Mppt контроллер своими руками: зачем нужен и как работает. Простейший самодельный контроллер

Контроллер для зарядки акб своими руками, схема

Виды контроллеров

Контроллеры On/Off

Эти модели являются самыми простыми из всего класса контроллеров заряда для солнечных батарей.

Контроллер заряда On/Off для гелиосистем

С помощью контроллеров On/Off не получится обеспечить полную зарядку аккумуляторной батареи. Ведь здесь отключение происходит в том момент, когда достигнут максимальный ток. А процесс зарядки до полной ёмкости ещё необходимо поддерживать несколько часов. Уровень заряда в момент отключения находится где-то 70 процентов от номинальной ёмкости. Естественно, что это негативно отражается на состоянии аккумулятора и снижает срок его эксплуатации.
 

Контроллеры PWM

В поисках решения неполной зарядки аккумулятора в системе с устройствами On/Off были разработаны блоки управления, основанные на принципе широтно-импульсной модуляции (сокращённо ШИМ) заряжающего тока. Смысл работы такого контроллера заключается в том, что он понижает заряжающий ток, когда достигается предельное значение напряжения.

При таком подходе заряд аккумулятора доходит практически до 100 процентов. Эффективность процесса увеличивается до 30 процентов.

Контроллер заряда PWM

ШИМ контроллеры заряда для солнечных батарей специалисты рекомендуют применять в тех регионах, где наблюдается высокая активность солнечных лучей. Их часто можно встретить в гелиосистемах маленькой мощности (менее двух киловатт). Как правило, в них работают аккумуляторные батареи небольшой ёмкости.

Регуляторы типа MPPT

Контроллеры заряда МРРТ сегодня являются самыми совершенными устройствами для регулирования процесса заряда аккумуляторной батареи в гелиосистемах. Эти модели увеличивают эффективность генерации электричества на одних и тех же солнечных батареях. Принцип работы устройств MPPT основан на определении точки максимального значения мощности.

Контроллер заряда MPPT

MPPT в постоянном режиме следит за током и напряжением в системе. На основании этих данных микропроцессор подсчитывает оптимальное отношение параметров для того, чтобы достигнуть максимальной выработки по мощности. При регулировке напряжения и учитывается даже этап процесса зарядки. MPPT контроллеры солнечных батарей даже позволяют снимать большое напряжение с модулей, затем преобразовывая его в оптимальное. Под оптимальным понимается то, которое обеспечивает полную зарядку АКБ.

Если оценивать работу MPPT по сравнению с PWM, то эффективность функционирования гелиосистемы возрастёт от 20 до 35 процентов. К плюсам также стоит отнести возможность работы при затенении солнечной панели до 40 процентов. Благодаря возможности поддержания высокого значения напряжения на выходе контроллера можно использовать проводку небольшого сечения. А также можно поставить солнечные панели и блок на большее расстояние, чем в случае с PWM.

 

Гибридный контроллер

Самодельные контроллеры

Люди, которые разбираются в электротехнике, часто сами собирают контроллеры заряда для ветрогенераторов и солнечных батарей. Функциональность подобных моделей часто уступает по эффективности и набору функций фабричным устройствам. Однако в небольших установках маленькой мощности самодельного контроллера вполне достаточно.

Самодельный контроллер заряда для гелиосистем

При создании контроллера заряда своими руками следует помнить о том, что суммарная мощность должна удовлетворять следующему условию: 1,2P ≤ I*U. I – это выходной ток контроллера, U – это напряжение при разряженной батарее.

Схем самодельных контроллеров существует довольно много. Их можно поискать на соответствующих форумах в сети. Здесь следует сказать лишь о некоторых общих требованиях к такому устройству:

• Напряжение зарядки должно быть 13,8 вольта и меняется в зависимости номинального значения силы тока;
• Напряжение, при котором происходит отключение заряда (11 вольт). Эта величина должна быть настраиваемой;
• Напряжение, при котором включается заряд 12,5 вольта.

Теория

   Для последовательного соединения аккумуляторов, обычно к плюсу электрической схемы подключают положительную клемму первого  последовательное соединение аккумуляторов аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к минусу блока. Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Значит если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

   Энергия, накопленная в АКБ, равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы — параллельно или последовательно.

   Литий-ионные батареи просто подключить к БП нельзя — нужно выравнивание зарядных токов на каждом элементе (банке). Балансировку проводят при зарядке аккумулятора, когда энергии много и её можно сильно не экономить и поэтому без особых потерь можно воспользоваться пассивным рассеиванием «лишнего» электричества.

   Никель-кадмиевые АКБ не требуют дополнительных систем, поскольку каждое звено при достижении его максимального напряжения заряда перестает принимать энергию. Признаки полного заряда Ni-Cd — это увеличение напряжения до определенного значения, а затем его падение на несколько десятков милливольт, и повышение температуры — так что лишняя энергия сразу превращается в тепло.

   У литиевых аккумуляторов наоборот. Разрядка до низких напряжений вызывает деградацию химии и необратимое повреждение элемнта, с ростом внутреннего сопротивления. В общем они не защищены от перезаряда, и можно потратить много лишней энергии, резко сокращая тем самым время их службы.

   Если соединить несколько литиевых элементов в ряд и запитать через зажимы на обоих концах блока, то мы не можем контролировать заряд отдельных элементов. Достаточно того, что одно из них будет иметь несколько более высокое сопротивление или чуть меньшую емкость, и это звено гораздо быстрее достигнет напряжения заряда 4,2 В, в то время как остальные будут еще иметь 4,1 В. И когда напряжение всего пакета достигнет напряжение заряда, может оказаться, что эти слабые звенья заряжены до 4,3 Вольт или даже больше. С каждым таким циклом будет происходить ухудшение параметров. К тому же Li-Ion является неустойчивым и при перегрузке может достичь высокой температуры, а, следовательно, взорваться.

   Чаще всего на выходе источника зарядного напряжения ставится устройство, называемое «балансиром». Простейший тип балансира — это ограничитель напряжения. Он представляет из себя компаратор, сравнивающий напряжение на банке Li-Ion с пороговым значением 4,20 В. По достижении этого значения приоткрывается мощный ключ-транзистор, включенный параллельно элементу, пропускающий через себя большую часть тока заряда и превращающий энергию в тепло.

На долю самой банки при этом достается крайне малая часть тока, что, практически, останавливает ее заряд, давая дозарядиться соседним. Выравнивание напряжений на элементах батареи с таким балансиром происходит только в конце заряда по достижении элементами порогового значения.

Другие статьи по данной теме:

• Новый номер журнала «Компоненты и технологии»
• Два подхода к проведению соединений в плоских конструктивах
• Школа схемотехнического проектирования устройств обработки сигналов. Занятие 17. Цифровые синтезаторы прямого синтеза частот
• Усовершенствованный модуль ECCP (ШИМ) и его применение
• Анализ параллельной работы импульсных повышающих преобразователей напряжения постоянного тока
• Проектирование для ПЛИС Xilinx: системные аспекты и уровень регистровых передач
• Расширение семейства программируемых систем на кристалле Zynq‑7000 AP SoC
• Многодоменные осциллографы Tektronix MDO4000. Часть 1. Возможности в осциллографии

Назад Снижение энергопотребления, эксплуатационных расходов и времени вывода изделия на рынок лагодаря более продвинутым методикам управления электродвигателями
Вперёд Двухсетевой импульсный тяговый электропривод для железнодорожного транспорта

Если Вы заметили какие-либо неточности в статье (отсутствующие рисунки, таблицы, недостоверную информацию и т.

п.), просьба сообщить нам об этом. Пожалуйста укажите ссылку на страницу и описание проблемы.

Причины блокировки контроллером li-ion аккумулятора 18650

Главная причина – возникновение короткого замыкания из-за превышения предельно допустимого напряжения тока внутри АКБ. Микросхема разрывает электрическую цепь. Для разблокировки батареи достаточно зарядить ее.

Вторая причина – глубокий разряд аккумулятора. При глубоком некритичном разряде батарейку можно разблокировать с помощью зарядного устройства.

При разряжении до критичного состояния устройство не включится: внутренние химические процессы приводят к образованию металлических литиевых кристаллов, которые создают опасный контакт между положительным и отрицательным полюсами, приводящий к взрыву.

Схема устройства для балансировки аккумуляторов

   Это аналог мощного стабилитрона, нагруженного на низкоомную нагрузку, роль которой здесь выполняют диоды D2…D5. Микросхема D1 измеряет напряжение на плюсе и минусе аккумулятора и если оно поднимается выше порога, открывает мощный транзистор, пропуская через себя весь ток от ЗУ.  Как соединяется всё это вместе и к блоку питания — смотрите далее.

   Блоки получаются действительно маленькие, и вы можете смело устанавливать их сразу на элементе. Следует только иметь в виду, что на корпусе транзистора возникает потенциал отрицательного полюса батареи, и вы должны быть осторожны при установке систем общего радиатора — надо использовать изоляцию корпусов транзисторов друг от друга.

Некоторые особенности контроллеров заряда солнечных батарей

В заключение нужно сказать ещё о нескольких особенностях контроллеров заряда. В современных системах они имеют ряд защит для повышения надёжности работы. В таких устройствах могут быть реализованы следующие виды защиты:

• От неправильного подключения полярности;
• От коротких замыканий в нагрузке и на входе;
• От молнии;
• От перегрева;
• От входных перенапряжений;
• От разряда аккумулятора в ночное время.

Чтобы облегчить эксплуатацию гелиосистем, контроллеры заряда имеют информационные дисплеи.

• Степень заряда, напряжение АКБ;
• Ток, отдаваемый фотоэлементами;
• Ток для заряда батареи и в нагрузке;
• Запасённые и отданные ампер-часы.

На дисплее может также выдаваться сообщение о понижении заряда, предупреждение об отключении питания в нагрузку.

Интересны модели, имеющие интерфейс для подключения к компьютеру. Так можно значительно расширить функционал наблюдения за гелиосистемой и управления ей.

Как восстановить Li-ion АКБ

При полном выходе из строя батареи лучшее решение – утилизация, в ситуации крайней необходимости ее можно реанимировать различными способами:

Помещение АКБ в морозильник: резкая смена температуры в ряде случаев приводит к его временному запуску. В морозильной камере необходимо держать ее в течение 40–50 минут, после чего извлечь и незамедлительно подключить к зарядному устройству на 5 минут. Подождать разогрева батарейки до комнатной температуры и полностью зарядить.
Вскрытие АКБ и отсоединение защитной микросхемы

Процедура проводится крайне осторожно. Для начала необходимо измерить тестером напряжение на контактах (дальнейшие действия возможны только при нулевом показателе), отсоединить защитную плату, замерить показатели напряжения

Дальше подключить на 10–15 минут, установив такие показатели: 100 мА, 4,2 В. При перегреве батареи зарядку следует отсоединить. Как только она полностью зарядится, защитная схема возвращается на место.

Перед разбором посмотрите на дату выпуска li-ion аккумулятора. Если ему больше 3–4 лет, не стоит пытаться реанимировать его.

Итак, контроллер для литий-ионных батарей выполняет важную функцию – не позволяет напряжению вырасти до 4,2 В и понизиться до 2,75 В (оптимальное напряжение для АКБ на литии – 3,7 вольта). Сильная разрядка и повышенная зарядка приводят к выходу устройства из строя.

Характеристики SC806

SC806 — это контроллер, предназначенный для построения узла заряда одной ячейки Li-Ion аккумулятора и полностью реализующий весь алгоритм заряда Li-Ion аккумулятора.

Контроллер обеспечивает прямое подключение светодиодных индикаторов к соответствующим выходам с открытым стоком. Индикаторы отражают наличие напряжения от внешнего источника, наличие аккумулятора, все режимы заряда и аварийное состояние.

Контроллер также имеет два управляющих входа— переключение между режимами заряда и мониторинга, а также вход контроля температуры аккумулятора.

SC806 выпускается в миниатюрном корпусе MLP 3×3 мм с 10 выводами и требует небольшое количество пассивных внешних компонентов (в минимальной конфигурации включения — 2 резистора и 2 конденсатора) . Типовая схема включения показана на рис. 3.

Рис. 3. Типовая схема зарядного устройства на основе контроллера заряда SC806IMLTRT

Назначение выводов SC806:

Vcc — вход подключения внешнего адаптера.

DIS — вход включения–выключения заряда. Низкий логический уровень включает контроллер в режим заряда, а при увеличении напряжения выше 1,0 В контроллер переключается в режим мониторинга аккумулятора. Оставлять неподключенным данный вход нельзя.

CHRGB и CPB — выходы, реализованные на МОП-транзисторах с открытым стоком для прямого подключения светодиодных индикаторов.

• Состояние выхода CHRGB отражает текущий режим работы зарядного узла:
  • низкоомное состояние означает, что контроллер находится в процессе заряда аккумулятора;
  • высокоомное состояние устанавливается после уменьшения зарядного тока ниже порога, заданного резистором Rterm на выходе ITERM;
  • режим мерцания с частотой 1 Гц устанавливается при аварийном состоянии (перегрев контроллера или превышение предела входного напряжения).
• Выход CPB переходит в низкий логический уровень при напряжении на входе Vcc выше 3,0 В. Контроль напряжения на входе Vcc осуществляется независимо от состояния входа DIS.

NOBAT — выход, сигнализирующий об отсутствии батареи. Вывод переключается в высокоомное состояние при установленной батарее и в логическую единицу, если батарея отсутствует.

NTC — вход контроля температуры аккумулятора. Подключается через резистор к Vcc и через термозависимый элемент внутри батареи к GND. Когда напряжение на входе NTC превышает 90% от напряжения Vcc, происходит переключение выхода NOBAT в высокий логический уровень. Вход NTС управляет только состоянием выхода NOBAT и не влияет на процесс зарядки. Для автоматического прекращения процесса заряда при использовании NTC элементов необходимо соединить выход NOBAT с входом DIS. В этом случае логическая единица, сформированная на выходе NOBAT при превышении порога на входе NTC, прекратит процесс заряда.

ITERM и IPRGM предназначены для подключения внешних токозадающих резисторов, их правильный подбор позволяет выбрать оптимальные для каждой модификации аккумулятора токи предварительного и основного режимов заряда, а также ток порога завершения заряда.

VOUT — вывод для подключения батареи. По окончании процесса заряда SC806 переходит в режим слежения за состоянием батареи (режим мониторинга). При снижении напряжения на 0,1 В контроллер возобновляет заряд. Кроме того, контроллер SC806 снабжен внутренней защитой от перегрева и индикатором некорректного уровня входного напряжения.

SC806 обеспечивает постоянный ток заряда до 1,0 А и диапазон входного напряжения от 3,15 до 6,4 В (предельное напряжение 7,0 В ).

Функциональные возможности SC806 позволяют построить гибкий и надежный узел заряда на минимальной площади печатной платы.

Какие различают виды модулей-контроллеров

Перед тем, как выбрать контроллер заряда, не лишним будет разобраться в основных технических характеристиках приборов. Главным отличием между популярными моделями регуляторов заряда солнечных батарей считается метод обхода ограничения лимитного напряжения. Выделяют также функциональные характеристики, от которых напрямую зависит практичность и удобство использования «умной» электроники. Рассмотрим популярные и востребованные разновидности контроллеров для современных гелиосистем.

1) On/Off контроллеры

Самый примитивный и ненадежный способ распределения энергоресурсов. Его главный недостаток — аккумулирующая емкость заряжается до 70–90% от фактической номинальной емкости. Первостепенная задача On/Off моделей заключается в предотвращении перегрева и перезаряда АКБ. Контроллер для солнечной батареи блокирует подзарядку при достижении лимитного значения напряжения, поступающего «свыше». Обычно это происходит при 14,4V.

На таких солнечных контроллерах используется порядком устаревшая функция автоматического отключения режима подзарядки при достижении максимальных показателей генерируемого электрического тока, что не позволяет зарядить АКБ на 100%. Из-за этого происходит постоянный недобор энергоресурсов, что негативно сказывается на сроке службы аккумулятора. Поэтому такими солнечными контроллерами пользоваться при установке дорогостоящих гелиосистем нецелесообразно.

2) PWM контроллеры (ШИМ)

Управляющие блоки-схемы, функционирующие по методу широтно-импульсной модуляции, справляются со своими прямыми обязанностями гораздо лучше, чем приборы типа On/Off.  ШИМ контроллеры предотвращают чрезмерный перегрев аккумулятора в критических ситуациях, повышают способность принятия электрического заряда и контролируют сам процесс обмена энергией внутри системы. PWM контроллер дополнительно выполняет ряд других полезных функций:

• оснащен специальным датчиком для учета температуры электролита;
• вычисляет температурные компенсации при различных напряжениях заряда;
• поддерживает работу с разными видами аккумулирующих емкостей для дома (GEL, AGM, жидко-кислотные).

Пока напряжение находится ниже 14,4 В, АКБ подключен к солнечной панели напрямую, благодаря чему процесс подзарядки происходит очень быстро. Когда показатели превысят максимально допустимое значение, солнечным контроллером напряжение автоматически будет понижено до 13,7 В — в этом случае процесс подзарядки не будет прерван и батарея зарядится на 100%. Температура работы устройства колеблется в пределах от -25℃ до 55℃.

3) МРРТ контроллер

Данный тип регулятора постоянно контролирует ток и напряжение в системе, принцип работы построен на обнаружении точки «максимальной мощности». Что это дает на практике? Использовать МРРТ контроллер выгодно, поскольку он позволяет избавиться от излишков напряжения с фотоэлементов.

Эти модели регуляторов используют широтно-импульсные преобразования в каждом отдельном цикле процесса подзарядки АКБ, что позволяет увеличить отдачу солнечных панелей. В среднем экономия составляет порядка 10–30%

Важно помнить, что ток на выходе из аккумуляторной батареи всегда будет выше входящего тока, который поступает от фотоэлементов

МРРТ-технология обеспечивает зарядку аккумуляторов даже при облачной погоде и недостаточной интенсивности солнечного излучения. Целесообразнее применять такие контроллеры в гелиосистемах мощностью 1000 Вт и выше. МРРТ контроллер поддерживает работу с нестандартными напряжениями (28 В или другие значения). КПД держится на уровне 96–98%, а значит, практически все солнечные ресурсы будут преобразованы в постоянный электрический ток. Контроллер МРРТ считается самым лучшим и надежным вариантом для бытовых гелиосистем.

4) Гибридные контроллеры заряда

Это оптимальный вариант, если в качестве электростанции для частного дома используется комбинированная схема электроснабжения, которая состоит из гелиоустановки и ветрогенератора. Гибридные устройства могут работать по технологии МРРТ или PWM, но при этом вольтамперные характеристики будут отличаться.

Ветрогенераторы вырабатываю электричество неравномерно, что приводит к непостоянной нагрузке на аккумуляторы — они функционируют в так называемом «стрессовом режиме». При возникновении критической нагрузки солнечный контроллер гибридного типа сбрасывает избыточную энергию при помощи специальных тэнов, которые подключаются к системе отдельно.

Дополнительные функции контроллеров заряда Semtech

Контроллер SC806 является самым простым в серии SC80x. Другие контроллеры серии поддерживают ряд дополнительных функций. Например, контроллер SC805 оснащен встроенным таймером и выполняет функцию стабилизатора напряжения с малым падением напряжения (LDO). Полный перечень контроллеров заряда серии SC80x Semtech и их функциональная наполненность приведены в таблице.

Таблица. Функциональность и параметры контроллеров заряда Semtech

Таймер является одним из элементов схемы предотвращения необратимых последствий работы неисправного аккумулятора: если условие завершения заряда не наступает в течение времени, ограниченного установкой таймера, то процесс заряда прекращается и контроллер устанавливает индикацию аварии. Бесконтрольное продолжение зарядного процесса, если аккумулятор неисправен (например, когда паразитный ток утечки превышает порог прекращения заряда, либо неисправен датчик температуры), может вызвать его возгорание и взрыв.

Наличие дополнительной функции LDO у зарядного контроллера является очень удобным. В этом случае, при подключенном к устройству внешнем источнике питания и полностью заряженном аккумуляторе, зарядный контроллер может не только следить за состоянием аккумулятора, но и выполнять вторую полезную работу — линейного стабилизатора. При этом сокращается количество компонентов на плате и общая стоимость устройства.

Контроллеры серии SC80x могут использоваться также для заряда NiCd и NiMH аккумуляторов в режиме заряда постоянным током. Критерием окончания заряда в этом случае необходимо считать ограничение температуры согласно техническому описанию применяемой модели аккумулятора, а также заряд по таймеру.

В заключение хотелось бы отметить, что благодаря появлению малогабаритных и энергоемких аккумуляторов и современных контроллеров заряда, выполняющих все стадии заряда автоматически, процесс разработки узлов питания для автономной электронной аппаратуры значительно упростился.

Схема подключения TP4056

Подключение к зарядке через стандартный разъём microUSB (или miniUSB) или через дублирующие контакты «+» и «—«. Аккумулятор (без встроенной защиты разряда) подключается к контактам «B+» и «B-«. Нагрузка подключается к контактам «OUT+» и «OUT-» (при зарядке батареи нагрузку желательно отключать, если она не рассчитана на напряжение 4. 2 В).

Если перепутать полярность питания то микросхема очень сильно греется и умирает, если перепутать полярность аккумулятора то опять TP4056 греется и через некоторое время умирает. Подавать на вход больше 8 вольт тоже не стоит. Оптимальное напряжение питания 5 В, хотя можно подавать примерно от 4.5 до 8 В. Чем больше напряжения питания, тем больше будет греться TP4056 поскольку напряжение преобразовывается линейно.

А теперь самое интересное — будем мерить

Мерить мы будем следующее:

1. Процесс зарядки — посмотрим, как меняется ток заряда от напряжения на аккумуляторе.
2. Разрядку, а точнее умение модуля продолжительно отдавать ток в нагрузку, а так же умение отрубать аккумулятор по достижении порога разряда.

Для этих целей нам понадобится вольтметр и амперметр. Но я рожа ленивая, да и мерить вручную в наш век — мартышкин труд. Поэтому на помощь был позван микроконтроллер PIC18F4550. Он умеет общаться с компом по USB и обладает 10-битным АЦП на борту.

Амперметр и вольтметр далее изображены условно. И вольтметр и амперметр реализованы на дифференциальных усилителях. Для измерения тока использован низкоомный резистор, разность напряжений с выводов которого и снимается дифференциальным усилителем. Такому методу измерения тока недавно была посвящена отдельная статья.

С выходов диф. усилителей сигнал поступает на АЦП микроконтроллера. Шаг АЦП по напряжению составляет около 5 мВ, чего для таких измерений более чем достаточно. Но для большей точности было дополнительно реализовано усреднение данных приходящих за каждые 10 секунд ( каждые 200 приходящих значений).

Встроенный контроллер

Благодаря техническому прогрессу повышается комфорт обслуживания и поездки на машине. Многие современные автомобили оснащены бортовыми компьютерами. Одна из его функций – показывать напряжение АКБ. Но такая роскошь доступна не всем водителям. На старых моделях порой установлен аналоговый вольтметр, но по его показаниям трудно судить о состоянии зарядки. Поэтому стали производить специальные аккумуляторных батарей. Они выпускаются как встроенными в аккумулятор, так и в виде отдельных устройств, которые подключаются к бортовому компьютеру.

Встроенными индикаторами обычно оснащаются батареи. Они представляют собой поплавковые индикаторы, которые часто называют гидрометрами. По их цвету можно определить степень заряженности АКБ и уровень электролита. Для контроля состояния аккумулятора достаточно индикации одной ячейки. Перед тем, как воспользоваться индикатором, следует слегка постучать по нему. Это необходимо для того, чтобы вышли пузырьки воздуха, которые могут помешать вести наблюдения. Таким образом, можно будет четко видеть цвет индикатора.

При анализе следует учесть то, что когда батарея начинает заряжаться, то плотность электролита увеличивается ближе к электродам. Над электродами повышение плотности происходит за счет диффузии. Индикатор находится над электродами, соответственно будет реагировать на плотность в этой части батареи. Это может стать причиной неточных результатов.

Даже при полной зарядке индикатор может оставаться черного цвета. Объясняется такая ситуация тем, что не успели перемешаться слои электролита большей плотности со слоями меньшей плотности. Процесс диффузии может длиться несколько дней.

Схема встроенного индикатора выглядит следующим образом:

Конструкция аккумуляторного гидрометра

 Принцип действия

У большинства гидрометров одинаковый принцип действия, он основывается на трех положениях индикатора. Когда заряжается батарея, увеличивается плотность электролита. Благодаря этому зеленый шарик, выполняющий роль поплавка, всплывает по трубке и появляется в глазке индикатора. Обычно поплавок виден, если заряженность батареи превышает 65 %.

Виден зеленый поплавок

Если поплавок тонет в электролите, это означает, что плотность не отвечает норме и АКБ недостаточно заряжена. При этом глазок индикатора будет черного цвета. Такая ситуация говорит о том, что необходима подзарядка.

Глазок черного цвета

Существуют модели, в которых кроме зеленого шарика есть красный, поднимающийся по трубке при низкой плотности. В этом случае в глазке будет виден красный шарик.

Последним вариантом является низкий уровень электролита. В этом случае в глазок индикатора будет видна поверхность электролита. Это значит, что необходимо долить электролит или дистиллированную воду. Правда, в случае с необслуживаемым устройством, сделать это сложно.

Видна поверхность жидкости

Обзор лучших моделей контролеров заряда аккумулятора на Алиэкспресс

Ниже представлено описание моделей контроллеров, характеристики которых были по достоинству оценены многочисленными покупателями:

TZT DC 6-60 в 30A

Предназначена для свинцово-кислотных аккумуляторов. Диапазон напряжения – от 6 до 60В. Модель оснащена ЖК-дисплеем XY-L30A. На мониторе отображаются напряжение, процент и продолжительность заряда. На базе устройства реализована опция автоматического контроля заряда. Также имеется функция установки времени заряда, формат – 24 часа, максимальная продолжительность – 100 часов.

CORE SET XY-L10A

Данный контроллер заряда аккумулятора с Алиэкспресс адаптирован для работы со свинцово-кислотными аккумуляторами. Рабочие параметры и время зарядки отображаются на ЖК дисплее. В числе предлагаемых функций: автоматический контроль, установка времени, управление с мобильных устройств и ПК через последовательное подключение.

Diymore XH-M604

Рассчитан на входное напряжение в пределах 6-60В. Модель отличается высокой точностью отображения и управления – 0,1В. Уровень заряда отображается на ЖК-мониторе. Допускает установку уровней начального и конечного напряжения. Имеет компактные размеры 81*54*18 мм.

EASUN POWER ICharger PWM 10A 20A 30A

Встроенный промышленный микроконтроллер, на базе которой реализована 4-х ступенчатая функция широтно-импульсного преобразования PWM. Работает со свинцово-кислотными и гелиевыми аккумуляторными батареями. Рассчитан на напряжение 12-24В и силу тока 10A, 20A, 30A в зависимости от модификации. Все рабочие параметры отображаются на ЖК-дисплее. Также в числе достоинств модели – встроенная защита от короткого замыкания, обратная защита, защита от перегрузки. В процессе работы отмечен низкий уровень нагревания устройства.

SLAR MG 60A/50A/40A/30A/20A/10A

Контроллер с PWM-функцией. На LED-индикаторе отображается входное и выходное напряжение, а также – уровень заряда батареи в реальном времени. Может подключаться и управляться с компьютера через USB-порт. Возможен выбор одного из трех режимов заряда – быстрый, стабильный и поддерживающий с опцией контроля заряда. Встроена защита от перезаряда, перегрузки и от короткого замыкания.

Y-SOLAR Z10/Z20/Z30

Модель контроллера заряда аккумулятора с Алиэкспресс с PWM-функцией в нескольких вариантах исполнения, в зависимости от силы тока 30A, 20A, 10A напряжением 12-24В и мощностью от 120 до 360Вт. Подходит для различных типов свинцово-кислотных батарей с таймером нагрузки. Установлен двойной светодиодный дисплей. Возможно подключение и управление через USB-порт. На базе контроллера реализована 4-ступенчатая зарядка Boost, ABS, Equalization, Float благодаря использованию промышленного микропроцессора STM 8. Имеется опция таймера и запоминания ранее настроенных параметров. Встроена защита от перегрева, обратного тока, короткого замыкания, разрядки и перегрузки. На устройство предоставляется гарантия производителя 12 месяцев.

Функции устройств

Описываемые приборы требуются для решения следующих задач:

• Оптимизировать систему питания, обеспечить ее стабильность и максимальную продолжительность работоспособности.
• Сохранять ресурсы АКБ, увеличить срок ее службы.
• Предотвращать фатальные поломки аккумулятора, обеспечивать безопасность использования.

Базой для решения этих задач является контроль процесса разряда и восполнения емкости батареи. В частности, необходимо отслеживать, чтобы ток был меньше максимально допустимого уровня, но и не ниже тока саморазряда АКБ. Поскольку описываемая деятельность происходят в аккумуляторе в результате химической реакции, необходимо контролировать все ее этапы, не допуская перегревания элемента питания и других побочных эффектов.

Дополнительная информация. В ноутбуках и мобильных телефонах описываемые элементы выполняют дополнительную функцию: управляют потоками энергии при пополнении емкости при одновременной работе оборудования, что требует внесения дополнительных элементов в схему. В возобновляемых источниках энергии, в которых используется несколько банок АКБ, устройства необходимы, чтобы заряжать только пустые батареи.

Большинство современного мобильного оборудования обладает встроенными контроллерами, поэтому делать приспособление для отслеживания зарядки аккумулятора своими руками, как правило, нет необходимости. Вместе с тем некоторые радиолюбители самостоятельно изготавливают различные приборы с АКБ, в такой ситуации возникает вопрос, как сделать прибор для отслеживания пополнения емкости своими руками, чтобы обеспечить безопасность функционирования оборудования и долговечность батареи.

Для этого необходимо использовать специальную микросхему, на которой должны быть установлены транзисторы для управления соответствующими процессами, а также датчики уровня тока и напряжения. Затем прибор подключается к батарее и электрической сети, пользователь может видеть уровень напряжения и быть уверенным в том, что пополнение емкости вовремя прекратится.

Подключение прибора

Список источников

• radioskot.ru
• micro-pi.ru
• 3batareiki.ru
• altenergiya.ru
• EarthGenerator.ru
• audiogeek.ru
• www.kit-e.ru
• avtozam.com
• amperof.ru
• akbinfo.ru

Поделитесь с друзьями!

Контроллер заряда солнечной батареи: схема, работа

Теперь можно обеспечить наши дома экологически чистым электричеством. Практически каждый может построить свою собственную электростанцию. Помимо самих панелей придется взять контроллер заряда солнечной батареи и много другого инвентаря.

Для чего же нужен контроллер и что это такое? В действительности это техническое приспособление, предназначено чтобы контролировать заряд/разряд.

Как известно лучи солнца, попавшие на фотоэлектрическую панель, превращаются в электрический ток. Далее это движение направленных частиц перетекает в аккумуляторы. Проходя через инвертор, он превращается в переменный на 220 вольт. Контроллер все это дело контролирует и не дает АКБ перезарядиться и полностью разрядится.

Почему следует контролировать заряд и как работает котроллер заряда солнечной батареи?

Основные причины:

1. Даст возможность проработать аккумулятору дольше! Перезаряд может спровоцировать взрыв.
2. Каждый АКБ работает с определенным напряжением. Контроллер позволяет подобрать нужное U.

Так же котроллер заряда отключает батарею от приборов потребления если она сильно села. Кроме этого он производит отсоединение АКБ от солнечного элемента если тот полностью заряжен.

Таким образом происходит страховка и работа системы становится более безопасней.

Принцип работы чрезвычайно прост. Прибор способствует поддержанию баланса и не позволяет напряжение сильно падать или подниматься.

Виды контроллеров для заряда солнечной батареи

1. Самодельные.
2. МРРТ.
3. On/Of.
4. Гибриды.
5. PWM типы.

Ниже кратко охарактеризуем эти варианты устройств литиевых и других АКБ

Контроллеры сделанные своими руками

Когда есть опыт и навыки в радиоэлектронике данный прибор можно смастерить самостоятельно. Но вряд ли такой прибор будет иметь высокую эффективность. Самодельное устройство скорее всего подойдет в том случае если ваша станция имеет малую мощность.

Чтобы соорудить данный прибор заряда придется отыскать его схему. Но учтите, что погрешность должна быть 0,1.

Приводим простую схемку.

МРРТ

Способно выполнять отслеживание самого большого предела мощности подзарядки. Внутри программного обеспечения находится алгоритм позволяющим отслеживать уровень напряжения и тока. Оно находит некий баланс, при котором вся установка будет работать с максимальным КПД.

Прибор mppt считается одним из лучших и совершенных на сегодняшний день. В отличие от PMW он увеличивает эффективность системы на 35%. Такое устройство подойдет, когда у вас много солнечных батарей.

Прибор по типу ON/OF

Он является самым простым что есть в продаже. У него не так уж и много функций, как у других. Прибор выключает подзарядку АКБ, как только напряжение поднимется до максимума.

К сожалению данный тип контроллера заряда для солнечных батарей неспособен выполнить заряд до 100%. Как только ток прыгнет до максимума происходит отключение. В итоге неполный заряд снижает его срок пользования.

Гибриды

Применяются данные прибору, когда имеется два типа источника тока, например, солнце и ветер. Их конструирование основано на PWM и МРРТ. Основное его отличие от подобных устройств заключается характеристиках тока и напряжения.

Его цель: выровнять нагрузку, идущую на АКБ. Такое происходит из-за неравномерно поступления тока с ветра генераторов. Из-за этого может существенно снижаться срок накопителей энергии.

PWM или ШИМ

В основе работы лежит широтно импульсная модуляция тока. Позволяет решить проблему неполной зарядки. Он понижает ток и тем самым доводит подзарядку до 100%.

В результате работы pwm, не наблюдается перегрев АКБ. В итоге данный блок управления солнечными батареями считается очень эффективным.

Как подключить контроллер заряда для солнечных батарей?

Этот прибор может находится внутри инвертора, а также может быть, как отдельным инструментом.

Задумываясь о подключении следует учитывать характеристики всех составляющих электростанции. К примеру, U не должно быть выше того с которым может работать контроллер.

Установку нужно выполнять в то место где не будет влаги. Дальше приведем варианты подключения двух распространенных типов контроллеров для солнечной батареи.

Подключение МРРТ

Это достаточно мощное устройство и подключается определенным образом. На концах проводов с помощью которых он подсоединяется имеются медные наконечники с зажимами. Минусовые клеймы прицепляемые к контроллеру нужно снабдить переходниками предохранителями и выключателями. Подобное решение не даст потерять энергию и сделает солнечную электростанцию более безопасней. Напряжение на солнечных панелях должно соответствовать напряжению контроллера.

Перед тем как включить устройство mppt в цепь переключите выключатели на контактах в положение «Выкл» и вытащите предохранители. Все это делается по такому алгоритму:

1. Выполнить сцепление клеймов АКБ и контроллера.
2. Прицепить солнечные панели к контроллеру.
3. Обеспечить заземление.
4. Поставить на контролирующий прибор датчик отслеживающий уровень температуры.

Выполняя данную процедуру следить за правильностью полярности контактов. Когда все будет выполнено переведите выключатель в положение «ВКЛ» и вставьте предохранители. Правильность работы будет заметна если на табло контроллера высветится информация о заряде.

Подключение солнечной батареи к контроллеру PWM

Чтобы это сделать выполните простой алгоритм соединения:

1. Кабеля АКБ сцепите с клеймами контроллера pwm.
2. У провода с полярностью «+» нужно включить предохранитель для защиты.
3. Соедините провода от СБ контроллером заряда солнечной батареи.
4. Присоедините лампочку на 12 вольт к выводам нагрузки контроллера.

В момент подключения соблюдайте маркировку. В противном случае приборы могут поломаться. Не следует соединять инвертор с контактами контролирующего устройства. Он должен цепляться к контактам АКБ.

Как выбрать контроллер для солнечной батареи?

Это очень важное устройство, которое достаточно сложно правильно подобрать среди великого многообразия. Чтобы взять то что действительно нужно придерживайтесь следующих данных:

• Мощность батареи. На выходе общая мощность не должна быть больше показателя тока.
• Уровень входящего напряжения. Он должен быть больше на 20% чем U АКБ, которое производится преобразователями света в ток.

Контроллер заряда солнечной батареи на данный момент выпускается всех мастей. Он может обладать защитой от плохих погодных условий, больших нагрузок, замыканий, перегреваний и даже от неправильного включения. Например, такое может случится, когда путаете полярность. В результате брать нужно такое устройство, которое будет иметь несколько уровней защиты.

Популярные компании производители

1. Автоматика-с.
2. Эмикон.
3. Овен.
4. SLC 500
5. Allen-Bradleo.
6. Micro Logix

Данные изготовители занимаются производством подобных приспособлений уже много лет.

Скачать инструкцию контроллера заряда солнечной батареи или ознакомится онлайн.

 

Batareykaa.ru

Простой MPPT контроллер заряда для солнечной панели | Tool Electric

    Обычно сокращение MPPT у многих ассоциируется со сложными микроконтроллерами, которые постоянно следят за мощностью от солнечной панели и стараются выжать максимум энергии из неё. Но это не так.
  В домашних условиях вполне можно создать такое устройство, причём из доступных и недорогих деталей. Схема подобного устройства изображена на рисунке вверху, устройство работает от солнечной панели мощностью 3 ватт с выходным напряжением 9 вольт, на выходе же получаем 12 вольт для зарядки аккумулятора. Контроллер собран на двух популярных таймерах NE555 и одном сдвоенном операционном усилителе. Работает устройство следующим образом. На U2 выполнен ШИМ генератор, при увеличении напряжения на солнечной батарее частота генерируемых им импульсов увеличивается, что приводит к увеличению тока отдаваемого в аккумулятор. Микросхема U3 включена в качестве драйвера управления затвором мощного полевого транзистора. Регулятором R8 регулируется максимальная выходная мощность. Для стабилизации выходного напряжения используется операционный усилитель U1A, который работает как компаратор, на не инвертирующий вход которого подаётся стабилизированное напряжение от стабилизатора 78L05, а на инвертирующий вход поступает напряжение с делителя на сопротивлениях R1R2R3 с выхода устройства. Выход компаратора через диод D4 подсоединён к узлу генерации на микросхеме U2. Подстроечником R2 можно отрегулировать выходное напряжение устройства. Устройство работоспособно при питающих напряжениях от 5 до 9 вольт и рассчитано для работы от солнечной панели мощностью 3 ватт. В качестве силового ключа необходимо использовать полевой транзистор с логическим уровнем управления, то есть, чтобы напряжение на затворе для полного его отпирания составляло 4 вольта, можно использовать транзистор типа MTP3055. Сборка этого простого устройства не должно составить особого труда, наладка сводится к установления требуемого выходного напряжения на выходе при помощи R2, затем при помощи амперметра устанавливаем максимальный ток подстроечником R8. Это всё делать надо, разумеется, при полном освещении солнечной панели солнцем.

Разработка MPPT контроллера на Ардуино (Arduino) своими руками.

Всем привет первое моё видео хочу показать прототип устройства контроллер на Arduino что-то вместо подобного, но не одна сейчас в общем-то у меня 100 диабета, но уже достаточно.

Рабочая уже есть, что показать и так базируется на Arduino Uno на плате сейчас установлен только камень то есть плату можно в принципе можно развести печатку и под какую-нибудь mini или подобная стандартное сейчас пока она сидит в панельке с кристаллом собственным здесь — это вот у нас 328 организована 2104 накачивается он дополнительно ещё 55 таймером синхронное выпрямление. Я пока не делал — это будет в будущем поэтому сейчас скачается. ИРФ 3205 и какой-то выбранный с компом доля шутки то ли обычный крем быстро быстро делать задание соответственно на входе им.

Костя Костя колечко из распыленного железа опять-таки из компьютерного блока питания вот эти вот у папы мамы разъёмы для меня ещё пока не дошли поэтому Wild окна проволочках для питания используются пока-пока используются обычные стабилизаторы — это конечно жутко греется поменять, но они даже есть у меня уже сделаны преобразователи c63 как-то так втыкал сюда пока в стадии разработки меньше грабли собрать далее датчиком тока служит.

Аллегро астра-712 микроб его здесь 2 вход в мире ток поступающий на выходе приток выходной соответственно есть возможности для сбора статистики сравнение. КПД и всего остального нагрузку подключается. ИРФ 3205 через оптопару букет такой который делал он только для того чтобы оплатить всю идею поэтому он конечно не идеален он сильно звенит нужно переделывать хочу попросить каких-нибудь силовиков которые разводить силовые платы помочь если возможно сказать, что не так если нужно там какой-нибудь. Файлик интересовал. Так, что момент работает — это всё дело на частоте 50 килогерц то без шин у него 50 100 все таким дисплеем и клавиатурой кнопка клавиатура занимает 1-port процессора в принципе можно кнопок добавить больше можно убрать. Отправь программу, но мне было удобно — это делать режим несколько режимов имеет контроллер несколько экранов на. Первом экране не показывается входное напряжение солнечной батарее сейчас она подключена блок питания стабилизированный блок питания 24в ток отдачи 24 вольта входного хвалился конечно всё вот так дальше у нас напряжение входное 1338 1339 ток 3 ампера ну и соответственно подсчитывается мощность 41/1 выходная мощность сейчас у меня контроллер в режиме прямо сейчас я его переведу в режим. ДТП он начинает искать. максимальной мощности увидеть и напряжение с 24 до 20 ток 3 ампер мощность 5852 168 коэффициент заполнения. ШИМ А ну дальше идёт входное напряжение и последний 145 это. Циферки отношения выходного тока которые поступают в аккумуляторы входному который избирается в солнечную панель есть вот — это вот показывает увеличение грубо говоря только зарядное причём — это цифра выше тем лучше значит нас преобразователь повышает токов преобразуя машину. То есть мощность мощность на выходе по мощности на входе соответственно меняется только тока напряжением так дальше пойдём. Ну вот чуть не вот основной экран он как бы вот такой здесь основная информация. То есть — это напряжение солнечной панели ток мощность отдаваемая и национальным ёмкость батареи емкость которая смогла дать. Солнечная система она подсчитывается сейчас там нам потому, что вчера колдовал с прошивкой побил немножко перепрошить ну этот экран. Я уже показывал при нажатии кнопки вниз меняются и всё, что связано с солнечной панелью дальше вниз поскольку входное напряжение с делителем формируется процессора поступает через делитель можно из того, что разброс есть в резисторах можно подкорректировать вот — это вот коэффициент умножения для вычисления правильно напряжения. Так ещё раз постольку-поскольку процессор узнаёт величине напряжения на делитель параметры резистора в нём используемых могут различаться вот этот коэффициент. Он позволяет подстроиться конкретно под вот эту пару водных параметры можно. Ну то есть можно влево-вправо ну и соответственно нужно контролировать что. Как меняется дальше — это установка нуля датчика 512 по умолчанию контроль тока входного тоже видят метод заряда можно переключить соответственно тоже ничего — это всё делалось либо пиве. Ну То бишь контроллер будет руководствоваться практически тем же самым чем обычная деревянная логика работа такая, что обычный частотой 300 герц этот делает гладкая напряжение которое не модулированная единственное, что обычный контроллер. Ишиме 300 герц импульсами которые блюдо входного. Здесь всё — это дело через dc-dc преобразователь заданным параметрам выиграешь выходим. Вот — это солнце теперь можно справа щелкнуть тобой пойдём в баню батареи. Ну тоже статистика первый экран напряжение входное 1 мощность 37 — это мощность которая поступает в батарею и соответственно C. Это счётчик входных и минус — это выходных ампер-часов то есть на данный момент в результате эксперимента залил в батарею 62-63 ампер часа при этом выделился 0404 лампочки тест открытая страховка если нажать на среднюю кнопку включается нагрузка видела этот контроля тоже умею троллить соответственно. Циферки меняются вот сейчас нет нагрузки вот есть у нас зарядный ток снизился мощное зарядное снизилась потому, что часть речи у слова игрушка соответственно дальше если вниз пролистать также есть разброс параметров резисторов в одном делитель напряжения.

Контроллеры инверторы и другая электроника

В этом разделе размещаются статьи о различных контроллерах заряда аккумуляторов, также о инверторах и других преобразователях напряжения. Обзоры и тесты различной электроники, самодельные устройства контроля и защиты, и схемы, инструкции по изготовлению своими руками. >

Контроллер ФОТОН 150/50 MPPT WI-FI

В моей системе появился новый MPPT контроллер Фотон 150-50 с wi-fi подключением, настройками и мониторингом. Обзор, характеристики и возможности контроллера >

Инвертор SILA +MPPT

Гибридный инвертор SILA со встроенным MPPT контроллером заряда от солнечных батарей. Инвертор может работать автономно, совместно с сетью как ИБП, возможность настройки приоритетов работы от сети или от солнечных батарей >

Гибридные инверторы SILA

Универсальные солнечные инверторы ИБП SILA со встроеным зарядным устройством PWM или MPPP для заряда от солнечных батарей. С возможностью заряда от сети, и настройками приоритетов работы от сети или использование солнечной энергии >

Реле напряжения XH-M609

Реле напряжения для аккумуляторов, для защиты от разряда, отключение потребителей, или отключения и включения зарядного устройства. Я использую как балансиры >

Инвертор avs in 12-2000wt

Обзор и описание ( + видео с тестами) инвертора мощностью 2000 вт, который установлен в моей солнечной электростанции. Это бюджетный инвертор с мод.синусом, но при этом я считаю неплохой вариант даже для круглосуточного использования >

Контроллер ФОТОН 150-50

Новая версия контроллера ФОТОН (фотон 150-50) c входным диапазоном напряжения до 150В, и выходным до 130В, ток заряда до 50А долговременый. В статье характеристики и описание >

Контроллер фотон как DC-DC преобразователь

В этой статье я хочу более подробно описать некоторые возможности многофункционального контроллера фотон 100-50. Контроллер это по сути программируемый понижающий DC-DC преобразователь, и в этом качестве он прекрасно работает >

ИБП CyberPower CPS 600 E

В статье информация, обзор и фото + видео внутренности инвертора (ИБП) CyberPower CPS 600 E. Этот бесперебойник с чистой синусоидой на входе для газовых котлов, насосов и др. >

Инверторы для бесперебойного питания

В статье информация и цены с описанием инверторов (ИБП) небольшой мощности для обеспечения бесперебойным питанием освещения, газовых котлов, видеонаблюдения, насосов, и прочей электроники >

Подборка ваттметров постоянного тока с алиэкспресс

В статье описание и цены с ссылками на несколько популярных моделей ваттметров постоянного тока. Некоторые ваттметры имеют встроенные шунты, есть и с внешними. Есть беспроводные ваттметры с рабочими токами до 300А >

Ваттметр постоянного тока

Описание ваттметра постоянного тока, который может работать в диапазоне 6.5-100 вольт по постоянному напряжению и измерять ток до 100А. Так-же он ведёт учёт энергии и счётчик может запоминать до 9999 кВт*ч >

Солнечный MPPT контроллер Фотон 100-50

Обзор контрллера Фотон 100-50, это настоящий mppt контроллер от компании А-электроника, на 12 и 24 вольта с током заряда 50А, и по входу до 100 вольт от Российского производителя >

Реле напряжения на 12 вольт

Вот такую реле напряжения я ставлю в контроллеры для ветрогенераторов. Она по выставленному в настройках напряжению подключает к АКБ мощную нагрузку чтобы не допустить превышение напряжения на АКБ, и перезаряда >

Небольшой обзор контроллера для ветряка

Проработал у меня уже пару месяцев контроллер, заказанный на алиэкспресс и я написал небольшой обзор и так-сказать своё мнение об этом контроллере. Контроллер на 12/24в 30А, работает по принципу торможения генератора закорачивая фазы при 15в и отпускает при 13.5в >

Самодельный Балластный контроллер на 48в 40А

Изготовление балластного контроллера для сброса энергии на ТЭНы. Подробное описание деталей контроллера, фото и видео. Этот контроллер делался не для себя, поэтому я делал всё намного качественней и эстетичней чем обычно, да и мощность контроллера в этот раз более 1.5кВт >

Балансир для аккумуляторов 14 вольт

Описание изготовления простого балансира для балансировки аккумуляторов в последовательных сборках на 24 и 48 вольт. Полное описание принципа работы, а также схема и видео по изготовлению балансира >

Изготовление корпуса для электроники

В этой статье я хочу рассказать и показать (фото+видео) о том как можно делать достаточно хорошие и качественные корпуса для различной, как мелкой так и крупной электроники. Основа корпусов это профильные трубы, но всё намного проще и без сварки >

Контроллер для ветрогенератора своими руками

Известная схема контроллера для ветряка на основе автомобильного реле-регулятора, который я уже делал неоднократно, но здесь вместо транзистора я использовал твёрдотельное реле. Описание, а так-же видео-обзор контроллера в статье >

ИБП для бесперебойного электрообеспечения дома

ИБП для бесперебойного питания важной электроники. Когда пропадает электросеть они автоматически переходят на питание подключенных потребителей от аккумуляторов. Инвертор преобразует постоянное напряжение в 220в 50Гц >

Что лучше, MPPT или PWM контроллер

В чем отличия MPPT и PWM контроллеров для солнечных батарей. Стоит ли переплачивать, или лучше купить простой контроллер и еще добавить солнечную батарею. Что дает нам MPPT и как обстоят дела с обычными контроллерами >

Как сделать диодный мост

Принцип работы диодного выпрямительного моста, трехфазный и однофазный. В статье описание принципа преобразования переменного напряжения в постоянное с помощью диодного моста. Схемы и о том как работает полупроводниковый диод >

Обзор Солар30 МРРТ 12/24в 30А

Контроллер солар30, первые впечатления от использованию в первую неделю, недостатки и некоторые минусы и плюсы. Сам контроллер как написано на корпусе МРРТ, но это не совсем так, о общем прибавка только в цифрах на дисплее >

Самодельный контроллер для ветра и солнца

Небольшая модернизация самодельного контроллера (балласта). Вместо одного теперь два транзистора, установил их на новый общий радиатор, добавил лампы балластные. Проверка солнечными панелями прошла успешно… >

Контроллер для солнечных батарей

Этот контроллер уже второй и сделан по тому-же принципу что и первый, который работает в качестве балластного регулятора для ветряков. Контроллер сделан на основе автомобильного реле-регулятор ВАЗ с управлением по плюсу >

Дополнение к статье о балластном регуляторе

Решил снова описать принцип работы балластного регулятора и добавил более понятный рисунок схемы балласта. В статье подробно описаны все элементы и принцип их работы, также фотографии + видео готового балластного регулятора >

Балластный регулятор для ветряка

Самодельный контроллер, или балластный регулятор для моих ветрогенераторов. Ветрогенераторы исправно работают уже более полугода, но все это время я сам контролировал заряд аккумуляторов, и вот наконец собрал самый простой контроллер

Контроллер заряда солнечных батарей

В настоящее время все большую популярность набирают системы, в которых не требуется подключение к сети электропитания. В состав системы входят: генератор энергии, контроллер (ШИМ, МРРТ, к примеру, фирма Arduino), реле, инвертор (совершает поворот тока) и провода. Ниже представлены различные варианты получения энергии с использованием природных источников и преобразованием их энергии.

Контроллер заряда солнечных батарей с цифровым дисплеем Morningstar

Системы автономного обеспечения энергией

Ветрогенераторы

Востребованы в местности с сильными ветрами, иначе их рентабельность заметно падает. Данные системы просты в эксплуатации и обслуживании.

Принцип действия ветрогенераторов заключается в переводе кинетической энергии ветра в механическую энергию лопастей, соединенных с ротором, а далее – в электрическую.

Преимущества очевидны:

• Система полностью автономна, топливо не требуется.

• Простая конструкция, не требующая дорогостоящего обслуживания. Ремонт сводится к профилактическому осмотру.
• Для бесперебойной работы не требуется остановка системы. При отсутствии ветра энергия потребителям идет с аккумуляторных батарей.
• Бесшумная работа системы достигнута за счет прогрессивных материалов и конструкций ветрогенераторов.

Для получения оптимальных показателей необходимо чтобы были выполнены следующие условия:

• Устойчивый ветер. Перед установкой нужно предусмотреть отсутствие вблизи лесов и парков, показатели скорости и силы ветряных потоков.

• Для установки понадобится специальная техника для установки мачты ветрогенератора.
• Периодически обновлять смазочные материалы для продолжительной службы системы. 

Солнечные панели (батареи)

В сравнении с ветрогенераторами у солнечных батарей более сложный процесс изготовления, в связи с чем их стоимость будет выше. Но такие системы технологичнее по ряду преимуществ:

• Так же, как и ветрогенераторы, солнечные батареи не нуждаются в топливе, работают бесшумно и без перерыва.

• Более долговечны. Время эксплуатации превышает ветрогенераторы на 10 лет.
• Более доступная кинетическая энергия. Солнечный свет более постоянный, чем порывы ветра.
• Область установки. Солнечная энергия намного доступнее ветра.
• Регулировка мощности. У ветрогенераторов мощность фиксированная, а на солнечных батареях есть возможность устанавливать нужную в зависимости от потребностей.

Единственным недостатком солнечных панелей является продолжительность дня в зависимости от часового пояса. Например, в Мурманской области в декабре-январе солнечные батареи будут непригодны в связи с наступлением полярной ночи и отсутствием солнечного света.

Солнечные батареи, установленные на крыше жилого дома

Гибридные системы

Объединив ветрогенераторы и солнечные батареи, мы получим систему, в которой будут компенсированы недостатки получения энергии. Основным источником является ветрогенератор, он требует меньше затрат на установку и проще в обслуживании. В качестве дополнительного источника энергии применяют солнечные фотовольтаические панели. В случае штиля они возьмут на себя функцию производства электроэнергии.

Контроллеры

Одним из важнейших составляющих являются контроллеры заряда. Они служат для контроля и регулирования заряда аккумуляторных панелей.

Известный факт, что полное разряжение, как и чрезмерная зарядка, влияют на дальнейшую работу аккумуляторных батарей. Особо чувствительными являются свинцово-кислотные аккумуляторные панели. Для предохранения батарей от этих нагрузок и служит регулятор. При максимальной зарядке АКБ (аккумуляторной батареи) с помощью контроллеров уровень тока будет понижен, при понижении заряда до критических значений подача энергии будет остановлена.

Типы контроллеров

Существует несколько типов регуляторов: On/Off, ШИМ и МРРТ.

Перед подбором устройства необходимо ответить на два основных вопроса:

• Какое напряжение на входе?

• Какой номинальный ток?

  Автоматический контроллер заряда с регулятором MPPT для солнечных батарей

Как и у большинства устройств, обязательно наличие прочностного запаса. Максимальное напряжение контроллера должно превышать общее напряжение на 20 процентов. Для определения запаса номинального тока нужно к величине тока короткого замыкания солнечных батарей прибавить 10–20 процентов, также данное значение зависит от типа регулятора. Эти данные можно найти в технических паспортах контроллеров. Например, для контроллера солнечных батарей SOL4UCN2 (ШИМ) выходное напряжение тока принимает значения 3 вольта, 6 вольт, 12 вольт. Также возможно подобрать контроллеры с выходным напряжением 36 или 48 вольт. К тому же необходимо предусмотреть инвертор для преобразования тока.

Контроллеры On/Off

В линейке контроллеров являются простейшими и, соответственно, недорогими. Когда заряд аккумулятора достигает предельного значения, контроллер разрывает соединение между солнечной панелью и батареей посредством реле. В действительности батарея не полностью заряжена, что оказывает влияние на дальнейшую работоспособность аккумулятора. Поэтому несмотря на низкую стоимость, лучше не использовать регулятор данного типа.

Контроллер On/Off для солнечных батарей

ШИМ (PWM) – контроллеры

Для этого типа контроллера применена технология широтно-импульсной модуляции. Преимуществом является прекращение заряда аккумуляторной батареи без отсоединения солнечных модулей, что позволяет продолжить зарядку АКБ до максимального уровня. Рекомендованная область применения – системы с небольшой мощностью (до 48 вольт).

МРРТ – контроллеры

Maximum power point tracker контроллер появился 80-х годах. Самым эффективным по праву считается именно этот тип контроллера. Он отслеживает максимальный энергетический пик и понижает напряжение, но увеличивает силу тока, не изменяя мощность. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия МРРТ – контроллеры сокращают срок окупаемости солнечных станций. Выходные напряжения варьируются от 12 до 48 вольт.

Самодельные контроллеры

Безусловно, можно сделать контроллер своими руками. Прототипом служит . В его схеме с помощью реле коммутируется сигнал, полученный с ветрогенераторов или солнечных батарей. Реле управляется посредством пороговой схемы и полевого транзисторного ключа. Подстроечные резисторы регулируют пороги переключения режима.

Схема для создания контроллера своими руками

В данной схеме использовано 8 резисторов в качестве нагрузки для утилизации энергии. Эта схема является первоначальной, ее можно упростить самостоятельно, а можно прибегнуть к помощи достоверных источников. Несмотря на очевидную простоту конструкции, не рекомендуется использовать контроллеры, созданные своими руками, во избежание неблагоприятных последствий, таких как порча АКБ, например (при напряжениях 36–48 вольт).

Гибриды

Гибридным контроллером считается контроллер, использующий энергию ветра и солнца. Его преимуществом является возможность использование двух источников тока (ветрогенератора или солнечной батареи) совместно или попеременно. Незаменим для автономных производств.

Дополнительные функции аккумуляторных батарей

Прогресс не стоит на месте и благодаря ему можно подобрать контроллер с нужными характеристиками для каждого потребителя индивидуально. Модель контроллера может включать в себя дисплей с выводом информации о батарее, реле, солнечных панелях, количестве заряда, напряжении (вольт), токе. Также может присутствовать система оповещения при приближении разрядки и таймер для активации ночного режима. Существуют контроллеры с возможностью подключения к компьютеру.

Контроллер с возможностью подключения к компьютеру I-Panda SMART 2

Платформа контроллера

Одним из оптимальных вариантов служит платформа фирмы Arduino (Ардуино). Плюсов достаточно много. Основным преимуществом является доступность, ведь программная оболочка бесплатна. Печатные платы есть в свободном доступе. Благодаря открытой архитектуре системы проблем с дополнением линейки не возникнет. Данные контроллеры поддерживают двигатели с напряжением до 12 вольт, можно подключить реле. Также Arduino выпускают и другие аппаратно-программные средства. Например, микроконтроллеры, для подпитки которых требуется 5 вольт или 3,3 вольта. К тому же программистам доступны специальные возможности портов (ШИМ, АЦП).

Многие усовершенствования можно выполнить своими руками. Но в 2008 году фирма разделилась на две части, которые оставили одно и то же название, но разные сайты (arduino.cc и arduino.org). При выборе продукции необходимо обращать внимание на это, ведь несмотря на общее прошлое, сейчас продукция Arduino отличается.

Инверторы

Устройство, помогающее сигналу совершить поворот на 180⁰, преобразовывающее постоянный ток в переменный. При этом частота и/или напряжение меняется. Схем инверторов достаточно большое количество, самыми часто встречающимися являются три типа.

Схема мостового инвертора без трансформатора

Первый тип – это мостовые инверторы без трансформатора, применяются для установок с высокими напряжениями (от 220 до 360 вольт). Ко второму типу относят инверторы с нулевым выводом трансформатора, используют в системах с низким напряжением (12–24 вольт). И третьим типом являются мостовые инверторы с трансформатором. Их применяют для обширных диапазонов напряжений мощности (48 вольт).

Страны-производители

На рынке представлено множество контроллеров заряда с различными модификациями, отличающихся как по цене, так и по качеству. Среди контроллеров российского производства наилучшими вариантами являются производители: Эмикон, Автоматика-с, Овен. Данные фирмы на рынке контроллеров находятся уже много лет и вполне зарекомендовали себя. Среди контроллеров зарубежного производства лидерами считаются Allen-Bradley, MicroLogix (дочернее производство Allen Bradley) и SLC 500. Главным критерием выбора именно этих производителей является большая область применения, т. е. контроллеры данных фирм можно использовать в разных сферах и для разных целей.

Контроллеры зарубежного производства MicroLogix

Расчет системы

Чтобы правильно рассчитать систему, необходимо действовать последовательно. В большинстве случаев принимается стандартное напряжение 220 вольт. Для начала нужно задаться углом поворота солнечных панелей.

Затем оценивают примерную производительность. Для этого нужно рассчитать минимальную и максимальную солнечную активность для годичного цикла. Эти значения также будут зависеть от географического расположения.

Далее идет выбор инвертора. Одними из основных критериев выбора является коэффициент полезного действия и различные защитные механизмы.

Аккумуляторные батареи подбираются по рабочей емкости и току в зависимости от нужд потребителя. Соединение аккумуляторов возможно как последовательно, так и параллельно. Для большей надежности рекомендуется, чтобы АКБ были одной мощности, в идеале выпущены одной партией. В основном используются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, но в последнее время из-за снижения цен конкурентоспособными становятся литийионные АКБ. Их отличие состоит в большей удельной емкости, но для литийионных аккумуляторов требуется специальное зарядное устройство, многие регуляторы им просто-напросто не подойдут.

Контроллер заряда солнечных батарей МРРТ Tracer 1215RN

При использовании МРРТ-контроллеров необходимо учитывать максимальный выходной ток контроллера, а не первичного источника. У ШИМ-контроллеров такой особенности нет.

Еще одним аспектом, требующим внимания, является выбор реле и проводов. Их длина должна быть минимальной, чтобы избежать дополнительных потерь. Само собой, провода нужно подбирать в зависимости от потребностей, ведь их характеристики зависят от поперечного сечения провода и материала, из которого они изготовлены. Провода должны выдерживать указанное напряжение от 12 до 48 вольт. Также не стоит пренебрегать изоляционным материалом, он напрямую влияет на теплопроводность проводов.

Вывод

Независимо от типа регулятора (ШИМ, МРРТ или изготовленный своими руками), необходимо учитывать параметры всей системы для более продуктивной работы (в том числе напряжение от 12 до 48 вольт). Сейчас выбор моделей на рынке неограничен, но не стоит брать первый попавшийся, нужно тщательно ознакомиться с характеристиками, ведь от этого зависит долговечность и надежность остальных компонентов.

Принцип работы контроллера заряда солнечных батарей

При правильном подборе составляющих частей системы, углов поворота солнечных панелей и их географического расположения можно создать экономичную систему получения энергии без дополнительных источников питания. Причем многое можно сделать своими руками, покупая только основные части (например, платформу Arduino), не требуя дополнительных расходов.

Автор: П. Морозов

Контроллер заряда солнечных батарей – Схема и принцип работы контроллера заряда солнечной батареи – Delvik.

ru – Доска объявлений Перми

Схема и принцип работы контроллера заряда солнечной батареи

Солнечная энергетика пока что ограничивается (на бытовом уровне) созданием фотоэлектрических панелей относительно невысокой мощности. Но независимо от конструкции фотоэлектрического преобразователя света солнца в ток это устройство оснащается модулем, который называют контроллер заряда солнечной батареи.

Действительно, в схему установки фотосинтеза солнечного света входит аккумуляторная батарея – накопитель энергии, получаемой от солнечной панели. Именно этот вторичный источник энергии обслуживается в первую очередь контроллером.

Далее мы разберемся в устройстве и принципах работы этого прибора, а также расскажем о способах его подключения.

Содержание статьи:

Контроллеры для солнечных батарей

Электронный модуль, называемый контроллером для солнечной батареи, предназначен выполнять целый ряд контрольных функций в процессе заряда/разряда .

Такой выглядит одна из многочисленных существующих моделей контроллеров заряда для солнечной батареи. Этот модуль относится к числу разработок типа PWM

Когда на поверхность солнечной панели, установленной, к примеру, на крыше дома, падает солнечный свет, фотоэлементами устройства этот свет преобразуется в электрический ток.

Полученная энергия, по сути, могла бы подаваться непосредственно на аккумулятор-накопитель. Однако процесс зарядки/разрядки АКБ имеет свои тонкости (определённые уровни токов и напряжений). Если пренебречь этими тонкостями, АКБ за короткий срок эксплуатации попросту выйдет из строя.

Чтобы не иметь таких грустных последствий, предназначен модуль, именуемый контроллером заряда для солнечной батареи.

Помимо контроля уровня заряда аккумулятора, модуль также отслеживает потребление энергии. В зависимости от степени разряда, схемой контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи регулируется и устанавливается уровень тока, необходимый для начального и последующего заряда.

В зависимости от мощности контроллера заряда аккумуляторных батарей солнечной энергетической установки, конструкции этих устройств могут иметь самую разную конфигурацию

В общем, если говорить простым языком, модуль обеспечивает беззаботную «жизнь» для АКБ, что периодически накапливает и отдаёт энергию устройствам-потребителям.

Применяемые на практике виды

На промышленном уровне налажен и осуществляется выпуск двух видов электронных устройств, исполнение которых подходит для установки в схему солнечной энергетической системы:

1. Устройства серии PWM.
2. Устройства серии MPPT.

Первый вид контроллера для солнечной батареи можно назвать «старичком». Такие схемы разрабатывались и внедрялись в эксплуатацию ещё на заре становления солнечной и  ветряной энергетики.

Принцип работы схемы PWM контроллера основан на алгоритмах широтно-импульсной модуляции. Функциональность таких аппаратов несколько уступает более совершенным устройствам серии MPPT, но в целом работают они тоже вполне эффективно.

Одна из популярных в обществе моделей контроллера заряда АКБ солнечной станции, несмотря на то, что схема устройства выполнена по технологии PWM, которую считают устаревшей

Конструкции, где применяется технология Maximum Power Point Tracking (отслеживание максимальной границы мощности), отличаются современным подходом к схемотехническим решениям, обеспечивают большую функциональность.

Но если сравнивать оба вида контроллера и, тем более, с уклоном в сторону бытовой сферы, MPPT устройства выглядят не в том радужном свете, в котором их традиционно рекламируют.

Контроллер типа MPPT:

• имеет более высокую стоимость;
• обладает сложным алгоритмом настройки;
• даёт выигрыш по мощности только на панелях значительной площади.

Этот вид оборудования больше подходит для систем глобальной солнечной энергетики.

Контроллер, предназначенный под эксплуатацию в составе конструкции солнечной энергетической установки. Является представителем класса аппаратов MPPT – более совершенных и эффективных

Под нужды обычного пользователя из бытовой среды, имеющего, как правило, панели малой площади, выгоднее купить и с тем же эффектом эксплуатировать ШИМ-контроллер (PWM).

Структурные схемы контроллеров

Принципиальные схемы контроллеров PWM и MPPT для рассмотрения их обывательским взглядом – это слишком сложный момент, сопряжённый с тонким пониманием электроники. Поэтому логично рассмотреть лишь структурные схемы. Такой подход понятен широкому кругу лиц.

Вариант #1 – устройства PWM

Напряжение от солнечной панели по двум проводникам (плюсовой и минусовой) приходит на стабилизирующий элемент и  разделительную резистивную цепочку. За счёт этого куска схемы получают выравнивание потенциалов входного напряжения и в какой-то степени организуют защиту входа контроллера от превышения границы напряжения входа.

Здесь следует подчеркнуть: каждая отдельно взятая модель аппарата имеет конкретную границу по напряжению входа (указано в документации).

Так примерно выглядит структурная схема устройств, выполненных на базе PWM технологий. Для эксплуатации в составе небольших бытовых станций такой схемный подход обеспечивает вполне достаточную эффективность

Далее напряжение и ток ограничиваются до необходимой величины силовыми транзисторами. Эти компоненты схемы, в свою очередь, управляются чипом контроллера через микросхему драйвера. В результате на выходе пары силовых транзисторов устанавливается нормальное значение напряжения и тока для аккумулятора.

Также в схеме присутствует датчик температуры и драйвер, управляющий силовым транзистором, которым регулируется мощность нагрузки (защита от глубокой разрядки АКБ). Датчиком температуры контролируется состояние нагрева важных элементов контроллера PWM.

Обычно уровень температуры внутри корпуса или на радиаторах силовых транзисторов. Если температура выходит за границы установленной в настройках, прибор отключает все линии активного питания.

Вариант #2 – приборы MPPT

Сложность схемы в данном случае обусловлена её дополнением целым рядом элементов, которые выстраивают необходимый алгоритм контроля более тщательно, исходя из условий работы.

Уровни напряжения и тока отслеживаются и сравниваются схемами компараторов, а по результатам сравнения определяется максимум мощности по выходу.

Схемное решение в структурном виде для контроллеров заряда, основанных на технологиях MPPT. Здесь уже отмечается более сложный алгоритм контроля и управления периферийными устройствами

Главное отличие этого вида контроллеров от приборов PWM в том, что они способны подстраивать энергетический солнечный модуль на максимум мощности независимо от погодных условий.

Схемой таких устройств реализуются несколько методов контроля:

• возмущения и наблюдения;
• возрастающей проводимости;
• токовой развёртки;
• постоянного напряжения.

А в конечном отрезке общего действия применяется ещё алгоритм сравнения всех этих методов.

Способы подключения контроллеров

Рассматривая тему подключений, сразу нужно отметить: для установки каждого отдельно взятого аппарата характерной чертой является работа с конкретной серией солнечных панелей.

Так, например, если используется контроллер, рассчитанный на максимум  входного напряжения 100 вольт, серия солнечных панелей должна выдавать на выходе напряжение не больше этого значения.

Любая солнечная энергетическая установка действует по правилу баланса выходного и входного напряжений первой ступени. Верхняя граница напряжения контроллера должна соответствовать верхней границе напряжения панели

Прежде чем подключать аппарат, необходимо определиться с местом его физической установки. Согласно правилам, местом установки следует выбирать сухие, хорошо проветриваемые помещения. Исключается присутствие рядом с устройством легковоспламеняющихся материалов.

Недопустимо наличие в непосредственной близости от прибора источников вибраций, тепла и влажности. Место установки необходимо защитить от попадания атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Техника подключения моделей PWM

Практически все производители PWM-контроллеров требуют соблюдать точную последовательность подключения приборов.

Техника соединения контроллеров PWM с периферийными устройствами особыми сложностями не выделяется. Каждая плата оснащена маркированными клеммами. Здесь попросту требуется соблюдать последовательность действий

Подключать периферийные устройства нужно в полном соответствии с обозначениями контактных клемм:

1. Соединить провода АКБ на клеммах прибора для аккумулятора в соответствии с указанной полярностью.
2. Непосредственно в точке контакта положительного провода включить защитный предохранитель.
3. На контактах контроллера, предназначенных для солнечной панели, закрепить проводники, выходящие от солнечной батареи панелей. Соблюдать полярность.
4. Подключить к выводам нагрузки прибора контрольную лампу соответствующего напряжения (обычно 12/24В).

Указанная последовательность не должна нарушаться. К примеру, подключать солнечные панели в первую очередь при неподключенном аккумуляторе категорически запрещается. Такими действиями пользователь рискует «сжечь» прибор. В более подробно описана схема сборки солнечных батарей с аккумулятором.

Также для контроллеров серии PWM недопустимо подключение инвертора напряжения на клеммы нагрузки контроллера. Инвертор следует соединять непосредственно с клеммами АКБ.

Порядок подключения приборов MPPT

Общие требования по физической инсталляции для этого вида аппаратов не отличаются от предыдущих систем. Но технологическая установка зачастую несколько иная, так как контроллеры MPPT зачастую рассматриваются аппаратами более мощными.

Для контроллеров, рассчитанных под высокие уровни мощностей, на соединениях силовых цепей рекомендуется применять кабели больших сечений, оснащённые металлическими концевиками

Например, для мощных систем эти требования дополняются тем, что производители рекомендуют брать кабель для линий силовых подключений, рассчитанный на плотность тока не менее чем 4 А/мм ². То есть, например, для контроллера на ток 60 А нужен кабель для подключения к АКБ сечением не меньше 20 мм².

Соединительные кабели обязательно оснащаются медными наконечниками, плотно обжатыми специальным инструментом. Отрицательные клеммы солнечной панели и аккумулятора необходимо оснастить переходниками с предохранителями и выключателями.

Такой подход исключает энергетические потери и обеспечивает безопасную эксплуатацию установки.

Структурная схема подключения мощного контроллера MPPT: 1 – солнечная панель; 2 – контроллер MPPT; 3 – клеммник; 4,5 – предохранители плавкие; 6 – выключатель питания контроллера; 7,8 – земляная шина

Перед подключением к прибору следует убедиться, что напряжение на клеммах соответствует или меньше напряжения, которое допустимо подавать на вход контроллера.

Подключение периферии к аппарату MTTP:

1. Выключатели панели и аккумулятора перевести в положение «отключено».
2. Извлечь защитные предохранители на панели и аккумуляторе.
3. Соединить кабелем клеммы аккумулятора с клеммами контроллера для АКБ.
4. Подключить кабелем выводы солнечной панели с клеммами контроллера, обозначенными соответствующим знаком.
5. Соединить кабелем клемму заземления с шиной «земли».
6. Установить температурный датчик на контроллере согласно инструкции.

После этих действий необходимо вставить на место ранее извлечённый предохранитель АКБ и перевести выключатель в положение «включено». На экране контроллера появится сигнал обнаружения аккумулятора.

Далее, после непродолжительной паузы (1-2 мин), поставить на место ранее извлечённый предохранитель солнечной панели и перевести выключатель панели в положение «включено».

Экран прибора покажет значение напряжения солнечной панели. Этот момент свидетельствует об успешном запуске энергетической солнечной установки в работу.

Выводы и полезное видео по теме

Промышленностью выпускаются устройства многоплановые с точки зрения схемных решений. Поэтому однозначных рекомендаций относительно подключения всех без исключения установок дать невозможно.

Однако главный принцип для любых типов приборов остаётся единым: без подключения АКБ на шины контроллера соединение с фотоэлектрическими панелями недопустимо. Аналогичные требования предъявляются и для включения в схему . Его следует рассматривать как отдельный модуль, подключаемый на АКБ прямым контактом.

Если у вас есть необходимый опыт или знания, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же можно задать вопрос по теме статьи.

sovet-ingenera.com

Контроллер заряда солнечной батареи: виды и подключение

Содержание:

1. Основные функции и работа контроллера
2. Простейшие контроллеры типа Откл/Вкл (или On/Off)
3. Контроллеры для аккумуляторов типа PWM
4. Устройства МРРТ
5. Порядок подключения контроллеров PWM
6. Порядок подключения устройств МРРТ
7. Видео

Хозяева загородных коттеджей все чаще используют комплекты гелиосистем, как один из альтернативных источников электрической энергии. В ее состав входят фотоэлектрические элементы, аккумуляторная батарея, контроллер заряда солнечной батареи, инвертор и другое оборудование. Данные системы могут работать автономно или вместе с основными электрическими сетями. Во всех случаях аккумулятор накапливает заряд, а потом отдает его потребителям, когда это необходимо.

Контроллер обслуживает аккумуляторную батарею, не допуская ее перезарядки или чрезмерного разряда. Известны различные типы и модификации данных устройств, применяемых в условиях того или иного места эксплуатации. Для того чтобы сделать наиболее оптимальный выбор контроллера, нужно знать его конструктивные особенности и принцип работы.

 
Основные функции и работа контроллера
 
Устройство, контролирующее заряд, можно смело назвать одним из основных компонентов солнечных электростанций. Конструктивно, он является прибором электронного типа, функционирующим на основе специального чипа. Данный чип осуществляет контроль над действием всей системы, а его первоочередная задача состоит в управлении процессом зарядки аккумуляторной батареи. Таким образом, предотвращается избыточный ток или полный разряд аккумулятора.

Когда степень заряженности выходит на максимальный уровень, подача электричества от солнечных фотоэлементов сокращается и опускается до уровня, обеспечивающего компенсацию саморазряда. В случае сильной разрядки контроллер автоматически отключает батарею от нагрузки. После того как уровень заряда оказывается восстановлен, нагрузка снова подключается к источнику тока. 
Электрическая энергия, выработанная солнечными батареями, может передаваться на аккумулятор по разным схемам. Один из способов предусматривает прямую передачу тока, без каких-либо коммутационных и регулирующих устройств. В результате такой подачи, напряжение на клеммах станет постепенно расти, и в конце концов оно достигнет определенного уровня, в зависимости от конструкции АКБ и температуры окружающей среды. То есть, на начальной стадии зарядки такая схема полностью себя оправдывает.
Однако, после того как заряд превысит рекомендуемое значение, в батарее возникают негативные процессы. Ток, продолжающий поступать, приводит к росту напряжения и последующей перезарядке. Из-за этого нагрев электролита резко увеличивается, после чего он закипает и начинается интенсивный выброс дистиллированной воды, превратившейся в пар. В некоторых случаях емкости могут полностью высохнуть, что приводит к резкому снижению ресурса аккумулятора.

Во избежание подобных ситуаций зарядный ток ограничивается с помощью контроллеров.  Эту операцию можно выполнять вручную, однако такой способ требует постоянного контроля напряжения по приборам и своевременного переключения. Поэтому в реальных условиях он практически не используется, поскольку существует автоматика.
Для ограничения тока используются разные контроллеры – от простых до более сложных. Условно они разделяются на следующие типы:
Приборы, где применяется схема обычного включения-отключения в зависимости от состояния напряжения на клеммах АКБ.
Устройства, использующие широтно-импульсные преобразования (ШИМ).
Контроллеры заряда солнечной батареи, сканирующий точки с максимальной мощностью (МРРТ).
Каждое из этих устройств следует рассмотреть более подробно, чтобы в дальнейшем не ошибиться и правильно выбрать нужный.
 
Простейшие контроллеры типа Откл/Вкл (или On/Off)
 
Аппараты данного вида относятся к самым простым и, как следствие, они считаются самыми дешевыми. При получении аккумулятором предельного заряда, специальное реле осуществляет разрыв цепи и ток от солнечной панели прекращает свое поступление.  Фактически, во многих случаях батарея оказывается заряженной не до конца, что отрицательно сказывается на ее последующей работоспособности. В связи с этим, такие регуляторы нежелательно применять в качественных системах.

Контроллеры для солнечных батарей типа включения-отключения обладает крайне ограниченной функциональностью. Хотя он и предотвращает перегрев и перезарядку батареи, тем не менее, полного заряда не обеспечивает. Ток может достичь максимального значения и это вызовет отключение, однако сам заряд АКБ в этот момент составляет всего лишь 70-90%, то есть является неполным.
Подобное состояние также отрицательно сказывается на общей функциональности батареи и постепенно приводит к снижению эксплуатационного ресурса. В таких ситуациях для полноценной зарядки дополнительно требуется не менее 3-4 часов.
 
Контроллеры для аккумуляторов типа PWM
 
Более технологичным и эффективным считаются контроллеры заряда аккумулятора от солнечной батареи типа PWM, сокращенное название которого получилось от Pulse-Width Modulation.  В переводе на русский язык данное устройство относится к категории ШИМ, то есть в его работе используется широтно-импульсная модуляция тока.
Основной функцией прибора является устранение проблем, возникающих при неполной зарядке. Полного уровня удается достичь благодаря возможности понижения тока, когда он достигает максимального значения. Зарядка становится более продолжительной, но и эффект от нее значительно выше.

Работа контроллера осуществляется следующим образом. Перед входом в прибор электрический ток попадает в стабилизирующий компонент и резистивную разделительную цепочку. На этом участке потенциалы входного напряжения выравниваются, обеспечивая тем самым защиту самого контроллера. В разных моделях граничное входное напряжение может отличаться.
Далее в работу включаются силовые транзисторы, ограничивающие ток и напряжение до установленных значений. Они находятся под управлением чипа, использующего микросхему драйвера. После этого выходное напряжение транзисторов приобретает нормальные параметры, подходящие для зарядки аккумулятора.  Данная схема дополняется температурным датчиком и драйвером. Последний компонент воздействует на силовой транзистор, выполняющий регулировку мощности подключенной нагрузки.
Таким образом, АКБ оказывается защищенной от глубокой разрядки. Температурный датчик контролирует степень нагрева наиболее важных деталей контроллера. В случае повышения температуры более чем это установлено в настройках, происходит автоматическое отключение всех цепочек активного питания. В результате, батарея поддерживается в хорошем состоянии, а срок ее эксплуатации значительно увеличивается.
 
Устройства МРРТ
 
Наиболее эффективными и стабильными считаются контроллеры для солнечной батареи модификации МРРТ – Maximum Power Point Tracking. Данные устройства осуществляют слежение за мощностью заряда по достижении максимального предела. В этом процессе используются сложные алгоритмы контроля показаний напряжения и тока, устанавливается наиболее оптимальное соотношение характеристик, обеспечивающих максимальную эффективность солнечной системы. 

В процессе эксплуатации практически установлено, что контроллер для солнечных батарей mppt является более совершенным и существенно отличается от других моделей. По сравнению с приборами PWM, он эффективнее примерно на 35%, соответственно на столько же продуктивнее получается и сама система.
Более высокое качество и надежность таких устройств достигается за счет сложной схемы, дополненной компонентами, обеспечивающими тщательный контроль в соответствии с условиями эксплуатации. Специальные схемы выполняют слежение и сравнение уровней тока и напряжения, после чего определяется максимальная выходная мощность.
Главной особенностью контроллеров МРРТ является способность настройки солнечной панели на максимальную мощность вне зависимости от погоды в данный момент. Таким образом, батарея работает более эффективно и обеспечивает необходимый заряд АКБ.
 
Порядок подключения контроллеров PWM
 
Общим условием подключения, обязательным для всех контроллеров, является их соответствие используемым солнечным фотоэлементам.  Если прибор должен работать с входным напряжением 100 вольт, то на выходе панели оно не должно превышать этого значения.
Перед подключением контрольной аппаратуры необходимо выбрать место установки. Помещение должно быть сухим, с хорошей вентиляцией, из него нужно заранее убрать все пожароопасные материалы, а также ликвидировать причины влажности, излишней теплоты и вибраций. Обеспечивается защита от прямого ультрафиолетового излучения и негативных воздействий окружающей среды.

При подключении в общую схему контроллеров PWM необходимо точное соблюдение последовательности операций, а все периферийные устройства соединяются через свои контактные клеммы:
Клеммы АКБ соединяются с клеммами прибора с соблюдением полярности.
В месте контакта с положительным проводником выполняется установка защитного предохранителя.
Далее подключаются солнечные панели так же с соблюдением полярности проводов и клемм.
Правильность подключений проверяется контрольной лампой на 12 или 24 В, подключенной к выводам нагрузки. 
Порядок действий должен обязательно соблюдаться. Например, ни в коем случае нельзя подключать солнечные панели к контроллеру, не подключенному к аккумулятору. В этом случае напряжение не найдет выхода и прибор может сгореть. Инвертор не должен подключаться к контроллеру через клеммы нагрузки, а соединяться напрямую с клеммами АКБ.
 
Порядок подключения устройств МРРТ
 
Подключение контроллеров МРРТ в целом выполняется так же, как и в других устройств. Существуют некоторые отличия в технологии, связанные с повышенной мощностью такой аппаратуры. В связи с этим потребуется кабель для силового подключения, способный выдерживать плотность тока минимум 4 А/мм2. Если МРРТ контроллер рассчитан на ток 60 А, то сечение кабеля, подключаемого к АКБ, составит не менее 20 мм2.
На концах соединительных кабелей должны быть установлены медные наконечники, обжатые как можно плотнее. К отрицательным клеммам АКБ и солнечной панели подключаются переходники с выключателями и предохранителями.  Это позволит снизить потери электроэнергии и обеспечить безопасность в процессе эксплуатации.

Все подключения к прибору МРРТ осуществляются в следующем порядке:
Выключатели в переходниках АКБ и панели устанавливаются в отключенное положение.
Далее производится извлечение защитных предохранителей.
Клеммы контроллера, предназначенные для АКБ, соединяются кабелем с клеммами аккумулятора.
К соответствующим клеммам контроллера подключаются выходные провода от солнечной батареи.
Клемма заземления прибора соединяется с заземляющей шиной.
В соответствии с инструкцией на контроллере устанавливается датчик температуры.
По завершении всех операций предохранитель АКБ вставляется на свое место, а выключатель переводится во включенное положение. На дисплее контрольного устройства должен появиться сигнал о том, что аккумулятор обнаружен. Через небольшой промежуток времени те же операции проделываются с предохранителем и выключателем солнечной панели.  На экране прибора появится значение ее напряжения, что означает успешный запуск в работу всей энергетической установки.
 
electric-220.ru
 
Солнечные батареи: все про альтернативный источник энергии — solar-energ.ru. Схема контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи: как работает устройство
 
Схема контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи строится на базе чипа, который является ключевым элементом всего устройства  в целом. Чип – основная часть контроллера, а сам контроллер – это ключевой элемент гелиосистемы. Данное устройство отслеживает работу всего устройства в целом, а также руководит зарядкой аккумулятора от солнечных батарей. 

 
Необходимость
 
При максимальном заряде аккумулятора, контроллер будет регулировать подачу тока на него, уменьшая ее до необходимой величины компенсации саморазряда устройства.  Если же аккумулятор полностью разряжается, то контроллер будет отключать любую входящую нагрузку на устройство. 
Необходимость этого устройства можно свести к следующим пунктам:
Зарядка аккумулятора многостадийная;
Регулировка включения/отключения аккумулятора при заряде/разряде устройства;
Подключение аккумулятора при максимальном заряде;
Подключение зарядки от фотоэлементов в автоматическом режиме.
Контроллер заряда аккумулятора для солнечных устройств важен тем, что выполнение всех его функций в исправном режиме сильно увеличивает срок службы встроенного аккумулятора.
 
Как работает контроллер зарядки аккумулятора
 
В отсутствие солнечных лучей на фотоэлементах конструкции он находится в спящем режиме. После появления лучей на элементах контроллер все еще находится в спящем режиме. Он включается лишь в том случае, если накопленная энергия от солнца достигает 10 В напряжения в электрическом эквиваленте.

Как только напряжение достигнет такого показателя, устройство включится и через диод Шоттки начнет подавать ток к аккумулятору.  Процесс зарядки аккумулятора в таком режиме будет продолжаться до тех пор, пока напряжение, получаемое контроллером, не достигнет 14 В. Если это произойдет, то в схеме контроллера для солнечной батареи 35 ватт или любого другого будут происходить некоторые изменения. Усилитель откроет доступ к транзистору MOSFET, а два других, более слабых, будут закрыты.
Таким образом, заряд аккумулятора прекратится. Как только напряжение упадет, схема вернется в начальное положение и зарядка продолжится. Время, отведенное на выполнение этой операции контроллеру около 3 секунд.
 
Типы
 
 
On/Off
 
Данный тип устройств считается наиболее простым и дешевым. Его единственная и главная задача – это отключение подачи заряда на аккумулятор при достижении максимального напряжения для предотвращения перегрева.
Однако данный тип имеет определенный недостаток, который заключается в слишком раннем отключении. После достижения максимального тока необходимо еще пару часов поддерживать процесс заряда, а этот контроллер сразу его отключит. 
В результате зарядка аккумулятора будет в районе 70% от максимальной. Это негативно отражается на аккумуляторе.

 
PWM
 
Данный тип является усовершенствованным On/Off. Модернизация заключается в том, что в него встроена система широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Эта функция позволила контроллеру при достижении максимального напряжения не отключать подачу тока, а уменьшать его силу.
Из-за этого появилась возможность практически стопроцентной зарядки устройства.

 
МРРТ
 
Данный типаж считается наиболее продвинутым в настоящее время. Суть его работы строится на том, что он способен определить точное значение максимального напряжения для данного аккумулятора. Он непрерывно следит за током и напряжением в системе. Из-за постоянного получения этих параметров процессор способен поддерживать наиболее оптимальные значения тока и напряжения, что позволяет создать максимальную мощность.
Если сравнивать контроллер МРРТ и PWN, то эффективность первого выше примерно на 20-35%. 

 
Параметры выбора
 
Критериев выбора всего два:
Первый и очень важный момент – это входящее напряжение. Максимум данного показателя должен быть выше примерно на 20% от напряжения холостого хода солнечной батареи.
Вторым критерием является номинальный ток. Если выбирается типаж PWN, то его номинальный ток должен быть выше, чем ток короткого замыкания у батареи примерно на 10%. Если выбирается МРРТ, то его основная характеристика – это мощность. Этот параметр должен быть больше, чем напряжение всей системы, умноженной на номинальный ток системы. Для расчетов берется напряжение при разряженных аккумуляторах.
 
Как сделать своими руками
 
Если нет возможности приобрести уже готовый продукт, то его можно создать своими руками. Но если разобраться в том, как работает контроллер заряда солнечной батареи довольно просто, то вот создать его будет уже сложнее. При создании стоит понимать, что такой прибор будет хуже аналога, произведенного на заводе. 
  
Это простейшая схема контроллера солнечной батареи, которую создать будет проще всего. Приведенный пример пригоден для создания контроллера для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора с напряжением в 12 В и подключением маломощной солнечной батареей.
Если заменить номинальные показатели на некоторых ключевых элементах, то можно применять эту схему и для более мощных систем с аккумуляторами. Суть работы такого самодельного контроллера будет заключаться в том, что при напряжении ниже, чем 11 В нагрузка будет выключена, а при 12,5 В будет подана на аккумулятор.
Стоит сказать о том, что в простой схеме используется полевой транзистор, вместо защитного диода. Однако если есть некоторые знания в электрических схемах, можно создать контроллер более продвинутый.
 
Данная схема считается продвинутой, так как ее создание намного сложнее. Но контроллер с таким устройством вполне способен на стабильную работу не только с подключением к солнечной батарее, а еще и к ветрогенератору.   
 
Видео
 
Как правильно подключить контроллер, вы узнаете из нашего видео.

solar-energ.ru
 
Как подобрать контроллер заряда для солнечных батарей
Статья посвящена выбору характеристик контроллера заряда аккумуляторов для солнечной электростанции
Как подобрать контроллер заряда
 
Вопрос – как выбрать контроллер заряда для солнечной электростанции является одним из главных при расчете солнечной системы. При всей кажущейся сложности этого вопроса, его можно существенно упростить. Это мы и попытаемся сделать в этой статье.
 
Итак:
 
Выбор контроллера заряда является четвертым этапом при расчете солнечной системы. После выбора требуемого инвертора (ссылка), расчета требуемой емкости аккумуляторов и определения требуемой суммарной мощности солнечных панелей можно приступить к выбору контроллера заряда.
 
 
 
О том какие контроллеры бывают и какой тип контроллера выбрать вы можете прочитать тут – http://oporasolar. ru/a171898-chto-takoe-kontroller.html
 
 
 
Поэтому останавливаться на этом мы не будем, а приведем способы расчета для двух типов контроллеров PWM (ШИМ) и MPPT.
 
 
 
Подбор PWM (ШИМ) контроллера заряда АКБ
 
При подборе контроллера данного типа мы будем прежде всего опираться на 2 основных характеристики это допустимая сила тока (5А, 10А,  20А, 50А) и рабочее напряжение (12В, 24В, 48В).
 
 
 
Немного подробнее об этих характеристиках:
 
Допустимая сила тока определяет максимальный ток от солнечных панелей который будет выдерживать контроллер.
 
Рабочее напряжение – это режимы в которых контроллер может функционировать. В зависимости от схемы соединения солнечных панелей и аккумуляторов – мы можем выбрать режим работы – рабочее напряжение.
 
 
 
О том какие варианты соединения Аккумуляторов и Солнечных панелей  могут быть, а также как будут определяться рабочие токи и напряжения – вы можете прочитать тут – http://oporasolar.ru/a171380-varianty-podklyucheniya-akkmulyatorov. html
 
И тут – http://oporasolar.ru/a171460-kak-podklyuchit-solnechnye.html
 
 
 
Номинальная сила тока одной панели определяется как Номинальная Мощность делить на Номинальное Напряжение
 
Например:
 
 для 100 ватной панели на 12 вольт мы получим 100/12=8.33А  ― для одной такой панели контроллера заряда на 10А и 12В будет достаточно, но при этом надо убедиться, что банк аккумуляторов (если их несколько) собран на 12В.
 
Включая 2 таких панели последовательно мы получаем номинальное напряжение равное 12В*2=24В и в данном случае потребуется уже контроллер заряда который может работать в режиме 24В, при этом допустимая номинальная сила тока по прежнему остается 10А, поскольку при последовательном включении солнечных панелей,  номинальный ток будет равен току одной панели – 8.33А.
 
 
 
Если мы включим 2 солнечных панели параллельно, то напряжение останется равным 12 В но при этом ток будет суммироваться. В нашем случае 8.33А*2=16.66А а значит контроллера заряда 20А будет достаточно. 
 
При выборе режима включения PWM контроллера очень важно, чтобы вся система была собрана на одно номинальное напряжение – т.е. если мы включаем аккумуляторы на 24В, то и панели и контроллер и инвертор должны быть включены на 24В.
 
 
 
Для того чтобы определить какое максимальное количество панелей можно включить в PWM контроллер при различных режимах включения нужно умножить ток на напряжение режима включения.
 
Для примера определим какие панели можно включить в контроллер 30А 12/24/48В:
 
Итак – при включении контроллера в режиме 12 В мы имеем максимальную мощность панелей равную 12В*30А=360Вт – это может быть одна панель на 360Вт с номинальным напряжением 12В, 2 панели по 180Вт с номинальным напряжением 12В включенные параллельно, 4 панели по 90Вт с номинальным напряжением 12В включенные параллельно и так далее
 
 
 
При включении контроллера в режиме 24В  ― имеем 24В*30А=720Вт – можно включить 6 панелей по 120Вт с номинальным напряжением 12В при этом соединив по 2 панели последовательно и затем 3 таких цепи параллельно, или другие различные варианты как в предыдущем режиме
 
 
 
Мы также можем включить этот контроллер в режиме 48В и тогда получим максимальную мощность панелей 48В*30А=1440Вт. 
 
 
 
Другим важным ограничением при выборе PWM контроллера заряда считается Емкость банка аккумуляторов. Считается, что ток заряда аккумуляторов должен быть не менее 10% от значения емкости банка аккумуляторов, т.е. для аккумулятора на 100Ач нужен ток контроллера не менее 10А. При последовательном включении аккумуляторов номинальное напряжение остается неизменным, а вот емкость суммируется соответственно для двух 100Ач АКБ включенных последовательно, ток нужен уже 20А. Поэтому старайтесь выбирать режим работы контроллера так, чтобы ток заряда банка аккумуляторов не был больше номинального тока контроллера.
 
 
 
Подбор MPPT контроллера заряда АКБ
 
В случае выбора такого контроллера ситуация обстоит немного проще. Такие контроллеры преобразовывают любое напряжение панелей на входе в контроллер в требуемое номинальное для зарядки аккумуляторов. 
 
 
 
У таких контроллеров важна еще одна характеристика – максимальное напряжение холостого хода солнечных панелей и в данном случае она определяет количество панелей и схему включения. 
 
 
 
Напряжение холостого хода любой панели указано в инструкции  к солнечной панели или на самой панели с обратной стороны называется  Uoc (U open circuit). Например для панели 150Вт (Моно) 12В  напряжение холостого хода составляет порядка 23В. 
 
 
 
Что касается подбора контроллера по току – ситуация аналогичная PWM контроллерам.
 
 
 
Например в контроллер MPPT на 60А и 150В Напряжение холостого хода можно включить последовательно 6 моно панелей по 150 Вт с напряжением холостого хода 23В (23В* 6=138В меньше 150В). При этом включить параллельно эти же 6 панелей мы не сможем, поскольку для каждой панели номинальный ток будет равен 150Вт/12В=12,5А. А это значит что включив параллельно 4 таких панели мы получим ток уже 50А. Поэтому в данном случае очень важно определить схему включения панелей так, чтобы получить максимальную суммарную мощность.
 
При использовании данных панелей мы можем подключить до 24 таких панелей – по 6 панелей последовательно и далее 4 цепочки параллельно. 
 
 
 
На этом все сложности выбора контроллеров заряда заканчиваются.
 
Есть более научные способы расчета требуемых характеристик контроллеров, но в целом результаты таких расчетов не будут существенно отличаться от предложенного нами способа. Если Вам интересны такие способы расчета ― следите за появлением новых статей ― мы будем стараться подробно разбирать все нюансы.
 
 
 
Если у вас возникли сложности при расчетах – звоните +7-903-008-34-37 и мы с радостью поможем вам разобраться. Кроме того мы сделаем для вас расчет системы любой сложности абсолютно бесплатно!
oporasolar.ru
Какой контроллер для солнечных батарей установить с вашими панелями
 
Основной сложностью использования солнечной энергии в быту является ее накопление. Солнечная батарея вырабатывает электричество только в период воздействия света, но пользоваться электрикой приходится и вечером и ночью. Напрямую подключать солнечные батареи к аккумуляторам нельзя – сломается и то и другое.  Используются специальные устройства – контроллеры солнечных батарей, которые можно собрать своими руками или приобрести готовые.
 
Виды контроллеров
 
Существует три типа контроллеров для солнечных батарей, отличающиеся своей функциональностью и ценой соответственно.
 
Какой выбирать
 
Как видно из описаний, первый вариант (ON/OFF контроллер) – совсем не подходит для длительного использования. Т.е. если он у вас имеется, то его можно поставить для тестирования работы системы, но затем заменить на ШИМ (PWM) контроллер или MTTP.
Последний – предпочтительнее. Технология MTTP предусматривает КПД контроллера солнечных батарей на уровне 93-97%, тогда как ШИМ дает только 65-70%. Если учитывать стоимость солнечных панелей, то покупка более дорогого контроллера оправдывается эффективностью их использования.
 
Стоимость
 
Система электроснабжения от солнечных батарей собирается, прежде всего, для экономии средств, поэтому цена на отдельные детали – очень важный момент.  Предлагаемые варианты прошли испытание временем и являются оптимальным по сочетанию цена/качество:
Solar controller 20a ссылка на алиэкспресс (откроется в новом окне) – стоимость 20,75$ — простое управление, яркий ЖК дисплей, понятный интерфейс. Отлично справляется с задачей по заряду АКБ. Технология ШИМ (PWM). Имеется возможность подключения через USB к компьютеру для настройки.
MPPT Tracer 2210RN Solar Charge Controller Regulator ссылка на алиэкспресс (в новом окне), цена 75$ – MTTP контроллер на 20А – качественный и надежный, сертифицированный, распознает день/ночь. Высокий КПД – 97%
 
Видео, контроллер своими руками
 
Контроллер для солнечных батарей можно собрать своими руками, однако это тоже требует определенных вложений. Так, на сборку простенького ШИМ контроллера вам придется потратить 10$ на детали и 2-3 часа работы с паяльником. При стоимости готового изделия 20$ — такая перспектива уже не кажется раумной.  Собрать качественный MPPT — контроллер в домашних условиях — вообще занятие невозможное, нужно и оборудование и соответствующий софт. Ролик будет полезен тем, кто любит и умеет пользоваться паяльником.

 Дополнения к видео: схема контроллера, расположение деталей на печатной плате:



Схема контроллера солнечной батареи



LAY печатной платы



Расположение деталей на плате

 Виды садовых светильников и фонарей на солнечных батареях, как и где использовать.
 Окупаются ли солнечные батареи для частного дома
 Плюсы и минусы вертикальных ветрогенераторов, их виды и особенности
 Power Bank с солнечной батареей — расчет на безграмотность
electricadom.com
 
Контроллер заряда солнечной батареи
 
Среди современных гелиосистем большую популярность приобрели те, что работают автономно и не подключаются к электрической сети.  То есть, они функционируют в замкнутом режиме. Например, в рамках энергоснабжения одного дома. В состав подобных систем входят солнечные панели (и/или ветряной генератор), контроллер заряда, инвертор, реле, аккумулятор, провода. Контроллер в этой схеме является ключевым элементом. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен контроллер солнечных батарей, какие бывают разновидности и как выбрать такое устройство.
 
Содержание статьи
 
Для чего нужен солнечный контроллер?
 
Как уже было сказано, контроллер заряда является ключевым элементом гелиосистемы. Это электронное устройство, работающее на базе чипа, который контролирует работу системы и управляет зарядом аккумулятора. Контроллеры для солнечных батарей не допускают полной разрядки аккумулятора и его излишнего заряда. Когда заряд аккумуляторной батареи находится на максимальном уровне, то величина тока от фотоэлементов уменьшается. В результате подаётся ток, необходимый для компенсации саморазряда. Если аккумулятор чрезмерно разряжен, то контроллер отключит от него нагрузку. 
Итак, можно обобщить функции, которые выполняет контроллер солнечных батарей:
многостадийный заряд аккумулятора;
отключение зарядки или нагрузки при максимальном заряде или разряде, соответственно;
включение нагрузки, когда заряд батареи восстановлен;
автоматическое включение тока с фотоэлементов для зарядки аккумулятора.


Можно сделать вывод, что подобное устройство продлевает срок службы аккумуляторов и их поломку.
Контроллер заряда солнечных батарей

Вернуться к содержанию

 
 
Параметры выбора
 
На что же следует обратить внимание при выборе контроллера для солнечных батарей? Основные характеристики изложены ниже:
Входное напряжение. Максимальное напряжение, указанное в техническом паспорте, должно быть на 20 процентов выше напряжения «холостого хода» батареи фотоэлементов. Это требование появилось из-за того, что производители часто ставят завышенные параметры контроллеров в спецификациях.  Кроме того, при высокой солнечной активности напряжение солнечных модулей может быть выше, чем указано в документации;
Номинальный ток. Для контроллера типа PWM номинал по току должен на 10 процентов превышать ток короткого замыкания батареи. Контроллер типа MPPT нужно подбирать по мощности. Его мощность должен быть равна или выше напряжения гелиосистемы умноженного на тока регулятора на выходе. Напряжение системы берётся для разряженных аккумуляторов. В период высокой солнечной активностью к полученной мощности следует прибавить 20 процентов про запас.


Не нужно экономить на этом запасе. Ведь экономия может плачевно сказаться в период высокой солнечной инсоляции. Система может выйти из строя и убытки будут гораздо больше.



Вернуться к содержанию
 
 
Виды контроллеров
 
 
Контроллеры On/Off
 
Эти модели являются самыми простыми из всего класса контроллеров заряда для солнечных батарей. 
Контроллер заряда On/Off для гелиосистем
Модели типа On/Off предназначены для того, чтобы отключать заряд аккумулятора, когда достигается верхний предел напряжения. Обычно это 14,4 вольта. В результате предотвращается перегрев и излишний заряд.
С помощью контроллеров On/Off не получится обеспечить полную зарядку аккумуляторной батареи. Ведь здесь отключение происходит в том момент, когда достигнут максимальный ток. А процесс зарядки до полной ёмкости ещё необходимо поддерживать несколько часов. Уровень заряда в момент отключения находится где-то 70 процентов от номинальной ёмкости. Естественно, что это негативно отражается на состоянии аккумулятора и снижает срок его эксплуатации.
Вернуться к содержанию
 
 
Контроллеры PWM
 
В поисках решения неполной зарядки аккумулятора в системе с устройствами On/Off были разработаны блоки управления, основанные на принципе широтно-импульсной модуляции (сокращённо ШИМ) заряжающего тока.  Смысл работы такого контроллера заключается в том, что он понижает заряжающий ток, когда достигается предельное значение напряжения. При таком подходе заряд аккумулятора доходит практически до 100 процентов. Эффективность процесса увеличивается до 30 процентов.
Контроллер заряда PWM
Есть модели PWM, которые умеют в зависимости от температуры ОС регулировать ток. Это хорошо сказывается на состоянии аккумулятора, уменьшается нагрев, лучше принимается заряд. Процесс становится регулируемым в автоматическом режиме.
ШИМ контроллеры заряда для солнечных батарей специалисты рекомендуют применять в тех регионах, где наблюдается высокая активность солнечных лучей. Их часто можно встретить в гелиосистемах маленькой мощности (менее двух киловатт). Как правило, в них работают аккумуляторные батареи небольшой ёмкости.



Вернуться к содержанию
 
 
Регуляторы типа MPPT
 
Контроллеры заряда МРРТ сегодня являются самыми совершенными устройствами для регулирования процесса заряда аккумуляторной батареи в гелиосистемах.  Эти модели увеличивают эффективность генерации электричества на одних и тех же солнечных батареях. Принцип работы устройств MPPT основан на определении точки максимального значения мощности.
Контроллер заряда MPPT
MPPT в постоянном режиме следит за током и напряжением в системе. На основании этих данных микропроцессор подсчитывает оптимальное отношение параметров для того, чтобы достигнуть максимальной выработки по мощности. При регулировке напряжения и учитывается даже этап процесса зарядки. MPPT контроллеры солнечных батарей даже позволяют снимать большое напряжение с модулей, затем преобразовывая его в оптимальное. Под оптимальным понимается то, которое обеспечивает полную зарядку АКБ.
Если оценивать работу MPPT по сравнению с PWM, то эффективность функционирования гелиосистемы возрастёт от 20 до 35 процентов. К плюсам также стоит отнести возможность работы при затенении солнечной панели до 40 процентов. Благодаря возможности поддержания высокого значения напряжения на выходе контроллера можно использовать проводку небольшого сечения.  А также можно поставить солнечные панели и блок на большее расстояние, чем в случае с PWM.
Вернуться к содержанию
 
 
Гибридные контроллеры заряда
 
В некоторых странах, например, США, Германии, Швеции, Дании значительную часть электроэнергии вырабатывают ветрогенераторы. В некоторых маленьких странах альтернативная энергетика занимает большую долю в энергосетях этих государств. В составе ветряных систем также работают устройства для управления процессом заряда. Если же электростанция представляет собой комбинированный вариант из ветрогенератора и солнечных батарей, то применяют гибридные контроллеры.
Гибридный контроллер
Эти устройства могут быть построены схеме МРРТ или PWM. Основное отличие заключается в том, что в них используются другие вольтамперные характеристики. В процессе работы ветряные генераторы дают очень неравномерную выработку электроэнергии. В результате на аккумуляторные батареи поступает неравномерная нагрузка, и они работают в стрессовом режиме.  Задача гибридного контроллера заключается в сбросе избыточной энергии. Для этого, как правило, используются специальные тэны.
Вернуться к содержанию
 
 
Самодельные контроллеры
 
Люди, которые разбираются в электротехнике, часто сами собирают контроллеры заряда для ветрогенераторов и солнечных батарей. Функциональность подобных моделей часто уступает по эффективности и набору функций фабричным устройствам. Однако в небольших установках маленькой мощности самодельного контроллера вполне достаточно.
Самодельный контроллер заряда для гелиосистем
При создании контроллера заряда своими руками следует помнить о том, что суммарная мощность должна удовлетворять следующему условию: 1,2P ≤ I*U. I – это выходной ток контроллера, U – это напряжение при разряженной батарее.
Схем самодельных контроллеров существует довольно много. Их можно поискать на соответствующих форумах в сети. Здесь следует сказать лишь о некоторых общих требованиях к такому устройству:
Напряжение зарядки должно быть 13,8 вольта и меняется в зависимости номинального значения силы тока;
Напряжение, при котором происходит отключение заряда (11 вольт).  Эта величина должна быть настраиваемой;
Напряжение, при котором включается заряд 12,5 вольта.


Так, что если вы решили собрать гелиосистему своими руками, то придётся заняться изготовлением контроллера заряда. Без него при эксплуатации солнечных батарей и ветрогенератров не обойтись.



Вернуться к содержанию
 
 
Некоторые особенности контроллеров заряда солнечных батарей
 
В заключение нужно сказать ещё о нескольких особенностях контроллеров заряда. В современных системах они имеют ряд защит для повышения надёжности работы. В таких устройствах могут быть реализованы следующие виды защиты:
От неправильного подключения полярности;
От коротких замыканий в нагрузке и на входе;
От молнии;
От перегрева;
От входных перенапряжений;
От разряда аккумулятора в ночное время. 


Кроме того, в них устанавливаются всевозможные электронные предохранители. Чтобы облегчить эксплуатацию гелиосистем, контроллеры заряда имеют информационные дисплеи. На них отображается информация о состоянии аккумуляторной батареи и системы в целом. Здесь могут быть такие данные, как:
Степень заряда, напряжение АКБ;
Ток, отдаваемый фотоэлементами;
Ток для заряда батареи и в нагрузке;
Запасённые и отданные ампер-часы.
На дисплее может также выдаваться сообщение о понижении заряда, предупреждение об отключении питания в нагрузку.
Некоторые модели контроллеров для солнечных батарей имеют таймеры для активации ночного режима работы. Существуют сложные устройства, управляющие работой двух независимых батарей. В их названии обычно есть приставка Duo. Стоит также отметить модели, которые умеют сбрасывать лишнюю энергию на тэны.
 Интересны модели, имеющие интерфейс для подключения к компьютеру.  Так можно значительно расширить функционал наблюдения за гелиосистемой и управления ей.


Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Этим вы поможете развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию
akbinfo.ru
 
Как грамотно выбрать контроллер для солнечных батарей
 
Дата публикации: 2 января 2019

Автономные гелиосистемы, которые не требуют подключения к общей сети, состоят из множества элементов: солнечных батарей, инвертора, аккумулятора, реле и т.д. Ключевую роль в системе занимает контроллер. Он регулирует работу гелиосистемы и управляет аккумулятором. Главная задача контроллера — не допустить разрядки аккумулятора, а также не позволить ему перегружаться. Это позволяет продлить срок службы аккумулятора и предупредить его поломку в случае перегрузок.

 
Как подобрать контроллер заряда для солнечных батарей
 
В первую очередь стоит обратить внимание на такие параметры, как:
Входное напряжение.  Взгляните на информацию в техпаспорте: там указывается максимальное напряжение и напряжение «холостого хода» солнечной батареи. Первый параметр должен быть на 20% выше «холостого хода». Даже если производители указали в документациях завышенные показатели, с этим нехитрым расчетом подобрать подходящий контроллер — реально и без специалиста. Учитывайте и то, что при высокой активности Солнца (в летний период), напряжение в солнечных батареях будет на порядок выше, чем указано в техпаспорте.
Наличие защиты. Многие модели оснащаются дополнительной защитой от различных неприятных ситуаций: неправильное подключение полярности, короткие замыкания, удар молнии, перегрев, разрядка в ночное время и т.п. Выбирайте контроллер с учетом индивидуальных потребностей: например, если в вашем регионе грозы — частое явление, тогда защита от удара молнии пригодится.
Номинальный ток. Для моделей каждого типа устройства он свой. Для PWM-контроллеров номинальный ток на 10% выше тока короткого замыкания солнечного модуля.  Для MPPT моделей номинальный ток вычисляется, исходя из мощности, которая должна быть равна или немного превышать произведение напряжения солнечной батареи на ток регулятора.

В период высокой инсоляции без контроллера не обойтись: случаются перегрузки, и вся гелиосистема способна выйти из строя. Чтобы этого не произошло, необходимо дополнительно рассчитать показатели номинального тока «про запас». Всегда лучше приобрести более дорогой контроллер с высокими параметрами мощности. Для вычисления показателей, необходимых для расчета «запаса», к полученным значениям по номинальному току прибавьте еще 20% мощности — этого достаточно, чтобы спасти гелиосистему от перегрузок.
 
Обзор контроллеров солнечной батареи: разновидности
 
По своему устройство различают четыре типа контроллеров (не считая самодельных):
On\Off — отключает заряд по достижению верхнего предела напряжения;
PWM — для понижения заряжающего тока при максимальных нагрузках;
МРРТ — сложная система, снимающая высокое напряжение с батарей с последующей оптимизацией нагрузки;
гибридные — созданы для комбинированных систем (солнечные модули + ветряки) для сброса избыточной энергии. 
Чем сложнее модель, тем выше ее стоимость. Поэтому устройства типа «On\Off» всегда будут стоить дешевле, чем МРРТ. Необязательно покупать последнюю новинку техники, если вам необходим простой контроллер для солнечной батареи на даче. В этих случаях модели «On\Off» будет достаточно. Если вам необходимо позаботиться о гелиосистеме, работающей на постоянной основе и служащей для обеспечения электроэнергией жилого дома, тогда стоит задуматься о приобретении PWM или МРРТ моделей. Гибридные модели актуальны только для владельцев комбинированных систем. Они строятся на базе МРРТ или PWM с той разницей, что у них используются вольтамперные системы исчисления.

 
Советы по выбору контроллера для солнечной батареи
 
Чтобы не совершить ошибку при покупке, учитывайте такие аспекты:
Мощность солнечных батарей не должна превышать мощности контроллера — это приводит к поломке. Учитывайте, что не каждое устройство располагает функцией ограничения мощности. На деле такой опцией оснащены только модели от продвинутых производителей.  К примеру, линейка «Tracer A» от компании EpSolar. Подобный ограничитель указывается в технических характеристиках.
В расчетах учитывайте, что из-за низких температур общий показатель КПД гелиосистемы увеличивается, в то время как показатель номинальной мощности (в техпаспорте) указывается для средней температуры 25°С. Для примера: у кремниевых батарей температурный коэффициент колеблется от 0,3% до 0,5% на градус по Цельсию. Значит, для -25°С мощность увеличится на 20%. Если не брать это во внимание, то высок риск купить неподходящий контроллер.
Никогда не устанавливайте контроллер с меньшим номиналом — он сломается, даже если вы собираетесь использовать его для неполной нагрузки. Ситуации случаются разные, и от капризов погоды не застрахован никто.
Сами производители отмечают, что лучший контроллер для солнечных батарей — тот, который оснащен температурной компенсацией зарядных напряжений. От температуры аккумулятора зависит предельное напряжение зарядки. Иными словами, с наличием встроенного или подключенного температурного датчика вы сможете следить за перегревом устройства.  Это позволяет избежать поломок и повысить точность работы аккумулятора.
Для измерения выработки энергии от Солнца учитывайте среднемесячные значения за пять-семь лет — не только последние показатели. Это позволяет увидеть широту колебаний солнечного массива и выбрать не только подходящие модули, но и соответствующий им контроллер.

altenergiya.ru
 
 КОНТРОЛЛЕР СОЛНЕЧНОГО ЗАРЯДА ARDUINO MPPT (версия 3.0): 42 шага (с изображениями) 
 
 После тестирования партии мы заметили, что полевой МОП-транзистор (Q3) в версии 3.0 постоянно сгорает. Мы пытались изменить существующее программное обеспечение, но не нашли ни одного удовлетворительный результат. 
 
 Другая проблема заключалась в том, что полевой МОП-транзистор Q1 (в V-3.0) проводил даже при отсутствии солнечного входа. Чтобы решить вышеупомянутые проблемы и улучшить возможности управления питанием, мы модифицируем как аппаратное, так и программное обеспечение. Это называется версией 3.1 Контроллер заряда.  
 
 Эта версия еще не завершена, так что дождитесь ее завершения. 
 
 Не волнуйтесь, мы делаем решение для тех, кто сделал прототип V-3.0. После небольшой модификации мы сможем использовать новое программное обеспечение. 
 
 Вы можете видеть обновления на Hackaday.com 
 
 У этой версии есть 3 варианта. 
 
  1. Версия на 5 А:  
 
 Тороид T94-26, 48 витков провода AWG20 для получения 135 мкГн (требуется почти 1,5 м провода) 
 
 Q1, Q2 и Q3 все пары полевых МОП-транзисторов IRFZ44N (6 дюймов все).
 
 C1 будет 3 конденсаторами с низким ESR по 220 мкФ, подключенными параллельно, C2 будет одним конденсатором с низким ESR 220 мкФ 
 
 Одиночный ACS712 на стороне панели в соответствии с версией 3.0 
 
  2. 8 Amp версия:  
 
 T106 -26 тороид, намотанный на 23 витка составного провода, состоящего из 3 жил провода AWG20, скрученных вместе, чтобы получить 47 мкГн (это занимает около 3,1 м провода). 
 
 Q2 будет пара полевых МОП-транзисторов FDP150N10A параллельно.  
 
 C1 — 5 конденсаторов с низким ESR по 220 мкФ, подключенных параллельно, C2 — один конденсатор с низким ESR 220 мкФ 
 
 Два ACS712, один на стороне панели в соответствии с версией 3.0 и один последовательно с аккумулятором. 
 
  3 Версия на 10 А:  
 
 Тороид T130-26, намотанный на 23 витка составного провода, состоящего из 4 жил провода AWG18, скрученных вместе, чтобы дать 41 мкГн (это занимает около 4,5 м провода). 
 
 Q2 будет пара полевых МОП-транзисторов FDP150N10A параллельно. 
 
 C1 будет состоять из 6 конденсаторов с низким ESR по 220 мкФ, подключенных параллельно, C2 будет состоять из 2 конденсаторов с низким ESR по 220 мкФ, подключенных параллельно. 
 
 Три ACS712, один на стороне панели в соответствии с версией 3.0, один последовательно с аккумулятором и один последовательно с нагрузкой. 
 
 Схема привода (общая для всех трех версий) будет использовать 3 отдельных микросхемы драйвера IR2104, по одной для каждого из Q1, Q2 и Q3.  Мы запускаем драйверы Q1 и Q2 с контактов D9 и HO1 и HO2, а Q3 — с контактов D10 и LO3. 
 
 В микросхемах драйвера 1 и 2 контакты IN и SD управляются параллельно выходным контактом D9 Arduino. В случае драйвера 1 (для Q1) есть RC-фильтр нижних частот, включенный последовательно, с постоянной времени около 1 мс.Драйвер 2 управляется напрямую (как в токовой цепи, но, вероятно, с несколько большим последовательным резистором, чтобы обеспечить больший ток для драйвера Q1 и его RC-фильтра). 
 
 В микросхеме драйвера 3 IN управляется D9, а SD управляется D10. 
 
 Цель использования отдельных драйверов для Q2 и Q3 — дать нам возможность выключить Q3 для работы в асинхронном режиме при низких уровнях тока, когда контроллер будет в DCM (режим прерывистого тока). Возможно, есть лучший способ сделать это, но за то короткое время, которое у нас есть, это простой вариант, который легко и надежно реализовать.
 
 Все 3 версии должны иметь ЖК-дисплеи, WiFi, светодиодные индикаторы (возможно, с более сложной схемой кодирования, чтобы отдельно указывать DCM и CCM).  
 
 Все 3 версии должны быть в состоянии справиться с панелями 18 В или 30 В и использовать алгоритмы, предотвращающие их выгорание, если панель может выдавать больше тока, чем позволяет номинал. Все это можно сделать автоматически. 
 
 Все компоненты, подверженные воздействию напряжения панели, должны быть рассчитаны минимум на 40 В (в частности, C1 и наш понижающий преобразователь для выработки 12 В для драйверов и питания управляющей электроники.
 
 Самодельный контроллер заряда с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT) 
 



  
 Абстрактные 
 
 
 Для максимизации фотоэлектрической (PV) мощности настоятельно требуется постоянное отслеживание точки максимальной мощности (MPP) системы. MPP фотоэлектрической системы зависит от условий солнечного излучения, температуры окружающей среды и нагрузки. Методы отслеживания точки максимальной мощности (MPPT) могут уловить MPP фотоэлектрической системы. Такие методы могут быть реализованы во многих различных формах аппаратного и программного обеспечения. Целью этого проекта было разработать, построить и протестировать работающее решение проблемы MPP с ограниченным бюджетом. Это руководство содержит общую схему MPPT, ячейку панели и формулу о том, как работает MPPT, необходимые детали и подсхемы. в нашем проекте мы выбрали buck-конвертер и объяснили, как использовать Arduino и как применять его в Proteus. 
 
  Что такое Mppt (отслеживание точки максимальной мощности)?  
 
 Мы используем алгоритм MPPT для извлечения максимальной доступной мощности из фотоэлектрического модуля при определенных условиях.MPPT — самый популярный инструмент, который помогает нам эффективно использовать солнечную энергию (возобновляемый источник энергии). Если мы хотим уменьшить график углеродных следов, нам необходимо перейти к чистой энергии, которая называется возобновляемой энергией (энергия, которую мы можем получить из природных ресурсов), например СОЛНЕЧНАЯ, ГИДРО, ВЕТЕР и т. Д., В противном случае мы будем напрямую двигаться к глобальному потеплению.  Каждая страна должна двигаться к зеленой энергии, особенно КИТАЙ, потому что он вносит основной вклад, производя 63% Co2 | Альтернативная энергетика.
  
 
 Как работает MPPT?   Почему солнечная панель 150 Вт не равна 150 Вт?   
 
 Например, вы купили новую солнечную панель на рынке, которая может выдавать ток 7 ампер, при зарядке настройка батареи настроена на 12 вольт: 7 ампер умножить на 12 вольт = 84 Вт (P = V * I). 66 Вт — но вы заплатили за 150 Вт. Эти 66 ватт никуда не денутся, но это из-за плохого соответствия выходного тока солнечной батареи и напряжения батареи. 
 
 После использования алгоритма MPPT мы можем получить максимальную доступную мощность, которую получает батарея, теперь составляет 12 ампер при 12 вольт. Выходная мощность равна p = V * I p = 12 * 12 = 144 Вт. Теперь у вас все еще почти 144 Вт, и все довольны. .
  
 
 Спецификация проекта   




 
 
 1. Этот проект основан на алгоритме MPPT (трекер максимальной мощности) 
 
 2.  Светодиодная индикация, показывающая низкий средний и высокий уровень заряда. 
 
 3. ЖК-дисплей (20 × 4 символов) для отображения мощности, тока, напряжения и т. Д. 
 
 4. Защита от молнии / перенапряжения 
 
 5. Защита от обратного потока мощности 
 
 6. Защита от перегрузки и короткого замыкания 
 
 7.Запись данных через Wi-Fi 
 
 8. Заряжайте свой мобильный телефон, планшеты и любые гаджеты через USB-порт 


  
 
 Электрические характеристики:   
 
 1.Номинальное напряжение = 12 В 
 
 2. Максимальный входной ток = 5A 
 
 3. Поддерживаемый ток нагрузки до = 10A 
 
 4. Входное напряжение = солнечная панель от 12 до 24 В 
 
 5. мощность солнечной панели = 50 Вт 
 
  
 
  НЕОБХОДИМЫЕ ЧАСТИ:    
 
 
 Резисторы (3 x 200R, 3 x330R, 1 x 1K, 2 x 10K, 2 x 20K, 2x 100k, 1x 470K) 
 
 
 
 TVS диод (2x P6KE36CA) 
 
 
 
 (ACS712-5A) Датчик тока 
 
 
 
 Понижающий преобразователь (LM2596) 
 
 
 
 ЖК-дисплей (20 × 4 I2C) 
 
 
 
 3. Линейный регулятор 3В (AMS 1117) 
 
 
 
 Диоды (2x IN4148, 1 x UF4007) 
 
 
 
 Конденсаторы (4 x 0,1 мкФ, 3 x 10 мкФ, 1 x 100 мкФ, 1x 220 мкФ) 
 
 
 
 Светодиоды (красный, желтый, зеленый) 
 
  
 
  Библиотеки, необходимые для Arduino IDE:    

 
 Помните: создайте новую папку (имя папки должно совпадать с именами библиотек, такими как TimerOne и LiquidCrystal_I2C. Вставьте эти две папки в Arduino / LIbrary. 




 
  ———————————————————————————  
  
 Модель контроллера заряда с алгоритмом MPPT на базе Arduino | Альтернативная энергия 
 




 
   









  
 
 Схема проекта:   
 
 
 
  Начинает чтение аналоговых входов:  
 
 
 Напряжение, подаваемое фотоэлектрической панелью 
 
 Ток, потребляемый фотоэлектрической панелью 
 
 Напряжение АКБ 
 
 
  Когда все входы считаны, он вычисляет текущую мощность, подаваемую фотоэлектрической панелью, умножая считываемое напряжение на считываемый ток.  
 
  Далее устанавливается конфигурация зарядки согласно показаниям выше:  
 
 
 Если подаваемая фотоэлектрическая мощность очень низкая (ночное время, пасмурная погода, грязные панели), состояние зарядки устанавливается на  ВЫКЛ. , драйвер MOSFET отключается, а скорость ШИМ устанавливается на 0% 
 
 Если поставляемая фотоэлектрическая мощность низкая и батарея не полностью заряжена, состояние зарядки устанавливается на  ВКЛ. , драйвер MOSFET включен, а скорость ШИМ установлена ​​на 100%.
 
 Если поставляемая фотоэлектрическая мощность находится в диапазоне от среднего до высокого, а уровень заряда батареи не полностью заряжен, состояние зарядки устанавливается на  Bulk , драйвер MOSFET включен, а скорость ШИМ установлена ​​на 100%. 
 
 
 Если поставляемая фотоэлектрическая мощность находится в диапазоне от среднего до высокого, а уровень заряда батареи полностью заряжен, состояние зарядки устанавливается на  Float , драйвер MOSFET включен, а скорость ШИМ установлена ​​на Максимум.  
 
 
 
  Следующая задача — настройка контроля выходной нагрузки:  
 
 
 Если сейчас ночное время и уровень заряда аккумулятора выше порога отключения по низкому напряжению, который равен 11.9 В, выход включен, и аккумулятор подает энергию на нагрузку. 
 
 
 
 Если сейчас дневное время и уровень напряжения батареи выше, чем пороговое значение «Отключение по низкому напряжению», которое составляет 11,9 В, выход также включается, но на этот раз нагрузка питается от батареи и подаваемой избыточной энергии. панелью PV 
 
 Если уровень напряжения батареи опускается ниже порогового значения «Отключение по низкому напряжению», которое составляет 11,9 В, выход отключается и нагрузка отключается.
 
 
  Следующим шагом является установка индикаторов напряжения аккумулятора путем включения соответствующего светодиода:  
 
 
 Если уровень напряжения аккумулятора ниже 11,9 В, то загорится светодиод  RED  Led.  
 
 Если уровень напряжения батареи выше 11,9 В, но ниже 14,1 В, то загорится ЗЕЛЕНЫЙ светодиод  . 
 
 Если уровень напряжения аккумулятора выше 14,1 В, то загорится ЖЕЛТЫЙ светодиод  . 
 
 
 Затем Arduino обновляет информацию, отображаемую на ЖК-экране, в соответствии с описанными выше процессами, а затем начинает другое считывание входных данных, чтобы снова запустить процесс фазы цикла, а затем непрерывно повторяет этот цикл снова и снова.


 

  
 
 Проект   Моделирование   в Proteus с использованием Arduino Nano (ОБНОВЛЕНО 2019)   
 


Это моделирование было разработано в версии Proteus Software 8.6. Вы можете создать свой собственный, используя библиотеку Arduino для Proteus и инструмент моделирования, известный как Proteus.




 
  

 
  Пояснение к принципиальной схеме проекта  



 
  Секция A:  — это вход системы, который является источником энергии, поставляемой солнечной панелью. Предохранитель F1 и TVS представляют собой сеть защиты от любого сильного тока, который может возникнуть в цепи. Сеть делителей напряжения (R1 и R2) используется для уменьшения напряжения, обеспечиваемого солнечной панелью (VPV), чтобы максимальное напряжение, подаваемое на аналоговый вход Arduino (A0), не превышало максимального предела напряжения, который 5В. Выходное напряжение делителя напряжения составляет одну шестую (16) входного напряжения. Таким образом, максимальное значение напряжения фотоэлектрической панели не должно превышать 30 В.
 
 VA0 = R2R1 + R2 VPV = 20100 + 20 VPV = 20120 VPV = 16 VPV 
 
  Раздел B:  — это сеть измерения тока для мощности, подаваемой фотоэлектрической панелью. ACS712-5 — это микросхема датчика тока на эффекте Холла, выход которой представляет собой аналоговый сигнал, пропорциональный току, проходящему через микросхему. Конденсатор — это обычный конденсатор фильтра. Выход датчика тока подключен ко второму аналоговому выводу Arduino (A1).  
 
  Секция C:  представляет собой схему блокировки, которая позволяет току течь только в одном направлении, а именно от фотоэлектрической панели к зарядной цепи.Цель этой схемы — защитить фотоэлектрическую панель от напряжения батареи, когда солнечная панель не производит электричество. Вывод затвора Q1 полевого МОП-транзистора подключен к микросхеме драйвера полевого МОП-транзистора (IR2104) через диод D3. Так что Q1 задействован только тогда, когда транзисторы MOSFET работают. 
 
  Раздел D:  — это зарядная сеть. Микросхема драйвера MOSFET будет управлять парой MOSFET Q2 и Q3 в двухтактной конфигурации, позволяя току течь внутри катушки.Выход этой сети подключается к заряжаемой батарее. 
 
  Раздел E:  — это еще один делитель напряжения, подключенный к третьему аналоговому выводу (A2) Arduino. Эта сеть подает напряжение батареи в Arduino для его измерения. 
 
 VA2 = R8R7 + R8 Vbat = 20100 + 20 Vbat = 20120 Vbat = 16 Vbat 
 
  Раздел F:  — это схема управления выходной нагрузкой.  Выходной контакт Arduino (D6) управляет базой NPN-транзистора Q5, который, в свою очередь, управляет затвором полевого МОП-транзистора Q4 
.
 
 отвечает за пропускание / блокирование тока от батареи к нагрузке.Когда D6 низкий (0 В), база Q5 будет высокой, и полевой МОП-транзистор Q4 будет пропускать ток. Когда D6 переключает свое состояние на High (5 В), база Q5 будет в High, а полевой МОП-транзистор Q4 будет разомкнут и ток будет заблокирован. 
 
  Раздел G:  — сетевой драйвер двухтактного полевого МОП-транзистора. Он управляет полевыми МОП-транзисторами Q2 и Q3 на основе сигналов, генерируемых платой Arduino на выводах D8 и D9. 
 
  Раздел H:  — это схема регулятора напряжения, отвечающая за подачу номинального напряжения на Arduino (5 В).Входом в регулятор является аккумулятор. Выходом регулятора в основном является плата Arduino и ЖК-дисплей. 
 
  Раздел I:  — серийный ЖК-дисплей. Он использует протокол I2C для связи с платой Arduino.  
 
  Секция J:  — это светодиод визуальной индикации, используемый для определения уровня напряжения аккумулятора. Резисторы R11, R12, R13 являются токоограничивающими резисторами, которые используются для предотвращения повреждения светодиода напряжением, подаваемым Arduino (5 В), для работы которого требуется всего 2 В.



  
 
 Регистрация данных WiFi с помощью модуля Wi-Fi ESP8266   
 
 

 
 

 
 


 
  Изображения проекта ( Вы можете использовать Arduino UNO, MEGA или NANO + БОЛЬШЕ МОП-транзисторов ПАРАЛЛЕЛЬНО) + Я добавил дополнительную функциональность, добавив небольшой инвертор мощностью 500 Вт вместе с розеткой питания и цифровым вольтметром переменного тока (опционально) 








 
 




 
   
 
  Успешно Сделано другими | Альтернативная энергия  
 
  






 
 Сделано студентами из KSA 




 
 


 
 
  Принципиальная схема (ОБНОВЛЕНО 7 февраля 2020 г. )  
 
 


 

 
  «Не забудьте установить все необходимые библиотеки перед загрузкой кода в Arduino Nano». Если вы обнаружили какие-либо трудности при создании этого проекта, не стесняйтесь спрашивать сначала, мы здесь, чтобы помочь вам 24 часа в сутки и 7 дней в неделю 24/7 спасибо  
 

 
  © Изображение любезно предоставлено исходной принципиальной схемой (до улучшения) Автор: Mr.Тимнолан тоже  





 
 Лучшая цена diy mppt — отличные предложения на diy mppt от глобальных продавцов diy mppt 
 
                                                            
                                     
 Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для DIY mppt. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress. 
                                
                                                            
                                     
 Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить. 
                                
                                                            
                                     
 AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот лучший diy mppt в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели свой DIY mppt на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.  
                                
                                                            
                                     
 Если вы все еще не знаете, что делать своими руками, и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями.  Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
                                
                                                            
                                     
 А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести diy mppt по самой выгодной цене.
                                
                                                            
                                     
 У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.  На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь. 
                                
                                                      
 Build a Solar Charge Controller — DIY 
  
 Фотогальваника, процесс производства электричества из солнечного света, становится все популярнее среди энтузиастов альтернативной энергетики.. . и по уважительным причинам. В эксплуатации фотоэлектрические панели абсолютно не загрязняют окружающую среду (чего, конечно, нельзя сказать об их производстве) и требуют очень небольшого ухода. Более того, солнечные элементы неуклонно падают в цене и теперь во многих ситуациях могут конкурировать с другими альтернативами энергии. 
 
 Однако, как и в случае со многими из этих независимых систем выработки энергии, фотоэлектрическая установка требует некоторых средств хранения энергии. . . и самым популярным носителем сейчас является свинцово-кислотная батарея.Днем, когда много солнечного света, электричество, вырабатываемое фотоэлектрической панелью, вызывает химические изменения в элементах батареи.  Затем ночью — и в другие непроизводительные часы — этот химический процесс можно обратить вспять, чтобы извлечь накопленную энергию из батареи. 
 
 Но зарядка свинцово-кислотного аккумулятора — непростая задача. Эти чувствительные электрические инструменты требуют особого ухода: между фотоэлектрическим генератором и аккумуляторной батареей должна быть гармоничная взаимосвязь, если система должна работать эффективно и обеспечивать долгие годы службы, на которую она способна.
 
 Солнечный свет, как и ветер, не является постоянной силой. К счастью, он гораздо более предсказуем, чем ветер! Несмотря на сезонные изменения и погоду, мы получаем около шести часов продуктивного солнечного света каждый день. Из этих часов период с 10:00 до 14:00 предлагает пиковое солнечное излучение и большую часть доступной для фотоэлектрических систем энергии. 
 
 Поскольку зарядка происходит не более четверти дня, мы должны залить в элементы как можно больше энергии в течение этого периода.С другой стороны, мы также должны соблюдать требования к батарее, чтобы гарантировать, что она будет полностью заряжена и не будет повреждена.  
 
 Разряженный свинцово-кислотный аккумулятор легко выдерживает очень тяжелую начальную зарядку. . . , но только сначала . По мере того, как батарея проходит цикл долива и ее химический состав изменяется, она приобретает совершенно другой набор характеристик зарядки. Когда от 70 до 80   процентов общей емкости размещено в элементах, подаваемое электричество начнет разлагать воду внутри батареи.. . разбивая его на элементарные компоненты водорода и кислорода. 
 
 Вы могли заметить этот эффект, даже не осознавая, что на самом деле происходит. Ситуацию часто называют «кипением» — это неправильное название, которое относится к просачиванию поднимающихся пузырьков газа. Процесс более правильно называть  газированием . . . и если позволить продолжить, это может навсегда повредить клетки. Чтобы этого не произошло, ток обычно снижается сразу после начала выделения газа.При более низкой скорости (часто называемой зарядкой  тонкой струйкой ) аккумулятор можно без опасности поднять до 100% емкости.  
  
 Контроллер 
 
 
 Очевидно, что если мы сопоставим наш цикл фотоэлектрического питания с схемой зарядки аккумулятора, нам придется довести элементы до точки выделения газа в течение четырех часов с 10:00 до 14:00. Затем, в течение оставшейся части дня, можно подзарядить аккумулятор, чтобы поднять его до уровня выше 80 процентов.А простой контроллер может решить, когда уменьшить ток. 
 
 К счастью, батарея сама подает электрический сигнал при достижении точки выделения газа. Существует четко определенная взаимосвязь между состоянием заряда ячеек и их напряжением, как показано на рис. Для 12-вольтовой батареи выделение газа начинается с 12,6 вольт. . . и эта батарея будет полностью заряжена при напряжении 13,2 В. [ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: для более подробного анализа батарей и их характеристик, см. Руководство матери по аккумуляторным батареям.] 
 
 Таким образом, контроллер содержит электронный компаратор, который контролирует напряжение батареи и, в свою очередь, управляет реле.  Когда напряжение низкое, компаратор оставляет реле в его нормально замкнутом положении, позволяя полностью фотоэлектрическому выходу перейти на батарею. . . но как только он достигает порога 12,6 В, реле размыкается и шунтирует заряд через токоограничивающий резистор. Это производит постоянный заряд, который достаточно низкий, чтобы работать бесконечно, не повреждая аккумулятор.
 
 Для предотвращения разрядки аккумулятора через фотоэлектрическую панель в ночное время в положительном выводе последовательно включен диод. Этот односторонний клапан также не позволяет контроллеру потреблять энергию от батареи. . . так что все потребности схемы исходят от фотоэлектрического генератора. 
  
 Строительство 
 
 
 Создание собственного контроллера заряда солнечной батареи — это относительно простой электронный проект, основанный на печатной плате. В статье «Создайте свои собственные печатные схемы» я обсуждал простую подготовку этих удобных цепей.Но при желании можно заказать готовый из Даноцинтов.  
 
 После того, как вы подготовили или приобрели печатную плату, просто вставьте компоненты в соответствующие отверстия, как показано на рисунке, и припаяйте их на месте, используя маломощный утюг. Убедитесь, что интегральная схема и полупроводники обращены в правильном направлении. Их легко обратить вспять, и это приведет к их быстрой гибели. 
 
 Чтобы помочь вам следить за ходом процесса зарядки, в контроллер встроен монитор.Индикаторные лампы LED 1 и 2 показывают, соответственно, когда цепь находится на полном токе и на слабой струе. (Эта функция не является существенной для работы контроллера, но может быть полезной. Однако, если вы решите устранить ее — удалив резисторы R6 и 7 и лампы LED 1 и 2 — устройство все равно будет выполнять свою работу.) 


     

     
 Готовая печатная плата должна быть помещена в какой-либо водонепроницаемый корпус. Номер детали 270-224 Radio Shack отлично справляется со своей задачей. 
  
 Использование контроллера заряда солнечной батареи 
 
 
 Для установки регулятора заряда в вашей фотоэлектрической системе необходимо выполнить всего четыре соединения. Глядя на рисунок 4 в галерее изображений, вы можете увидеть, что отрицательный вывод является общим для всех компонентов, связывая отрицательные стороны от фотоэлектрической матрицы и от батареи. Две другие точки пайки подключаются к положительным выводам системы. Один подключается к положительному выводу генератора, а другой — на стороне резистора схемы — подключается к положительному выводу батареи. 
 
 После установки контроллера необходимо настроить датчик напряжения так, чтобы он включал реле в нужное время.Самый простой способ сделать это — начать с несколько разряженной батареи и повернуть VR1 до упора по часовой стрелке, чтобы контакты реле замкнулись и полный ток шел на свинцово-кислотные элементы. По мере перезарядки аккумулятора контролируйте напряжение на его выводах с помощью вольтметра. Когда уровень достигнет 12,6 В, поверните VR1 против часовой стрелки до размыкания реле. Это переводит систему на постоянную подзарядку. 
 
 Или, если у вас нет под рукой вольтметра, вы можете просто  наблюдать за  батареями, когда они заряжаются. Когда вы заметите пузырьки ячеек, регулируйте VR1 до тех пор, пока это реле не откроется. Однако этот процесс немного сложен, потому что небольшое количество пузырьков произойдет до того, как будет достигнута фактическая точка выделения газа. Будьте осторожны, чтобы не принять это естественное выделение газов за сильное, непрерывное кипение, которое вы действительно ищете. 
 
 К сожалению, напряжение зарядки аккумулятора зависит от его температуры. Чем холоднее клетки, тем выше напряжение, необходимое для химических изменений.В идеале контроллер подстраивается под это автоматически, но — чтобы этот проект был относительно простым — в нашем устройстве нет встроенного датчика температуры. Следовательно, вам иногда придется вручную настраивать точку активации контроллера, чтобы компенсировать температура. . . в соответствии с таблицей в галерее изображений. 
 
 Тем не менее, этот параметр не очень важен, поскольку свинцово-кислотные элементы могут допускать определенную погрешность.  Пока вы держите батарею в тепле и в укрытии (как вам и следовало бы делать), небольшие изменения температуры не потребуют регулировки.
 
 Контроллер, который я описал здесь, легко справится с полной мощностью в пять ампер и может выполнять работу коммерческих устройств стоимостью 100 долларов и более! Как ни удивительно, вы можете построить его самостоятельно за несколько расслабляющих вечерних часов менее чем за 20 долларов. Установив устройство на место, вы можете быть уверены, что аккумулятор вашего фотоэлектрического генератора получает ток, необходимый для эффективной зарядки. 
  
 Почему не автоматическое регулирование? 
 
 
 Контроллеры заряда для свинцово-кислотных аккумуляторов существуют примерно столько же, сколько и сами аккумуляторы.Например, многие люди наверняка знакомы с регуляторами напряжения, используемыми в электрических системах автомобилей. На самом деле, вы можете даже задаться вопросом, зачем вам создавать специальный контроллер для ваших фотоэлектрических панелей.  . . когда автомобильный регулятор на замену можно легко найти за несколько долларов. 
 
 Ответ заключается в том, что фотоэлектрические панели и автомобильные генераторы или генераторы — это совершенно разные вещи. . . и, соответственно, контроллеры, соответствующие двум типам систем, работают по очень разным принципам.Регулятор напряжения в вашем автомобиле управляет скоростью зарядки аккумулятора, контролируя напряжение (а не ток). Это достигается за счет изменения тока, протекающего в обмотках возбуждения генератора. Затем ток возбуждения создает магнитное поле в генераторе, а выходное напряжение устройства прямо пропорционально силе этого поля: чем сильнее магнитный поток, тем выше напряжение. 
 
 Когда зарядное напряжение начинает подниматься выше предела, установленного аккумулятором, регулятор снижает ток в обмотке возбуждения.Это снижает мощность устройства, а батарея и скорость заряда остаются неизменными. 
 С другой стороны, фотоэлементы 
 не имеют обмотки возбуждения, которая могла бы изменять зарядный ток.  Следовательно, автомобильный регулятор будет бесполезен с фотоэлектрической панелью. Кроме того, в большинстве ветряных генераторов используется установка, очень похожая на автомобильный регулятор напряжения, поэтому описанный здесь фотоэлектрический контроллер должен использоваться исключительно с солнечными электрическими панелями. Это подходящий инструмент для правильной работы! 
  
 Список материалов 
 
 
  Часть  
 
 RL1 (реле 12 В) 
 
 IC1 (LM339) 
 
 R1, R2 (33 кОм) 
 
 R3, R5, R6, R7 (470 Ом) 
 
 R4 (2.2 МОм) 
 
 R8 (1 кОм) 
 
 RS (5 Ом, два 10 Ом параллельно) 
 
 VR1 (50 кОм) 
 
 D1 (1N5400) 
 
 D2 (стабилитрон 6,2 В) 
 
 LED 1, LED 2 (лампа) 
 
 Q1 (MPS222A) 
  
 Сделай сам двойной контроллер заряда MPPT ветер / солнечный: RenewableEnergy 
 
 Этот проект изначально был опубликован на финском форуме. Это вольно переведенная версия оригинального текста. 
 
 История длинная, но TLDR таков: коммерчески доступные контроллеры заряда очень плохо работают. Я перепрограммировал малогабаритный гибридный контроллер заряда солнечной и ветровой энергии с нуля. В нем есть почти все функции, о которых я мог подумать. И я подумываю о его открытии. Следующим шагом будет разработка улучшенного оборудования. 
 
 https://aijaa.com/OPyrjP 
 
 Таааааааааааааааааааааааааааааа))) )малово, одно вело к другому, и прежде, чем я узнал об этом, мой проект автономного электроснабжения дачи немного вышел из-под контроля … Как бы я ни старался , Я не смог найти на даче достаточно хорошо работающего малогабаритного контроллера заряда для своих нужд, поэтому пришлось сделать свой собственный.Или, по крайней мере, полностью перепрограммировать существующий контроллер с нуля. 
 
 Но я забегаю вперед, давайте вернемся к тому, с чего все это началось: на моем летнем коттедже у меня было уже какое-то время 200 Вт солнечных панелей и ветрогенератор IstaBreeze 1,5 кВт (больше как 600 Вт на самом деле, но что бы то ни было — по цене, я не жалуюсь) .. Ветрогенератор — необходимость в Финляндии, так как в период с ноября по февраль солнечные панели не производят достаточно энергии для поддержания уровня заряда батареи зимой, что приведет к привести к замерзанию и поломке аккумуляторов. 
 
 Раньше я использовал южнокорейский контроллер заряда, который имел традиционную функцию MPPT PWM «возмущать и наблюдать» для ветрогенератора и нормальный режим заряда PWM для солнечных панелей. Для накопления энергии у меня есть две последовательно соединенные батареи AGM по 200 Ач (система 24 В). Так что в целом довольно типичная установка для дачи, я думаю .. 
 
 Контроллер заряда, который я использовал в то время, не имел функции сброса для ветрогенератора, поэтому, когда батареи были полностью заряжены, заряд контроллер просто применял бы короткое замыкание, и вся энергия, которая могла быть произведена, терялась.Более того, алгоритм MPPT с ШИМ-возмущением и наблюдением, используемый этим (и практически всеми другими доступными мелкомасштабными контроллерами заряда), лучше подходит для солнечных панелей, где потребляемая мощность более равномерна и предсказуема. В некоторых случаях алгоритм MPPT может приводить к полной остановке ветрогенератора. Также меня несколько разозлило отсутствие MPPT для производства солнечной энергии.  Но мне пришлось обойтись этим контроллером заряда, поскольку нет лучших вариантов для небольшого (менее 10 кВт) использования вне сети.Поверьте, я посмотрел … 
 
 С помощью моего младшего брата, который случайно закоротил контроллер заряда (который впоследствии испустил волшебный дым), я столкнулся с перспективой покупки нового контроллера заряда. Поскольку предыдущий мне не очень понравился, я решил попытать счастья и заказать новый из Китая. Мой ветрогенератор имеет номинальное напряжение 48 В (преднамеренный выбор для уменьшения потерь в кабелях), поэтому функция MPPT была абсолютно необходима для его работы с батареями 24 В.Однако прибывший из Китая контроллер заряда оказался намного хуже того, что был у меня. Один из полевых МОП-транзисторов внутри был DOA, и, кроме того, контроллер заряда вообще не работал с ветряной системой 48 В: напряжение включения не могло быть отрегулировано, а контроллер заряда никогда не позволял ветрогенератору разгоняться до нужной скорости. Я был разочарован, заказав оборудование на 250 долларов, которое оказалось совершенно бесполезным.  Я подумывал о том, чтобы бросить эту чертову штуку в озеро, но подумал, что с таким же успехом могу заглянуть внутрь, чтобы увидеть, что движет ею: 
 
 https: // aijaa.com / zoJfif 
 
 Что ж, я открыл корпус и начал реконструировать главную плату … Теоретически аппаратное обеспечение было приемлемым, но определенно было сделано несколько серьезных сокращений, чтобы сократить расходы: на плате было приспособление для DC-DC. понижающий преобразователь, но в этой версии он был заменен на линейный регулятор с 24В до 5В! Учитывая, что разница в стоимости составляет несколько долларов, я подумал, что это смешно для продукта за 250 долларов. Кроме того, на плате отсутствовали подходящие драйверы MOSFET и вместо них использовались дискретные транзисторы, что является плохой идеей, если интересны хорошая скорость переключения и эффективность.В остальном все остальное казалось разумным с учетом технических характеристик, и были также некоторые приятные сюрпризы: MOSFET-транзисторы были разумно спроектированы с помощью ветрового зарядного устройства, теоретически выдерживая напряжение заряда ветрогенератора не менее 100 В, а контроллер заряда солнечной батареи даже использовал MOSFET в качестве «идеальных диодов».  для повышения эффективности заряда. Схема ветрогенератора включала надлежащую защиту входа и использовала достаточно хорошо спроектированный обратный преобразователь постоянного тока в постоянный. Я провел несколько расчетов и пришел к выводу, что оба контроллера заряда должны иметь как минимум 1 кВт входной мощности, чего было достаточно для моих нужд.
 
 Единственное, что вызвало у меня интерес, это то, что основным микропроцессором был PIC 16F1937 с программным интерфейсом, легко отображаемым на контактах ЖК-дисплея. Отлично, подумал я, может, я смогу что-нибудь с этим сделать. PIC 16F1937 уже является старым 8-битным микрочипом, но удивительно, что вы можете сделать даже с самыми простыми микрочипами с кодом, который был оптимизирован для них. Однако у меня не было предыдущего опыта работы с PIC-чипами, но я знал, что компания, производящая их (Microchip), имеет свою собственную линейку C-компиляторов.Большой! Теперь оставалось только заняться реверс-инжинирингом работы контроллера заряда с помощью каких-то даташитов, мультиметра и осциллографа.  
 
 Обратный инжиниринг платы подтвердил некоторые из моих опасений по поводу конструкции схемы контроллера заряда: полевые МОП-транзисторы приводились в действие слишком малыми токами, что приводило к длительному времени переключения и, следовательно, к низкому КПД трансформатора. Кроме того, как и ожидалось, предохранители на 16F1937 были настроены так, что исходную прошивку нельзя было загрузить с чипа — не то чтобы я все равно был слишком заинтересован в перепроектировании исходной прошивки, поскольку она не работала так хорошо с самого начала. .
 
 Наконец, я понял, что делает все на плате, и пришло время установить свои собственные цели дизайна, каким должен быть IDEAL автономный гибридно-ветро-солнечный контроллер заряда: 
 
 
 
 Прежде всего, я хотел что контроллеры заряда как ветра, так и солнечной энергии будут иметь MPPT для обеспечения максимальной эффективности. Также функция MPPT контроллера заряда солнечной батареи должна способствовать алгоритму инкрементной проводимости, который (теоретически) более эффективен, чем традиционный метод подъема на холм (т. е.е. ШИМ возмущаю и наблюдаю). 
 
 
 
 Во-вторых, большую часть года в Финляндии холодно и сыро, поэтому я хотел, чтобы вся избыточная энергия использовалась для обогрева дачи (не для обогрева или чего-то еще, а для поддержания хотя бы пары градусов разницы температур с снаружи, чтобы коттедж оставался сухим внутри). 
 
 
 
 MPPT-алгоритм ветрогенератора должен быть основан на методе «возмущать и наблюдать» крутизны крутящего момента, который недавно был описан в соответствующей литературе.Теоретически он должен очень хорошо работать с небольшими ветряными генераторами, особенно в условиях порывистого ветра (как в случае с большинством небольших ветрогенераторов). 
 
 
 
 Состояние контроллера должно быть доступно через Bluetooth на мобильном телефоне, а все соответствующие настройки также должны быть доступны через удаленное соединение. 
 
 
 
 Повысьте эффективность преобразователя постоянного тока с помощью соответствующих драйверов mosfet.  
 
 
 
 Добавьте измерение температуры как внутри блока контроллера, так и температуры наружного воздуха.
 
 
 
 Замените линейные регуляторы импульсными регуляторами, чтобы уменьшить потребляемую мощность в режиме ожидания. 
 
 
 
 Хорошо, потом за работу. Сначала я добавил понижающий преобразователь постоянного тока к солнечному зарядному устройству, что оказалось на удивление легко и заставило меня задуматься, почему это не было сделано вообще. Мне просто нужно было перенаправить проводку и добавить катушку и один диод. Вот и все. Я также заменил все драйверы MOSFET на специальную ИС и проверил правильную работу MOSFET с помощью осциллографа.Наилучший КПД обоих трансформаторов был намного выше 90%, что меня вполне устраивало. Наконец, я добавил модуль Bluetooth последовательного моста для облегчения удаленного подключения к контроллеру заряда. 
 
 https://aijaa.com/iXhjEW 
 
 Программирование было намного сложнее, чем я ожидал (так всегда бывает).  Более того, печатная плата не имела лучшего дизайна с точки зрения приема сигнала, и мне пришлось немного улучшить фильтрацию сигнала. Я также закончил тем, что потратил довольно много MOSEFET, прежде чем уладил все, чего, конечно же, следовало ожидать… 
 
 Большую часть летних каникул, много выходных и тысячи строк кода позже, все готовилось. Ограниченная память 16F1937 оказалась проблемой, и, в конце концов, мне пришлось немного ограничить количество настраиваемых параметров, но в итоге я получил более 40 настраиваемых параметров. 
 
 Наконец-то пришлось его установить в январе, и с тех пор он отлично работает! Ветрогенератор показал почти 1,5-кратное улучшение производства энергии за 2-месячный период, но проведение прямых сравнений за такой короткий период времени ненадежно, так как погодные условия различаются гораздо сильнее.Тем не менее, теперь у меня есть контроллер заряда, которого нет на рынке! 
 
 https://aijaa.com/od7ruM 
 
 https://aijaa.com/DQZybi 
 
 Первоначально я пытался связаться с производителем китайского контроллера заряда и предложить им прошивку и внесенные мной улучшения, но ответа не получил.  Сейчас я думаю об открытии исходного кода для этого проекта. Клиентское программное обеспечение Android все еще находится в стадии разработки, в основном потому, что IDE по умолчанию для Android — полная ерунда, и у меня нет времени учиться прямо сейчас.Помимо лучшего клиентского программного обеспечения, следующим шагом будет разработка более совершенной схемы с нуля и перенос кодовой базы на более современный 16-битный или лучший микрочип. Ну что ж .. Что вы думаете, ребята? 
 
 Схема контроллера заряда солнечной батареи MPPT с использованием микросхемы LT3562 
  
 Практически каждая солнечная система имеет связанную с ней батарею, которую необходимо заряжать от солнечной энергии, а затем энергия от батареи будет использоваться для управления нагрузками. Существует несколько вариантов зарядки литиевой батареи. Ранее мы также создали простую схему зарядки литиевой батареи.Но для зарядки аккумулятора с помощью солнечной панели наиболее популярным выбором является топология  MPPT или трекер максимальной мощности , поскольку он обеспечивает гораздо лучшую точность, чем другие методы, такие как зарядные устройства с ШИМ-управлением.  
 
 MPPT — алгоритм, обычно используемый в солнечных зарядных устройствах. Контроллер заряда измеряет выходное напряжение панелей и напряжение батареи, а затем, получая эти два данных, сравнивает их, чтобы определить наилучшую мощность, которую панель может предоставить для зарядки батареи.В любой ситуации, будь то хорошее или плохое состояние солнечного света, контроллер заряда MPPT использует этот коэффициент максимальной выходной мощности   и преобразует его в лучшее напряжение заряда и ток для аккумулятора. Всякий раз, когда мощность солнечной панели падает, ток заряда батареи также уменьшается. 
 
 Таким образом, в условиях плохого солнечного света батарея непрерывно заряжается в соответствии с мощностью солнечной панели. Обычно этого не происходит в обычных солнечных зарядных устройствах.Потому что каждая солнечная панель имеет максимальный выходной ток и номинальный ток короткого замыкания. Всякий раз, когда солнечная панель не может обеспечить надлежащий выходной ток, напряжение значительно падает, а ток нагрузки не изменяется и пересекает номинальный ток короткого замыкания, в результате чего выходное напряжение солнечной панели равно нулю.  Следовательно, зарядка полностью прекращается в условиях плохого солнечного света. Но MPPT позволяет батарее  заряжаться даже в условиях плохого солнечного света , контролируя ток заряда батареи.
 
 MPPT имеют КПД около  90-95%  при преобразовании. Однако эффективность также зависит от температуры солнечного драйвера, температуры батареи, качества солнечных панелей и эффективности преобразования. В этом проекте мы построим зарядное устройство  Solar MPPT для литиевых батарей  и проверим выходную мощность. Вы также можете ознакомиться с проектом мониторинга солнечных батарей на основе Интернета вещей, в котором мы отслеживаем некоторые критические параметры литиевой батареи, установленной в солнечной системе.
  
 
 Контроллер заряда MPPT — Соображения по конструкции   
 
 Схема контроллера заряда  MPPT , которую мы разрабатываем в этом проекте, будет иметь следующие технические характеристики.  
 
 
 Заряжает аккумулятор 2P2S (6,4-8,4 В) 
 
 Ток заряда 600 мА 
 
 Он будет иметь дополнительную возможность зарядки с помощью адаптера. 
 
  
 
 Компоненты, необходимые для построения контроллера MPPT   
 
 
 Драйвер LT3652 
 
 1N5819 — 3 шт. 
 
 горшок 10к 
 
 Конденсаторы 10 мкФ — 2 шт 
 
 Зеленый светодиод 
 
 Оранжевый светодиод 
 
 резистор 220к 
 
 резистор 330к 
 
 резистор 200к 
 
 68uH Катушка индуктивности 
 
 Конденсатор 1 мкФ 
 
 Конденсатор 100 мкФ — 2 шт 
 
 Аккумулятор — 7.4В 
 
 резисторы 1к 2 шт 
 
 Торцевая головка 
 
  
 
 Схема солнечного зарядного устройства MPPT   
 
 Полную схему контроллера заряда   можно найти на изображении ниже. Вы можете щелкнуть по нему, чтобы просмотреть всю страницу и улучшить видимость. 
 
 
 
 В схеме используется  LT3652 , который представляет собой полное монолитное понижающее зарядное устройство  , которое работает в диапазоне входного напряжения от 4,95 В до 32 В. Таким образом, максимальный диапазон ввода — 4.От 95 В до 32 В для солнечной батареи и адаптера. LT3652 обеспечивает  характеристики заряда постоянного тока / постоянного напряжения . Его можно запрограммировать с помощью резисторов считывания тока на максимальный зарядный ток 2 А. 
 
 На выходном блоке, зарядное устройство использует 3.3V поплавок ссылку обратной связи по напряжению, так что любое требуемое напряжение батареи поплавка до 14,4 может быть запрограммировано с помощью резистора делителя. LT3652 также содержит программируемый таймер безопасности, использующий простой конденсатор. Он используется для прекращения заряда по достижении желаемого времени.Это полезно для обнаружения неисправностей аккумулятора. 
 
 LT3652 требует настройки MPPT, где потенциометр может использоваться для установки точки MPPT. Когда LT3652 питается от солнечной панели, контур регулирования входа используется для поддержания максимальной выходной мощности панели. То, где поддерживается регулирование, зависит от потенциометра настройки MPPT. 
 
 Все это связано со схемой. VR1 используется для установки точки MPPT. R2, R3 и R4 используются для установки напряжения зарядки аккумулятора 2S (8.4В).  Формулу для установки напряжения батареи  можно получить по — 
 
RFB1 = (VBAT (FLT) • 2,5 • 10  5 ) /3,3 и RFB2 = (RFB1 • (2,5 • 10  5 )) / (RFB1 - (2,5 • 10  5 )) 
 Конденсатор C2 используется для настройки таймера заряда. Таймер можно установить по следующей формуле —
 tEOC = CTIMER • 4.4 • 10  6  (в часах) 
 D3 и C3 — это повышающий диод и повышающий конденсатор. Он управляет внутренним переключателем и способствует насыщению переключающего транзистора.Контакт усиления работает от 0 В до 8,5 В.
 R5 и R6 представляют собой резистор  для измерения тока , подключенный параллельно. Ток заряда можно рассчитать по следующей формуле —
.
RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX) 
 Резистор считывания тока на схеме выбран 0,5 Ом, а 0,22 Ом, включенный параллельно, создает 0,15 Ом. Используя приведенную выше формулу, он будет производить ток заряда почти 0,66 А. C4, C5 и C6 — конденсаторы выходного фильтра.
 Бочковое гнездо постоянного тока подключается таким образом, что солнечная панель отключается, если переходное гнездо вставлено в гнездо адаптера.D1 защитит солнечную панель или адаптер от обратного тока при отсутствии зарядки.
 Дизайн печатной платы контроллера заряда от солнечных батарей 
 Для обсуждаемой выше схемы  MMPT,  мы разработали схему  контроллера зарядного устройства  MPPT, которая показана ниже.
 Конструкция имеет необходимую медную пластину GND, а также соответствующие соединительные переходные отверстия. Однако для LT3652 требуется соответствующий радиатор печатной платы. Это создается с помощью медной плоскости GND и размещения переходных отверстий в этой плоскости пайки.
 Заказ печатной платы 
 Теперь мы понимаем, как работают схемы, и можем приступить к созданию печатной платы для нашего солнечного зарядного устройства  MPPT Project . Компоновку печатной платы для указанной выше схемы также можно загрузить как Gerber по ссылке.
 Теперь наш дизайн готов, пора изготовить его с помощью файла Gerber. Сделать печатную плату из PCBGOGO довольно просто, просто выполните следующие действия:
  Шаг 1:  Зайдите на www.pcbgogo.com, зарегистрируйтесь, если это ваш первый раз. Затем на вкладке прототипа печатной платы введите размеры вашей печатной платы, количество слоев и количество требуемых печатных плат. Предполагая, что размер печатной платы составляет 80 см × 80 см, вы можете установить размеры, как показано ниже.
  Шаг 2:  Продолжите, нажав кнопку   Quote Now  . Вы попадете на страницу, где при необходимости установите несколько дополнительных параметров, например, используемый материал, интервал между дорожками и т. Д. Но в большинстве случаев значения по умолчанию будут работать нормально.Единственное, что мы должны здесь учитывать, — это цена и время. Как видите, время сборки составляет всего 2-3 дня, а наша плата стоит всего 5 долларов. Затем вы можете выбрать предпочтительный способ доставки в зависимости от ваших требований.
  Шаг 3:  Последний шаг — загрузить файл Gerber и продолжить оплату. Чтобы убедиться, что процесс проходит гладко, PCBGOGO проверяет, действителен ли ваш файл Gerber, прежде чем продолжить платеж. Таким образом, вы можете быть уверены, что ваша печатная плата удобна для изготовления и будет доставлена ​​к вам в соответствии с обязательствами.
 Сборка печатной платы 
 После того, как плата была заказана, она пришла ко мне через несколько дней через курьера в аккуратно маркированной, хорошо упакованной коробке, и, как всегда, качество печатной платы было превосходным. Печатная плата, которую я получил, показана ниже. Как видите, и верхний, и нижний слой получились как положено.
 Переходные отверстия и контактные площадки были подходящего размера. На сборку печатной платы и получение работающей схемы у меня ушло около 15 минут. Собранная плата показана ниже.
 Тестирование нашего солнечного зарядного устройства MPPT 
 Для проверки цепи используется солнечная панель с номиналом 18 В, 56 А. На изображении ниже представлена ​​подробная спецификация солнечной панели.
 Для зарядки используется аккумулятор 2P2S (8,4 В 4000 мАч). Полная схема проверена при умеренном солнечном свете —
 После подключения всего, MPPT устанавливается при нормальных условиях солнца, и потенциометр регулируется до тех пор, пока светодиод заряда не начнет светиться.Схема работала довольно хорошо, а подробные сведения о работе, настройке и объяснении можно найти в видео, ссылка на которое приведена ниже.
 Надеюсь, вам понравился проект и вы узнали что-то полезное. Если у вас есть вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже. Вы также можете использовать наши форумы, чтобы получить ответы на другие ваши технические вопросы.
 DIY MPPT buck boost-контроллер — KRAKKUS.COM 
 Введение 
 Последние полтора года я пытался разработать контроллер MPPT для своих солнечных батарей.Большая часть времени ушла на изучение электроники, и особенно МОП-транзисторы, драйверы МОП-транзисторов и катушки индуктивности оказались трудными для понимания.
 Я покажу вам свою последнюю попытку освоить этот проект.
 MPPT и понижающий-повышающий 
 Контроллер MPPT должен иметь возможность управлять величиной тока, потребляемого от солнечной энергии, чтобы уровень напряжения панели оставался на уровне, при котором она производит наибольшую мощность. Так что для этого мне нужно, чтобы у контроллера была функция доллара.Бак означает, что я могу включать и выключать ток от солнечной панели, когда это необходимо.
 Поддержание оптимального напряжения на солнечной панели — одна из основных задач. Другая часть — это преобразование выходного напряжения панели в полезное напряжение для того, что я хочу с ней делать. Для этого мне нужна функция повышения и понижения напряжения, чтобы понизить или повысить напряжение.
 Это позже превратится в балансировку микроконтроллера, подключенного к схеме. Он должен делать все возможное, чтобы панель была довольна, и повышалась или повышалась, чтобы мое случайное устройство было довольным.К счастью, ему никогда не нужно одновременно повышать и понижать обороты.
 Конструкция с понижающим усилением 
 Существует много способов создания повышающих повышающих преобразователей. В Википедии есть статья о множестве возможных дизайнов. У меня есть одно требование к этому конвертеру: он должен работать и, следовательно, должен быть простым. На этом этапе я готов пожертвовать другими аспектами, такими как эффективность и безопасность.
 Самая простая конструкция, которую я нашел в Википедии, — это повышающий инвертирующий преобразователь. Я состоит из диода, индуктора и МОП-транзистора.Я использовал его как основу для своей схемы, но также модифицировал его, чтобы сделать его еще проще в использовании.
 Схематические разделы 
 Секции схемы понижающего ускорения.
 Это схема, которую я создал. Я выделил различные разделы и теперь дам вам их краткое описание.
 Светодиодные индикаторы состояния 
 Я еще не уверен, сколько индикаторов мне нужно. Поскольку у меня более чем достаточно цифровых выходных контактов, я начну с четырех, по крайней мере, это облегчит мне жизнь при отладке устройства.
 Датчики напряжения 
 Поскольку мне нужно контролировать как входное, так и выходное напряжение, я добавил два резисторных делителя. Это поможет мне считывать значения напряжения выше максимальных 5 В, с которыми может справиться ATMEGA. Резисторный делитель 5 кОм на 95 кОм.
 Я хотел иметь возможность читать максимум 100В. Теперь, если я сделаю 1 В равным 1 кОм, это упростит настройку. Первые 5 кОм — это первые 5 В, которые АЦП может прочитать, это первый резистор. Один конец идет на массу, другой — на аналоговый вход.Затем к аналоговому входу также подключен второй резистор с 95 кОм для оставшихся 95 В, которые мне нужно измерить. А на другом конце этого резистора находится фактическое входное или выходное напряжение, которое я хочу измерить.
 Поскольку положительные входы равны отрицательным выходам, мне нужно измерить это только один раз.
 Драйвер MOS 
 Я выбрал драйвер МОП DS0026CN в качестве драйвера затвора МОП-транзистора с низкой стороны. Хотя он разработан как общий драйвер MOS, его более чем достаточно для выполнения этой работы.Единственное, что ему требуется, это источник питания 12 В и входной сигнал, вот и все.
 Блок питания 
 Источник питания состоит из двух линейных регуляторов, один на 5 В для микроконтроллера и один на 12 В для драйвера MOS для управления затвором МОП-транзистора. На данный момент я питаю их только от входной стороны цепи, где будет установлена ​​солнечная панель.
 Микроконтроллер 
 Я решил использовать ATMEGA328P для своего микроконтроллера. Моя основная причина для этого — отладка.Я могу просто поставить Arduino UNO рядом с платой и подключить его к пустому разъему на плате для тестирования различных вещей. Затем, когда все заработает, я могу просто вставить ATMEGA328P в сокет и запрограммировать его точно таким же кодом.
 Интерфейс программирования 
 Я использовал 6-контактный разъем 3 × 2 ICSP для своего интерфейса программирования, потому что у меня есть некоторый опыт работы с ним, но здесь все будет хорошо. Я мог бы даже запрограммировать его вне платы и вообще не иметь интерфейса программирования.
 Повышение мощности 
 Центральным элементом схемы является повышательно-понижающая секция. Я вырезал его из схемы и пометил оба пути тока, чтобы вы могли увидеть, как он работает.
 Объяснение инвертирующего повышающего преобразователя.
 Вверху слева находится входная сторона преобразователя. Ток входит и проходит через катушку индуктивности. Выход справа имеет отрицательную сторону, которая всегда соответствует напряжению на входе, положительная сторона на выходе, однако, имеет диод, чтобы убедиться, что может поступать только ток, и поэтому положительный полюс всегда равен или выше входного напряжения. .
 Как видите, на выходной стороне имеется минус или земля, которая не равна земле на входной стороне. Это один из недостатков данной конструкции. Несмотря на то, что на выходе нет общего заземления, его разность напряжений все равно можно использовать, так же как аккумулятор не имеет общего заземления и может питать устройства.
 Когда МОП-транзистор в левом нижнем углу открыт, ток через индуктивность может пойти на землю (синяя стрелка), и индуктор может зарядиться.
 Затем, когда MOSFET замыкается, индуктор хочет поддерживать ток из-за накопленного заряда, это вызывает нарастание напряжения.Когда напряжение становится выше положительного выходного напряжения, он наконец может пройти через диод и создать более высокое выходное напряжение (желтая стрелка).
 Дизайн печатной платы 
 Я уже пытался собрать схему на прототипе платы. Для меня это не было большим успехом. Я могу заставить работать правильно только небольшие схемы и всегда получаю проблемы с подключением в более крупных проектах. Поэтому я решил делать большие проекты на печатных платах. В любом случае их довольно дешево производить в Китае.
 Дизайн печатной платы выполнен в EasyEDA.
 Плата состоит только из компонентов со сквозными отверстиями. Сильноточные трассы пока только наверху. Если мне нужно работать с большим током, я также могу удвоить эти следы внизу, если этого все еще недостаточно, я могу обновить плату с толщины меди от 1 унции до 2 унций.
 Чтобы упростить разводку, я положил сверху медную заливку, которая является заземляющей пластиной. И медь 5В налить внизу. Поскольку это наиболее часто используемые соединения в этом проекте, это избавляет меня от множества следов.
 Фото вид лицевой стороны печатной платы Фото вид обратной стороны печатной платы
 Теперь мне нужно дождаться доставки моей печатной платы из Китая.А пока я покажу вам компоненты, которые собираюсь использовать. Это у меня уже есть из моих предыдущих попыток.
 Компоненты 
 Я покажу вам компоненты, которые я выбрал для этого проекта, все они были заказаны на alliexpress.com. Я заказываю свои компоненты там, потому что при стандартной доставке я получаю их максимум в течение двух недель. Обратной стороной является не бесплатная доставка.
 навалом 
 Мелкие компоненты, такие как резисторы, колпачки и диоды. Я покупаю не каждый проект, а оптом, поэтому они всегда у меня под рукой, и я могу легко изменить их на другие значения при необходимости.
 Светодиоды
 являются хорошим примером таких объемных компонентов. Просто купите одну или несколько таких коробок за несколько долларов, и вы будете в порядке на долгие годы.
 Прочие компоненты 
 Клеммная колодка KF1000-2P. Диод. 10A10. Индуктор. 2mH. Радиатор TO-220.
 Посылка из Китая 
 Через пять дней после заказа DHL доставила мне эту посылку. Вы также можете выбрать доставку китайской авиапочтой, что дешевле, но доставка в мою страну занимает около двух недель.
 Пакет с сайта jlcpcb.com Платы и упаковочный материал с некоторыми бесплатными светодиодами
 Упаковка заполнена пузырчатой ​​пленкой для защиты печатных плат. Они также бесплатно добавили несколько светодиодов.
 Печатные платы герметизированы под вакуумом Верхняя сторона печатной платы Задняя сторона печатной платы
 Пайка 
 Перепаяв все, я составляю список всех допущенных ошибок и обновляю плату.
 Маленькие ошибки 
 Я не заметил, что микросхема драйвера MOS была инвертирующим драйвером.Как только схема заработала, на затворе мосфета возникнет высокий уровень, и весь ток исчезнет, ​​не оставив питания для схемы. Теперь у меня есть неинвертирующий драйвер TC427CPA.
 Резистор затвор-исток для МОП-транзистора случайно превратили в резистор затвор-сток. Мне пришлось исправить это на нижней стороне печатной платы.
 Также относится к MOSFET; У меня был de mosfet в цепи в обратном направлении, вызывая переключение между выводом стока и истока.
 Керамический конденсатор был слишком маленьким и также служил площадками для электролитических конденсаторов.
 Я испортил разъем ICSP, приняв номера контактов Arduino за настоящие контакты IC.
 По той же причине, что и выше, у меня есть таймер 0, когда я хотел использовать таймер 2. На самом деле мне повезло, что на фактическом выводе вообще был таймер.
 Оказалось, что на большинстве микросхем ATMEGA328P, которые у меня есть, не включен внутренний генератор, поэтому я решил добавить кристалл на 20 МГц.
 После исправления всех этих проблем на компоновке печатной платы мне нужно заказать новые печатные платы на EasyEDA.com. Но сначала я заставлю эту штуку работать как есть.
 Работает 
 Наконец-то я заставил схему заработать! Ему удается определить точку MPP для источника питания и защитить его. Это не позволит снизить входное напряжение. За исключением случаев, когда его недостаточно для питания цепи источника, он переходит в режим отключения.
 Выходное целевое напряжение поддерживается до тех пор, пока входное напряжение не опускается ниже MPP.
 Даже при замыкании выходных напряжений входное напряжение колеблется на уровне MPP.
No related posts.