Solar 12V SLA Батарея кубаттагычы: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бир аз убакыт мурун, мен жанаша ATVнин "Лимонуна" ээ болдум. Мунун бир топ катасы бар экенин айтуу жетиштүү. Качандыр бир убакта мен "ЭЭ, мен фаралар иштеп турганда эшиктен мыкка чейин арзан батарейканы заряддап туруу үчүн өзүмдүн эле кубаттуу күн батареясын заряддагыч түзүлүшүм керек!" Деп чечтим. Акыр -аягы, бул "ЭЭ, мен батарейканын түрүн мен пландап жаткан кээ бир алыскы долбоорлорду иштетүү үчүн колдонушум керек!" Деген ойго айланды.

Ошентип, "Lead Buddy" күн батареясын кубаттоочу түзүлүш пайда болду.

Башында мен дизайнымды Sparkfunдун "Sunny Buddy" чыгармасынан чыгарууну карадым (ошондуктан мен бул жердин атын алгам), бирок кокусунан мен башка долбоордо колдонуп жүргөн компоненттин чындыгында колдонуу жөнүндө жазуусу бар экенин байкадым. күн батареясынын заряддагыч түзүлүшү катары (мурун маалымат тактасын кыдырып жүрүп сагындым) - Analog Device's LTC4365! Бул жерде MPPT жок, бирок, эй, Sparkfunдун "Sunny Buddy" да жок (жок дегенде чыныгы MPPT эмес …). Демек, муну кантип тактайбыз? Ооба, урматтуу окурман, сиз колдонмонун жазууларын караңыз !!! Тактап айтканда, Microchipдин AN1521 "Күн панелиндеги MPPT алгоритмдерин ишке ашыруу боюнча практикалык колдонмо". Бул чындыгында абдан кызыктуу окуу жана сизге MPPT көзөмөлүн ишке ашыруунун ар кандай ыкмаларын сунуштайт. Сизге эки гана сенсор, чыңалуу сенсору (чыңалуу бөлүштүргүч) жана ток сенсору керек жана сизге так бир чыгуу керек. Мен International Rectifierден IR25750 деп аталган N-Channel MOSFET менен колдонула турган атайын учурдагы сенсор жөнүндө билип калдым. Алардын IR25750дөгү АН-1199 да кызыктуу окуу. Акыр -аягы, биз баарын бириктирип турган микроконтроллерге муктажбыз жана бизге болгону 3 төөнөгүч керек болгондуктан, ATtiny10го киргиле!

1 -кадам: Бөлүктөрдү тандоо, схемаларды чийүү

Эми бизде 3 негизги бөлүк бар, биз ICлерибизди коштоп жүрүшү керек болгон башка компоненттерди тандап башташыбыз керек. Кийинки маанилүү компонентибиз-бул MOSFET'терибиз, тактап айтканда, бул версия үчүн (бул тууралуу көбүрөөк маалымат үчүн акыркы кадамды караңыз), мен ЭКИ SQJB60EP Dual N-Channel MOSFETs колдонууну чечтим. Бир MOSFET бир гана LTC4365 тарабынан көзөмөлдөнөт, ал эми экинчиси MOSFET бир FET тескери киргизүүнү коргоо үчүн арналган "идеалдуу аз тараптуу диод" катары иштейт (эгер сиз Googleдан издесеңиз, анда TI жана Maximдин бул темада колдонмо жазуулары, мен аны казышым керек болчу.), ал эми башка FET ATtiny10дун 16-бит PWM таймери (же сиз тандаган чечим …) тарабынан көзөмөлдөнөт. Кийинки кезекте биздин пассивдер келет, чындыгында тизмектөө анча маанилүү эмес. Алар чыңалуу бөлгүчтөрү/заряддагыч программалоо үчүн резисторлордон жана ар кандай айланып өтүүчү/сактоочу конденсаторлордон турат, жөн эле сиздин резисторлоруңуз алар аркылуу тараган кубаттуулукту башкара алаарына жана сиздин конденсаторлоруңуздун акылга сыярлык температура чыдамдуулугуна (X5R же андан жакшы) ээ экенине ынангыла. Белгилей кетчү нерсе, бул кантип иштелип чыккандыктан, батарея иштеши үчүн тактага тиркелиши керек.

Мен LTC4365ти 12 же 24В батарейкаларды секирип алмаштыруу үчүн кубаттай алгыдай кылып түздүм (заряддагычтын OV пинин 0.5В менен камсыз кылуу үчүн, батарея 12V батареялар үчүн 2.387V/клеткага чейин заряддалат). Заряддагычтын чыңалуусун бөлүштүрүүчү бөлүк температурасы 5k PTC каршылыгы аркылуу компенсацияланат, ал тактага 2.54мм баш аркылуу туташат жана батарейканын капталына жылуулук өткөргүч казан кошулмасы менен, ал тургай скотч менен да туташат. Биз ошондой эле дизайн боюнча бир нече зенерлерди колдонушубуз керек, тактап айтканда тескери чыңалуу MOSFETти айдап чыгуу үчүн (эгер сиз MPPT компоненттерин секирүүчү аянтча аркылуу орнотпосоңуз, башка FETке энергия берүү) жана LTC4365ти коргоо үчүн түйшүктөр ашыкча чыңалуудан. Биз ATtiny10ду 40В киргизүү үчүн бааланган 5В автоунаа регулятору менен кубаттайбыз.

Сактандыргычтар…

Белгилей кетүүчү бир маанилүү нерсе, батарейканын кубаттагычтары жөнүндө сөз болгондо, ар дайым кириштериңизде жана чыгууларыңызда сактандыргычтар болушу керек жана ар дайым ОТ коргоосун жогорку агымдагы кирүүлөрдө (IE- батарея) колдонушуңуз керек. Төмөн токтун кириштери OVPны (IE- лом схемалары) дароо ишке киргизе албайт, анткени алар көбүнчө сындыргычты/сактагычты өчүрүү үчүн жетиштүү токту чыгара алышпайт. Бул сиздин TRIAC/SCR өтө ысып кете турган өлүмгө алып келиши мүмкүн, мүмкүн иштебей калышы мүмкүн, же сиздин компоненттериңиз бузулуп, же долбооруңуз жалындап жарылып кетиши мүмкүн. Сиз чындыгында өз убагында фузияны күйгүзүү үчүн жетиштүү токту бере алышыңыз керек (биздин 12В батарейкабыз муну кыла алат). Сактандыргычтарга келсек, мен Littlefuse менен 0453003. MR менен барууну чечтим. Бул кичинекей SMD пакетиндеги фантастикалык сактандыргыч. Эгерде сиз 5х20мм чоңдуктар сыяктуу чоңураак сактагычтар менен барууну чечсеңиз, СУРАНЫҢЫЗЧЫ, СҮЙҮҮЧҮ ЭМНЕ ҮЧҮН СИЗГЕ ДУБА КЫЛСАҢЫЗ …… Айнек сактагычтарды колдонбоңуз. Айнек сактандыргычтар үйлөгөндө талкаланып, ысык эриген металлды жана учтуу айнектерди тактаңыздын баарына жөнөтүп, процессте ар кандай зыян келтирет. Дайыма керамикалык сактандыргычтарды колдонуңуз, алардын көбү кум менен толтурулган, ошондо алар үйлөнгөндө тактаңызды же үйүңүздү куурушпайт (керамиканын өзү колдонулган керамикалык соотторго окшоп коргоого да жардам бериши керек экенин айтпаңыз) заманбап согуштук машиналарды формадагы заряддуу баштыктардан коргоо үчүн/ ЧЫНЫГЫ ЖЫЛДЫК ПЛАЗМА). Кичинекей зымдын сактандыргычын "көрүү" мүмкүнчүлүгүнө ээ болуу (бул, сиз баары бир көрө албай калышы мүмкүн, айрыкча, дээрлик сокур болсоңуз), үйүңүз турган жерде көмүрдүн күйүп жатканына арзыбайт. Эгерде сиз сактандыруучуңузду текшеришиңиз керек болсо, анын каршылыгын текшерүү үчүн мультиметрди колдонуңуз.

ESD коргоо

Электрондук долбоорлорубузду коргоо үчүн 5-10 долларлык кымбат варисторлорго гана таянган күндөр артта калды. Дайыма кээ бир сыналгыларды, же убактылуу чыңалуу басууну, диоддорду ыргытышыңыз керек. Антпеш үчүн түзмө -түз эч кандай себеп жок. Ар кандай киргизүү, өзгөчө күн панелинин кирүүсү ESDден корголушу керек. Күн панелдериңиздин/каалаган зымдын жанында чагылган түшкөндө, кичинекей ТВС диоду, сактандыргыч менен бириктирилип, сиздин проектти ESD/EMPтин ар кандай түрүнөн бузуп кетүүдөн сактайт. сокку - бул….). Алар MOVдуку сыяктуу туруктуу эмес, бирок алар, албетте, көпчүлүк учурда ишти бүтүрө алышат.

Бул бизди кийинки нерсеге алып келет, Spark ажырымдары. "Учкун боштуктары деген эмне?!?" Ооба, учкун боштуктары - бул сиздин кирүү казыгыңыздын биринен жерге тегиздикке чейин созулган из, ал жерде солдерма жана жергиликтүү жердеги учак алынып, ачык асман алдында турат. Жөнөкөй сөз менен айтканда, бул ESDге түздөн -түз жерге учуп кетүүгө мүмкүнчүлүк берет (эң аз каршылык жолу) жана үмүт кылам, сиздин схемаңызды сактап калат. Аларга эч нерсе кошулбайт, андыктан аларды дайыма мүмкүн болгон жерге кошуу керек. Сиз Пасхен мыйзамы аркылуу кандайдыр бир чыңалуудан коргоо үчүн изиңиз менен жер учагынын ортосундагы аралыкты эсептей аласыз. Мен муну кантип эсептөө керектигин талкуулабайм, бирок эсептөө боюнча жалпы билим сунушталат деп айтуу жетиштүү. Болбосо, сиз из менен жердин ортосунда 6-10 миля боштук менен жакшы болушуңуз керек. Тегерек изди колдонуу да максатка ылайыктуу. Аны кантип ишке ашыруу керектиги тууралуу идея үчүн мен жарыялаган сүрөттү караңыз.

Жер учактары

Көпчүлүк электроника долбоорлорунда бир чоң жерди колдонбоого эч кандай себеп жок. Мындан тышкары, жер астындагы төгүлмөлөрдү колдонбоо өтө ысырапкорчулук, анткени мистин баарын кырып салыш керек. Сиз буга чейин жез үчүн төлөп жатасыз, аны Кытайдын суу жолдорун (же кайсы жерде болбосун) булгап, аны жер учагы катары жакшы колдонууга болбойт. Заманбап электрониканын колдонулушу өтө чектелген жана сейрек кездешет, эгерде катуу жер төкмөлөрү жогорку жыштык сигналдары үчүн жакшыраак сапаттарга ээ болсо, анда алар сезимтал издерди коргоого жакшыраак экенин жана кээ бир айланып өтүүнү камсыз кыла алаарын айтышат. эгер сиз көп катмарлуу тактаны колдонсоңуз, "жандуу" учак менен сыйымдуулугу. Белгилей кетүүчү дагы бир жагдай, эгер сиз кайра агытуучу мешти же ысык абаны кайра иштетүүчү станцияны колдонсоңуз, пассивдүү компоненттерге катуу жерге тегиз байланыштарды орнотуу сунушталбайт, анткени алар кайра ташталганда "мүрзө ташы" болуп калышы мүмкүн, анткени жердеги учактын термикалык массасы көбүрөөк. Бул эрип кетиши үчүн жылытылышы керек. Сиз этият болсоңуз, албетте муну кыла аласыз, бирок сиз пассивдүү компонентиңиздин жерге төшөмөсүн туташтыруу үчүн жылуулукту кетирүүчү подкладтарды же EasyEDA "Спикс" деп атаган нерсени колдонушуңуз керек. Менин тактайым термикалык рельеф төшөмөлөрүн колдонот, бирок мен кол менен ширетип жатканым үчүн, чындыгында эки тараптуу деле мааниге ээ эмес.

Жылуулук таралууда…

Биздин күн заряддагыч түзүлүшүбүз 3А максималдуу иштелип чыккан токто да, өтө көп жылуулукту таратпашы керек. Эң жаманы, биздин SQJB60EP каршылык боюнча 0.016mOhm 4.5A боюнча 8A (0.0115mOhm боюнча экинчи версиямда SQJ974EP, менин маалыматымды аягында караңыз). Ohms Мыйзамын колдонуп, P = I^2 * R, биздин күчүбүздүн таралышы 0,144 Вт 3А (Эми сиз эмне үчүн биздин MPPT жана тескери чыңалуу "диод" схемасы үчүн N канал MOSFETs колдонгонумду түшүндүңүз). Биздин 5V автомобилдик жөнгө салуучу аппаратыбыз өтө эле көп таркатпашы керек, анткени биз эң көп дегенде он миллиамптарды тартып жатабыз. 12В, ал тургай 24В батарейкасы менен, биз жөнгө салуучу кубаттуулуктун жетишсиздигин көрбөшүбүз керек, бирок чындап эле жылуулук чөгүп кетет деп тынчсызданбашыбыз керек, бирок бул маселе боюнча TIнин эң сонун арызына ылайык, сиздин күчүңүздүн көбү жылуулук болуп калат ПКБнын өзүнө кайра алып барыңыз, анткени бул эң аз каршылыктын жолу. Мисалы, биздин SQJB60EP дренаждык аянтка 3.1C/W жылуулук каршылыгына ээ, ал эми пластикалык пакет 85C/W жылуулук каршылыгына ээ. Жылуулукту чөктүрүү ПКБнын өзү аркылуу жүргүзүлгөндө, эффективдүү болот, IE- сиздин компоненттериңиз үчүн чоң жылуулукту таркатуучу жакшы чоң учактарды чыгарат (ошону менен ПХБңызды чачуучуга айландырат) же плиталарды картанын карама-каршы тарабына кичирээк конструкцияларга мүмкүндүк берүү үчүн үстүндөгү кичинекей учак. (Жылуулук виастарын борттун карама -каршы жагындагы учакка багыттоо, ошондой эле жылыткычты/шламды тактанын арткы жагына оңой эле жабыштырууга же ошол жылуулукту башка тактанын жерге тегиздиги аркылуу таркатууга мүмкүндүк берет. модуль.) Бир компоненттен канча күчтү коопсуз түрдө тарата алаарыңызды эсептөөнүн бир ыкчам жана кир жолу (Tj - Tamb) / Rθja = Power. Көбүрөөк маалымат алуу үчүн, мен сизди TIнин колдонмо жазуусун окууга чакырам.

Анан акыры…

Эгерде сиз өзүңүздүн долбооруңузду контейнердин ичине киргизгиңиз келсе, мисалы, мен пландап жаткандай, ал ачык түрдө колдонула турган болсо, тактаңызды чыгарардан мурун дайыма контейнериңизди/кутуңузду тандап алышыңыз керек. Менин учурда, мен Polycaseтин EX-51ин тандадым жана тактайымды ушундай кылып иштеп чыктым. Мен дагы "алдыңкы панель" тактасын иштеп чыктым, ал күндүн кирүүчү "тешиктерине" же тагыраагы тешиктерге туташат (калыңдыгы 1,6 мм болгон тактайга туура келет). Аларды чогуу ээрчитип алгыла, ошондо баргыла. Бул панелде Switchcraft суу өткөргүчтөрү бар. Мен азырынча "алдыңкы панелди" же "арткы панелди" колдоноорумду чече элекмин, бирок ага карабастан, мен дагы кирүү же чыгаруу үчүн, ошондой эле биздин батарея термисторубуз үчүн "суу өткөрбөйт кабель безине" муктаж болом. Кошумча катары, менин кубаттагычымды модул катары тактага да орнотсо болот (демек тешиктер тешилген).

2 -кадам: Бөлүктөрүңүздү алуу

Бөлүктөрүңүзгө заказ берүү, канча сатуучу бар экенин жана кичинекей тетиктер маал-маалы менен жоголуп кетээрин эске алуу менен (мисалы, резисторлор, конденсаторлор) оор жумуш болушу мүмкүн. Чынында, мен 24В батареяны заряддоо схемасынын резисторлорун жоготтум. Бактыга жараша, мен 24В кубаттоо схемасын колдонбойм.

Мен PCBге JLCPCBден заказ кылууну чечтим, анткени анын кири арзан. Мен дагы акыркы жолу заказ кылгандан бери алар жакшы "живопись" экрандарын (жана soldermasks) калтырган "сүрөттү сүрөткө тартуу" процессине өтүштү окшойт. Тилекке каршы, алар мындан ары бекер жеткирүүнү камсыз кылышпайт, андыктан аны алуу үчүн бир же эки жума күтүүгө туура келет, же DHL аркылуу жөнөтүлүшү үчүн 20 $ төлөшүңүз керек болот …. Менин компоненттерим боюнча, мен Arrow менен бардым, анткени алар бекер жеткирилет. Мага термисторду Digikeyден гана сатып алууга туура келди, анткени Жебеде жок болчу.

Эреже катары, 0603 өлчөмүндөгү пассивдер A-OK менен ширетилет. 0402 өлчөмүндөгү компоненттер кыйын болушу мүмкүн жана оңой эле жоголуп кетет, андыктан керектүү нерседен кеминде эки эсе көп заказ кылыңыз. Дайыма текшерип көрүңүз, алар сиздин бардык компоненттериңизди жөнөткөн. Бул өзгөчө, эгерде алар сиздин заказды бекемдешпесе жана FedEx аркылуу сизге 20 түрдүү кутучаны жөнөтүшсө.

3 -кадам: Даярдык…

Лайк коюуга даярдык… Сизге чындап эле анча мынча шаймандардын кереги жок. Арзан, орточо кубаттуу ширетүүчү, флюс, ширетүүчү, пинцет жана снайперлер - бул сизге керектүү нерселердин баары. Сизде өрт өчүргүч даяр болушу керек, жана ар дайым маска болушу керек, бул рак менен уулуу болгон агымдын абадагы булгануусун чыпкалоого даяр.

4 -кадам: Аны бириктирүү

ПХБны чогултуу чынында эле жөнөкөй. Бул жөн эле "бир төшөктү калай, бир казыкты ошол өтмөккө ширетүү, анан калган казыктарды" сүйрөө ". SMD компоненттерин ширетүү үчүн сизге микроскоптун же кооз кайра иштетүүчү станциянын кереги жок. Сиз чоңураак нерсеге жана 0603 (жана кээде 0402) компоненттерге лупанын кереги жок. Жөн гана көпүрөлүү казыктар жок экенин жана сизде муздак муундар жок экенин текшериңиз. Эгерде сиз "күлкүлүү" нерсени көрсөңүз, ага бир аз агым салып, темир менен уруңуз.

Флюске келсек, балким таза эмес агымды колдонушуңуз керек, анткени тактаңызда калтыруу коопсуз. Тилекке каршы, аны тактаңыздан тазалоо оор. "Таза эмес" агымды тазалоо үчүн, 90% дан жогору спирт, 90% концентрациядан жогору жана кебез менен чоң нерселерди алыңыз. Андан кийин, аны эски тиш щеткасы менен жакшылап тазалаңыз (эски электр тиш щеткалары/тиш щеткасынын баштары сонун иштейт). Акыр -аягы, ысык суу мончосу үчүн бир аз дистилденген сууну ысытыңыз. Кааласаңыз, идиш жуугучту колдонсоңуз болот (ал тактаңызды королдоп койбосун текшериңиз, бул сиздин ПКБдагы жылаңач байланыштарга зыян келтирбеши керек, анткени идиш жуугучтар гидрофобдук аркылуу органикалык компоненттерге "жабышууга" арналган. Гидрофобтук-гидрофилдик аракет анын молекулаларынын полярдык/полярдык эмес углеводород/щелочтуу структурасы менен камсыздалат жана гидрофилдик компонент аркылуу жууса болот. тазаланган суу менен же өтө коррозиялуу болсо). IFF кандайдыр бир керемет менен сиз чындыгында спирт ичимдиктерин жок кыласыз, жана сиз, балким, жок кылсаңыз болот, тактаңызды чогуу жууп койсоңуз болот.

30 мүнөттөн кийин ысык суу тактаңыздагы калган жабышкак калдыктарды талкалап салышы керек, андан кийин тиш щеткаңыз менен шаарга барып, калганын алып салсаңыз болот. Жакшылап чайкаңыз жана аны эң төмөнкү параметрге коюлган тостер мешке кургатыңыз, же жок дегенде 24 саат ачык асманда кургатыңыз. Идеалында, сиз тостер мешин же Harbor Freightтин арзан ысык пистолетин колдонуп, эч нерсе куурбайсыз. Сиз ошондой эле кысылган абаны колдонсоңуз болот.

Кошумча эскертүү катары, ПКБңызды тазалаганда этият болуңуз, анткени компоненттерди бошоп кетишиңиз мүмкүн. Сизге өтө катуу басуунун кереги жок, жөн гана чачтын компоненттеринин ортосуна кириши үчүн жетиштүү.

5 -кадам: Күн панелдери…