Ngarkuesi i baterisë diellore 12V SLA: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Disa kohë më parë, mora në zotërim një "Limon" të një ATV krah për krah. Mjafton të them, ka shumë gabim me të. Në një moment, vendosa që "Hej, unë thjesht duhet të ndërtoj karikuesin tim të baterive diellore me fuqi të lartë vetëm për të mbajtur baterinë e lirë të gozhdë të ngordhur ndërsa dritat janë në funksion!" Përfundimisht kjo evoluoi në idenë se "Hej, duhet të përdor atë bateri për të fuqizuar disa projekte të largëta që kam planifikuar!"

Kështu, lindi ngarkuesi i baterisë diellore "Lead Buddy".

Fillimisht, unë shikova se si të nxirrja modelin tim nga "Sunny Buddy" i Sparkfun (prandaj e mora emrin), por rastësisht, rastësisht vura re se një komponent që unë tashmë isha duke përdorur në një projekt tjetër, në të vërtetë kishte një shënim aplikimi në përdorim si një ngarkues i baterisë diellore (që më kishte munguar ndërsa shfletoja fletën e të dhënave më parë) - LTC4365 e Pajisjes Analog! Nuk ka MPPT, por hej, as "Sunny Buddy" e Sparkfun (të paktën MPPT e vërtetë gjithsesi…). Pra, si e rregullojmë saktësisht këtë? Epo, lexues i dashur, shikon shënimet e aplikacionit !!! Në mënyrë të veçantë, AN1521 i Microchip "Udhëzues praktik për zbatimin e algoritmeve MPPT të panelit diellor". Actuallyshtë në të vërtetë një lexim mjaft interesant dhe ju siguron metoda të shumta të ndryshme të zbatimit të kontrollit MPPT. Ju duhen vetëm dy sensorë, një sensor tensioni (ndarës tensioni) dhe një sensor aktual, dhe keni nevojë për saktësisht një dalje. Unë rastësisht dija për një sensor të rrymës speciale që mund të përdoret me një MOSFET N-Channel, të quajtur IR25750 nga International Rectifier. AN-1199 e tyre në IR25750 është gjithashtu një lexim interesant. Së fundi, ne kemi nevojë për një mikrokontrollues për të lidhur gjithçka së bashku, dhe meqenëse na duhen vetëm 3 kunja, futni ATtiny10!

Hapi 1: Zgjedhja e Pjesëve, Skemat e Vizatimit

Tani që kemi 3 pjesët tona kryesore, duhet të fillojmë të zgjedhim komponentët e ndryshëm të tjerë që duhet të shoqërojnë IC -të tona. Komponenti ynë tjetër i rëndësishëm janë MOSFET-et tanë, veçanërisht, për këtë rishikim (shiko hapin e fundit për më shumë informacion mbi këtë), unë zgjodha të përdor TWO MOSFET Dual N-Channel me dy SQJB60EP. Një MOSFET kontrollohet ekskluzivisht nga LTC4365, dhe tjetri MOSFET është ngritur në mënyrë që një FET të veprojë si një "diodë ideale e anës së ulët" e destinuar për mbrojtje të kundërt të hyrjes (Nëse e kërkoni atë në Google, me shumë mundësi nuk do të dilni me shënimet e aplikimit nga TI dhe Maxim mbi këtë temë, më duhej të kërkoja për të.), ndërsa FET tjetër kontrollohet nga kohëmatësi PWM 16-bit i ATtiny10 (ose çfarëdo rezolute që ju zgjidhni …). Më pas vijnë pasivët tanë, të cilët sinqerisht nuk janë aq të rëndësishëm për tu renditur. Ato përbëhen nga rezistorë për ndarjen e tensionit/programimin e ngarkuesit, dhe kondensatorë të ndryshëm të anashkalimit/ruajtjes, vetëm sigurohuni që rezistorët tuaj të mund të përballojnë fuqinë e shpërndarë përmes tyre, dhe që kondensatorët tuaj të kenë toleranca të arsyeshme të temperaturës (X5R ose më mirë). Importantshtë e rëndësishme të theksohet se për shkak të mënyrës se si është projektuar kjo, një bateri DUHET të ngjitet në tabelë në mënyrë që ajo të funksionojë.

Unë kam vendosur LTC4365 që të jetë në gjendje të ngarkojë ose bateri 12 ose 24V duke ndërruar një kërcyes (për të siguruar pin OV në ngarkuesin me 0.5V kur bateria është e ngarkuar në rreth 2.387V/qelizë për bateri 12V). Ndarësi i tensionit të ngarkuesit kompensohet gjithashtu përmes një rezistence 5k PTC që lidhet me tabelën përmes një koka 2.54 mm dhe do të lidhet me anën e baterisë me një përbërës të tenxhere përçueshëm termikisht, ose edhe me shirit ngjitës. Ne gjithashtu duhet të përdorim disa zenerë gjatë dizajnit, domethënë për drejtimin e tensionit të kundërt MOSFET (si dhe furnizimin me energji të FET -it tjetër në rast se nuk i instaloni komponentët MPPT përmes një jump jump) dhe për mbrojtjen e LTC4365 kunjat nga mbitensioni. Ne do të fuqizojmë ATtiny10 me një rregullator automobilistik 5V të vlerësuar për hyrje 40V.

Siguresat…

Një gjë e rëndësishme për tu vënë në dukje, është se GJITHMON duhet të keni siguresa në hyrjet dhe daljet tuaja kur është fjala për karikuesit e baterisë, dhe që GJITHMON duhet të përdorni mbrojtje OV në hyrjet me rrymë të lartë (IE- bateri). Hyrjet e ulëta të rrymës nuk mund të zbatohen me lehtësi OVP (qarqet e IE-crowbar), pasi ato shpesh nuk mund të prodhojnë rrymë të mjaftueshme për të fikur një ndërprerës/siguresë. Kjo mund të çojë në një situatë fatale ku TRIAC/SCR juaj do të fillojë të nxehet, potencialisht të dështojë, duke shkaktuar ose dëmtimin e përbërësve tuaj poshtë linjës, ose duke shkaktuar që projekti juaj të shpërthejë në flakë. Duhet të jeni në gjendje të furnizoni rrymë të mjaftueshme për të shpërthyer siguresën në kohën e duhur (gjë që MUND ta bëjë bateria jonë 12V). Sa për siguresat, vendosa të shkoj me 0453003. MR nga Littlefuse. Ashtë një siguresë fantastike në një paketë shumë të vogël SMD. Nëse vendosni të shkoni me siguresa më të mëdha, të tilla si siguresat 5x20mm, JU LUTEM, P THER DASHURIN OF E ÇFAR T HIGH LART TING LUTENI….. Mos përdorni siguresa qelqi. Siguresat e qelqit mund të thyhen kur të fryjnë, duke dërguar copa metali të shkrirë të nxehtë dhe xham të mprehtë në të gjithë bordin tuaj duke bërë të gjitha llojet e dëmtimeve në proces. GJITHMON use përdorni siguresa qeramike, shumica e tyre janë të mbushura me rërë në mënyrë që kur të fryjnë, të mos skuqen bordin tuaj, apo shtëpinë tuaj (për të mos përmendur që vetë qeramika gjithashtu duhet të ndihmojë në mbrojtje, e ngjashme me armaturën qeramike të përdorur për të mbrojtur automjetet luftarake moderne nga kokat e formësimit të ngarkesës/ VETRTET JETST E NXEHTS T PLASMS). Të jesh në gjendje të "Shihni" atë tela të vogël në siguresën tuaj (atë, ju mund të mos jeni në gjendje ta shihni gjithsesi, veçanërisht nëse jeni gati të verbër) nuk ia vlen të keni një grumbull qymyri që digjet aty ku ishte shtëpia juaj. Nëse keni nevojë të provoni siguresën tuaj, përdorni një multimetër për të kontrolluar rezistencën e tij.

Mbrojtje nga ESD

Kanë kaluar kohërat kur ne u mbështetëm ekskluzivisht në varistorë të shtrenjtë prej 5-10 dollarë për të mbrojtur projektet tona elektronike. Ju GJITHMON duhet të hidhni disa dioda TVS, ose Supension të Tensionit Kalimtar. Nuk ka fjalë për fjalë asnjë arsye për të mos. Çdo hyrje, veçanërisht një hyrje e panelit diellor, duhet të mbrohet nga ESD. Në rast goditjeje rrufeje pranë paneleve tuaja diellore/çdo teli-teli, ajo diodë e vogël TVS, e kombinuar me një siguresë, mund të parandalojë që projekti juaj të mos dëmtohet nga çdo lloj ESD/EMP (që është një rrufe greva është, lloj …). Ato nuk janë aq të qëndrueshme sa ato të MOV, por sigurisht që mund ta kryejnë punën shumicën e kohës.

E cila na sjell në artikullin tonë të radhës, Spark gaps. "Cilat janë boshllëqet e shkëndijës?!?" Epo, boshllëqet e shkëndijave janë në thelb vetëm një gjurmë që shtrihet në një rrafsh tokësor nga një prej kunjave tuaj të hyrjes, që ka hequr maskën nga ajo dhe rrafshin tokësor lokal dhe është e ekspozuar në ajër të hapur. Ta themi thjesht, ajo lejon që ESD të harkohet drejtpërdrejt në rrafshin tuaj tokësor (rruga e rezistencës më të vogël), dhe shpresojmë se do të kursejë qarkun tuaj. Ato nuk kushtojnë absolutisht asgjë për t'u shtuar, kështu që gjithmonë duhet t'i shtoni aty ku mundeni. Ju mund të llogaritni distancën që ju nevojitet midis gjurmës suaj dhe rrafshit të tokës për të mbrojtur për njëfarë tensioni përmes Ligjit të Paschenit. Unë nuk do të diskutoj se si ta llogarisim atë, por mjafton të them që këshillohet një njohuri e përgjithshme e llogaritjes. Përndryshe, duhet të jeni në rregull me një hapësirë 6-10mil në mes gjurmës dhe tokës. Përdorimi i një gjurme të rrumbullakosur është gjithashtu i këshillueshëm. Shihni foton që postova për një ide se si ta zbatoni atë.

Aeroplanët tokësorë

Nuk ka asnjë arsye për të mos përdorur një derdhje të madhe të tokës në shumicën e projekteve elektronike. Për më tepër, është jashtëzakonisht e kotë të mos përdorni derdhje tokësore pasi i gjithë ai bakër do të duhet të gdhendet. Ju tashmë po paguani për bakrin, mund të mos e ndotni atë rrugët ujore të Kinës (ose kudo) dhe ta përdorni mirë si rrafshin tuaj tokësor. Derdhjet e çelura kanë përdorime shumë të kufizuara në elektronikën moderne dhe rrallë, nëse përdoren ndonjëherë për këtë qëllim, pasi derdhjet e tokës së ngurtë gjoja kanë cilësi më të mira për sinjale me frekuencë të lartë, për të mos përmendur se ato janë më të mira në mbrojtjen e gjurmëve të ndjeshme DHE mund të sigurojnë një anashkalim kapaciteti me një aeroplan "të gjallë" nëse përdorni një dërrasë me shumë shtresa. Alsoshtë gjithashtu e rëndësishme të theksohet, që nëse përdorni furrën e rimbushjes ose stacionin e ripërpunimit të ajrit të nxehtë, lidhjet e ngurta të tokës me përbërësit pasivë nuk këshillohen, pasi ato mund të "gur varri" kur rimbushen, pasi rrafshi tokësor ka më shumë masë termike që duhet të nxehet në mënyrë që saldimi të shkrihet. Ju me siguri mund ta bëni nëse jeni të kujdesshëm, por duhet të përdorni pads për lehtësim termik, ose atë që EasyEDA e quan "Spokes" për të lidhur bllokun tokësor të komponentit tuaj pasiv. Bordi im përdor jastëkë lehtësues termik, edhe pse meqenëse jam duke u bashkuar me dorë, me të vërtetë nuk ka rëndësi në asnjë mënyrë.

Në shpërndarjen e nxehtësisë…

Ngarkuesi ynë diellor nuk duhet të shpërndajë shumë nxehtësi, edhe në rrymën maksimale të projektuar prej 3A (në varësi të siguresës). Në rastin më të keq, rezistenca jonë SQJB60EP është 0.016mOhm në 4.5V në 8A (SQJ974EP në rishikimin tim të dytë, në 0.0325mOhm, shihni shënimet e mia në fund për më shumë informacion). Duke përdorur ligjin Ohms, P = I^2 * R, shpërndarja e fuqisë sonë është 0.144W në 3A (Tani e shihni pse kam përdorur MOSFET të kanalit N për qarkun tonë "diodë" të MPPT dhe tensionit të kundërt). Rregullatori ynë 5V i automobilave nuk duhet të shpërndahet shumë, pasi ne po tërheqim vetëm më së shumti nja dymbëdhjetë miliamps. Me një bateri 12V, apo edhe një 24V, ne nuk duhet të shohim humbje të mjaftueshme të energjisë nga rregullatori, me të vërtetë duhet të shqetësohemi për rënien e nxehtësisë, megjithatë, sipas shënimit të shkëlqyer të aplikimit të TI për këtë çështje, shumica e fuqisë suaj shpërndahet si nxehtësi kaloni përsëri në vetë PCB, pasi është rruga e rezistencës më të vogël. Si shembull, SQJB60EP ka një rezistencë termike prej 3.1C/W në bllokun e kullimit, ndërsa paketa plastike ka një rezistencë termike prej 85C/W. Zhytja e nxehtësisë është shumë më efektive kur bëhet përmes vetë PCB-së, duke vendosur aeroplanë të mëdhenj të mëdhenj për përbërësit tuaj që shpërndajnë shumë nxehtësi (duke e kthyer kështu PCB-në tuaj në një shpërndarës kokë), ose duke përcjellë vias në anën e kundërt të bordit nga një aeroplan më i vogël në krye për të lejuar dizajne më kompakte. (Përcjellja e viasave termike në një aeroplan në anën e kundërt të tabelës gjithashtu bën të mundur lidhjen me lehtësi të një ngrohësi/goditjeje në anën e pasme të tabelës, ose që ajo nxehtësi të shpërndahet përmes rrafshit tokësor të një bordi tjetër kur bashkohet si një modul.) Një mënyrë e shpejtë dhe e ndyrë për të llogaritur se sa fuqi mund të shpërndani në mënyrë të sigurt nga një përbërës është (Tj - Tamb) / Rθja = Fuqia. Për më shumë informacion, ju inkurajoj fuqimisht të lexoni shënimin e aplikacionit të TI.

Dhe së fundi…

Nëse dëshironi ta keni projektin tuaj brenda një ene, siç kam ndërmend të bëj pasi padyshim që do të përdoret jashtë, gjithmonë duhet të zgjidhni enën/kutinë tuaj para se të vendosni bordin tuaj jashtë. Në rastin tim, unë zgjodha EX-51 të Polycase dhe kam krijuar tabelën time si të tillë. Unë gjithashtu projektova një tabelë "panel të përparmë", e cila lidhet me "vrimat" e kasteluara të hyrjes diellore, ose më saktë, lojëra elektronike (që përshtaten me një dërrasë me trashësi 1.6 mm). Lidhini ato së bashku dhe jeni mirë të shkoni. Ky panel ka lidhje të papërshkueshëm nga uji nga Switchcraft. Unë nuk kam vendosur nëse do të përdor akoma një "panel të përparmë" ose një "panel të pasmë", por pavarësisht, do të më duhet gjithashtu një "gjëndër kabllo e papërshkueshme nga uji" për hyrjen ose daljen, si dhe për termistorin tonë të baterisë. Për më tepër, karikuesi im gjithashtu mund të instalohet në një tabelë si modul (pra vrimat e kasteluara).

Hapi 2: Marrja e pjesëve tuaja

Renditja e pjesëve tuaja mund të jetë një detyrë torturuese, duke pasur parasysh sa shitës ka, dhe duke pasur parasysh faktin se pjesë të vogla do të humbasin herë pas here (dmth. Rezistorë, kondensatorë). Në fakt, unë humba rezistencat për qarkun e karikimit të baterisë 24V. Fatmirësisht, nuk do të përdor qarkun e karikimit 24V.

Zgjodha të porosis PCB -në time nga JLCPCB, sepse papastërtia e saj është e lirë. Ata gjithashtu duket se kanë kaluar në një proces "të aftë për imazhin e fotografisë", i cili lë ekranet më të mira të mëndafshit (dhe maskat e shitura) që kur kam porositur prej tyre. Fatkeqësisht, ata nuk ofrojnë më transport falas, kështu që ju ose do të duhet të prisni një ose dy javë për ta marrë atë, ose duhet të paguani 20 dollarë+ që ajo të dërgohet përmes DHL…. Sa i përket përbërësve të mi, unë shkova me Arrow, pasi ato kanë transport falas. Më duhej të blija vetëm një termistor nga Digikey, pasi Arrow nuk e kishte atë.

Në mënyrë tipike, pasivët me madhësi 0603 janë A-OK për t'u bashkuar. Komponentët me madhësi 0402 mund të jenë të vështira dhe humbasin lehtë, kështu që porositni të paktën dy herë atë që ju nevojitet. Gjithmonë kontrolloni për t'u siguruar që ata ju kanë dërguar të gjithë përbërësit tuaj. Kjo është veçanërisht e rëndësishme nëse ata nuk e konsolidojnë porosinë tuaj, dhe në vend të kësaj ju dërgojnë 20 kuti të ndryshme përmes FedEx.

Hapi 3: Përgatitja…

Përgatitja për bashkim…. Ju me të vërtetë nuk keni nevojë për kaq shumë mjete për t'u bashkuar. Një saldim i lirë, me fuqi mesatare, fluksi, saldimi, piskatoret dhe gërshërët, janë gjithçka që ju nevojitet. Ju DUHET gjithashtu të keni një zjarrfikës gati, dhe GJITHMON të keni një maskë gati për të filtruar ndotësit e ajrit të shtyrë nga fluksi, i cili është kanceroz/toksik.

Hapi 4: Vendosja së bashku

Montimi i PCB -së tuaj është vërtet i thjeshtë. Prettyshtë shumë thjesht "kallaji një jastëk, lidhni një kunj në atë skedë, pastaj" tërhiqni lidhësin "pjesën tjetër të kunjave". Ju nuk keni nevojë për një mikroskop ose një stacion të zbukuruar të përpunimit për të bashkuar përbërësit SMD. Ju as nuk keni nevojë për një xham zmadhues për asgjë më të madhe se dhe 0603 (dhe nganjëherë 0402) përbërës. Vetëm sigurohuni që nuk ka kunja të tejkaluara dhe se nuk keni nyje të ftohta. Nëse shihni diçka "qesharake", vendosni pak fluks mbi të dhe goditeni me hekur.

Sa i përket fluksit, ndoshta duhet të përdorni fluks pa pastrim, pasi është e sigurt të lini në bordin tuaj. Fatkeqësisht është një dhimbje ta pastrosh në të vërtetë nga bordi. Për të pastruar fluksin "jo të pastër", hiqni sa më shumë nga gjërat e mëdha me një alkool fërkues të shkallës së lartë, mbi 90% përqendrim dhe një shtupë pambuku. Tjetra, lajeni mirë me një furçë dhëmbësh të vjetër (furçat e vjetra elektrike të dhëmbëve/kokat e furçave të dhëmbëve funksionojnë bukur). Së fundi, ngrohni pak ujë të distiluar për një banjë me ujë të nxehtë. Ju mund të përdorni ndonjë detergjent për enët nëse dëshironi (vetëm sigurohuni që nuk do ta vidhosë bordin tuaj mbretëror, nuk duhet të dëmtojë asnjë lidhje të zhveshur në PCB -në tuaj pasi detergjentët e enëve janë krijuar për t'u "bashkuar" me përbërësit organikë përmes hidrofobisë komponenti i sapunit. Veprimi hidrofob-hidrofilik sigurohet nga struktura polare/jopolare e hidrokarbureve/alkaleve të molekulave të tij, dhe mund të lahet përmes përbërësit hidrofilik. Në të vërtetë, çështja e vetme është kur nuk shpëlahet siç duhet me ujë të distiluar ose nëse është jashtëzakonisht gërryes). NFSE nga ndonjë mrekulli ju në të vërtetë e largoni të gjithë fluksin pa pastrim me alkool, dhe ndoshta nuk do ta bëni, mund të anashkaloni larjen e dërrasës tuaj të gjithë së bashku.

Pas 30 minutash ose më shumë, uji i nxehtë duhet të prishë pjesën tjetër të mbetjeve ngjitëse në tabelën tuaj, pastaj mund të shkoni në qytet me furçën tuaj të dhëmbëve dhe ta hiqni pjesën tjetër. Shpëlajeni mirë dhe lëreni të thahet në furrën e thotë dolli në temperaturën më të ulët, ose lëreni të thahet të paktën 24 orë në ajër të hapur. Në mënyrë ideale, ju duhet të përdorni ose një furrë thotë dolli ose një armë të lirë ajri të nxehtë nga Harbor Freight të mbajtur aq larg sa të mos skuqni asgjë. Ju gjithashtu mund të përdorni ajër të kompresuar për të njëjtin efekt.

Si një shënim anësor, jini të kujdesshëm kur pastroni PCB -të tuaja, pasi mund të humbni përbërësit e kavanozit. Ju nuk keni nevojë të shtypni shumë fort, mjaftueshëm për të kapur shpohet midis përbërësve.

Hapi 5: Panelet diellore…