტრუქციები.

გთხოვთ შემოგვთავაზოთ რაიმე გაუმჯობესება. გამოთქვით კომენტარები შეცდომების ან შეცდომების შემთხვევაში.

გამომყევით მეტი განახლებებისთვის და ახალი საინტერესო პროექტებისთვის.

მადლობა:)

მეორე ადგილი ტექნიკურ კონკურსში

მეორე ადგილი მიკროკონტროლერის კონკურსში