Kontroler ładowania PWM

[lucek20]

Chcę, a nawet potrzebuję zbudować kontroler ładowania PWM do akumulatora 12v 7.2ah . Akumulator będę lądował  panelem solarnym 18v. Znalazłem o to taki schemat kontrolera ładowania:

Mam pytanie, w jakim celu użyto 2N2222? Domyślam się dlatego, że potrzebne jest wyższe napięcie do irf540 niż jest w stanie dać atmega328p, bo na nim zbudowany jest kontroler ładowania. I drugie pytanie. Czy mogę zamienić irf540 na irlz44n  i usunąć 2n2222? Wydaje mi się, że tak, bo innego celu zastosowania 2n2222 nie widzę. 

[H1M4W4R1]

41 minut temu, lucek20 napisał:

Mam pytanie, w jakim celu użyto 2N2222? Domyślam się dlatego, że potrzebne jest wyższe napięcie do irf540 niż jest w stanie dać atmega328p, bo na nim zbudowany jest kontroler ładowania. I drugie pytanie. Czy mogę zamienić irf540 na irlz44n  i usunąć 2n2222? Wydaje mi się, że tak, bo innego celu zastosowania 2n2222 nie widzę. 

Sterowanie bramką tranzystora przy użyciu dużego prądu - inaczej ATMega uległaby spaleniu. To taki "uproszczony" sterownik bramki (znacznie gorszy niż wyspecjalizowany układ, ale da radę sterować dużym prądem).

A co do zamiany to zależy jakie napięcie ma panel solarny. Porównaj z maksymalnym napięciem IRLZ44N i jak wszystkie napięcia spełniają wymagania to powinien być OK 😉 

IRLZ44N przy użyciu 12V spokojnie sobie działa (siedzi w moim sterowniku od oświetlenia LED).

[_LM_]

Jakiś dziwny ten schemat, czemu Q1 jest sterowany PWM? Prędzej widziałbym tam przetwornicę aniżeli sterowanie czysto PWM, Dioda D1 jest nie potrzebna gdyż przy odwrotnym połączeniu(panelu słonecznego) i tak prąd popłynie przez D2 a zaś prąd z akumulatora będzie "uciekał" przez diodę pasożytniczą tranzystora Q1 i dzielnik R1 R2 oraz R5 R6. No i ten obwód Q2 T2 R9. Moim zdaniem również jest błędny gdyż przy braku sterowania np: po rozłączeniu płytek sterującej i wykonawczej prąd popłynie do obciążenia. Powinno to być tak skonstruowane że dopiero podanie napięcia na bramkę Q2 załącza obciążenie i jako stan "domyślny" tranzystor jest zatkany.

[lucek20]

Jest sterowany PWM aby dostosować "moc" ładowania do aktualnego stanu naładowania akumulatora.

Zapomniałem wrzucić opisu działania tego schematu przetłumaczony translatorem z angielskiego.  

 

Zasilanie pochodzi z panelu słonecznego przez diodę (D1). Dioda Zenera (D2) jest umieszczona na zacisku wejściowym, aby stłumić przepięcie. Kondensator C1 służy do usuwania niechcianych szumów/skoków. Następnie dzielnik napięcia (R1 i R2) służy do wykrywania napięcia panelu słonecznego. Wyjście z dzielnika napięcia trafia do analogowego styku A0 Arduino.

Moc pochodząca z panelu słonecznego nie może przejść bezpośrednio do akumulatora, dopóki Mosfet (Q1) nie zostanie włączony. Przełączanie mosfeta odbywa się za pomocą sygnału PWM z Arduino pin-6. Tranzystor T1 i związany z nim rezystancja R4 są używane do jazdy Mosfet (Q1). Rezystor R3 jest używany jako rezystor podciągający dla bramy. Gdy Mosfet jest włączony, zasilanie przechodzi do akumulatora i rozpoczyna się proces ładowania.

Drugi obwód dzielnika napięcia (R5 i R6) służy do wykrywania napięcia akumulatora. Wyjście dzielnika napięcia trafia do analogowego pinu A1 Arduino.

Drugi tranzystor Mosfet Q2 służy do sterowania obciążeniem, a drugi tranzystor T2 służy do sterowania Mosfetem. Podczas nocy obciążenie zostanie automatycznie włączone przez włączenie MosfetQ2 i zostanie usunięte, gdy napięcie baterii będzie niskie lub w ciągu dnia.

Bezpieczniki F1 i F2 służą do ochrony nadprądowej.

LED1 (RED) i LED2 (GREEN) są podłączone do cyfrowych pinów 7 i 8 Arduino w celu wskazania. Rezystory R7 i R8 służą do ograniczania prądu przekazywanego do diod LED.

Jeśli chcesz użyć przekaźnika zamiast MOSFET Q2, możesz. Schemat -2 jest podany dla połączenia przekaźnika.

Jak działa oprogramowanie:

Na początku kontroler ładowania sprawdzi napięcie panelu słonecznego i porówna je z napięciem akumulatora. Jeśli jest większe, Arduino zacznie wysyłać sygnały modulacji szerokości impulsu (PWM) do mosfeta (Q1) w celu naładowania akumulatora. Napięcie panelu słonecznego było poniżej napięcia akumulatora, te sygnały pwm nie będą wysyłane przez Arduino.

Następnie mikrokontroler sprawdzi napięcie akumulatora, jeśli napięcie akumulatora było poniżej 6,96 V to akumulator będzie ładowany w trybie doładowania, co oznacza, że akumulator będzie ładowany z maksymalnym natężeniem, ten tryb doładowania zostanie wykonany przez wysyłanie sygnałów modulacji szerokości impulsu z 95% cyklem pracy.

gdy napięcie akumulatora przekroczy 6,96 V, tryb ładowania zmieni się na tryb absorpcji z trybu doładowania, dokonano tego poprzez zmianę cyklu pracy z 95% na 10%. Ten tryb absorpcji zapewni pełne naładowanie akumulatora.

Impuls zostanie wysłany do mosfetu obciążenia (Q2), aby umożliwić obciążenie w nocy, jeśli akumulator był zbyt niski i osiągnie napięcie 6,2 V, a następnie, aby zapobiec głębokiemu rozładowaniu akumulatora, obciążenie zostanie odłączone.

Kod arduino można pobrać z mojego konta

 

Edytowano Listopad 13, 2021 przez lucek20

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[_LM_]

Mógłbyś podać linka do tego artykułu, forum? 

[lucek20]

Jasne.

https://www.instructables.com/ARDUINO-SOLAR-CHARGE-CONTROLLER-PWM/

Autor zrobił projekt na inny akumulator, ale przerobić programowo bez problemu dam radę, a i sprzętowo myślę, że też bo rozchodzi się tylko o dzielnik  do pomiaru napięcia. Ale to muszę wiedzieć najpierw czy warto się do tego zabierać. Czy sobie odpuścić. 

Edytowano Listopad 13, 2021 przez lucek20

[_LM_]

Ja uważam że ten układ zawiera błędy, co wykazałem. Jakiego akumulatora zamierzasz użyć? Bo taki zwykły kwasowy lub żelowy jest dość odporny na przeładowanie i dość głębokie rozładowanie. Natomiast akumulatorki litowe potrzebują bardziej rozbudowanych kontrolerów ładowania. Co jeśli zapomnisz wyjąć aku przez dłuższy czas, lub kiedy panel nie zdoła go doładować? Prąd pobierany przez oba dzielniki to przy 12V 1.6mA łatwo wyliczyć jak długo akumulatorek podziała.

12 minut temu, lucek20 napisał:

Ale to muszę wiedzieć najpierw czy warto się do tego zabierać. Czy sobie odpuścić.

Zbuduj prototyp i pomierz to i owo wnioski sam wyciągniesz. No i popatrz tam do sekcji komentarzy, no tak średnio to ludziom działa 😉

Edytowano Listopad 13, 2021 przez _LM_

[lucek20]

Akumulator  żelowy 7.2ah. Do tej pory używałem takich jak w linku kontrolerów ładowania od Chińczyków ale padały jak muchy. W ciągu jednego sezonu 2 mi padły. 

https://allegro.pl/oferta/regulator-ladowania-kontroler-solarny-30a-12-24v-10454218496

Chciałem zrobić swój, aby uniknąć niespodzianek. 

[_LM_]

Są regulatory Polskiej produkcji przynajmniej masz serwis na miejscu. Jeśli zaś chcesz samemu zbudować ten system to można zacząć od zasilacza buforowego na początek: https://edw.elportal.pl/pdf/k07/34_08d.pdf trzeba usunąć elementy prostownika. Do kontroli parametrów użyć arduino. Mimo to, zamiast tego liniowego zasilacza, lepiej użyć przetwornicy impulsowej gdyż będzie ona działała w szerszym zakresie napięć wejściowych = lepsze wykorzystanie PV