Contrôleur de charge solaire DIY Arduino PWM5 (fichiers PCB et logiciel inclus): 9 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Il y a quelques années, Julian Ilett a conçu le contrôleur de charge solaire "PWM5" basé sur un microcontrôleur PIC. Il a également expérimenté une version basée sur Arduino. Vous pouvez retrouver ses vidéos ici:

selon le schéma de Julians, arduine.eu a conçu une très petite version, basée sur l'Arduino Pro Mini 5V, 16MHz:

Après avoir déjà conçu et construit deux chargeurs solaires buck MPPT, j'ai voulu essayer cette conception très simpliste.

Étape 1: Dessiner le schéma

Le schéma est basé sur celui de Julians dessiné à la main. J'ai essayé de le rendre aussi facile à comprendre que possible. Ce sera également la base d'un bon PCB.

Étape 2: Concevoir un bon PCB

Le schéma Eagle était la base de cette disposition de PCB. Les pistes sont unilatérales et très larges. Cela vous permet de graver vos planches facilement, si vous ne souhaitez pas les commander auprès d'un fabricant.

Étape 3: Préparation de la carte prototype

Avant de commander les planches, je voulais vérifier la conception sur un morceau de planche prototype. Sa taille est de 0,8 x 1,4 pouces.

Étape 4: Remplir le tableau

Parce que la carte devrait avoir la même taille que la Pro Mini, les composants sont très proches les uns des autres. Bien sûr, nous pourrions également utiliser des composants SMD, mais je voulais que le design soit aussi convivial que possible pour le bricolage. Les noms des composants peuvent être trouvés sur le schéma. Toutes les résistances sont de taille 1/4 Watt.

BTW: C'était ma première tentative de soudure sans plomb. Donc ça pourrait avoir l'air plus propre;-)

Étape 5: Test du circuit de la pompe de charge Dickson

Parce que je voulais garder la consommation d'énergie aussi faible que possible (elle est d'environ 6 mA), j'ai utilisé la version 3,3 V, 8 MHz de l'Arduino Pro Mini. Donc, en raison de l'alimentation de 3,3 V (au lieu de 5 V), je n'étais pas sûr que la pompe de charge serait capable de générer la tension de grille requise pour le MOSFET IRF3205. J'ai donc fait une petite expérience avec différentes fréquences PWM et condensateurs de pompage. Comme vous pouvez le voir, la tension d'environ 5,5 V n'était pas suffisante pour piloter un MOSFET de niveau non logique. J'ai donc décidé d'utiliser un IRLZ44N. Il s'agit d'un MOSFET de niveau logique et fonctionne très bien avec 5V.

Étape 6: Souder les composants et les fils restants

Ensuite, il était temps de souder les composants restants ainsi que les fils et la diode anti-backed externe. Cette diode est très importante ! Assurez-vous qu'il est capable de gérer votre courant maximum.

Étape 7: Tests logiciels

Parce que le logiciel original était un peu comme vous, j'ai décidé d'écrire le mien. Vous pouvez le télécharger (ainsi que les fichiers Eagle PCB ainsi que les Gerbers) sur mon GitHub. Le lien est à la fin de ce Instructable.

Une étape importante a consisté à déterminer la fréquence de commutation maximale des circuits de commande Julians MOSFET. Comme vous pouvez le voir, 15 kHz semble horrible (mesuré à la porte MOSFET) et produirait beaucoup de chaleur. 2kHz par contre semble acceptable. Vous pouvez voir les différences dans la vidéo sur la première page de cet article.

Pour faire les mesures requises, j'ai utilisé mon oscilloscope de poche DSO201 bon marché, un multimètre et un wattmètre Arduino DIY.

Étape 8: Conclusion, liens de téléchargement

Alors, quelle est la conclusion de ce petit projet ? Cela fonctionne bien, mais bien sûr, il ne peut pas être utilisé pour des tensions nominales de batterie inférieures à 12V. Au moins, ce serait très inefficace dans ce cas, car il s'agit simplement d'un chargeur PWM plutôt que d'un convertisseur buck. Il n'a pas non plus de suivi MPPT. Mais pour sa taille, c'est assez impressionnant. Il fonctionne également avec de très petits panneaux solaires ou avec un ensoleillement très faible.

Et bien sûr, c'est très amusant de construire cette chose. J'ai également apprécié de jouer avec mon oscilloscope et de visualiser les circuits du pilote MOSFET.

J'espère que ce petit Instructable vous a été utile. Jetez également un œil à mes autres vidéos d'électronique sur ma chaîne YouTube.

Logiciel, fichiers Eagle CAD et fichiers Gerber sur mon GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/PWM5

Chargeurs MPPT sur mon GitHub:

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converte…

Ma chaîne YouTube:

www.youtube.com/channel/UCqWO3PNCSjHmYiACD…

Étape 9: Où commander vos planches

Les planches peuvent être commandées ici:

jlcpcb.com (avec les fichiers Gerber joints)

oshpark.com (avec le fichier du tableau Eagle)

bien sur il y a aussi d'autres alternatives