ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (Versioni-1): 11 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:25

[Luaj videon]

Në udhëzimet e mia të mëparshme kam përshkruar detajet e monitorimit të energjisë të një sistemi diellor jashtë rrjetit. Unë gjithashtu kam fituar konkursin e qarqeve 123D për këtë. Ju mund ta shihni këtë ARDUINO ENERGY METER.

Më në fund postoj kontrolluesin tim të ri të ngarkimit të versionit-3. Versioni i ri është më efikas dhe punon me algoritëm MPPT.

Mund t’i gjeni të gjitha projektet e mia në:

Mund ta shihni duke klikuar në lidhjen e mëposhtme.

ARDUINO MPPT SOLAR CHARGE CONTROLLER (version-3.0)

Ju mund të shihni kontrolluesin tim të ngarkimit të versionit-1 duke klikuar lidhjen e mëposhtme.

ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (Versioni 2.0)

Në sistemin e energjisë diellore, kontrolluesi i ngarkimit është zemra e sistemit i cili është krijuar për të mbrojtur baterinë e rimbushshme. Në këtë udhëzues do të shpjegoj kontrolluesin e ngarkimit PWM.

Në Indi shumica e njerëzve jetojnë në zona rurale ku linja e transmetimit të rrjetit kombëtar nuk është arritur deri më tani. Rrjetet elektrike ekzistuese nuk janë të afta të furnizojnë nevojën për energji elektrike për ata njerëz të varfër. Pra burime të rinovueshme të energjisë (panele voltaike dhe era gjeneratorët) janë opsioni më i mirë mendoj. Unë e di më mirë për dhimbjen e jetës në fshat, pasi edhe unë jam nga ajo zonë. Kështu që unë projektova këtë kontrollues të ngarkimit diellor DIY për të ndihmuar të tjerët, si dhe për shtëpinë time. Nuk mund ta besoni, sistemi i ndriçimit diellor i bërë nga shtëpia ime ndihmon shumë gjatë ciklonit të fundit Phailin.

Energjia diellore ka avantazhin e më pak mirëmbajtjes dhe ndotjes, por të metat e tyre kryesore janë kostoja e lartë e fabrikimit, efikasiteti i ulët i konvertimit të energjisë. Meqenëse panelet diellore kanë ende efikasitet relativisht të ulët të konvertimit, kostoja e përgjithshme e sistemit mund të zvogëlohet duke përdorur një kontrollues efikas të ngarkesës diellore i cili mund të nxjerrë fuqinë maksimale të mundshme nga paneli.

Çfarë është një Kontrollues i Ngarkesës?

Një kontrollues i ngarkimit diellor rregullon tensionin dhe rrymën që vjen nga panelet tuaja diellore e cila vendoset midis një paneli diellor dhe një baterie. Përdoret për të ruajtur tensionin e duhur të ngarkimit të baterive. Ndërsa tensioni i hyrjes nga paneli diellor rritet, kontrolluesi i ngarkimit rregullon ngarkimin e baterive duke parandaluar çdo ngarkim të tepërt.

Llojet e kontrolluesit të ngarkimit:

1. FIKUR

2. PWM

3. MPPT

Kontrolluesi më themelor i ngarkimit (lloji ON/OFF) thjesht monitoron tensionin e baterisë dhe hap qarkun, duke ndaluar ngarkimin, kur tensioni i baterisë rritet në një nivel të caktuar.

Ndër 3 kontrolluesit e ngarkimit MPPT kanë efikasitetin më të lartë, por është i kushtueshëm dhe ka nevojë për qarqe dhe algoritme komplekse. Si një hobiist fillestar si unë, unë mendoj se kontrolluesi i ngarkimit PWM është më i miri për ne, i cili trajtohet si përparimi i parë domethënës në karikimin e baterisë diellore.

Çfarë është PWM:

Modulimi i Gjerësisë së Pulsit (PWM) është mjeti më efektiv për të arritur ngarkimin e baterisë me tension të vazhdueshëm duke rregulluar raportin e funksionimit të çelsave (MOSFET). Në kontrolluesin e ngarkimit PWM, rryma nga paneli diellor zvogëlohet sipas gjendjes së baterisë dhe nevojave të rimbushjes. Kur një tension i baterisë arrin pikën e caktuar të rregullimit, algoritmi PWM ngadalë zvogëlon rrymën e karikimit për të shmangur ngrohjen dhe gazimin e baterisë, megjithatë karikimi vazhdon të kthejë sasinë maksimale të energjisë në bateri në kohën më të shkurtër.

Avantazhet e kontrolluesit të ngarkimit PWM:

1. Efikasitet më i lartë i karikimit

2. Jetëgjatësi më e gjatë e baterisë

3. Ulni baterinë mbi ngrohjen

4. Minimizon stresin në bateri

5. Aftësia për të desulfuar një bateri.

Ky kontrollues i ngarkimit mund të përdoret për:

1. Ngarkimi i baterive të përdorura në sistemin e shtëpisë diellore

2. Feneri diellor në zonat rurale

3. Karikimi i celularit

Unë mendoj se kam përshkruar shumë për sfondin e kontrolluesit të ngarkimit. Le të fillojë të bëjë kontrolluesin.

Ashtu si udhëzimet e mia të mëparshme kam përdorur ARDUINO si mikrokontrollues të cilat përfshijnë PWM dhe ADC në çip.

Hapi 1: Pjesët dhe mjetet e kërkuara:

Pjesët:

1. ARDUINO UNO (Amazon)

2. LCD KARAKTER 16x2 (Amazon)

3. MOSFETS (IRF9530, IRF540 ose ekuivalent)

4. TRANSISTORT (2N3904 ose transistorë NPN ekuivalentë)

5. RESISTOR (Amazon / 10k, 4.7k, 1k, 330ohm)

6. KAPACITOR (Amazon / 100uF, 35v)

7. DIODE (IN4007)

8. ZENER DIODE 11v (1N4741A)

9. LEDS (Amazon / E kuqe dhe jeshile)

10. FIZUES (5A) DHE FUNDS FUSHUES (Amazon)

11. BORDI I BUKADS (Amazon)

12. BORDI I PERFORMUAR (Amazon)

13. JUMPER WIRES (Amazon)

14. KUTIA E PROJEKTIT

15.6 PRERFUNDIMI I VIDS PIN

16. SKUARAT E MOTIMIT SCOTCH (Amazon)

Mjetet:

1. DRILL (Amazon)

2. GLUE GUN (Amazon)

3. HOBBY KNIFE (Amazon)

4. HEKURI REKULLUES (Amazon)

Hapi 2: Qarku i Kontrolluesit të Karikimit

Unë e ndaj të gjithë qarkun e kontrolluesit të ngarkimit në 6 seksione për të kuptuar më mirë

1. Ndjenja e tensionit

2. Gjenerimi i sinjalit PWM

3. Ndërrimi dhe drejtuesi i MOSFET

4. Filtri dhe mbrojtja

5. Shfaqja dhe Tregimi

6. LOAD ON/OFF

Hapi 3: Sensorët e Tensionit

Sensorët kryesorë në kontrolluesin e ngarkimit janë sensorët e tensionit të cilët mund të zbatohen lehtësisht duke përdorur një qark ndarës të tensionit. Ne duhet të ndiejmë tensionin që vjen nga paneli diellor dhe tensionin e baterisë.

Meqenëse tensioni i hyrjes së pin pin ARDUINO është i kufizuar në 5V, unë projektova ndarësin e tensionit në atë mënyrë që tensioni i daljes prej tij të jetë më i vogël se 5V. Kam përdorur një panel diellor 5W (Voc = 10v) dhe një 6v and5.5Ah Bateria SLA për ruajtjen e energjisë. Kështu që unë duhet të heq tensionin në më të ulët se 5V. Kam përdorur R1 = 10k dhe R2 = 4.7K për të ndjerë të dy tensionet (tensioni i panelit diellor dhe tensioni i baterisë). Vlera e R1 dhe R2 mund të jetë më e ulët, por problemi është se kur rezistenca është e ulët rrjedhja më e lartë e rrymës përmes saj si rezultat i një sasie të madhe të energjisë (P = I^2R) të shpërndarë në formën e nxehtësisë. Pra, vlera të ndryshme të rezistencës mund të zgjidhen, por duhet pasur kujdes për të minimizuar humbjen e energjisë në të gjithë rezistencën.

Unë kam projektuar këtë kontrollues të ngarkimit për kërkesën time (bateri 6V dhe panel diellor 5w, 6V), për tension më të lartë ju duhet të ndryshoni vlerën e rezistorëve ndarës. Për zgjedhjen e rezistorëve të duhur ju gjithashtu mund të përdorni një kalkulator online

Në kod kam emëruar ndryshoren "solar_volt" për tensionin nga paneli diellor dhe "bat_volt" për tensionin e baterisë.

Vout = R2/(R1+R2)*V

le të tensionit të panelit = 9V gjatë rrezeve të ndritshme të diellit

R1 = 10k dhe R2 = 4.7 k

tensioni_ diellor = 4.7/(10+4.7)*9.0 = 2.877v

le të jetë tensioni i baterisë 7V

bat_volt = 4.7/(10+4.7)*7.0 = 2.238v

Të dy tensionet nga ndarësit e tensionit janë më të ulëta se 5v dhe të përshtatshme për pin analog ARDUINO

Kalibrimi ADC:

le të marrim një shembull:

voltazhi aktual/dalja ndarëse = 3.127 2.43 V është eqv në 520 ADC

1 është eqv deri në.004673V

Përdoreni këtë metodë për të kalibruar sensorin.

KODI ARDUINO:

për (int i = 0; i <150; i ++) {sample1+= analogRead (A0); // lexoni tensionin e hyrjes nga paneli diellor

sample2+= analogRead (A1); // lexoni tensionin e baterisë

vonesa (2);

}

mostra1 = mostra1/150;

mostër2 = mostër2/150;

tensioni_ diellor = (mostra1* 4.673* 3.127)/1000;

bat_volt = (mostra2* 4.673* 3.127)/1000;

Për kalibrimin ADC referojuni udhëzimeve të mia të mëparshme ku i kam shpjeguar në thellësi.

Hapi 4: Gjenerimi i sinjalit Pwm:

Nënkampion në Konkursin Arduino

Vrapues në Sfidën e Elektronikës së Gjelbër