Chaja ya Battery ya Solar 12V SLA: Hatua 6

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Wakati fulani uliopita, nilipata "Limau" ya ATV ya kando. Inatosha kusema, kuna LOT mbaya nayo. Wakati fulani, niliamua kuwa "HEY, ni lazima nijenge tu chaja yangu yenye nguvu ya jua yenye nguvu ya juu ili tu kuweka betri ya bei rahisi ya msumari-kama-mlango-mshuma wakati taa zinaendelea!" Hatimaye hiyo ilibadilika kuwa wazo kwamba "HEY, nilipaswa kutumia turd hiyo ya betri kuwezesha miradi kadhaa ya mbali ambayo nimekuwa nikipanga!"

Kwa hivyo, sinia ya betri ya jua ya "Lead Buddy" ilizaliwa.

Hapo awali, niliangalia kupata muundo wangu kutoka kwa "Sunny Buddy" ya Sparkfun (kwa hivyo mahali nilipopata jina), lakini kwa bahati mbaya, niligundua kuwa sehemu ambayo nilikuwa nikitumia katika mradi mwingine, kwa kweli ilikuwa na barua ya maombi kama chaja ya betri ya jua (ambayo nilikuwa nimekosa wakati nikiruka kupitia data iliyotangulia) - LTC4365 ya Kifaa cha Analog! Haina MPPT, lakini hei, wala "Sunny Buddy" wa Sparkfun (angalau sio MPPT ya kweli hata hivyo…). Kwa hivyo, tunatengenezaje hii? Kweli, msomaji mpendwa, unatazama kupitia maelezo ya programu !!! Hasa, Microchip's AN1521 "Mwongozo wa Utekelezaji wa Utekelezaji wa Jopo la Jua la MPPT Algorithms". Ni kweli kusoma kwa kupendeza, na hukupa njia anuwai za kutekeleza udhibiti wa MPPT. Unahitaji tu sensorer mbili, sensor ya voltage (mgawanyiko wa voltage), na sensor ya sasa, na unahitaji pato moja haswa. Nilipata kujua kuhusu sensorer maalum ya sasa inayoweza kutumiwa na N-Channel MOSFET, inayoitwa IR25750 kutoka kwa Kirekebishaji cha Kimataifa. AN-1199 yao kwenye IR25750 pia ni kusoma kwa kupendeza. Mwishowe, tunahitaji mdhibiti mdogo kuunganisha kitu kizima pamoja, na kwa kuwa tunahitaji tu pini 3, ingiza ATtiny10!

Hatua ya 1: Chagua Sehemu, Skimu za Kuchora

Sasa kwa kuwa tuna sehemu zetu za msingi 3, lazima tuanze kuchagua vifaa vingine ambavyo vinahitaji kuongozana na IC zetu. Sehemu yetu inayofuata muhimu ni MOSFETs zetu, haswa, kwa marekebisho haya (angalia hatua ya mwisho kwa maelezo zaidi juu ya hiyo), nilichagua kutumia MOSFET mbili za SQJB60EP Dual N-Channel. MOSFET moja inadhibitiwa peke na LTC4365, na MOSFET nyingine imewekwa ili FET moja iwe kama "diode bora ya upande wa chini" inayokusudiwa kwa kinga ya kuingiza pembejeo (Ukitafuta hiyo kwenye google, labda hautakuja na maelezo ya maombi kutoka kwa TI na Maxim juu ya mada hii, ilibidi nichimbe.), wakati FET nyingine inadhibitiwa na kipima muda cha 16-bit PWM cha ATtiny10 (au azimio lolote utakalochagua…). Ifuatayo inakuja passives zetu, ambazo kwa kweli sio muhimu kuorodhesha. Zinajumuisha vipingaji vya wagawanyaji wa voltage / programu ya sinia, na anuwai ya kupitisha / kuhifadhi, hakikisha tu kwamba vipingaji vyako vinaweza kushughulikia umeme uliotawanywa kupitia hizo, na kwamba capacitors yako ina uvumilivu wa hali ya joto (X5R au bora). Ni muhimu kutambua, kwamba kwa sababu ya jinsi hii imeundwa, betri LAZIMA ishikamane na bodi ili iweze kufanya kazi.

Nimeweka LTC4365 kuweza kuchaji betri 12 au 24V kwa kubadili jumper (kutoa pini ya OV kwenye sinia na 0.5V wakati betri inachajiwa karibu na 2.387V / seli kwa betri 12V). Mgawanyiko wa sinia ya sinia pia hulipwa joto kupitia kontena la 5k PTC linalounganisha na bodi kupitia kichwa cha 2.54mm na itaunganisha upande wa betri na kiwanja chenye nguvu cha kutengeneza joto, au hata mkanda wa bomba. Tunalazimika pia kutumia zeners kadhaa katika muundo wote, ambayo ni kwa kuendesha voltage ya nyuma ya MOSFET (na pia kusambaza nguvu kwa FET nyingine ikiwa hautaweka vifaa vya MPPT kupitia pedi ya kuruka) na kwa kulinda LTC4365's pini kutoka kwa mvuke. Tutakuwa tukiwasha ATtiny10 na mdhibiti wa magari wa 5V uliokadiriwa kwa pembejeo ya 40V.

Fuses…

Jambo moja muhimu kukumbuka, ni kwamba kila wakati unapaswa kuwa na fuse kwenye pembejeo zako na matokeo linapokuja sinia za betri, na kwamba unapaswa Daima kutumia kinga ya OV kwenye pembejeo za hali ya juu (IE- betri). Pembejeo za chini haziwezi kutekelezwa kwa urahisi OVP (mizunguko ya IE- crowbar), kwani mara nyingi haziwezi kutoa sasa ya kutosha kusafiri kwa kuvunja / fuse. Hii inaweza kusababisha hali mbaya ambapo TRIAC / SCR yako itaanza kupindukia, inayoweza kushindwa, ikisababisha vifaa vyako kwenye mstari kuharibiwa, au kusababisha mradi wako kulipuka kwa moto. Lazima uwe na uwezo wa kusambaza sasa ya kutosha ili kupiga fuse kwa wakati unaofaa (ambayo betri yetu ya 12V INAWEZA kufanya). Kama fyuzi, niliamua kwenda na 0453003. MR na Littlefuse. Ni fuse nzuri katika kifurushi kidogo sana cha SMD. Ukiamua kwenda na fyuzi kubwa, kama vile fyuzi 5x20mm, TAFADHALI, KWA MAPENZI YA YOYOTE YENYE JUU YAKO UNAYOMWOMBEA…. Usitumie fuses za glasi. Fyuzi za glasi zinaweza kuvunjika wakati zinavuma, ikipeleka vipande vya chuma moto na glasi kali kote kwenye bodi yako ikifanya kila aina ya uharibifu katika mchakato. Daima hutumia fyuzi za kauri, nyingi hujazwa na mchanga ili wakati zinapopiga, hazikaange bodi yako, au nyumba yako (sembuse kwamba kauri yenyewe inapaswa pia kusaidia katika ulinzi, sawa na silaha za kauri zilizotumiwa kulinda magari ya kisasa ya mapigano kutoka kwa vichwa vya kuchaji vya umbo / JETA HOTI ZA PLASMA). Kuweza "Kuona" waya hiyo ndogo kwenye fuse yako (hiyo, huenda usiweze kuona hata hivyo, haswa ikiwa wewe ni karibu kipofu) haifai kuwa na rundo la mkaa unaowaka mahali nyumba yako ilivyokuwa. Ikiwa unahitaji kupima fuse yako, tumia multimeter kuangalia upinzani wake.

Ulinzi wa ESD

Zimeenda zamani ni siku ambazo tulitegemea peke yao kwa gharama ya $ 5-10 varistors kulinda miradi yetu ya elektroniki. Daima unapaswa kutupa TV, au Voltage ya muda mfupi, diode. Kwa kweli hakuna sababu ya kutofanya hivyo. Uingizaji wowote, haswa pembejeo ya jopo la jua, inapaswa kulindwa kutoka kwa ESD. Katika tukio la mgomo wa umeme karibu na paneli za jua / waya-yoyote, waya hiyo ndogo ya TVS, pamoja na fuse, inaweza kuzuia mradi wako kuharibiwa kutoka kwa aina yoyote ya ESD / EMP (ambayo ndio umeme mgomo ni, sorta….). Sio karibu kudumu kama MOV, lakini kwa kweli wanaweza kufanya kazi ifanyike wakati mwingi.

Ambayo hutuleta kwa bidhaa yetu inayofuata, mapungufu ya Spark. "Je! Ni mapungufu gani ya cheche?!?" Kweli, mapengo ya cheche kimsingi ni athari tu ambayo inaenea hadi kwenye ndege ya ardhini kutoka kwa moja ya pini zako za kuingiza, ambayo soldermask imeondolewa kutoka kwake na ndege ya ardhini ya ndani na iko wazi kwa hewa wazi. Kuweka tu, inaruhusu ESD kujipenyeza moja kwa moja kwenye ndege yako ya ardhini (njia ya upinzani mdogo), na tunatumai itaepusha mzunguko wako. Hawana chochote cha kuongeza, kwa hivyo unapaswa kuwaongeza kila wakati mahali unapoweza. Unaweza kuhesabu umbali unaohitaji kati ya athari yako na ndege ya ardhini ili kulinda voltage kadhaa kupitia Sheria ya Paschen. Sitazungumzia jinsi ya kukokotoa hiyo, lakini inatosha kusema kwamba ujuzi wa jumla wa hesabu unashauriwa. Vinginevyo, unapaswa kuwa sawa na nafasi ya 6-10mil kati ya athari na ardhi. Kutumia athari iliyozunguka pia inashauriwa. Tazama picha niliyochapisha kwa wazo la jinsi ya kuitekeleza.

Ndege za chini

Hakuna sababu ya kutotumia ardhi moja kubwa kumwaga katika miradi mingi ya umeme. Kwa kuongezea, ni ubadhirifu sana kutotumia mimina ya ardhi kwani shaba hiyo yote italazimika kutolewa. Tayari unalipa shaba, na labda hauwezi kuchafua njia za maji za China (au popote) na kuitumia vizuri kama ndege yako ya ardhini. Mimina iliyotagwa ina matumizi machache sana katika vifaa vya kisasa vya elektroniki, na ni nadra, ikiwa imewahi kutumiwa kwa athari hiyo kwani ardhi thabiti inamwagika inadaiwa ina sifa bora za ishara za masafa ya juu, bila kusahau kuwa ni bora kwa kuzuia athari nyeti NA inaweza kutoa upitaji uwezo na ndege "ya moja kwa moja" ikiwa unatumia bodi ya safu nyingi. Pia ni muhimu kutambua, kwamba ikiwa unatumia oveni inayowaka tena au kituo cha moto cha kutengeneza hewa, uhusiano huo wa ndege thabiti na vitu visivyofaa haushauriwi, kwani wanaweza "jiwe la kaburi" linapojazwa tena, kwani ndege ya ardhini ina mafuta mengi hiyo inapaswa kuwa moto ili solder itayeyuka. Kwa kweli unaweza kuifanya ikiwa uko mwangalifu, lakini unapaswa kutumia pedi za misaada ya mafuta, au kile EasyEDA inaita "Spokes" kuunganisha pedi yako ya sehemu ya kupita. Bodi yangu hutumia usafi wa mafuta, ingawa kwa kuwa ninaunganisha kwa mkono, haijalishi njia yoyote.

Juu ya utawanyiko wa joto…

Chaja yetu ya jua haipaswi kuondoa joto nyingi, hata kwa kiwango cha juu kilichoundwa cha 3A (inategemea fuse). Kwa mbaya zaidi, SQJB60EP yetu juu ya upinzani ni 0.016mOhm saa 4.5V saa 8A (SQJ974EP katika marekebisho yangu ya pili, saa 0.0325mOhm, angalia maelezo yangu mwishoni kwa habari zaidi). Kutumia Sheria ya Ohms, P = I ^ 2 * R, utaftaji wetu wa nguvu ni 0.144W saa 3A (Sasa unaona kwanini nimetumia N channel MOSFETs kwa MPPT yetu na kubadilisha voltage ya "diode" mzunguko). Mdhibiti wetu wa magari 5V haipaswi kutoweka sana pia, kwani tunachora tu milliamps kadhaa kadhaa. Na 12V, au hata betri ya 24V, hatupaswi kuona upotezaji wa nguvu ya kutosha kwenye kidhibiti ili tuwe na wasiwasi juu ya kuzama kwa joto, hata hivyo kulingana na noti bora ya maombi ya TI juu ya suala hilo, nguvu zako nyingi hutoweka kama joto kurudi ndani ya PCB yenyewe, kwani ni njia ya upinzani mdogo. Kwa mfano, SQJB60EP yetu ina upinzani wa joto wa 3.1C / W kwa pedi ya kukimbia, wakati kifurushi cha plastiki kina upinzani wa joto wa 85C / W. Kuzama kwa joto kunafaa zaidi wakati unafanywa kupitia PCB yenyewe, IE- kuweka ndege nzuri nzuri kwa vifaa vyako ambavyo hupunguza joto nyingi (na hivyo kugeuza PCB yako kuwa kisambazaji kichwa), au kuelekeza vias upande wa pili wa bodi kutoka kwa ndege ndogo juu ili kuruhusu miundo thabiti zaidi. (Kuelekeza vias vya joto kwa ndege upande wa pili wa bodi pia inafanya uwezekano wa kushikamana kwa urahisi heatsink / slug upande wa nyuma wa bodi, au kuwa na joto hilo linapotea kupitia ndege ya chini ya bodi nyingine wakati imeambatanishwa kama Njia moja ya haraka na chafu unaweza kuhesabu ni nguvu ngapi unaweza kutawanya salama kutoka kwa sehemu ni (Tj - Tamb) / Rθja = Power. Kwa habari zaidi, ninakuhimiza sana usome maandishi ya programu ya TI.

Na mwishowe…

Ikiwa unataka kuwa na mradi wako ndani ya kontena, kama vile ninavyopanga kufanya kama itakavyotumika nje, unapaswa kuchagua kontena / sanduku lako kabla ya kuweka bodi yako nje. Kwa upande wangu, nilichagua EX-51 ya Polycases, na nimeunda bodi yangu kama hiyo. Niliunda pia bodi ya "mbele", inayounganisha na "mashimo" ya pembejeo ya jua, au kwa usahihi zaidi, inafaa (ambayo inafaa bodi ya unene wa 1.6mm). Waunganishe pamoja, na wewe ni mzuri kwenda. Jopo hili lina viunganisho visivyo na maji kutoka switchchcraft. Sijaamua ikiwa nitatumia "jopo la mbele" au "jopo la nyuma" bado, lakini bila kujali, pia nitahitaji "tezi isiyo na maji ya waya" kwa pembejeo au pato, na pia kwa kipima joto cha betri yetu. Kwa kuongezea, chaja yangu pia inaweza kusanikishwa kwenye bodi kama moduli (kwa hivyo mashimo yaliyopigwa).

Hatua ya 2: Kupata Sehemu zako

Kuagiza sehemu zako inaweza kuwa kazi kubwa, ikizingatiwa ni wauzaji wangapi, na kwa kuzingatia ukweli kwamba sehemu ndogo zitapotea mara kwa mara (yaani- resistors, capacitors). Kwa kweli, nilipoteza vipinga kwa mzunguko wa kuchaji betri ya 24V. Kwa bahati nzuri, sitakuwa nikitumia mzunguko wa kuchaji wa 24V.

Nilichagua kuagiza PCB yangu kutoka JLCPCB, kwa sababu uchafu wake ni wa bei rahisi. Wameonekana pia kubadili mchakato wa "picha-inayoweza picha", ambayo huacha skrini nzuri za silks (na soldermasks) tangu nilipowaamuru mwisho. Kwa bahati mbaya, haitoi usafirishaji wa bure tena, kwa hivyo italazimika kusubiri wiki moja au mbili kuipata, au lazima ulipe $ 20 + ili kusafirishwa kupitia DHL…. Kwa habari ya vifaa vyangu, nilikwenda na Mshale, kwani wana usafirishaji wa bure. Nililazimika tu kununua thermistor kutoka Digikey, kwani Arrow hakuwa nayo.

Kwa kawaida, passives za ukubwa wa 0603 ni A-OK kwa solder. Vipengele vya ukubwa wa 0402 vinaweza kuwa ngumu, na hupotea kwa urahisi, kwa hivyo agiza angalau mara mbili unayohitaji. Daima angalia kuhakikisha kuwa wamekutumia vifaa vyako vyote. Hii ni muhimu sana ikiwa hawaunganishi agizo lako, na badala yake watakutumia masanduku 20 tofauti kupitia FedEx.

Hatua ya 3: Kuwa tayari…

Kujiandaa kutengenezea…. Hauitaji zana nyingi za kutengeneza. Chuma cha kuuza bei rahisi, cha wastani, flux, solder, kibano, na snips, ni juu ya yote unayohitaji. UNATAKIWA pia kuwa na kizima-moto tayari, na kila wakati unapaswa kuwa na kinyago tayari kuchuja uchafu unaosababishwa na hewa unaosababishwa na mtiririko, ambao ni saratani / sumu.

Hatua ya 4: Kuiweka Pamoja

Kukusanya PCB yako ni rahisi sana. Ni sawa tu "bati moja pedi, kauza pini moja kwenye kichupo hicho, kisha 'buruta solder' pini zilizobaki". Huna haja ya darubini au kituo cha kupendeza cha kutengeneza tena vifaa vya SMD. Huna haja hata glasi ya kukuza kitu chochote kikubwa kuliko na 0603 (na wakati mwingine 0402). Hakikisha tu kwamba hakuna pini za daraja, na kwamba huna viungo baridi. Ukiona kitu "cha kuchekesha", weka flux juu yake na uipige na chuma.

Kwa kadiri mtiririko unavyoenda, labda unapaswa kutumia utaftaji safi-safi, kwani ni salama kuondoka kwenye bodi yako. Kwa bahati mbaya ni maumivu kuiondoa kwenye bodi yako. Ili kusafisha mtiririko wa 'safi-safi', pata vitu vingi kama unavyoweza na pombe ya kiwango cha juu, juu ya mkusanyiko wa 90%, na usufi wa pamba. Ifuatayo, isafishe vizuri na brashi ya zamani ya meno (miswaki ya zamani ya umeme / vichwa vya mswaki hufanya kazi vizuri). Mwishowe, pasha moto maji yaliyosafishwa kwa umwagaji wa maji moto. Unaweza kutumia sabuni ya sahani ikiwa ungependa (hakikisha tu haitasonga bodi yako, haipaswi kuharibu uhusiano wowote ulio wazi kwenye PCB yako kwani sabuni za sahani zimeundwa "kushikamana" na vifaa vya kikaboni kupitia hydrophobic Kitendo cha hydrophobic-hydrophillic hutolewa na muundo wa polar / non-polar hydrocarbon / alkali ya molekuli zake, na inaweza kuoshwa kupitia sehemu ya hydrophillic. Kwa kweli, suala pekee ni wakati haujasafishwa vizuri na maji yaliyotengenezwa au ikiwa ni babuzi sana). IFF kwa muujiza fulani unapata kila aina ya maji safi na pombe, na labda hautataka, unaweza kuruka kuosha bodi yako pamoja.

Baada ya dakika 30 au zaidi, maji ya moto yanapaswa kuvunja mabaki mengine yaliyonata kwenye ubao wako, kisha unaweza kwenda mjini na mswaki wako na upate iliyobaki. Suuza vizuri, na iache ikauke kwenye oveni ya toa iliyowekwa chini kabisa, au iiruhusu ikakauke angalau masaa 24 uwanjani. Kwa kweli, unapaswa kutumia oveni ya kibano au bunduki ya bei rahisi ya moto kutoka Bandari ya Usafirishaji iliyoshikiliwa mbali vya kutosha ili usikaange chochote. Unaweza pia kutumia hewa iliyoshinikizwa kwa athari sawa.

Kama noti ya pembeni, kuwa mwangalifu unaposafisha PCB zako, kwani unaweza kuziba vipengee huru. Huna haja ya kubonyeza chini sana, ya kutosha kupata bristles kati ya vifaa.

Hatua ya 5: Paneli za jua…