ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (Version-1): 11 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

[Videonu Oxu]

Əvvəlki təlimatlarımda, şəbəkədən kənar bir günəş sisteminin enerji monitorinqinin təfərrüatlarını təsvir etdim. Bunun üçün də 123D dövrə yarışmasında qalib gəldim. Bu ARDUINO ENERJİ METERİNİ görə bilərsiniz.

Nəhayət, yeni versiya-3 şarj nəzarətçimi göndərirəm. Yeni versiya daha səmərəlidir və MPPT alqoritmi ilə işləyir.

Bütün layihələrimi https://www.opengreenenergy.com/ saytında tapa bilərsiniz.

Aşağıdakı linki tıklayaraq görə bilərsiniz.

ARDUINO MPPT SOLAR CHARGE CONTROLLER (versiya-3.0)

Aşağıdakı linki tıklayaraq versiya-1 şarj nəzarətçimi görə bilərsiniz.

ARDUINO SOLAR CHARGE CONTROLLER (Versiya 2.0)

Günəş enerjisi sistemində şarj nəzarətçisi, təkrar doldurulan batareyanı qorumaq üçün hazırlanmış sistemin ürəyidir. Bu təlimatlarda PWM şarj nəzarətçisini izah edəcəyəm.

Hindistanda insanların çoxu milli şəbəkə xətlərinin bu günə qədər çatmadığı kənd yerlərində yaşayır. Mövcud elektrik şəbəkələri bu yoxsul insanlara elektrik enerjisini təmin edə bilmir. Buna görə də bərpa olunan enerji mənbələri (foto voltaik panellər və külək generatorlar) məncə ən yaxşı seçimdir. Kənd həyatının ağrısını daha yaxşı bilirəm, çünki mən də bu ərazidən olduğum üçün başqalarına və evimə kömək etmək üçün bu DIY günəş şarj cihazını hazırladım. Son dövrdə "Phailin" siklonu zamanı.

Günəş enerjisinin daha az texniki xidmət və çirklənmə olmaması üstünlüyünə malikdir, lakin onların əsas çatışmazlıqları yüksək istehsal dəyəri, aşağı enerji çevrilmə səmərəliliyidir. Günəş panelləri hələ də nisbətən aşağı çevrilmə səmərəliliyinə malik olduğundan, paneldən mümkün olan maksimum gücü çıxara bilən səmərəli günəş yükləyici nəzarətçi vasitəsi ilə ümumi sistem xərcləri azaldıla bilər.

Şarj Nəzarətçisi nədir?

Günəş batareyası nəzarətçisi, günəş paneli ilə batareya arasında yerləşdirilən günəş panellərinizdən gələn gərginliyi və cərəyanı tənzimləyir. Batareyalarda düzgün şarj gərginliyini qorumaq üçün istifadə olunur. Günəş panelindən daxil olan gərginlik artdıqca, şarj tənzimləyicisi batareyaların doldurulmasını tənzimləyir və artıq yüklənmənin qarşısını alır.

Şarj nəzarətçilərinin növləri:

1. QAPALI

2. PWM

3. MPPT

Ən əsas şarj tənzimləyicisi (ON/OFF tipi) sadəcə batareya gərginliyini izləyir və batareya gərginliyi müəyyən bir səviyyəyə qalxdıqda şarjı dayandıraraq dövrə açır.

3 şarj nəzarətçisi arasında MPPT ən yüksək səmərəliliyə malikdir, lakin bahalıdır və kompleks sxemlərə və alqoritmə ehtiyac duyur. Mənim kimi bir başlanğıc həvəskarı olaraq düşünürəm ki, PWM şarj tənzimləyicisi günəş batareyasının doldurulmasında ilk əhəmiyyətli irəliləyiş hesab olunur.

PWM nədir:

Pulse Width Modulation (PWM), açarların vəzifə nisbətini (MOSFET) tənzimləyərək sabit gərginlikli batareyanın doldurulmasına nail olmaq üçün ən təsirli vasitədir. PWM şarj nəzarətçisində, günəş panelindən gələn cərəyan batareyanın vəziyyətinə və şarj ehtiyacına uyğun olaraq daralır. Batareya gərginliyi tənzimləmə nöqtəsinə çatdıqda, PWM alqoritmi batareyanı qızdırmamaq və qazlaşdırmamaq üçün şarj cərəyanını yavaş -yavaş azaldır, buna baxmayaraq şarj ən qısa müddətdə maksimum enerjini batareyaya qaytarmağa davam edir.

PWM şarj nəzarətçisinin üstünlükləri:

1. Yüksək şarj səmərəliliyi

2. Daha uzun batareya ömrü

3. Batareyanı çox qızdırın

4. Batareyadakı stressi minimuma endirir

5. Batareyanı kükürddən təmizləmək bacarığı.

Bu şarj tənzimləyicisi aşağıdakılar üçün istifadə edilə bilər:

1. Günəş ev sistemində istifadə olunan batareyaların doldurulması

2. Kənd yerlərində günəş fənəri

3. Cib telefonunun doldurulması

Şarj nəzarətçisinin fonu haqqında çox şey yazdığımı düşünürəm. Nəzarətçi etməyə başlayır.

Əvvəlki təlimatlarım kimi, ARDUINO-nu çipdə PWM və ADC daxil olan mikro nəzarətçi kimi istifadə etdim.

Addım 1: Lazım olan hissələr və alətlər:

Parçalar:

1. ARDUINO UNO (Amazon)

2. 16x2 XARAKTER LCD (Amazon)

3. MOSFETS (IRF9530, IRF540 və ya ekvivalent)

4. TRANSİSTORLAR (2N3904 və ya ona bərabər NPN transistorlar)

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

6. Kondansatör (Amazon / 100uF, 35v)

7. DIODE (IN4007)

8. ZENER DIODE 11v (1N4741A)

9. LEDlər (Amazon / Qırmızı və Yaşıl)

10. QAYDALAR (5A) VƏ SİGORTA SAHİBİ (Amazon)

11. Çörək lövhəsi (Amazon)

12. DÖVMƏLİ KURT (Amazon)

13. JUMPER WIRES (Amazon)

14. LAYİHƏ QUTUSU

15.6 PIN VİDALI TERMİNALI

16. SCOTCH MONTAJ MEYDANLARI (Amazon)

Alətlər:

1. DRILL (Amazon)

2. yapışqan tabancası (Amazon)

3. HOBBY Bıçaq (Amazon)

4. Lehimləmə dəmiri (Amazon)

Addım 2: Şarj Nəzarətçisi Dövrü

Daha yaxşı başa düşmək üçün bütün şarj nəzarətçi sxemini 6 hissəyə bölürəm

1. Gərginlik algılama

2. PWM siqnal istehsalı

3. MOSFET keçid və sürücü

4. Filtr və qorunma

5. Ekran və göstəriş

6. YÜKLƏ/YANA

Addım 3: Gərginlik Sensorları

Şarj nəzarətçisindəki əsas sensorlar, günəş panelindən gələn gərginliyi və batareyanın gərginliyini hiss etməliyik.

ARDUINO analog pin giriş gərginliyi 5V ilə məhdudlaşdığından, gərginlik bölücüsünü ondan çıxan gərginliyin 5V -dan az olması üçün dizayn etdim. 5W (Voc = 10v) günəş paneli və 6v və 5.5Ah istifadə etdim. Gücün saxlanması üçün SLA batareyası. Buna görə də hər iki gərginliyi 5V -dan aşağıya endirmək məcburiyyətindəyəm. Hər iki gərginliyi (günəş paneli gərginliyi və batareya gərginliyi) hiss etmək üçün R1 = 10k və R2 = 4.7K istifadə etdim. R1 və R2 -nin dəyəri birdən aşağı ola bilər, amma problem ondadır ki, müqavimət aşağı olduqda daha yüksək cərəyan keçir, nəticədə çox miqdarda güc (P = I^2R) istilik şəklində yayılır. Buna görə fərqli müqavimət dəyəri seçilə bilər, ancaq müqavimət boyunca güc itkisini minimuma endirmək üçün diqqət yetirilməlidir.

Mən bu şarj tənzimləyicisini ehtiyacım üçün hazırladım (6V batareya və 5w, 6V günəş paneli), daha yüksək gərginlik üçün bölücü rezistorların dəyərini dəyişdirməlisiniz. Doğru rezistorları seçmək üçün onlayn kalkulyatordan da istifadə edə bilərsiniz.

Kodda, günəş panelindən gələn gərginliyə görə "solar_volt" və batareya gərginliyi üçün "bat_volt" adını verdim.

Vout = R2/(R1+R2)*V.

Parlaq günəş işığı zamanı panel gərginliyi = 9V olsun

R1 = 10k və R2 = 4.7 k

solar_volt = 4.7/(10+4.7)*9.0 = 2.877v

Batareyanın gərginliyi 7 V olsun

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

Gərginlik bölücülərin hər iki gərginliyi 5v -dən aşağıdır və ARDUINO analog pininə uyğundur

ADC kalibrlənməsi:

bir nümunə götürək:

faktiki volt/bölücü çıxışı = 3.127 2.43 V, 520 ADC ilə bərabərdir

1 ekvivalenti.004673V -dir

Sensoru kalibr etmək üçün bu üsuldan istifadə edin.

ARDUINO KODU:

for (int i = 0; i <150; i ++) {sample1+= analogRead (A0); // günəş panelindən giriş gərginliyini oxuyun

sample2+= analogRead (A1); // batareya gərginliyini oxuyun

gecikmə (2);

}

nümunə1 = nümunə1/150;

nümunə2 = nümunə2/150;

solar_volt = (nümunə1* 4.673* 3.127)/1000;

bat_volt = (nümunə2* 4.673* 3.127)/1000;

ADC kalibrlənməsi üçün əvvəllər izah etdiyim təlimatlara diqqətlə baxın.

Addım 4: Pwm Siqnal Yaradılması:

Arduino Müsabiqəsində ikinci yer

Yaşıl Elektron Yarışmasında 2 -ci yeri tutdu