وحدة تحكم الشحن بالطاقة الشمسية Arduino PWM5 DIY (تتضمن ملفات PCB والبرامج): 9 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

قبل بضع سنوات ، صمم جوليان إيليت وحدة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية "PWM5" الأصلية التي تعتمد على الميكروكونترولر PIC. لقد جرب أيضًا إصدارًا يعتمد على Arduino. يمكنك العثور على مقاطع الفيديو الخاصة به هنا:

وفقًا لمخطط جوليانس ، صمم arduined.eu إصدارًا صغيرًا جدًا ، استنادًا إلى Arduino Pro Mini 5 فولت و 16 ميجاهرتز: https://www.arduined.eu/arduino-solar-charge-cont …

بعد أن قمت بالفعل بتصميم وبناء جهازي شحن شمسي MPPT باك ، أردت تجربة هذا التصميم البسيط للغاية.

الخطوة 1: رسم التخطيطي

التخطيطي مبني على جوليانس مرسومة باليد. حاولت أن أجعلها سهلة الفهم قدر الإمكان. سيكون أيضًا الأساس لثنائي الفينيل متعدد الكلور مناسب.

الخطوة 2: تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور مناسب

كان مخطط النسر هو الأساس لتخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور هذا. المسارات أحادية الجانب وواسعة جدًا. يتيح لك ذلك حفر اللوحات الخاصة بك بسهولة ، إذا كنت لا ترغب في طلبها من الشركة المصنعة.

الخطوة 3: تحضير لوحة النموذج الأولي

قبل أن أطلب الألواح ، كنت أرغب في التحقق من التصميم على قطعة من لوحة النموذج الأولي. حجمه 0.8 × 1.4 بوصة.

الخطوة 4: ملء المجلس

نظرًا لأن اللوحة يجب أن يكون لها نفس حجم Pro Mini ، فإن المكونات قريبة جدًا من بعضها. بالطبع يمكننا أيضًا استخدام مكونات SMD ، لكنني أردت الحفاظ على التصميم سهل الاستخدام قدر الإمكان. يمكن العثور على أسماء المكونات على التخطيطي. جميع المقاومات بحجم 1/4 وات.

راجع للشغل: كانت هذه أول محاولة لحام خالية من الرصاص. لذلك يمكن أن تبدو أنظف ؛-)

الخطوة الخامسة: اختبار دائرة مضخة شحن ديكسون

نظرًا لأنني أردت الحفاظ على استهلاك الطاقة عند أدنى مستوى ممكن (حوالي 6 مللي أمبير) ، فقد استخدمت الإصدار 3.3 فولت و 8 ميجاهرتز من Arduino Pro Mini. لذلك بسبب الإمداد 3.3 فولت (بدلاً من 5 فولت) ، لم أكن متأكدًا ، ما إذا كانت مضخة الشحن ستكون قادرة على توليد جهد البوابة المطلوب لـ IRF3205 MOSFET. لذلك قمت بتجربة صغيرة مع ترددات PWM مختلفة ومكثفات المضخة. كما ترى ، لم يكن الجهد الكهربي البالغ 5.5 فولت كافيًا لدفع مستوى غير منطقي من MOSFET. لذلك قررت استخدام IRLZ44N. هذا هو ما يسمى بمستوى المنطق MOSFET ويعمل بشكل جيد مع 5V.

الخطوة 6: لحام المكونات والأسلاك المتبقية

ثم حان الوقت لحام المكونات المتبقية بالإضافة إلى الأسلاك والصمام الثنائي الخارجي المدعوم. هذا الصمام الثنائي مهم جدا! تأكد من أنه قادر على التعامل مع أقصى تيار.

الخطوة 7: اختبارات البرمجيات

نظرًا لأن البرنامج الأصلي كان يشبه إلى حد ما ما تفعله ، فقد قررت أن أكتب البرنامج الخاص بي. يمكنك تنزيله (وملفات Eagle PCB وكذلك ملفات Gerbers) على جيثب الخاص بي. الرابط موجود في نهاية هذا Instructable.

كانت الخطوة المهمة هي معرفة الحد الأقصى لتردد التبديل لدائرة سائق Julians MOSFET. كما ترون ، فإن 15 كيلو هرتز تبدو مروعة (تقاس عند بوابة MOSFET) وستنتج الكثير من الحرارة. من ناحية أخرى ، يبدو أن 2 كيلو هرتز مقبول. يمكنك مشاهدة الاختلافات في الفيديو في الصفحة الأولى من هذه المقالة.

للقيام بالقياسات المطلوبة ، استخدمت راسم الذبذبات الجيبي DSO201 الرخيص ، ومقياس متعدد ومقياس طاقة اردوينو DIY.

الخطوة 8: الخلاصة ، تنزيل الروابط

إذن ، ما هو خاتمة هذا المشروع الصغير؟ إنه يعمل بشكل جيد ، ولكن بالطبع لا يمكن استخدامه لجهد بطارية أقل من 12 فولت. على الأقل سيكون غير فعال للغاية في هذه الحالة ، لأنه مجرد شاحن PWM وليس محول باك. كما أنه لا يحتوي على تتبع MPPT. لكن بالنسبة لحجمها فهو مثير للإعجاب. كما أنها تعمل مع الألواح الشمسية الصغيرة جدًا أو مع ضوء الشمس الخافت جدًا.

وبالطبع فإن بناء هذا الشيء ممتع للغاية. لقد استمتعت أيضًا باللعب باستخدام مرسمة الذبذبات الخاصة بي وتصور دائرة سائق MOSFET.

آمل أن يكون هذا Instructable الصغير مفيدًا لك. ألق نظرة أيضًا على مقاطع الفيديو الإلكترونية الأخرى الخاصة بي على قناتي على YouTube.

البرامج وملفات Eagle CAD وملفات Gerber على GitHub الخاص بي:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

شواحن MPPT على جيثب الخاص بي:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

قناتي على يوتيوب:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

الخطوة 9: من أين تطلب اللوحات الخاصة بك

يمكن طلب الألواح هنا:

jlcpcb.com (مع ملفات جربر المرفقة)

oshpark.com (مع ملف لوحة Eagle)

بالطبع هناك بدائل أخرى