Pengontrol Pengisian Tenaga Surya Arduino PWM5 DIY (Termasuk File dan Perangkat Lunak PCB): 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Beberapa tahun yang lalu, Julian Ilett merancang pengontrol muatan surya "PWM5" berbasis mikrokontroler PIC asli. Dia juga bereksperimen dengan versi berbasis Arduino. Anda dapat menemukan videonya di sini:

menurut skema Julians, arduined.eu merancang versi yang sangat kecil, berdasarkan 5V, 16MHz Arduino Pro Mini:

Setelah saya merancang dan membuat dua pengisi daya surya MPPT, saya ingin mencoba desain yang sangat sederhana ini.

Langkah 1: Menggambar Skema

Skema ini didasarkan pada gambar tangan Julian. Saya mencoba membuatnya semudah mungkin untuk dipahami. Ini juga akan menjadi dasar untuk PCB yang tepat.

Langkah 2: Merancang PCB yang Tepat

Skema Eagle adalah dasar untuk tata letak PCB ini. Treknya satu sisi dan sangat lebar. Ini memungkinkan Anda untuk mengetsa papan dengan mudah, jika Anda tidak ingin memesannya dari produsen.

Langkah 3: Mempersiapkan Papan Prototipe

Sebelum saya memesan papan, saya ingin memverifikasi desain pada papan prototipe. Ukurannya adalah 0,8 x 1,4 inci.

Langkah 4: Mengisi Papan

Karena papan harus memiliki ukuran yang sama dengan Pro Mini, komponennya sangat berdekatan. Tentu saja kami juga dapat menggunakan komponen SMD, tetapi saya ingin membuat desainnya seramah mungkin. Nama-nama komponen dapat ditemukan pada skema. Semua resistor berukuran 1/4 Watt.

BTW: Ini adalah upaya penyolderan bebas timah pertama saya. Jadi bisa terlihat lebih bersih;-)

Langkah 5: Menguji Sirkuit Pompa Pengisian Dickson

Karena saya ingin menjaga konsumsi daya serendah mungkin (sekitar 6mA), saya menggunakan Arduino Pro Mini versi 3.3V, 8MHz. Jadi karena pasokan 3.3V (bukan 5V), saya tidak yakin, apakah pompa muatan akan dapat menghasilkan tegangan gerbang yang diperlukan untuk MOSFET IRF3205. Jadi saya melakukan sedikit percobaan dengan frekuensi PWM dan kapasitor pompa yang berbeda. Seperti yang Anda lihat, tegangan sekitar 5.5V tidak cukup untuk menggerakkan MOSFET level non-logika. Jadi saya memutuskan untuk menggunakan IRLZ44N. Ini adalah apa yang disebut MOSFET level logika dan berfungsi baik dengan 5V.

Langkah 6: Menyolder Komponen dan Kabel yang Tersisa

Kemudian tiba saatnya untuk menyolder komponen yang tersisa serta kabel dan dioda anti-backed eksternal. Dioda ini sangat penting! Pastikan, itu mampu menangani arus maksimum Anda.

Langkah 7: Tes Perangkat Lunak

Karena perangkat lunak aslinya sedikit seperti yang Anda lakukan, saya memutuskan untuk menulis sendiri. Anda dapat mengunduhnya (dan file Eagle PCB serta Gerbers) di GitHub saya. Tautan ada di akhir Instructable ini.

Langkah penting adalah untuk mengetahui frekuensi switching maksimum sirkuit driver Julians MOSFET. Seperti yang Anda lihat, 15kHz terlihat mengerikan (diukur pada gerbang MOSFET) dan akan menghasilkan banyak panas. 2kHz di sisi lain terlihat dapat diterima. Anda bisa melihat perbedaannya pada video di halaman pertama artikel ini.

Untuk melakukan pengukuran yang diperlukan, saya telah menggunakan osiloskop saku DSO201 murah saya, multimeter, dan pengukur daya Arduino DIY.

Langkah 8: Kesimpulan, Tautan Unduh

Jadi, apa kesimpulan dari proyek kecil ini? Ini berfungsi dengan baik, tetapi tentu saja tidak dapat digunakan untuk tegangan baterai nominal di bawah 12V. Setidaknya itu akan sangat tidak efisien dalam hal ini, karena itu hanya pengisi daya PWM daripada konverter uang. Itu juga tidak memiliki pelacakan MPPT. Tapi untuk ukurannya itu cukup mengesankan. Ia juga bekerja dengan panel surya yang sangat kecil atau dengan sinar matahari yang sangat redup.

Dan tentu saja sangat menyenangkan untuk membangun hal ini. Saya juga menikmati bermain dengan osiloskop dan memvisualisasikan sirkuit driver MOSFET.

Saya harap, Instruksi kecil ini bermanfaat bagi Anda. Lihat juga video elektronik saya yang lain di saluran YouTube saya.

Perangkat lunak, file Eagle CAD, dan file Gerber di GitHub saya:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

Pengisi Daya MPPT di GitHub saya:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

Saluran YouTube saya:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Langkah 9: Tempat Memesan Papan Anda

Papan dapat dipesan di sini:

jlcpcb.com (dengan file Gerber terlampir)

oshpark.com (dengan file papan Eagle)

tentu saja ada juga alternatif lain