Mdhibiti wa malipo ya jua ya ARDUINO (Toleo-1): Hatua 11 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

[Cheza Video]

Katika maagizo yangu ya hapo awali nilielezea maelezo ya ufuatiliaji wa nishati ya mfumo wa jua wa gridi mbali. Nimeshinda pia mashindano ya mizunguko ya 123D kwa hiyo. Unaweza kuona METER hii ya NISHATI YA ARDUINO.

Mwishowe ninachapisha mtawala wangu mpya wa malipo ya toleo-3. Toleo jipya lina ufanisi zaidi na hufanya kazi na algorithm ya MPPT.

Unaweza kupata miradi yangu yote kwenye:

Unaweza kuiona kwa kubofya kiunga kifuatacho.

Mdhibiti wa malipo ya jua ya ARDUINO MPPT (toleo-3.0)

Unaweza kuona mtawala wangu wa malipo ya toleo-1 kwa kubofya kiunga kifuatacho.

Mdhibiti wa malipo ya jua ya ARDUINO (Toleo la 2.0)

Katika mfumo wa umeme wa jua, mtawala wa kuchaji ni moyo wa mfumo ambao ulibuniwa kulinda betri inayoweza kuchajiwa. Katika mafunzo haya nitaelezea mtawala wa malipo ya PWM.

Nchini India watu wengi wanaishi katika maeneo ya mashambani ambapo njia ya usambazaji ya gridi ya taifa haijafikiwa hadi sasa. Gridi za umeme zilizopo hazina uwezo wa kusambaza hitaji la umeme kwa watu hao masikini. Kwa hivyo vyanzo vya nishati mbadala (picha za voltaic paneli na upepo- jenereta) ndio chaguo bora nadhani. Ninajua vizuri juu ya uchungu wa maisha ya kijijini kwani mimi pia ni kutoka eneo hilo. Kwa hivyo nilibuni mtawala huyu wa malipo ya jua wa DIY kusaidia wengine na pia nyumba yangu. Huwezi kuamini, nyumba yangu ilitengeneza mfumo wa taa za jua husaidia sana wakati wa Kimbunga Phailin cha hivi karibuni.

Nguvu ya jua ina faida ya kuwa chini ya matengenezo na uchafuzi wa mazingira lakini shida zao kuu ni gharama kubwa ya utengenezaji, ufanisi mdogo wa ubadilishaji wa nishati. Kwa kuwa paneli za jua bado zina ufanisi duni wa ubadilishaji, gharama ya jumla ya mfumo inaweza kupunguzwa kwa kutumia mtawala mzuri wa malipo ya jua ambayo inaweza kutoa nguvu inayowezekana kutoka kwa jopo.

Mdhibiti wa malipo ni nini?

Kidhibiti chaji ya jua inasimamia voltage na sasa inayokuja kutoka kwa paneli zako za jua ambazo zimewekwa kati ya paneli ya jua na betri. Inatumiwa kudumisha voltage inayofaa ya kuchaji kwenye betri. Wakati voltage ya pembejeo kutoka kwa jopo la jua inapoinuka, mdhibiti wa malipo husimamia malipo kwa betri zinazozuia kuchaji yoyote zaidi.

Aina za Mdhibiti wa malipo:

1. ZIMA

2. PWM

3. MPPT

Mdhibiti wa malipo ya msingi (aina ya ON / OFF) huangalia tu voltage ya betri na kufungua mzunguko, na kusimamisha kuchaji, wakati voltage ya betri inapanda kwa kiwango fulani.

Miongoni mwa watawala wa malipo 3 MPPT wana ufanisi mkubwa lakini ni wa gharama kubwa na wanahitaji mizunguko tata na algorithm. Kama mtu anayeanza kucheza kama mimi nadhani mtawala wa malipo ya PWM ni bora kwetu ambayo inachukuliwa kama mapema ya kwanza muhimu katika kuchaji betri ya jua.

PWM ni nini:

Moduli ya Upana wa Pulse (PWM) ndio njia bora zaidi kufikia malipo ya betri ya voltage mara kwa mara kwa kurekebisha uwiano wa ushuru wa swichi (MOSFET). Katika mtawala wa malipo ya PWM, sasa kutoka kwa paneli za jua hupiga kulingana na hali ya betri na mahitaji ya kuchaji tena. Wakati voltage ya betri inafikia kiwango cha kuweka kanuni, algorithm ya PWM hupunguza polepole sasa ya kuchaji ili kuzuia kupokanzwa na kutuliza gesi, lakini kuchaji kunaendelea kurudisha kiwango cha juu cha nishati kwa betri kwa wakati mfupi zaidi.

Faida za mtawala wa malipo ya PWM:

1. Ufanisi wa juu wa kuchaji

2. Maisha ya betri ndefu

3. Punguza betri inapokanzwa

4. Hupunguza mafadhaiko kwenye betri

5. Uwezo wa kuharibu betri.

Mdhibiti wa malipo hii anaweza kutumika kwa:

1. Kuchaji betri zinazotumika katika mfumo wa sola

2. Taa ya jua katika eneo la vijijini

3. Kuchaji simu ya rununu

Nadhani nimeelezea mengi juu ya usuli wa mtawala wa malipo. Wacha tuanze kumfanya mtawala.

Kama mafundisho yangu ya mapema nilitumia ARDUINO kama kidhibiti kidogo ambacho ni pamoja na kwenye-chip PWM na ADC.

Hatua ya 1: Sehemu na Zana zinahitajika:

Sehemu:

1. ARDUINO UNO (Amazon)

2. LCD ya 16x2 (Amazon)

3. MOSFETS (IRF9530, IRF540 au sawa)

4. WABADILISHAJI (2N3904 au transistors sawa wa NPN)

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

6. MFANYAKAZI (Amazon / 100uF, 35v)

7. DIODE (IN4007)

ZENER DIODE 11v (1N4741A)

9. LEDS (Amazon / Nyekundu na Kijani)

10. FUSES (5A) NA FUSE HOLDER (Amazon)

11. BODI YA MIKATE (Amazon)

12. BODI YA KAZI (Amazon)

13. WIRES JUMPER (Amazon)

14. BOKSI LA MRADI

15.6 KUSUNGA PIN KWA KIWANGO

16. VIWANJA VYA KUPANDA VYA KUPANDA (Amazon)

Zana:

1. CHIMBA (Amazon)

2. BUNDU LA GRUE (Amazon)

3. kisu kisicho (Amazon)

4. VISU VYA KUUZA (Amazon)

Hatua ya 2: Chaji Mzunguko wa Mdhibiti

Ninagawanya mzunguko mzima wa mtawala wa malipo hadi sehemu 6 kwa uelewa mzuri

1. Kuhisi voltage

2. Uzalishaji wa ishara ya PWM

3. Kubadili MOSFET na dereva

4. Filter na ulinzi

5. Onyesha na Dalili

6. KUPakia / KUZIMA MZIGO

Hatua ya 3: Sensorer za Voltage

Sensorer kuu katika kidhibiti chaji ni sensorer za voltage ambazo zinaweza kutekelezwa kwa urahisi kwa kutumia mzunguko wa mgawanyiko wa voltage. Tunapaswa kuhisi voltage inayotoka kwa jopo la jua na voltage ya betri.

Kwa kuwa voltage ya pembejeo ya pini ya ARDUINO imezuiliwa kwa 5V, nilitengeneza mgawanyiko wa voltage kwa njia ambayo voltage ya pato kutoka kwake inapaswa kuwa chini ya 5V. Nilitumia jopo la jua la 5W (Voc = 10v) na 6v na5.5Ah SLA betri ya kuhifadhi nguvu. Kwa hivyo lazima niondole chini voltage zote chini kuliko 5V. Nilitumia R1 = 10k na R2 = 4.7K katika kuhisi voltages zote (voltage ya umeme wa jua na voltage ya betri). Thamani ya R1 na R2 inaweza kuwa ya chini lakini shida ni kwamba wakati upinzani uko chini zaidi juu ya sasa inapita kwa njia hiyo kama matokeo idadi kubwa ya nguvu (P = I ^ 2R) hupotea kwa njia ya joto. Kwa hivyo thamani tofauti ya upinzani inaweza kuchaguliwa lakini utunzaji unapaswa kuchukuliwa ili kupunguza upotezaji wa nguvu kwenye upinzani.

Nimeunda mtawala huu wa malipo kwa mahitaji yangu (6V betri na 5w, jopo la jua la 6V), kwa voltage ya juu lazima ubadilishe thamani ya vipinga vya mgawanyiko.

Katika nambari nimeita jina la kutofautisha "solar_volt" kwa voltage kutoka kwa jopo la jua na "bat_volt" kwa voltage ya betri.

Kura = R2 / (R1 + R2) * V

hebu jopo voltage = 9V wakati wa jua kali

R1 = 10k na R2 = 4.7 k

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

wacha voltage ya betri ni 7V

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

Voltage zote mbili kutoka kwa wagawanyaji wa voltage ni chini kuliko 5v na zinafaa kwa pini ya analog ya ARDUINO

Upimaji wa ADC:

lets kuchukua mfano:

pato halisi la volt / divider = 3.127 2.43 V ni eqv hadi 520 ADC

1 ni eqv hadi.004673V

Tumia njia hii kurekebisha sensa.

KODI YA ARDUINO:

kwa (int i = 0; i <150; i ++) {sample1 + = analogRead (A0); // soma voltage ya pembejeo kutoka kwa jopo la jua

sampuli2 + = analogSoma (A1); // soma voltage ya betri

kuchelewesha (2);

}

sampuli1 = sampuli1 / 150;

sampuli2 = sampuli2 / 150;

solar_volt = (sampuli1 * 4.673 * 3.127) / 1000;

bat_volt = (sampuli2 * 4.673 * 3.127) / 1000;

Kwa upimaji wa ADC rejea mafundisho yangu ya hapo awali ambapo nimeelezea kwa kina.

Hatua ya 4: Uzazi wa Ishara ya Pwm:

Mkimbiaji Juu katika Mashindano ya Arduino

Mkimbiaji Juu katika Changamoto ya Elektroniki ya Kijani