Контроллер заряда от солнечной панели. Работа над ошибками – RoboCraft

Если кто «не в теме», лучше ознакомиться с началом истории тут.

Только благодаря комментариям к предыдущей статье я и решил написать этот пост. И выложить все, что у меня было собрано по этому проекту.

Заранее прощу прощения, за бессистемное изложение материала, сумбурный поток мыслей и возможные стилистические и грамматические ошибки 🙂

Еще летом 2014-го я начал изготовление простейшего контроллера заряда солнечной панели. Но, к сожалению, реальной панели у меня в тот год не появилось. Подвели продавцы. И все наработки были применены для изготовления СМАРТ-зарядного для автомобильных АКБ.

Плата осталась практически без изменений, как говорят: «Те же eggs, только в профиль».

Все это было размещено в корпусе от источника бесперебойного питания (ИБП). Кстати, трансформатор взят от того же ИБП. Диодную сборку и полевик (самые горячие элементы) разместил на радиаторах. В архиве есть фотки процесса размещения всего этого хозяйства, вдруг кому будут полезны.

Спешу отметить, что полученное устройство пользуется достаточно большой популярностью у моих друзей и знакомых.

Вот еще один вариант: доработанная версия платы от одного из пользователей этого ресурса, Александра (публикую с его разрешения).

Сложено в отдельную папку в архиве. В его версии мне понравилось следующее: применение Ардуино нано и подключение LCD по I2C-протоколу.

И вот, радость-то какая! В прошлом году (2015) мне все же удалось заполучить в свое распоряжение солнечную панель. Гораздо мощнее (100 Ватт, вместо планируемых 50), но за те же деньги 🙂

Результаты испытаний первой версии контроллера оказались не очень радужными: весьма ощутимо грелись диод (по входу) и полевик. Хотя, все «с большего» работало. Отчаянные попытки что-то улучшить (замена диода, установка дополнительного радиатора) в ввиду компактности шилда не привели ни к чему хорошему… Короче в определенный момент диод не выдержал и просто треснул.
Воодушевленный результатом, я приступил к разработке нового варианта контроллера уже по вот такой схеме:

Из крупных изменений: в качестве преобразователя я использовал MC34063. На это было несколько причин:
— выдаваемая мощность оказалось более чем достаточна для питания моей платы
— этих микросхем (в виде автомобильных зарядок) у меня оказалось (спасибо тебе, Павел!) в таком количестве, что не знаю куда их девать 🙂
Далее, вместо классической Ардинки, я использовал Arduino nano. Тот же функционал, но гораздо компактнее. Экран подключается теперь по протоколу I2C. Сделан разъем подключения дополнительных светодиодов. Полевик я взял N-канальный…. В схеме для его нормальной работы применено решение Pump Charging (D5-D6-D7-C3-C4-C5). Для защиты и безопасности установлены аж 3 (три) предохранителя и супрессор. Появился узел управления нагрузкой. Сначала я проверил задумку на макетке.
Работает.
Плата разведена, сделана и проверена. Вышло вполне компактно. Пора приступать к полевым испытаниям (весна 2016).

Код я практически оставил без изменения с мелкими «допиливаниями» и «причесываниями». Попутно словил себя на мысли, что неплохо бы нумеровать билды и этот номер выдавать на дисплей при старте (а то очень легко запутаться).

В таком варианте я уже практически без боязни оставлял устройство на даче на все лето и осень. Для АКБ и инвертора соорудил небольшой столик из поддона. Этакая маленькая электростанция.

Чуть позже обзавелся достаточно большим аккумулятором (с какого-то зерноуборочного комбайна) в очень даже работоспособном состоянии. И все… потом отвлекся на другое, потом «Кибервесна», потом работа подвалила (была деноминация у нас в стране). Как говорится, «то да се», «пятое-десятое»… И третья версия (с учетом всех моих хотелок) пока только у меня в голове… Не могу обещать, что дойдут руки.

Весь материал забираем тут. Пользуйтесь на здоровье.

20 декабря, 2016

Ghost_D

Разное

Контроллер мррт своими руками

Контроллеры заряда имеют несколько немаловажных особенностей. Наиболее важными являются функции защиты, которые служат для повышения степени надежности работы данного устройства. Необходимо отметить наиболее распространенные в подобных конструкциях разновидности защит:. Дополнительно устройство оснащается разнообразными электронными предохранителями и специальными информационными дисплеями.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Изготовление контроллера для солнечной панели
• Mppt контроллер своими руками arduino
• Бытовой ремонт №1
• Контроллер заряда для солнечной батареи
• Контроллеры для заряда солнечной батареи: тонкости подбора и монтажа
• Контроллер для солнечной батареи
• МРРТ контроллер
• Контроллер заряда солнечной батареи МРРТ или ШИМ — что лучше выбрать?
• Контроллер заряда солнечных батарей: инструкция по выбору и установки своими руками
• Солнечный контроллер заряда

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: MPPT vs PWM Сравнение эффективности солнечных контроллеров за день в переменную облачность

Изготовление контроллера для солнечной панели

Приветствую всех читателей, хочу рассказать о свой солнечной электростанции,. Солнечную батарею делаем своими руками. Для этого на внутренний лист укладываются элементы с отступом в миллиметров — такие отступы позволят не разрушиться ячейкам в случае нагревания. Посмотреть результаты. Солнечные батареи сегодня являются одним из самых популярных альтернативных типов электроэнергии.

Прикрепить к крыше дома или на заднем дворе несколько панелей гораздо проще, чем установить громоздкий и шумный ветряк в последнем случае могут даже возникнуть проблемы с вашими соседями, которым не понравится установка, портящая вид и шумящая днем и ночью. Правильно установить солнечные батареи в доме своими руками несложно, достаточно знать правила установки.

Солнечные батареи представляют собой фотоэлектронные элементы. Их эффективность напрямую зависит от того, сколько фотонов получит поверхность панели на протяжении дня.

Элементы батареи представляют собой кремниевые панели и бывают двух видов:. В первом случае КПД панелей составляет процентов. Монокристаллические панели не теряют эффективности с течением времени, однако при затемнении слой снега, пыль, тень деревьев могут вырабатывать меньше энергии или прекратить ее производство вовсе.

Поликристаллические солнечные батареи менее прихотливы, однако их КПД составляет всего 10 процентов и может уменьшаться с течением времени.

Монокристаллические кремниевые панели — это более выгодное решение для использования в частных домах. Хотя они стоят дороже поликристаллических, это покупка на долгие годы. Первое, что вам необходимо будет сделать, — правильно выбрать место для установки. Большинство людей считает, что идеальное место — это крыша дома. Но это не всегда так. Дело в том, что солнечные панели следует устанавливать под определенным углом. В зависимости от местности он будет меняться — значение легко вычислить, если узнать, на какой широте находится ваш город.

Например, для Санкт-Петербурга показатель составит 60 градусов, для Москвы — Вот несколько основных принципов, соблюдение которых позволит своими руками правильно разместить солнечные батареи на участке:. Для более подробного изучения вопроса рекомендуется изучить видео по установке солнечных батарей своими руками. При креплении панелей на крышу дома не следует устанавливать их в непосредственной близости от поверхности кровельного материала. Причин несколько:. При установке на отдельно стоящих балках и штангах таких проблем не возникает.

Батареи могут быстрее остывать, увеличивая эффективность производства электричества. Более того, вы не ограничены расположением своего дома, то есть можно выбрать самое подходящее открытое место на своем участке с максимальной инсоляцией и своими руками установить солнечные батареи под нужным углом и в нужном направлении.

Более того, такие штанги и балки можно снабдить поворотными механизмами, которые позволят менять угол наклона. Подробнее о типах крепления батарей можно узнать в видео, которых в сети очень много.

Не менее важно при сборке солнечных батарей своими руками определить необходимое количество панелей.

Для этого вам понадобится узнать следующие показатели:. Типичные панели средних размеров вырабатывают около Ватт в день. То есть, при потреблении, к примеру, 20 киловатт в день это стандартная величина для обычного жилого дома , вам будет необходимо своими руками установить 40 панелей плюс пять в запас на случай увеличения потребления. Они могут занять площадь до 50 квадратных метров. Установка солнечных батарей своими руками — это не самая сложная задача.

Главное, правильно выбрать место и направление установки, а также соблюсти некоторые требования монтажа. Для того чтобы не совершить ошибок, посмотрите в сети видео с мануалами по установке солнечных батарей своими руками и соблюдайте основные правила монтажа. Установка Монтаж и установку лучше делать с опытными монтажниками, но можно доверить и вашим ответственным специалистам.

Решение Для освещения на даче, во дворе, в парке, без подключения к внешней электрической сети.

Установка Не требует никаких особых навыков — все провода и комплектующие входят в комплект. Простое подключение по инструкции. Обслуживание Не требует никакого обслуживания! Если загрязнилась солнечная батарея, которая стоит на улице, то достаточно просто помыть ее водой.

В случае необходимости опытные монтажники смогут сделать все за Вас. Обслуживание Следите чтобы панели были не загрязнены и не допускайте чрезмерного разряда АКБ. В современном мире огромную популярность обрели технологии, позволяющие пользоваться электроэнергией, процесс получения которой не приносил бы вред окружающей среде и экологии. Речь в первую очередь идет о солнечных батареях, которые с каждым годом становятся более совершенными и эффективными в использовании. Правильно подобранная и установленная солнечная батарея способна обеспечить Ваш объект будь то загородный дом, дача или коттедж экологически чистым электричеством.

В наши дни технологии развиваются невероятно стремительными темпами, благодаря чему стоимость солнечной батареи или панели становится все более доступной. Если подбор и установка такого оборудования будет проводиться профессионалами, то Вы сможете рассчитывать на получение максимальной выгоды от такого решения, ведь в случае монтажа неквалифицированными исполнителями возможно вывести из строя не только само оборудование, но и подключаемую технику, не говоря уже о возможности возникновения пожара.

Конечно, стоимость монтажа будет зависеть и от цены самого солнечного элемента, стоимости комплекта батарей и т. Установка солнечных батарей — прекрасный способ обеспечить дачный дом или коттедж бесплатной постоянной электроэнергией. Однако на начальном этапе это решение требует определенных финансовых затрат, которые многим кажутся чрезмерными.

Связаны эти затраты прежде всего с расходами на приобретение, собственно, комплекта панелей и монтажа его на крыше дома. Отличный способ сэкономить и сделать переход на альтернативную энергию еще более выгодным —установить солнечные батареи самостоятельно, без вызова бригады монтажников. Сделать это вполне возможно, но нужно обязательно соблюдать некоторые правила.

В противном случае фотопанели не будут эффективно работать и не оправдают затраченных на них средств.

Солнечные батареи нужно размещать в самом освещенном месте крыша здания, фасад. При этом недопустимы никакие затенения даже частичные рабочей поверхности панели. Батареи надо устанавливать на южном скате кровли, в этом случае поток солнечных лучей, падающих на их поверхность, будет максимальным.

Монтировать панели своими руками нужно под углом к горизонту. Угол наклона зависит от географической широты места совпадает с ней. Однако для увеличения производительности системы данный угол лучше варьировать.

Если такое решение невозможно, угол выбирается постоянным и равным географической широте. Поэтому их нужно систематически очищать от пыли или налипшего снега. Это нужно предусмотреть до монтажа гелиополя. При установке батарей на земле обычно такой вариант используют на даче их нужно обязательно приподнять примерно на 50 см от уровня почвы чтобы рабочая поверхность не была перекрыта выпавшим снегом. Если изделия будут использоваться только летом, приподнимать их необязательно.

Еще один аспект, который нужно обязательно учесть, чтобы правильно установить солнечные панели для дома, — тип кровли. Каждая крыша имеет свои особенности, которые в конечном итоге могут сыграть решающую роль при определении технологи установки. Важное значение имеет даже цвет кровли.

Темные крыши очень сильно нагреваются от солнца, что неминуемо приведет к перегреву фотопанелей. Поэтому если крыша покрыта темным материалом. В местах установки батарей нужно предусмотреть дополнительное светлое покрытие. Установить своими руками фотопанели на такой крыше довольно просто. По сути, плоская кровля — самый подходящий вариант для размещения солнечных батарей, достаточно приобрести специальные опорные рамы, ориентировать их на юг и закрепить на них панели под нужным углом.

Более того, в этом случае можно без труда регулировать угол наклона в соответствии с временем года и повышать тем самым энерговыработку. Обслуживать и очищать панели в этом случае также очень просто. Если нужно разместить батареи в несколько рядов, то опорные рамы выбираются многоярусные.

На наклонных кровлях солнечные батареи монтируются при помощи специальных креплений, которые приобретаются вместе с ними. Нарушать или менять их недопустимо. Монтаж панелей на наклонной крыше выполняется с обязательной выдержкой зазора между, собственно, панелью и кровлей. Делается это для обеспечения свободной циркуляции воздуха и охлаждения фотопанели.

Если установка солнечных панелей ведется в несколько рядов, то между рядами необходимо выдержать определенное расстояние. Промежуток между рядами должен составлять минимум 1,7 от величины ряда высоты батареи.

Также нужно оставлять зазоры между соседними панелями в ряду. Сделать это необходимо для обеспечения удобства крепления, подключения и обслуживания каждой гелиобатареи. При монтаже панелей надо учитывать и длину коммутационных кабелей. Чем она меньше, тем меньше будут потери напряжения, а значит, и энергии. Причем это относится как к соединениям между самими панелями, так и к кабелям, которые ведут к остальному оборудованию контроллеру, АКБ и т.

К примеру, длина кабеля от АКБ до контроллера не должна превышать 4 м. Закрепляются батареи как минимум в 4-х точках. При этом надо учитывать, что большинство монтажных рам и креплений рассчитано на фиксацию по длинной стороне, то есть батарея должна быть ориентирована вертикально, а не горизонтально.

Чаще всего для крепежа панелей применяются либо прижимные фиксаторы, либо болтовые соединения через края монтажных рам. В любом случае использовать нужно только специально предназначенные для этих целей приспособления, только они гарантируют надежную фиксацию батарей. Каждая система солнечных батарей автономного электроснабжения включает в себя: солнечные батареи панели , контроллер заряда, инвертер и аккумуляторы. Мощность каждого компонента рассчитывается в зависимости от нужд потребителя.

Map Sitemap. Своими руками : Электростанция своими руками Солнечная батарея своими руками Можно ли взыскать алименты с гражданского бывшего мужа на мать Как правильно kachat spinu Солнечная батарея своими руками Посмотреть результаты.

Mppt контроллер своими руками arduino

Особую популярность в последнее время приобрели системы, функционирующие автономно, без подключения к электросети. Подобные устройства идеально подходят для работы в замкнутом режиме. Конструкции подобных систем довольно сложные и состоят из нескольких элементов, самым главным из которых является контроллер. Контроллеры заряда имеют несколько немаловажных особенностей.

Виды контроллеров для заряда солнечной батареи; Контроллеры сделанные своими руками; МРРТ; Прибор по типу ON/.

Бытовой ремонт №1

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

Контроллер заряда для солнечной батареи

Полезные советы. Схемы контроллеров заряда-разряда Li-ion аккумуляторов и микросхемы Как сделать индикатор заряда аккумулятора своими руками — схема и Сделать контроллер заряда для солнечной батареи в два счета! Вампирчик своими руками, или альтернативная зарядка для сотового.

Опираясь на цифры полученные из моего MPPT контроллера, на свой опыт и информацию из сети я понял что это возможно. В стандартном варианте когда на ти вольтовый аккумулятор приходится по 36 солнечных элементов зарядка напрямую неэффективна, и даже опасна.

Контроллеры для заряда солнечной батареи: тонкости подбора и монтажа

Благодаря тому, что человек научился преобразовывать солнечное излучение в электроэнергию, мы имеем возможность обеспечивать наши дома электричеством с помощью солнца без вреда для окружающей среды. Частный дом с множеством различных приборов и систем, которые потребляют электричество, требует сооружения целой солнечной электростанции. Она комплектуется с помощью таких приборов, как контроллер, инвертор, аккумуляторы и, конечно же, солнечные панели. Знакомимся с подробной информацией о том, для чего в этой системе нужен контроллер, с принципом его действия, а также с видами этого прибора, и узнаем, как выбрать контроллер заряда аккумуляторов для солнечной батареи. Для лучшего представления о сущности этого устройства рассмотрим особенности работы тепловых панелей.

Контроллер для солнечной батареи

Однако мы обошли вниманием mppt. В настоящее время все большую популярность набирают системы, в которых не требуется подключение к сети электропитания. Ниже представлены различные варианты получения энергии с использованием природных источников и преобразованием их энергии. Востребованы в местности с сильными ветрами, иначе их рентабельность заметно падает. Данные системы просты в эксплуатации и обслуживании.

usb dmx контроллер на основе arduino своими руками arduino mppt solar МРРТ — контроллеры сокращают срок окупаемости солнечных станций.

МРРТ контроллер

Аккумуляторы , которые используются в комплекте солнечных батарей для накопления заряда, имеют ряд собственных особенностей. Они нуждаются в создании определенных условий в процессе зарядки. Необходимо своевременно ограничить ток и напряжение, не допустить слишком сильного разряда и исключить перезарядку АКБ.

Контроллер заряда солнечной батареи МРРТ или ШИМ — что лучше выбрать?

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? Как известно лучи солнца, попавшие на фотоэлектрическую панель, превращаются в электрический ток. Далее это движение направленных частиц перетекает в аккумуляторы.

Трудно себе представить нашу жизнь без различных электронных устройств, которые позволяют осуществлять работу агрегатов и механизмов в автоматическом режиме.

Контроллер заряда солнечных батарей: инструкция по выбору и установки своими руками

Контроллер заряда — очень важный элемент солнечной станции. Он представляет собой электронное устройство, которое контролирует и регулирует уровень заряда на аккумуляторной батарее. Именно контроллеры для солнечных батарей предохраняют АКБ как от полной разрядки, так и от чрезмерной зарядки. Если заряд АКБ максимален, то контроллер понижает уровень тока от фотомодулей до величины, которая лишь компенсирует саморазряд. А если АКБ разряжается до критических значений, регулятор прекращает подачу энергии на нагрузки. Благодаря этим действиям сохраняется ресурс аккумуляторов и предотвращается их преждевременный выход из строя. Сегодня для регулирования работы солнечной станции используется несколько типов контроллеров заряда.

Солнечный контроллер заряда

Если й век можно назвать столетием электричества, то й уже сейчас становится периодом получения энергии из альтернативных источников. Наиболее перспективным ресурсом для этой цели является Солнце, однако простого подключения панелей к источникам питания в современных СЭС недостаточно. В любой подобной схеме требуются накопители энергии — а, значит, и контроллер заряда аккумулятора солнечной батареи. Задача этого электронного устройства — контролировать процесс зарядки накопителей в светлое время суток и их разрядки при отсутствии света, не допускать сбоев и скачков напряжения в системе.

Контроллер заряда батареи солнечной панели с использованием Arduino

Льюис Лофлин

Вверху: Рис. 1. Схема контроллера заряда солнечной панели с использованием Arduino и P-канального MOSFET.

Цепь переключения контроллера заряда батареи солнечной панели

Это обновленная версия контроллера заряда солнечной панели с использованием Arduino.

Рис. 2 Датчик тока на эффекте Холла ACS712, подключенный к Arduino AD2.

Контроллер заряда батареи солнечной панели с использованием Arduino

Фотографии блока питания и регулятора солнечной зарядки Arduino:
Регулятор заряда с блоком питания
Соединения с регулятором
Внутри коробки

Выходное напряжение ACS712 составляет 2,5 В без входа, в то время как в спецификации указана выходная чувствительность от 66 до 185 мВ/А. Это широкий диапазон, и, учитывая ошибки 10-битного АЦП Arduino, это дает приблизительный выходной ток. Достаточно хорошо для большинства приложений.

Индикатор LED1 «плохой» означает, что входное напряжение ниже напряжения зарядки, когда он включен.

DP3 включает транзистор MOSFET переключателя заряда. Можно использовать ШИМ или простую процедуру синхронизации. Будет мигать вкл/выкл во время цикла зарядки. (Включить зарядку). Светодиод в новой схеме — это всего лишь индикатор.

Индикатор LED2 полностью заряженного аккумулятора. (DP10)

10-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) имеет ступенчатое напряжение около 4,9 мВ. в диапазоне 5 вольт. Это относится к переменной точки заряда (CP).

Для измерения входного напряжения от солнечной панели и напряжения на аккумулятор мы используем делитель напряжения, чтобы понизить напряжение ниже 5 вольт.

Используется комбинация резисторов стабилитрона на 10 вольт, дающая 0-5 вольт. Переменная CP работает около 600. Поэкспериментируйте с этим.

Обратите внимание, что 4,9 мВ было получено из 10-разрядного АЦП, что равно 1023: 5 В / 1023 = 4,9 мВ

Обратите внимание на строку «chon = CP — y * 100», если раскомментировать, время зарядки уменьшится. постепенно по мере заряда батареи. При полной зарядке напряжение заряда выключен.

В противном случае эту часть можно закомментировать и использовать простую временную петлю ON-OFF.

Для переменных chon (время зарядки) и choff (время отключения) можно задать любое значение.

Можно поэкспериментировать с этим значением CP. Слишком маленький, батарея не заряжается полностью. Слишком большой, батарея перезарядится. Формула (Вин/17200)*2200/0,0049.

Вход напряжения подключен к AD0, в то время как напряжение на аккумуляторе контролируется на AD1. Опытным путем я обнаружил, что значение 600 работает хорошо. Установка стабилитрона работает хорошо.

Питание для самого Arduino можно получить от аккумуляторной батареи под зарядкой через 5-вольтовый стабилизатор. Обратите внимание, что если входное напряжение и батарея полностью разряжены, схема не будет работать без питания Arduino.

Можно использовать отдельный источник питания для Arduino. В этом случае внешний источник питания 13,5 В будет работать при входном напряжении для зарядки небольших аккумуляторов.

DP3 имеет встроенную широтно-импульсную модуляцию и может использоваться для ограничения зарядного тока (более низкий рабочий цикл) или даже для зарядки аккумуляторов с более низким напряжением. CP или точка зарядки должны быть изменены. Если кто-то не знаком со схемами переключения транзисторов, см. следующее:

Загрузите код Arduino solar1.txt.

• Быстрая навигация по этому сайту:
• Базовое обучение электронике и проекты
• Основные проекты твердотельных компонентов
• Проекты микроконтроллеров Arduino
• Электроника Raspberry Pi, Программирование

• Цепи компаратора:
• Учебное пособие по теории компараторов
• Гистерезис компаратора и триггеры Шмитта
• Информация и схемы компаратора напряжения
• Обзор цепей оконного компаратора
• Аналоговое зарядное устройство использует компараторы

• Относится к зарядному устройству:
• Контроллер заряда солнечной панели с использованием микроконтроллера Arduino
• Контроллер заряда солнечной панели с использованием микроконтроллера PICAXE
• Контроллер заряда батареи солнечной панели с использованием Arduino
• Цепь включения контроллера заряда батареи солнечной панели
• Зарядное устройство для солнечных батарей видео:
• Работа контроллера заряда батареи солнечной панели
• Схема контроллера заряда батареи солнечной панели
• Программирование контроллера заряда батареи солнечной панели
• Учебник Arduino Измерение тока с помощью датчика Холла ACS712

• Видео:
• Мои видео на YouTube по электронике
• Знакомство с микроконтроллером Arduino
• Часть 1: Программирование выхода Arduino
• Часть 2: Программирование входа Arduino
• Часть 3: Аналогово-цифровое преобразование Arduino
• Часть 4. Использование широтно-импульсной модуляции Arduino
• Детекторы пересечения нуля Схемы и приложения
• Цепи пересечения нуля для управления питанием переменного тока
• Подробный обзор управления питанием переменного тока с помощью Arduino
• Управление питанием переменного тока микроконтроллера с использованием прерываний
• Видео YouTube для управления питанием переменного тока Arduino

• Фотодетекторы:
• LM334 Цепи CCS с термисторами, фотоэлементами
• Схемы фотодиодов Работа и использование
• Руководство по схемам фотодиодных операционных усилителей
• Photo Voltaic Tutorial Твердотельные реле с выходом MOSFET
• YouTube:
• Фотодиоды и принципы их работы
• Схемы фотодиодных операционных усилителей
• Использование драйверов фотогальванических МОП-транзисторов

Веб-сайт Copyright Lewis Loflin, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, предоставьте ссылку на мой сайт.

 

3 способа получения солнечной энергии для Arduino (шаг за шагом!)

В этом уроке я рассмотрю 3 способа получения солнечной энергии для Arduino (или Raspberry Pi).

Все эти методы:

• Используйте батарею 3,7 В или 12 В
• Питание платы через порт USB
• Не требует пайки

Приступим.

1. DFRobot Solar Power Manager 5V

Эта небольшая плата представляет собой DFRobot Solar Power Manager 5V, и на данный момент это мой любимый способ питания Arduino от солнечной энергии. Он дешевый и работает с обычными литиевыми батареями 3,7 В, такими как 18650 и LiPo. И нет необходимости в пайке или крошечных компонентах.

Parts

• DFRobot Solar Power Manager 5V
• 5V solar panel
• 3.7V lithium battery with a compatible battery holder (or 3.7V LiPo battery with JST connector)
• Arduino with USB cable

Tools

• Прецизионная отвертка с плоской головкой

Шаг 1.

Подсоедините аккумулятор к Solar Power Manager

Найдите клеммы аккумулятора на Solar Power Manager. Есть два набора. Белые клеммы батареи слева предназначены для батареи с разъемом JST. Зеленые справа — это винтовые клеммы для выводов аккумулятора. В этом примере я использую батарею 18650 в держателе батареи, поэтому я буду использовать зеленые справа.

Подсоедините провода держателя батареи к зеленым клеммам батареи. Или, если вы используете аккумулятор с разъемом JST, подключите его к белым клеммам аккумулятора.

Примечание: При использовании держателя батареи я предпочитаю подсоединять провода батареи перед установкой батареи, чтобы уменьшить вероятность случайного короткого замыкания батареи.

Вставьте батарею в держатель. Плата пока не включается.

Найдите кнопку BOOT на плате. Это рядом с портом JST.

Нажмите кнопку BOOT, чтобы включить плату. Когда вы это сделаете, вы должны увидеть, как загорается индикатор ON.

Шаг 2. Подключите солнечную панель к Solar Power Manager

Найдите солнечные клеммы на Solar Power Manager. Это другой набор зеленых винтовых клемм.

Подсоедините провода солнечной панели к солнечным клеммам.

Поместите солнечную панель на улицу под прямые солнечные лучи.

Убедитесь, что загорелся красный индикатор CHG.

Теперь ваша солнечная панель заряжает аккумулятор 3,7 В. Все, что осталось сделать, это подключить Arduino.

Шаг 3: Подключите Arduino к USB-порту

Подключите Arduino к USB-порту Solar Power Manager. Он должен включиться и запустить ваш код! Чтобы проиллюстрировать, что мой Arduino работает, я загрузил простую программу для включения светодиода. Как видите, светодиод горит. 🙂

Готово!

Диспетчер солнечной энергии будет продолжать заряжать батарею от солнечной энергии, пока она не будет полностью заряжена.

Примечание: Вы также можете использовать эту плату для зарядки литиевой батареи через микро-USB. Просто подключите его к порту USB IN.

2. Контроллер заряда от солнечной батареи с портом USB

Контроллер заряда от солнечной батареи находится между солнечной панелью и аккумулятором. Он регулирует напряжение и ток солнечной панели для безопасной зарядки аккумулятора и предотвращения перезарядки.

Контроллеры заряда чрезвычайно распространены в 12-вольтовых (и выше) солнечных энергосистемах. А некоторые, такие как недорогой Renogy Wanderer 10A, имеют порт USB, который можно использовать для питания Arduino или Raspberry Pi.

Недостатком этого подхода является то, что он дороже и немного сложнее, чем первый метод.

Запчасти

• Малая солнечная панель 12 В
• ШИМ-контроллер заряда 12 В с портом USB
• Малая батарея 12 В
• Аккумулятор для кабеля адаптера контроллера зарядки с предохранителем
• Arduino с кабелем USB

Инструменты

• Отвертка

Шаг 1.

Подключите контроллер заряда к аккумулятору

Найдите клеммы аккумулятора на контроллере заряда. Обычно они имеют значок батареи или буквы «BAT» или «BATT» рядом с ними.

Примечание: Если вы никогда раньше не работали с контроллером заряда, полезно знать, что вы почти всегда сначала подключаете аккумулятор к контроллеру заряда, прежде чем подключать солнечную панель. И вы почти всегда сначала отключаете солнечную панель, прежде чем отключать аккумулятор.

Подсоедините кабели адаптера контроллера заряда к аккумуляторам к клеммам аккумулятора на контроллере заряда. Положительный кабель должен иметь предохранитель. Посмотрите в руководстве вашего контроллера заряда рекомендуемый размер предохранителя.

Примечание: Как и прежде, я предпочитаю подключать кабели аккумулятора к контроллеру заряда В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ, чтобы уменьшить вероятность случайного короткого замыкания аккумулятора.

Подсоедините кабели аккумулятора к клеммам аккумулятора. Контроллер заряда должен включиться вместе с вами. (В этом примере я использую большую батарею 12 В 33 Ач, которая у меня уже была. Ваша батарея 12 В, вероятно, будет меньше и имеет другие клеммы, чем моя.)

Выберите тип батареи. Следуйте инструкциям в руководстве вашего контроллера заряда по выбору типа батареи (например, герметичная, гелевая, заливная, литиевая). В этом примере я использую герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, поэтому я установил тип аккумулятора как герметичный.

Примечание: Это важный шаг! Контроллеры заряда используют разные профили зарядки с разными уставками напряжения в зависимости от химического состава батареи. Если вы не выберете правильный тип батареи, это может сократить срок службы батареи.

Выберите правильные настройки загрузки. В некоторых контроллерах заряда можно выбрать, когда и как долго USB-порт будет включен. Я установил для себя настройку 17, что для моего контроллера означает, что порт USB всегда будет включен.

Примечание: Если ваш контроллер заряда имеет клеммы нагрузки, настройки нагрузки также будут управлять ими.

Шаг 2. Подключите солнечную панель к контроллеру заряда

Найдите клеммы для солнечных батарей на контроллере заряда. Обычно они имеют значок солнечной панели или буквы «PV» рядом с ними. (PV относится к фотоэлектрическим модулям, то есть солнечным панелям.)

Подсоедините кабели солнечной панели к солнечным клеммам. Если ваша панель достаточно большая — например, 50 Вт или больше — то ее кабели, вероятно, имеют разъемы MC4. Если это так, вам нужно будет использовать солнечную панель для зарядки кабелей адаптера контроллера для подключения вашей панели.

Поместите солнечную панель на улицу под прямые солнечные лучи.

Убедитесь, что батарея начинает заряжаться. Как только ваша панель получает достаточно солнечного света, контроллер заряда должен каким-то образом указать, что батарея сейчас заряжается. Он может сделать это, мигая светодиодом или отображая значок зарядки на своем дисплее. Многие контроллеры заряда с дисплеями также имеют экран тока PV, на котором отображается зарядный ток. Например, мой показывает ток PV 0,2 А, поэтому я знаю, что батарея заряжается.

Шаг 3. Подключите Arduino к порту USB

Подключите Arduino к порту USB на контроллере заряда. Он должен включиться и запустить ваш код! Как и прежде, я запрограммировал свой так, чтобы он просто включал светодиод, чтобы показать, что он включен и работает.

Готово!

Вот как выглядела моя завершенная установка:

3. Контроллер заряда от солнечной батареи с преобразователем 12 В в 5 В

Понижающий преобразователь 12В в 5В.

Примечание: Если ваш контроллер заряда не имеет ни клемм нагрузки, ни порта USB, перейдите к альтернативным шагам ниже, чтобы узнать, как подключить преобразователь 12 В в 5 В непосредственно к аккумулятору.

Детали

• Малая солнечная панель 12 В
• ШИМ-контроллер заряда 12 В с клеммами нагрузки
• Малая батарея 12 В
• Преобразователь 12 В в 5 В с портом USB0061

Инструменты

• Отвертка

Шаг 1. Подсоедините контроллер заряда к аккумулятору

Найдите клеммы аккумулятора на контроллере заряда.

Подсоедините кабели адаптера контроллера заряда к аккумуляторам к клеммам аккумулятора на контроллере заряда. Положительный кабель должен иметь предохранитель соответствующего размера.

Подсоедините кабели аккумулятора к аккумулятору. После этого контроллер заряда должен включиться.

Выберите тип батареи. Следуйте инструкциям в руководстве к контроллеру заряда по настройке типа батареи (например, герметичная, гелевая, заливная, литиевая). Я выбрал герметичный, потому что использую герметичный свинцово-кислотный аккумулятор.

Выберите правильные параметры загрузки. В некоторых контроллерах заряда можно выбрать, как долго клеммы нагрузки остаются включенными. Следуйте инструкциям в руководстве вашего контроллера. Я поставил свой на режим 17, что означает, что они будут работать 24 часа в сутки.

Шаг 2. Подключите солнечную панель к контроллеру заряда

Найдите клеммы для солнечных батарей на контроллере заряда.

Подсоедините кабели солнечной панели к солнечным клеммам.

Поместите солнечную панель на улицу под прямые солнечные лучи и убедитесь, что батарея начинает заряжаться. Ваш контроллер заряда должен каким-то образом показывать, что панель заряжает аккумулятор.

Шаг 3. Подключите преобразователь 12 В в 5 В к контроллеру заряда

Найдите клеммы нагрузки на контроллере заряда. Обычно рядом с ними есть значок лампочки или слово «ЗАГРУЗИТЬ».

Подключите преобразователь к клеммам нагрузки.

Шаг 4: Подключите Arduino к USB-порту

Подключите Arduino к USB-порту преобразователя. Он должен включиться и запустить ваш код! Еще раз, я запрограммировал свой на включение светодиода, чтобы показать, что он включен и работает.

Готово!

Вот как выглядела моя завершенная установка:

Альтернативный метод: подключите преобразователь 12 В в 5 В непосредственно к аккумулятору

Если ваш контроллер заряда не имеет клемм нагрузки, не беспокойтесь! Понижающий преобразователь 12 В в 5 В можно подключить непосредственно к аккумулятору. Однако вам понадобится еще пара вещей.

Дополнительные детали и инструменты

• Соединители для проводов, подходящие для вашей 12-вольтовой батареи
• Обжимной инструмент для проводов
• Термофен (при использовании термоусаживаемых соединителей для проводов)

Шаг 1: Обожмите разъемы проводов к преобразователю 12 В в 5 В

Возьмите соответствующие разъемы проводов для подключения преобразователя к аккумулятору 12 В. Например, я использовал несколько кольцевых клемм, которые были достаточно большими для клемм моей батареи.

Совет: Подберите хороший набор разъемов для проводов. Это избавит вас от необходимости покупать разные соединители проводов для каждого проекта.

Обожмите разъемы проводов к проводам преобразователя 12 В в 5 В. При необходимости усадите термоусадку с помощью фена.

Шаг 2: Подсоедините контроллер заряда И преобразователь к аккумулятору

Подсоедините кабели адаптера контроллера заряда к аккумуляторам к клеммам аккумулятора на контроллере заряда. Положительный кабель должен иметь предохранитель. Пока не подключайте их к аккумулятору.

Подключите контроллер заряда И преобразователь 12 В в 5 В к аккумулятору. Ваш контроллер заряда должен включиться.

Примечание: Если клеммы вашей 12-вольтовой батареи не подходят для нескольких разъемов, вы всегда можете подключить контроллер заряда и адаптер 12–5 В к шинам или блоку предохранителей.

Выберите тип батареи. Я использую герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, поэтому выбрал этот вариант.

Шаг 3: Подключите солнечную панель к контроллеру заряда

Подключите солнечную панель к солнечным (PV) клеммам на контроллере заряда.

Поместите солнечную панель на улицу под прямые солнечные лучи. Как только вы это сделаете, ваш контроллер заряда должен показать, что солнечная панель заряжает аккумулятор.

Шаг 4: Подключите Arduino к порту USB

Подключите Arduino к порту USB преобразователя 12 В в 5 В. Он должен включиться и запустить ваш код! Еще раз, я запрограммировал свой на включение светодиода, чтобы показать, что он включен и работает.

Готово!

5 советов по питанию Arduino от солнечной энергии

1. Выберите правильную плату для своего проекта

Во всех этих примерах я использовал Arduino Uno, потому что это самая популярная плата Arduino. Однако он не самый энергоэффективный. Вы можете сэкономить деньги на аккумуляторе и солнечной панели, выбрав более эффективную плату, имеющую только те функции, которые вам нужны.

Например, вы можете рассмотреть плату типа Arduino Nano. Он имеет тот же микроконтроллер, что и Uno, но потребляет меньше энергии.

2. Уменьшите энергопотребление платы Arduino

После того, как вы получили плату, вы можете предпринять несколько шагов, чтобы снизить ее энергопотребление. Цель здесь состоит в том, чтобы ваша плата потребляла как можно меньше энергии, чтобы вы могли сэкономить деньги, приобретя меньшую батарею и солнечную панель.

Вот несколько быстрых советов:

• Используйте официальную библиотеку пониженного энергопотребления Arduino, чтобы включить функции пониженного энергопотребления
• По возможности используйте режимы сна и глубокого сна
• Удалите ненужные датчики и оборудование

Ознакомьтесь с этим руководством от Maker Pro и этот от SparkFun для получения дополнительных идей и подробных инструкций.

3. Проведите энергоаудит для определения размера батареи и панели солнечных батарей

Потребляемая мощность снижена! ✅

Теперь вы можете оценить среднее энергопотребление вашей платы или использовать хороший USB-измеритель мощности, чтобы точно измерить его.

С помощью моего USB-метра я вижу, что мой Arduino Uno потребляет 0,2 Вт. Это работает до 40 мА при 5 В. И я оставлю его включенным на 24 часа в сутки.

Имея эту информацию, я умножаю ватты на часы, чтобы получить среднесуточную потребляемую мощность в ватт-часах.

 0,2 Вт * 24 часа = 4,8 Втч 

Итак, в этом примере мой Arduino потребляет 4,8 ватт-часа в день.

Допустим, мне нужна батарея, которая может питать мой Arduino в течение 3 дней без подзарядки.

 4,8 Втч * 3 = 14,4 Втч 

Моя батарея должна быть не менее 14,4 Втч, но в идеале немного больше, чтобы компенсировать потери и снижение емкости батареи с течением времени. Поэтому я буду искать аккумулятор емкостью ближе к 20 Втч.

Проведя небольшое исследование, я решил взять две батареи 3,7 В 3000 мАч 18650 и соединить их параллельно, чтобы получился блок батарей 3,7 В 6000 мАч. Это составляет около 22,2 Втч (расчет: 3,7 В * 6 Ач = 22,2 Втч).

Допустим, мне нужна панель, которая может заряжать аккумулятор за день. Есть много разных способов определить размер солнечной панели для проекта, но я буду упрощать. Эмпирическое правило, которое я использовал ранее, заключается в том, что солнечная панель — на многих широтах и ​​в разных местах в США и Европе — может производить в среднем около 4 Втч/Вт в день при установке на солнечном месте.

Исходя из этого, я выберу солнечную панель мощностью не менее 6 Вт, которая может производить около 24 Вт/ч в день, исходя из этого эмпирического правила. Это в основном будет заряжать мою батарею от разряженной, учитывая ее емкость 22,2 Втч и ежедневное энергопотребление Arduino 4,8 Втч.

Примечание: Если в вашей установке используется ШИМ-контроллер заряда солнечной батареи, вам нужно немного увеличить этот размер, чтобы учесть энергопотребление контроллера заряда. Например, я бы выбрал солнечную панель мощностью 10 Вт.

4.

Вы также можете запитать многие платы Arduino напряжением 7–12 В от разъема постоянного тока или контакта VIN. клеммы и подключив его к разъему питания постоянного тока на плате. Если бы вы это сделали, вам не нужно было бы использовать преобразователь 12 В в 5 В.

Недостатком этого является то, что 12-вольтовые батареи часто выдают больше, чем 12 В. Герметичная свинцово-кислотная батарея 12 В полностью заряжается примерно за 12,9вольт, например. А аккумулятор 12V LiFePO4 полностью заряжается при напряжении 13,6 вольт. (Напряжение клемм нагрузки соответствовало напряжению батареи каждый раз, когда я его измерял.)

Некоторые платы, такие как Uno, имеют предел входного напряжения 20 В. Но, согласно официальной странице продукта Arduino Uno, «при использовании более 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату».

Я не уверен, что дополнительные 0,5-1 В нанесут долговременный вред вашему Arduino.