ARDUINO PWM SOLAR CHARGE CONTROLLER (V 2.02): 25 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Эгерде сиз батареянын банкы менен өчүрүлгөн күн системасын орнотууну пландап жатсаңыз, анда сизге Күн заряддоо контроллери керек болот. Бул Күн панели менен Батарея банкынын ортосуна орнотулган, батарейкаларга кирген күн батареялары өндүргөн электр энергиясынын көлөмүн көзөмөлдөө үчүн. Негизги функция - батарейканын туура заряддалганына жана ашыкча заряддан корголгонуна ынануу. Күн панелинен кирүү чыңалуусу жогорулаганда, кубаттоочу батарейканын зарядын жөнгө салат жана ашыкча заряддоонун алдын алат жана батарейкасы бүткөндө жүктү ажыратат.

Менин веб -сайтымдагы Solar долбоорлорумдан өтсөңүз болот: www.opengreenenergy.com жана YouTube Channel: Open Green Energy

Күн заряддарын көзөмөлдөгүчтөрдүн түрлөрү

Учурда PV энергия системаларында көбүнчө заряд контроллеринин эки түрү бар:

1. Pulse Width Modulation (PWM) контроллери

2. Maximum Power Point Tracking (MPPT) контроллери

Бул Нускамада мен сизге PWM Solar Charge Controller жөнүндө түшүндүрүп берем. Мен PWM заряд контроллери жөнүндө бир нече макалаларды жарыялаган элем. Күн заряддоочу контроллерлеримдин мурунку версиясы интернетте абдан популярдуу жана дүйнө жүзүндөгү адамдар үчүн пайдалуу.

Мурунку версияларымдын комментарийлерин жана суроолорун эске алуу менен, мен учурдагы V2.0 PWM Charge Controller'имди жаңы версия 2.02 кылып өзгөртүүгө жетиштим.

Төмөндө V2.02 w.r.t V2.0деги өзгөрүүлөр:

1. Төмөн эффективдүү сызыктуу чыңалуу жөндөгүчү 5В электр менен камсыздоо үчүн MP2307 Бак конвертерине алмаштырылган.

2. Күн панелинен келген токту көзөмөлдөө үчүн дагы бир кошумча учурдагы сенсор.

3. MOSFET-IRF9540 жакшыраак иштеши үчүн IRF4905 менен алмаштырылган.

4. Борттогу LM35 темп-сенсор батарейканын температурасын так көзөмөлдөө үчүн DS18B20 зонду менен алмаштырылган.

5. Акылдуу түзмөктөрдү кубаттоо үчүн USB порт.

6. Экөөнүн ордуна бир гана сактандыргычты колдонуу

7. Күн энергиясынын статусун көрсөтүү үчүн дагы бир кошумча LED.

8. Алгоритмди кубаттоочу 3 этапты ишке ашыруу.

9. Заряддоо алгоритминде PID контроллерин ишке ашыруу

10. Долбоор үчүн ыңгайлаштырылган ПХБ жасады

Спецификация

1. Charge контролеру, ошондой эле энергия эсептегич

2. Батареянын чыңалуусун автоматтык түрдө тандоо (6V/12V)

3. Батареянын чыңалуусуна ылайык автоматтык кубаттуулугу бар PWM кубаттоо алгоритми

4. заряддын абалы жана жүктөө абалы үчүн LED көрсөткүчү

5. 20x4 белгиден турган LCD дисплейи чыңалуу, ток, энергия, энергия жана температураны көрсөтүү үчүн.

6. Lightning коргоо

7. Reverse учурдагы агымы коргоо

8. Кыска Circuit жана ашыкча коргоо

9. Заряддоо үчүн температуранын компенсациясы

10. Гаджеттерди кубаттоо үчүн USB порт

Жабдуулар

Сиз PCBWayден PCB V2.02ге заказ бере аласыз

1. Arduino Nano (Amazon / Banggood)

2. P -MOSFET - IRF4905 (Amazon / Banggood)

3. Power диод -MBR2045 (Amazon / Aliexpress)

4. Buck Converter-MP2307 (Amazon / Banggood)

5. Температура сенсору - DS18B20 (Amazon / Banggood)

6. Учурдагы сенсор - ACS712 (Amazon / Banggood)

7. TVS диод- P6KE36CA (Amazon / Aliexpress)

8. Транзисторлор - 2N3904 (Amazon / Banggood)

9. Резисторлор (100k x 2, 20k x 2, 10k x 2, 1k x 2, 330ohm x 7) (Amazon / Banggood)

10. Керамикалык конденсаторлор (0.1uF x 2) (Amazon / Banggood)

11. 20x4 I2C ЖК (Amazon / Banggood)

12. RGB LED (Amazon / Banggood)

13. Эки түстүү LED (Amazon)

15. Jumper Wires / Wires (Amazon / Banggood)

16. Header Pins (Amazon / Banggood)

17. Жылыткычтар (Amazon / Aliexpress)

18. Сактык кармагыч жана сактагычтар (Amazon)

19. басуу баскычы (Amazon / Banggood)

22. Бурама терминалдар 1x6 пин (Aliexpress)

23. PCB Standoffs (Banggood)

24. USB розеткасы (Amazon / Banggood)

Куралдар:

1. ширетүүчү темир (Amazon)

2. Тазалоочу насос (Amazon)

2. Wire Cutter жана Stripper (Amazon)

3. Бурама айдоочу (Amazon)

1 -кадам: PWM кубаттоочу иштөө принциби

PWM - бул зарядды жөнгө салуу үчүн колдонулган ыкманы билдирген Pulse Width Modulation дегенди билдирет. Анын функциясы - батарейканын туура заряддалышын камсыз кылуу үчүн күн батареясынын чыңалуусун батареяга жакын түшүрүү. Башкача айтканда, алар күн панелинин чыңалуусун аккумулятордун чыңалуусуна бекитишет, Som панели Vmp аккумулятор системасынын чыңалуусуна чейин, эч кандай өзгөрүүсүз.

Бул батарейка менен күн панелин туташтыруу жана ажыратуу үчүн электрониканы (MOSFET) колдонот. MOSFETти ар кандай импульстук туурасы менен жогорку жыштыкка которуу менен туруктуу чыңалууну сактоого болот. PWM контроллери батарейкага жөнөтүлгөн импульстун туурасын (узундугун) жана жыштыгын өзгөртүү менен өзүн-өзү жөнгө салат.

Туурасы 100%болгондо, MOSFET толугу менен КҮЙГҮЗҮЛҮП, күн панели батарейканы жапырт заряддоого мүмкүндүк берет. Туурасы 0% болгондо, транзистор Күн панелин өчүрүп -күйгүзүп турат, батарейка толук заряддалганда аккумуляторго агымдын келүүсүнө жол бербейт.

2 -кадам: Район кантип иштейт?

Заряддын контролерунун жүрөгү - Arduino Nano тактасы. Arduino күн батареясын жана батареянын чыңалуусун эки чыңалуу бөлүштүргүч схемасын колдонуу менен сезет. Бул чыңалуу деңгээлине ылайык, ал батарейканы кантип толтурууну жана жүктү көзөмөлдөөнү чечет.

Эскертүү: Жогорудагы сүрөттө, күч жана башкаруу сигналында типографиялык ката бар. Кызыл сызык бийлик үчүн, ал эми сары сызык башкаруу сигналы үчүн.

Бүт схема төмөнкү схемаларга бөлүнөт:

1. Электр бөлүштүрүү схемасы:

Батареядан келген кубат (B+ & B-) X1 (MP2307) бак конвертеринин жардамы менен 5В чейин төмөндөйт. Бак конвертеринен чыккан продукциялар бөлүштүрүлөт

1. Arduino Board

2. Көрсөтүү үчүн LED

3. ЖК дисплей

4. Гаджеттерди кубаттоо үчүн USB порт.

2. Киргизүү сенсорлору:

Күн панели жана батареянын чыңалуусу R1-R2 & R3- R4 каршылыгынан турган эки чыңалуу бөлүштүргүч схемасы аркылуу сезилет. C1 жана C2 керексиз ызы -чуу сигналдарды чыпкалоо үчүн чыпкасы конденсаторлор болуп саналат. Чыңалуу бөлүштүргүчтөрдүн чыгышы тиешелүү түрдө A0 жана A1 Arduino аналогдук казыктарына туташкан.

Күн панели жана жүк агымдары эки ACS712 модулунун жардамы менен сезилет. Учурдагы сенсорлордун чыгышы тиешелүү түрдө A3 жана A2 Arduino аналогдук пинине туташкан.

Батарея температурасы DS18B20 температура сенсорунун жардамы менен өлчөнөт. R16 (4.7K)-тартылуучу каршылык. Температура сенсорунун чыгышы Arduino Digital пин D12ге туташкан.

3. Башкаруу микросхемалары:

Башкаруу микросхемалары негизинен эки p-MOSFETs Q1 жана Q2 тарабынан түзүлөт. MOSFET Q1 батареяга заряддоо импульсун жөнөтүү үчүн колдонулат жана MOSFET Q2 жүктү айдаш үчүн колдонулат. MOSFETтин эки айдоочу схемасы R1 жана R8 тартылуу каршылыгы бар эки транзистордон T1 жана T2 турат. Транзисторлордун базалык агымы R5 жана R7 каршылыгы менен башкарылат.

4. Коргоо микросхемалары:

Күн панели тарабынан киргизилген ашыкча чыңалуу TVS диодунун жардамы менен корголот D1. Батареядан күн панелине чейинки тескери ток D2 Schottky диоду менен корголгон. Ашыкча ток F1 сактандыргычы менен корголгон.

5. LED көрсөткүчү:

LED1, LED2 жана LED3 тиешелүүлүгүнө жараша күн, батарея жана жүк статусун көрсөтүү үчүн колдонулат. Резисторлор R9 - R15 - учурдагы чектөөчү резисторлор.

7. ЖК дисплей:

I2C LCD дисплейи ар кандай параметрлерди көрсөтүү үчүн колдонулат.

8. USB кубаттоо:

USB розеткасы Бак Конвертеринен 5В чыгууга чейин туташтырылган.

9. Системаны баштапкы абалга келтирүү:

SW1 - Arduino'ду баштапкы абалга келтирүү үчүн баскыч.

Төмөндө тиркелген PDF форматындагы схеманы жүктөп алсаңыз болот.

3 -кадам: Күн зарядынын контролерунун негизги функциялары

Кубаттоочу төмөнкү пункттарга кам көрүү менен иштелип чыккан.

1. Батарейканын ашыкча толушун алдын алуу: Батарея толук заряддалганда батареяга күн панели аркылуу берилүүчү энергияны чектөө үчүн. Бул менин кодумдун charge_cycle () ичинде ишке ашырылат.

2. Батареяны ашыкча заряддоону болтурбоо: Батарея заряддын аз абалына жеткенде батареяны электр жүктөрүнөн ажыратуу. Бул менин кодумдун load_control () ичинде ишке ашырылат.

3. Жүктү башкаруу функцияларын камсыз кылуу: Электр жүгүн белгиленген убакта автоматтык түрдө туташтыруу жана ажыратуу. Жүк күн батканда КҮЙӨТ жана күн чыкканда ӨЧҮК болот. Бул менин кодумдун load_control () ичинде ишке ашырылат. 4. Мониторинг Кубаты жана Энергия: Жүктүн күчүн жана энергиясын көзөмөлдөө жана аны көрсөтүү.

5. Анормалдуу абалдан коргоңуз: Районду чагылган, ашыкча чыңалуу, ашыкча ток жана кыска туташуу сыяктуу ар кандай анормалдуу жагдайлардан коргоо үчүн.

6. Көрсөтүү жана көрсөтүү: Ар кандай параметрлерди көрсөтүү жана көрсөтүү

7. Сериялык байланыш: сериялык монитордо ар кандай параметрлерди басып чыгаруу үчүн

8. USB кубаттоо: акылдуу түзмөктөрдү кубаттоо үчүн

4 -кадам: Voltage Өлчөө

Чыңалуу сенсорлору күн батареясынын жана батареянын чыңалуусун сезүү үчүн колдонулат. Бул эки чыңалуу бөлүштүргүч схемасын колдонуу менен ишке ашырылат. Бул күн панелинин чыңалуусун сезүү үчүн R1 = 100k жана R2 = 20k эки резистордон турат жана батарейканын чыңалуусу үчүн R3 = 100k жана R4 = 20k. R1 жана R2ден чыгуу Arduino аналогдук пин A0 менен туташат жана R3 жана R4тен чыгуу Arduino аналогдук пин A1 менен туташат.

Чыңалуу өлчөө: Arduino аналогдук кириштери 0 жана 5V ортосундагы DC чыңалуусун өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн (стандарттык 5V аналогдук чыңалуусун колдонгондо) жана бул диапазонду чыңалуу бөлүштүрүүчү тармактын жардамы менен көбөйтүүгө болот. Чыңалуу бөлүүчү Arduino аналогдук кирүү чегинде өлчөнүүчү чыңалууну төмөндөтөт.

Чыңалуу бөлүштүргүч схемасы үчүн Vout = R2/(R1+R2) x Vin

Vin = (R1+R2)/R2 x Vout

AnalogRead () функциясы чыңалууну окуйт жана 0 менен 1023 ортосундагы сандарга айлантат

Калибрлөө: Биз Arduino аналогдук кирүүлөрүнүн бири жана анын analogRead () функциясы менен чыгуунун маанисин окуйбуз. Бул функция 0 менен 1023 аралыгында 0.00488V маанисин чыгарат (5/1024 = 0.00488V катары)

Vin = Vout*(R1+R2)/R2; R1 = 100k жана R2 = 20k

Vin = ADC саны*0.00488*(120/20) Вольт // Бөлүнгөн бөлүк масштабдык фактор

Эскертүү: Бул бизди 1023 окуу так 5,0 вольттун кирүү чыңалуусуна туура келет деп ишенүүгө алып келет. Иш жүзүндө ар дайым 5V Arduino пин 5Vдан ала албайсыз. Ошентип, калибрлөө учурунда биринчи кезекте мультиметрди колдонуу менен Arduino 5v жана GND пиндеринин ортосундагы чыңалууну өлчөп, төмөнкү формула боюнча масштаб коэффициентин колдонуңуз:

Шкала коэффициенти = өлчөнгөн чыңалуу/1024

5 -кадам: Учурдагы өлчөө

Учурдагы өлчөө үчүн мен Hall Effect учурдагы сенсор ACS 712 -5A вариантын колдондум. ACS712 сенсорунун учурдагы сезүү диапазонуна негизделген үч варианты бар. ACS712 сенсору учурдагы маанини окуйт жана аны тиешелүү чыңалуу маанисине айландырат, эки өлчөөнү байланыштырган маани - бул сезгичтик. Бардык варианттар үчүн чыгаруу сезгичтиги төмөнкүчө:

ACS712 модели -> Учурдагы диапазон-> Сезгичтик

ACS712 ELC -05 -> +/- 5A -> 185 мВ/А.

ACS712 ELC -20 -> +/- 20A -> 100 мВ/А.

ACS712 ELC -30 -> +/- 30A -> 66 мВ/А.

Бул долбоордо мен 5А вариантын колдондум, анын сезгичтиги 185мВ/А, ал эми орточо сезүү чыңалуусу 2,5В болгондо, ток жок.

Калибрлөө:

аналогдук окуу мааниси = analogRead (Pin);

Мааниси = (5/1024)*аналогдук окуу мааниси // Эгерде сиз Arduino 5V пинден 5В албай жатсаңыз, Амп = (Мааниси - ofsetVoltage) / сезгичтиги

Бирок маалымат баракчалары боюнча офсет чыңалуусу 2,5В жана сезгичтиги 185мВ/А.

Амптагы учурдагы = (Мааниси-2.5) /0.185

6 -кадам: Температураны өлчөө

Эмне үчүн температураны көзөмөлдөө керек?

Батарейканын химиялык реакциялары температурага жараша өзгөрөт. Батарея жылый баштаганда газдануу көбөйөт. Батарея муздагандан кийин, ал заряддоого туруктуу болот. Батарея температурасы канчалык өзгөрүп турганына жараша, температуранын өзгөрүшү үчүн заряддоону тууралоо маанилүү. Ошентип, температуранын эффекттерин эске алуу үчүн заряддоону тууралоо маанилүү. Температура сенсору батарейканын температурасын өлчөйт, жана Solar Charge Controller заряддын коюлган чекитин керектүү деңгээлге тууралоо үчүн бул киргизүүнү колдонот. Компенсация баасы - коргошун кислотасы түрүндөгү батареялар үчүн 5мв /degC /клетка. (12V үчүн –30mV/ºC жана 6V батарейка үчүн 15mV/ºC). Температуранын компенсациясынын терс белгиси температуранын жогорулашы заряддын белгиленген пунктун азайтууну талап кылат. Көбүрөөк маалымат алуу үчүн, бул макаланы ээрчип алсаңыз болот.

DS18B20 тарабынан температураны өлчөө

Мен батарейканын температурасын өлчөө үчүн тышкы DS18B20 зондун колдондум. Бул микроконтроллер менен байланышуу үчүн бир зымдуу протоколду колдонот. Аны борттогу J4 портуна туташтырса болот.

DS18B20 температура сенсору менен иштөө үчүн One Wire китепканасын жана Даллас Температура китепканасын орнотушуңуз керек.

DS18B20 сенсору жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн бул макаланы окуй аласыз.

7 -кадам: USB Кубаттоо Району

Электр энергиясы менен камсыздоо үчүн колдонулган MP2307 конвертери 3Ага чейин токту жеткире алат. Ошентип, USB гаджеттерин кубаттоо үчүн жетиштүү маржа бар. USB розеткасы VCC 5V жана GND GND менен туташкан. Сиз жогорудагы схемага кайрыла аласыз.

Эскертүү: Жүктүн агымы 1Адан ашканда USB чыгаруу чыңалуусу 5Вга чейин сакталбайт. Ошентип, мен USB жүктөмүн 1Адан төмөн чектөөнү сунуштайт элем.

8 -кадам: Алгоритмди кубаттоо

Контроллер батареяга туташтырылганда, программа иштей баштайт. Башында, панелдин чыңалуусу батареяны кубаттоо үчүн жетиштүү экенин текшерет. Ооба болсо, анда ал заряддоо циклине кирет. Заряддоо цикли 3 этаптан турат.

1 -этап Жапырт төлөм:

Arduino Күн панелин батарейкага түз туташтырат (99 % жумуш цикли). Батареянын чыңалуусу акырындык менен жогорулайт. Батареянын чыңалуусу 14,4В жеткенде, 2 -этап башталат.

Бул этапта ток дээрлик туруктуу болот.

2 -этап Абсорбциялык төлөм:

Бул этапта, Arduino 14.4 чыңалуу деңгээлин бир саат бою кармап, заряддоо токун жөнгө салат. Чыңалуу жумуш циклин жөнгө салуу менен туруктуу сакталат.

3 -этап Float акысы:

Контроллер 13.5V чыңалуу деңгээлин кармап туруу үчүн тамчылатуучу зарядды жаратат. Бул этап батарейканын толук заряддалышын камсыздайт. Эгерде батареянын чыңалуусу 10 мүнөткө 13,2Вдан аз болсо.

Заряддоо цикли кайталанат.

9 -кадам: Жүктү көзөмөлдөө

Күүгүмдү/таңды жана батареянын чыңалуусун көзөмөлдөө аркылуу жүктү автоматтык түрдө туташтыруу жана ажыратуу үчүн жүктү башкаруу колдонулат.

Жүктү башкаруунун негизги максаты - батарейкадан жүктү ажыратуу, аны терең разряддан коргоо. Терең разряд батареяны бузушу мүмкүн.

DC жүк терминалы көчө жарыгы сыяктуу аз кубаттуу DC жүктөмү үчүн иштелип чыккан.

PV панели өзү жарык сенсору катары колдонулат.

Күн панелинин чыңалуусу> 5V деп эсептесек, таң атат жана <5V күүгүм келгенде.

ON шарты: Кечинде, PV чыңалуу деңгээли 5Vдан төмөн түшүп, батареянын чыңалуусу LVD орнотуусунан жогору болгондо, контролер жүгүн күйгүзөт жана жашыл лед жарык жаркырайт.

OFF шарты: Жүк төмөнкү эки шартта үзүлөт.

1. Эртең менен PV чыңалуусу 5vден чоң болгондо, 2. What батареянын чыңалуусу LVD жөндөөсүнөн төмөн болгондо Жүктүн кызыл түсү ON жүктүн үзүлгөнүн билдирет.

LVD төмөн чыңалуу ажыратуу деп аталат

10 -кадам: Күч жана энергия

Power: Power чыңалуу (вольт) жана токтун (Amp) продуктусу

P = VxI күч бирдиги - Ватт же КВт

Энергия: Энергия - бул кубаттуулуктун (ватт) жана убакыттын (Саат) продуктусу

E = Pxt энергия бирдиги - Ватт сааты же киловатт саат (кВтс)

Жогорудагы энергияны жана энергияны көзөмөлдөө үчүн логика программалык камсыздоодо ишке ашырылат жана параметрлер 20х4 өлчөмүндөгү ЖК дисплейде көрсөтүлөт.

Сүрөт насыясы: imgoat

11 -кадам: коргоо

1. Реверсивдүү полярдуулук жана күн панели үчүн учурдагы тескери коргоо

Тескери полярдуулук жана тескери ток агымын коргоо үчүн Schottky диоду (MBR2045) колдонулат.

2. Overcharge & Deep разряд коргоо

Ашыкча жана терең разряддан коргоо программалык камсыздоо тарабынан ишке ашырылат.

3. Кыска туташуудан жана ашыкча жүктөөдөн коргоо

Кыска туташуудан жана ашыкча жүктөөдөн коргоо F1 сактандыргычы аркылуу ишке ашат.

4. Күн панелинин киришинде чыңалуудан коргоо

Убактылуу ашыкча чыңалуу ар кандай себептерден улам электр системаларында пайда болот, бирок чагылган эң катуу чыңалууга себеп болот. Бул, айрыкча, ачык жерлерге жана тутумду туташтыруучу кабелдерге байланыштуу PV системаларына тиешелүү. Бул жаңы дизайнда мен 600 ватт эки багыттуу TVS диодун (P6KE36CA) PV терминалдарындагы чагылганды жана ашыкча чыңалууну басуу үчүн колдондум.

сүрөт насыясы: акысыз сүрөттөр

12 -кадам: LED көрсөткүчтөрү

1. Күндүн LEDы: LED1 Эки түстүү (кызыл/жашыл) LED күндүн энергиясын, башкача айтканда, күүгүмдү же таңды көрсөтүү үчүн колдонулат.

Solar LED ------------------- Күндүн абалы

Жашыл күн

КЫЗЫЛ ------------------------- Түн

2. Батарея абалы заряды (SOC) LED: LED2

Батарейканын энергетикалык мазмунун аныктоочу маанилүү параметрлердин бири - Заряддын абалы (SOC). Бул параметр батареяда канча заряд бар экенин көрсөтөт. RGB LED батареянын зарядын көрсөтүү үчүн колдонулат. Кошулуу үчүн жогорудагы схемага кайрылыңыз.

Батарея LED ---------- Батарея абалы

КЫЗЫЛ ------------------ Вольт ТӨМӨН

ЖАШЫЛ ------------------ Чыңалуу дени сак

КӨК ------------------ Толук кубатталган

2. Жүк LED: LED3

Жүктүн статусун көрсөтүү үчүн эки түстүү (кызыл/жашыл) LED колдонулат. Кошулуу үчүн жогорудагы схемага кайрылыңыз.

Жүк LED ------------------- Load Status

ЖАШЫЛ ----------------------- Туташкан (КҮЙГҮЗҮЛГӨН)

КЫЗЫЛ ------------------------- Ажыратылган (ӨЧҮК)

13 -кадам: LCD дисплей

Күн панелин, батареяны жана жүктүн параметрлерин көзөмөлдөө үчүн 20X4 char LCD колдонулат.

Жөнөкөйлүк үчүн I2C LCD дисплейи бул долбоор үчүн тандалып алынган. Arduino менен иштөө үчүн 4 зым гана керек.

Байланыш төмөндө:

LCD Arduino

VCC 5V, GNDGND, SDAA4, SCLA5

1-катар: Күн панелинин чыңалуусу, Ток жана кубат

2-катар: Батарея чыңалуусу, Температура жана Заряддагычтын абалы (Кубаттоо / Кубаттоо эмес)

3-катар: Учурду, кубаттуулукту жана жүктөө статусун жүктөө

Row-4: Күн панелинен энергияны киргизүү жана жүктөөдө керектелген энергия.

Сиз китепкананы LiquidCrystal_I2Cден жүктөп алышыңыз керек.

14 -кадам: Прототиптөө жана тестирлөө

1. Нан тактасы:

Биринчиден, мен схеманы Breadboardдо жасадым. Негизги столдун негизги артыкчылыгы анын ширетилбегендигинде. Ошентип, сиз керектүү компоненттерди жана алып барууларды ажыратуу менен дизайнды оңой өзгөртө аласыз.

2. Перфорацияланган такта:

Нан тактасын текшергенден кийин, мен тешилген тактада схеманы жасадым. Аны жасоо үчүн төмөндөгү көрсөтмөнү аткарыңыз

и) Адегенде бардык тетиктерди Перфорацияланган Тактын тешигине салыңыз.

ii) Бардык компоненттердин аянтчаларын ширетип, кошумча буттарын кыркуу менен кыркыңыз.

iii) схемага ылайык зымдарды колдонуу менен ширетүүчү аянтчаларды туташтырыңыз.

iv) Районду жерден ажыратуу үчүн токтоону колдонуңуз.

Перфорацияланган тактанын схемасы чындыгында күчтүү жана бир долбоордо биротоло колдонулушу мүмкүн. Прототипти текшергенден кийин, эгерде баары кемчиликсиз иштесе, биз акыркы ПХБнын дизайнына өтсөк болот.

15 -кадам: PCB Дизайн

Мен схеманы EasyEDA онлайн программасын колдонуу менен тарттым, андан кийин PCB макетине которулду.

Схемага кошкон бардык компоненттер ошол жерде болушу керек, бири -биринин үстүнө тизилип, жайгаштырууга жана багыттоого даяр. Анын подкладкаларынан кармап компоненттерди сүйрөңүз. Андан кийин аны тик бурчтуу чек аранын ичине коюңуз.

Бардык компоненттерди такта минималдуу орунду ээлегендей кылып жайгаштырыңыз. Тактайдын өлчөмү кичирээк болсо, PCB өндүрүшүнүн баасы ошончолук арзан болот. Эгерде бул тактада корпуска орнотула турган кээ бир тешикчелери болсо пайдалуу болот.

Эми сиз маршрутка алышыңыз керек. Маршрут - бул процесстин эң кызыктуу бөлүгү. Бул табышмак чечкенге окшош! Көз салуу куралын колдонуу менен биз бардык компоненттерди туташтыруубуз керек. Сиз эки башка тректин бири -бирине дал келбеши үчүн жана тректерди кыска кылуу үчүн үстүнкү жана астыңкы катмарды колдоно аласыз.

Тактага текст кошуу үчүн Жибек катмарын колдонсоңуз болот. Ошондой эле, биз сүрөт файлын киргизе алабыз, андыктан мен веб -сайтымдын логотипинин сүрөтүн тактага басуу үчүн кошом. Акыр -аягы, жез аянты куралын колдонуп, биз ПХБнын жер аянтын түзүшүбүз керек.

Азыр PCB өндүрүшкө даяр.

16 -кадам: Gerber файлдарын жүктөп алыңыз

ПХБ жасагандан кийин, биз убакыттын өтүшү менен бизге чыныгы ПКБны кайра жөнөтө турган ПХБ өндүрүүчү компанияга жөнөтүлө турган файлдарды түзүшүбүз керек.

EasyEDAда Сиз Даярдоо Файлдарын (Gerber файлы) Документ> Gerber генерациялоо же куралдар тилкесинен Genber Generate баскычын чыкылдатуу менен чыгара аласыз. Түзүлгөн Gerber файлы кысылган пакет. Декомпрессиядан кийин төмөнкү 8 файлды көрө аласыз:

1. Төмөндөгү жез:.gbl

2. Жогорку жез:.gtl

3. Төмөндөгү ширетүүчү маскалар:.gbs

4. Top Soldering Masks:.gts

5. Төмөнкү Жибек экраны:.gbo

6. Top Silk Screen:.gto

7. Бургулоо:.drl

8. Сырткы:.элдин

Сиз PCBWayден Gerber файлдарын жүктөй аласыз

Сиз PCBWayден заказ бергениңизде, мен PCBWayден жумушума салым кошуу үчүн 10% кайрымдуулук алам. Сиздин кичинекей жардамыңыз мени келечекте дагы укмуштуудай иштерге шыктандырышы мүмкүн. Кызматташтыгыңыз үчүн рахмат.

17 -кадам: PCB өндүрүшү

Эми биздин Gerber файлдарыбызды чыныгы ПКБга айландыра турган ПХБ өндүрүүчүнү табууга убакыт келди. Мен PCB өндүрүү үчүн Гербер файлдарымды JLCPCBге жөнөттүм. Алардын кызматы абдан жакшы. Мен 10 күндүн ичинде Индияда менин ПХБ алдым.

Долбоордун ББ төмөндө тиркелет.

18 -кадам: Компоненттерди ширетүү

PCB фаб үйүнөн такта алгандан кийин, компоненттерди ширетүү керек.

Лайкоо үчүн сизге татыктуу ширетүүчү үтүк, лампа, кыргыч, ширетүүчү таяк же насос жана мультиметр керек болот.

Бийиктигине жараша компоненттерди ширетүү жакшы практика. Адегенде анча бийик эмес компоненттерди эриткиле.

Компоненттерди ширетүү үчүн төмөнкү кадамдарды аткарсаңыз болот:

1. Компоненттин буттарын тешиктеринен сүрүп, ПХБны артына буруңуз.

2. Пластмассаны жана компоненттин бутун бириктирген жерге ширетүүчү темирдин учун кармаңыз.

3. Коргошундун тегерегине агып, төшөктү жаап турушу үчүн, мууну муунга салыңыз. Айланага агып кеткенден кийин, учун жылдырыңыз.

4. Нипперди колдонуу менен ашыкча буттарды кыркыңыз.

Бардык компоненттерди ширетүү үчүн жогорудагы эрежелерди аткарыңыз.

19 -кадам: ACS712 Учурдагы сенсорун орнотуу

Мен алган ACS712 учурдагы сенсорунда туташуу үчүн алдын ала ширетилген терминал бар. Модулду түздөн -түз ПХБ тактасына ширетүү үчүн, адегенде бурамалуу терминалды тазалоо керек.

Винт терминалын жогоруда көрсөтүлгөндөй тазалоочу насостун жардамы менен тазалайм.

Анан мен ACS712 модулун тескерисинче ширетем.

Ip+ жана Ip- терминалын ПКБга туташтыруу үчүн мен диоддук терминалдын буттарын колдондум.

20 -кадам: Бак Converter кошуу

Бак Converter модулун ширетүү үчүн, жогоруда көрсөтүлгөндөй 4 түз баштык казыгын даярдооңуз керек.

X1деги 2 баштыктын казыктары, 2 - чыгаруу үчүн, калган экөө - киргизүү үчүн.

21 -кадам: Arduino Nano кошуу

Түз аталыштарды сатып алганда, алар Arduino Nano үчүн өтө узун болот. Аларды ылайыктуу узундукка чейин кыркуу керек. Бул ар бири 15 казык дегенди билдирет.

Аялдын баш бөлүктөрүн кыркуунун эң жакшы жолу - 15 төөнөгүчтү санап, 16 -пинди тартып, анан 15 менен 17 -пин ортосундагы ажырымды кесүү үчүн бычак менен.

Эми биз аялдардын баштарын ПХБга орнотушубуз керек. Аялдарыңыздын башын алып, Arduino Nano тактасындагы эркек баштарына коюңуз.

Андан кийин, аялдын башын төөнөгүчтөрдү заряд контролеру ПКБга туташтырыңыз.

22 -кадам: MOSFETтерди даярдоо

MOSFETs Q1 Q2 жана D1 диодун ПХБга туташтыруудан мурун, биринчи кезекте аларга радиаторлорду тиркөө жакшы. Жылыткычтар түзмөктүн температурасын төмөндөтүү үчүн жылуулукту аппараттан алыстатуу үчүн колдонулат.

Муздаткычтын кошулмасынын катмарын MOSFET металлдык табактын үстүнө сүйкөп коюңуз. Андан кийин жылуулук өткөргүчтү MOSFET менен жылыткычтын ортосуна коюп, бураманы бекемдеңиз. Бул макаланы жылыткыч эмне үчүн маанилүү экени жөнүндө окуй аласыз.

Акыр -аягы, аларды заряд контролеру ПКБга туташтырыңыз.

23 -кадам: Страфтарды орнотуу

Бардык бөлүктөрдү ширеткенден кийин, тирөөчтөрдү 4 бурчка орнотуңуз. Мен M3 Brass Hex Standoffs колдондум.

Стендоптарды колдонуу жерден ширетүүчү түйүндөргө жана зымдарга жетиштүү жол берүүнү камсыз кылат.

24 -кадам: Программалык камсыздоо жана китепканалар

Биринчиден, тиркелген Arduino кодун жүктөп алыңыз. Андан кийин төмөнкү китепканаларды жүктөп алып, орнотуңуз.

1. One Wire

2. DallasTemperature

3. LiquidCrystal_I2C

4. PID китепканасы

Бүт код ийкемдүүлүк үчүн кичинекей функционалдык блокко бөлүнгөн. Колдонуучу ЖК дисплейди колдонууга кызыкдар эмес жана LED көрсөткүчү менен бактылуу деп коёлу. Андан кийин lcd_display () боштук циклинен () өчүрүңүз. Баары болду. Ошо сыяктуу эле, колдонуучунун талабына ылайык, ал ар кандай функцияларды иштетип жана өчүрө алат.

Жогорудагы бардык китепканаларды орноткондон кийин, Arduino кодун жүктөңүз.

Эскертүү: Мен азыр жакшы заряддоо алгоритмин ишке ашыруу үчүн программалык камсыздоонун үстүндө иштеп жатам. Сураныч, акыркы версиясын алуу үчүн байланышта болуңуз.

Жаңыртуу 02.04.2020

Жакшыртылган кубаттоо алгоритми жана PID контроллеринин ишке ашырылышы менен жаңы программа жүктөлдү.

25 -кадам: Акыркы тестирлөө

Charge Controller батарея терминалдарын (BAT) 12V батареяга туташтырыңыз. Полярдыктын тууралыгын текшериңиз. Туташкандан кийин, LED жана LCD дароо иштей баштайт. Ошондой эле LCD дисплейинин 2 -катарында батареянын чыңалуусун жана температурасын байкайсыз.

Андан кийин Күн панелин күн терминалына (SOL) туташтырыңыз, ЖК дисплейинин биринчи катарында күндүн чыңалуусун, токту жана кубатты көрө аласыз. Мен Күн панелин имитациялоо үчүн Лабораториялык энергия менен камсыздоону колдондум. Мен Кубат эсептегичтеримди ЖК дисплейи менен Чыңалуу, Ток жана Кубат баалуулуктарын салыштыруу үчүн колдондум.

Тестирлөө процедурасы бул демо видеодо көрсөтүлгөн

Келечекте мен бул долбоор үчүн 3D басылган корпусту иштеп чыгам. Кабарлашып тур.

Бул проект PCB Конкурсуна кирүү, мага добуш бериңиз. Сиздердин добуштарыңыздар мага ушул сыяктуу пайдалуу долбоорлорду жазуу үчүн көп күч -аракет жумшоо үчүн чыныгы шыктандыруучу болуп саналат.

Менин көрсөтмөмдү окуганыңыз үчүн рахмат. Эгерде сизге менин долбоорум жакса, аны менен бөлүшүүнү унутпаңыз.

Комментарийлер жана пикирлер дайыма кабыл алынат.

PCB Дизайн Чакырыктарында Runner Up