Направи си сам соларен контролер. Видове контролери за слънчеви панели и как да изберем

Здравейте. Продължавам темата за слънчевата енергия. Вече прегледах слънчевите панели ( и ). Написах и преглед на най-простия. Време е да се запознаете с един по-„напреднал“ контролер, така нареченият MPPT контролер.
Какво е това, за какво е, толкова по-добър е ШИМ, както и разопаковане, разглобяване, тестване, всичко това ще бъде в прегледа.
Питам заинтересованите.

теория:

Първо, малко за какво е необходим контролер за зареждане. Всъщност достатъчно е просто да свържете слънчевия панел към батерията и ако има поне малко светлина или още по-добре слънчева светлина, зарядният ток ще тече от слънчевата батерия към батерията, без да се използва контролер.
И така, какво се случва, ако изобщо не го използвате? Когато слънчевият панел е директно свързан към батерията, ще тече заряден ток и напрежението на клемите на батерията ще започне постепенно да се увеличава. Докато достигне границата на напрежението на зареждане (което зависи от вида на батерията и нейната температура), директната връзка ще бъде еквивалентна на наличието на PWM или ON/OFF модел контролер, тъй като в този режим тези модели просто свързват входа и изход.
Когато се достигне максималното напрежение (около 14 волта), ON/OFF контролерът, който е най-евтиният от всички видове, просто ще изключи соларния панел от батерията и зареждането ще спре, въпреки че в действителност батерията все още не е напълно заредена зареден и изисква поддържане на максимално напрежение върху него, за да се зареди напълно напрежението за още няколко часа. Този проблем се решава от ШИМ контролер, който с помощта на преобразуване на ширината на импулса (ШИМ или на английски - ШИМ) понижава напрежението на слънчевата батерия до желаната стойност и я поддържа.
Ако не използвате никакъв контролер, тогава трябва постоянно да наблюдавате напрежението на зареждане с волтметър и да изключите слънчевия панел в точното време. Но ако забравите да го изключите, това ще доведе до презареждане, изкипяване на електролита и съкращаване на живота на батерията. Ако обаче го изключите в неподходящ момент, както при използване на обикновен ON/OFF контролер, батериите ще останат ненапълно заредени (около 90%) и редовното недозареждане в крайна сметка ще доведе до значително намаляване на експлоатационния им живот.
Тук мисля, че можем да приключим с необходимостта от контролер за зареждане и да преминем към описание на видовете контролери за зареждане. Въпреки че 2 типа (ON/OFF и PWM) вече бяха споменати по-горе. Като цяло има трети тип контролери, така наречените MPPT зарядни контролери. Ще демонстрирам защо са необходими в следната графика:

Тази графика показва характеристиката на натоварване на стандартен 12-волтов соларен панел с напрежение на отворена верига от около 20 волта. Ако свържете този панел към 12-волтова оловно-киселинна батерия чрез PWM контролер, можете да получите работни точки в диапазона от 10-14,5 V. Максималната точка на мощност на слънчевия панел обаче е по-висока (17 волта в тази графика). И ако махнете тази мощност от панела точно в тази точка, ефективността на цялата соларна инсталация ще бъде по-висока. За това се използват MPPT контролерите. MPPT е проследяване на максимална мощност, т.е. проследяване на максимална мощност. Самото проследяване на тази точка може да се извърши с помощта на различни алгоритми и се изпълнява по различен начин в различните MPPT контролери. В най-простия случай тази точка може да бъде зададена ръчно.
По този начин основната разлика между MPPT контролер и PWM е наличието на преобразувател на напрежение в първия, поради което напрежението на слънчевия панел няма да бъде равно на напрежението на батерията.
Е, надявам се, че не съм го написал много умно.
MPPT контролерите не са евтини. Цените им започват от 300 долара. Контролерът, описан по-горе, струва значително по-малко. Да видим колко е добро или лошо, как ще се окаже...

Опаковка и аксесоари:

Контролерът беше опакован в обикновена картонена кутия, допълнително опакована с мехурче. В допълнение към контролера в комплекта имаше и лист А4 с описание на менюто. Нищо друго. Тези. никакви параметри, характеристики, ръководства, нищо. Не направих снимки на кутията, опаковката и злополучните инструкции, но видеото в края на ревюто показва всичко.

Контролер:

Ръководството с инструкции е намерено в електронен вариант. Ето параметрите на контролера, взети от това ръководство:
- Входно напрежение (от соларен панел) 12-60 V;
- Изходно напрежение 15-90 V;
- Изходен ток 0-10A;
- Максимална изходна мощност 600 W.
Размери и тегло:

Кратко описание с думи: На предния панел има цветен дисплей и 4 бутона:

SET - избор на поле;
Стрелки нагоре/надолу - увеличаване/намаляване на стойността в избраното поле;
OK - потвърждава избора или включва/изключва контролера.
От лявата страна има вентилатор, от дясната клема има връзки за соларен панел и батерия.
Връзка:

Редът на свързване е следният: първо соларния панел, след това батерията. В повечето контролери за зареждане трябва да направите обратното, т.е. първо батерията, после панела, защото... Контролерът се захранва от батерии. Тук контролерът се захранва от соларен панел. Това е особеността.
Нека отидем по-нататък и погледнем екрана:

Екранът е разделен на 4 области: 3 хоризонтални и една вертикална. Изброявам полетата отгоре надолу:
1. Напрежение на соларния панел;
2. Напрежение на батерията;
3. Заряден ток;
4. Зарядна мощност;
5. Обща енергия на заряда;
6. Време за зареждане
Чрез бутоните можете да зададете: максимално напрежение на точката на захранване, максимално напрежение на батерията, максимален ток на зареждане, време за осветяване на екрана, капацитет на батерията, време за зареждане на батерията, яркост на екрана, скорост на вентилатора. Как да направите това е описано в инструкциите и го демонстрирах във видеото в края на прегледа. Всички тези настройки могат да бъдат записани в 1 от 20 клетки с памет.

Разглобяване:

За да разглобите кутията, трябва да развиете 4 винта от едната страна, по-добре е да направите това от страната на вентилатора. И след това издърпайте и платката, и предния панел.

Няма оплаквания относно качеството на сглобяване и запояване, всичко е спретнато и чисто. Има оплаквания относно оформлението. Не разбирам защо да използваш алуминиев корпус, ако не го използваш като радиатор, а слагаш малък радиатор вътре и го обдухваш с вентилатор. Струва ми се, че това е върхът на дизайнерската глупост. Като цяло препоръчвам да премахнете транзисторите от радиатора и да ги поставите върху корпуса. Отстранете вентилатора. Освен това е ужасно шумен и харчи излишна енергия.

Тестване:

Първоначално планирах да свържа моя 20-ватов слънчев панел и автомобилна батерия към този контролер. Тези. сменете вашия PWM контролер с този и ни кажете какъв страхотен контролер е и колко по-добър е от PWM контролер. Но го нямаше. След като направих това, стигнах до извода, че контролерът не работи, защото. Токът и напрежението към батерията не са ограничени и цялата енергия от соларния панел се „превключва“ директно в батерията. За да проуча работата на контролера, вместо слънчев панел, свързах захранване с напрежение на отворена верига от около 16 волта и свързах 0,5 W товарен резистор от 2 kOhm към клемите за свързване на батерията. Свързах мултицет паралелно на захранването и резистора.

Веднага ще кажа, че контролерът измерва напрежението на слънчевия панел и батерията с приемлива точност.
След това в менюто на контролера настройвам напрежението на соларния панел на 10 волта и напрежението на батерията на 11,15 волта. Като го запалих видях че напрежението на входа и изхода е около 15 волта.

Както трябва да се докаже, контролерът не работи правилно.
Аз обаче отидох по-далеч и зададох 14V на входа и 20V на изхода и получих съответно 16V и 20V.

Вече по-добре.
Следваща тестова точка: 14V и 40V. Получени: 15.5V и 40V.

Продължавай. Зададох 13 волта на входа и 90V на изхода. Имам съответно 13V и 76V.

Това е нормалният режим на работа на MPPT контролера. Тези. Контролерът поддържа входното напрежение, предварително зададено като „максимално захранващо напрежение на панела“. На изхода контролерът работи в режим на управление на зарядния ток. Входната мощност просто не е достатъчна, за да повиши напрежението до максимално допустимото, също зададено по-рано. Веднага след като напрежението на батерията достигне максимума, контролерът ще премине в режим на поддържане на напрежението и няма да позволи то да се повиши.

Видео преглед:

Видео прегледът включва разопаковане, разглобяване и тестване на устройството. Подробно показах и как се работи с менюто.

Резултат:

В резултат на всичко по-горе, мога отговорно да декларирам, че този контролер е работещ и е MPPT контролер с няколко предупреждения:
1. Контролерът не може автоматично да намери точката на максимална мощност на соларния панел, напрежението на тази точка трябва да се настрои ръчно (конструктивна характеристика);
2. Контролерът може да се използва при условие, че напрежението на батерията е по-високо от напрежението на празен ход на соларния панел, в противен случай няма ограничения за напрежение и заряден ток (конструктивна характеристика);
3. Когато е включен, контролерът не чете автоматично всички параметри от паметта, поради което изисква ръчна първоначална инициализация всеки ден (проблем в софтуера, можете да излезете от ситуацията, като използвате допълнителен контролер, например Arduino, за първоначална инициализация на субекта).
Също така „против“ включват шума на вентилатора и странна конструктивна характеристика на устройството: алуминиевият корпус не се използва като радиатор. Но тук е достатъчно просто да направите необходимите модификации, като премахнете малкия вътрешен радиатор и вентилатора и „монтирате“ силовите транзистори върху корпуса.

Е, така стана някак си. На пръв поглед има повече „против“, отколкото „плюсове“. Дали това е вярно или не, не знам.
При писането на тази статия изрових известно количество информация за наличните MPPT контролери и като обобщение мога да кажа, че не всички продавани евтини MPPT контролери са такива. Тези. Производителите често пишат това съкращение, за да заблудят купувачите. Това твърдение не се отнася за темата.
Повтарям, че разглежданият контролер е MPPT контролер, макар и от начално ниво.

Надявам се информацията да намери своя читател и да му бъде полезна. Късмет!

Продуктът е предоставен за написване на рецензия от магазина. Прегледът е публикуван в съответствие с клауза 18 от Правилата на сайта.

Смятам да си купя +30 Добави към любими Ревюто ми хареса +49 +77

Контролерът за зареждане е много важен компонент от системата, в която соларните панели създават електрически ток. Устройството контролира зареждането и разреждането на батериите. Благодарение на него батериите не могат да се презареждат и разреждат толкова много, че ще бъде невъзможно да се възстанови работното им състояние.

Можете сами да направите такива контролери.

Домашен контролер: функции, компоненти

Устройството е предназначено само за работа, която създава ток със сила не повече от 4 A. Капацитетът на батерията, която се зарежда е 3000 Ah.

За да произведете контролера, трябва да подготвите следните елементи:

2 микросхеми: LM385-2.5 и TLC271 (е операционен усилвател);
3 кондензатора: C1 и C2 са с ниска мощност, имат 100n; C3 има капацитет 1000u, предназначен за 16 V;
1 индикатор LED (D1);
1 диод на Шотки;
1 диод SB540. Вместо това можете да използвате всеки диод, основното е, че той може да издържи на максималния ток на слънчевата батерия;
3 транзистора: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
10 резистора (R1 – 1k5, R2 – 100, R3 – 68k, R4 и R5 – 10k, R6 – 220k, R7 – 100k, R8 – 92k, R9 – 10k, R10 – 92k). Всички те могат да бъдат 5%. Ако искате по-голяма точност, можете да използвате 1% резистори.

Как могат да се сменят някои компоненти?

Всеки от тези елементи може да бъде заменен. Когато инсталирате други вериги, трябва да помислите промяна на капацитета на кондензатор C2и избиране на отклонението на транзистора Q3.

Вместо MOSFET транзистор можете да инсталирате всеки друг. Елементът трябва да има ниско съпротивление на отворен канал. По-добре е да не заменяте диода на Шотки. Можете да инсталирате обикновен диод, но той трябва да бъде поставен правилно.

Резисторите R8, R10 са равни на 92 kOhm. Тази стойност е нестандартна. Поради това такива резистори са трудни за намиране. Тяхната пълна подмяна може да бъде два резистора с 82 и 10 kOhm. Те са необходими включете последователно.

Прочетете също: Характеристики на външни батерии със слънчеви панели

Ако контролерът няма да се използва в агресивна среда, можете да инсталирате трим резистор. Позволява ви да контролирате напрежението. Няма да работи дълго в агресивна среда.

Ако трябва да използвате контролер за по-мощни панели, трябва да замените MOSFET транзистора и диода с по-мощни аналози. Всички останали компоненти не трябва да се променят. Няма смисъл да се монтира радиатор за регулиране на 4А.С инсталирането на MOSFET на подходящ радиатор устройството ще може да работи с по-ефективен панел.

Принцип на действие

Ако няма ток от соларната батерия, контролерът е в режим на заспиване. Не изразходва нито един ват от батерията. След като слънчевата светлина удари панела, електрическият ток започва да тече към контролера. Трябва да се включи. Индикаторният светодиод заедно с 2 слаби транзистора обаче се включва само когато текущото напрежение достигне 10 V.

След достигане на това напрежение ток ще тече през диода на Шотки към батерията. Ако напрежението се повиши до 14 V, усилвателят U1 ще започне да работи, което ще отвори MOSFET транзистора. В резултат на това светодиодът ще изгасне и два транзистора с ниска мощност ще се затворят. Батерията не се зарежда. По това време C2 ще бъде разреден. Средно това отнема 3 секунди. След като кондензаторът C2 се разреди, хистерезисът на U1 ще бъде преодолян, MOSFET ще се затвори и батерията ще започне да се зарежда. Зареждането ще продължи, докато напрежението се повиши до нивото на превключване.

Зареждането се извършва периодично. Освен това продължителността му зависи от тока на зареждане на батерията и от това колко мощни са устройствата, свързани към нея. Зареждането продължава докато напрежението достигне 14 V.

Веригата се включва за много кратко време. Активирането му се влияе от времето за зареждане на C2 с ток, който ограничава транзистора Q3. Силата на тока не може да надвишава 40 mA.

Ако сте мислили за алтернативен начин за генериране на енергия и сте решили да инсталирате слънчеви панели, тогава вероятно искате да спестите пари. Една от възможностите за спестяване е направете сами контролер за зареждане. При инсталиране на слънчеви генератори - панели е необходимо много допълнително оборудване: контролери за зареждане, батерии, за преобразуване на тока в технически стандарти.

Нека помислим за направата Направи си сам контролер за зареждане на соларна батерия.

Това устройство контролира нивото на заряд на оловните батерии, предотвратявайки пълното им разреждане и презареждане. Ако батерията започне да се разрежда в авариен режим, устройството ще намали натоварването и ще предотврати пълното разреждане.

Струва си да се отбележи, че самостоятелно направеният контролер не може да се сравни по качество и функционалност с индустриален, но ще бъде напълно достатъчен за работата на електрическата мрежа. В продажба има продукти, които се произвеждат в сутеренни условия и имат много ниско ниво на надеждност. Ако нямате достатъчно пари за скъпа единица, по-добре е да я сглобите сами.

Самостоятелно направен контролер за зареждане на слънчева батерия

Дори домашно приготвеният продукт трябва да отговаря на следните условия:

1.2P< U x I , где P – общая мощность всех используемых источников напряжения, I – ток прибора на выходе, U – вольтаж системы при разряженных батареях
Максималното разрешено входно напрежение трябва да бъде равно на общото напрежение на празен ход на всички батерии.

На изображението по-долу ще видите диаграма на такова електрическо оборудване. За да го сглобите ще ви трябват малко познания по електроника и малко търпение. Дизайнът е леко модифициран и сега вместо диод е инсталиран полеви транзистор, регулиран от компаратор.
Такъв контролер за зареждане ще бъде достатъчен за използване в мрежи с ниска мощност, като се използва само. Характеризира се с лекота на производство и ниска цена на материалите.

Контролер за зареждане на слънчеви панелиРаботи на прост принцип: когато напрежението на устройството достигне определената стойност, то спира зареждането и след това продължава само плавно зареждане. Ако напрежението падне под зададения праг, токът към батерията се възобновява. Използването на батерии се изключва от контролера, когато зарядът им е по-малък от 11 V. Благодарение на работата на такъв регулатор, батерията няма да се разреди спонтанно, когато няма слънце.

Основни характеристики схеми на контролери на заряда:

Зарядно напрежение V=13.8V (регулируемо), измерено при наличие на заряден ток;
Намаляване на натоварванетовъзниква, когато Vbat е по-малко от 11V (конфигурируемо);
Включване на товаракогато Vbat=12.5V;
Температурна компенсация на режим на зареждане;
Икономичният компаратор TLC339 може да бъде заменен с по-често срещаните TL393 или TL339;
Спадът на напрежението на клавишите е по-малък от 20mV при зареждане с ток от 0,5A.

Усъвършенстван контролер за слънчево зареждане

Ако сте уверени в познанията си за електронно оборудване, можете да опитате да сглобите по-сложна схема на контролера на заряда. Той е по-надежден и може да се захранва както от слънчеви панели, така и от вятърен генератор, което ще ви помогне да получите светлина вечер.

По-горе е подобрена схема на контролер за зареждане „направи си сам“. За промяна на праговите стойности се използват подстройващи резистори, с които ще регулирате работните параметри. Токът, идващ от източника, се превключва от реле. Самото реле се управлява от транзисторен ключ с полеви ефекти.

всичко схеми на контролери на зарядаса тествани в практиката и са се доказали като отлични в продължение на няколко години.

За лятна къща и други обекти, където не се изисква голяма консумация на ресурси, няма смисъл да се харчат пари за скъпи елементи. Ако имате необходимите познания, можете да прецизирате предложените дизайни или да добавите необходимата функционалност.

Ето как можете да направите свой собствен контролер за зареждане, когато използвате устройства за алтернативна енергия. Не се отчайвайте, ако първата палачинка излезе на бучки. В крайна сметка никой не е имунизиран от грешки. Малко търпение, усърдие и експерименти ще доведат работата до края. Но работещото захранване ще бъде отлична причина за гордост.

Един от най-важните компоненти на домашната слънчева електроцентрала е контролерът за зареждане на батерията. Именно това устройство следи процеса на зареждане/разреждане на батериите, като поддържа оптималния им работен режим. Има много схеми на контролери за слънчеви панели - от най-простите, понякога направени по домашен начин, до много сложни, използващи микропроцесори. Освен това домашните контролери за зареждане на слънчеви батерии често работят по-добре от подобни индустриални устройства от същия тип.

За какво са контролерите за зареждане на батерията?

Ако батерията е свързана директно към клемите на соларните панели, тя ще се зарежда непрекъснато. В крайна сметка батерия, която вече е напълно заредена, ще продължи да получава ток, което ще доведе до увеличаване на напрежението с няколко волта. В резултат на това батерията се презарежда, температурата на електролита се повишава и тази температура достига такива стойности, че електролитът кипи и се получава рязко изпускане на пари от кутиите на батерията. В резултат на това може да настъпи пълно изпаряване на електролита и изсъхване на кутиите. Естествено, това не добавя „здраве“ към батерията и рязко намалява нейния експлоатационен живот.

Контролер в система за зареждане на слънчева батерия

Така че, за да се предотвратят подобни явления, за да се оптимизират процесите на зареждане / разреждане, са необходими контролери.

Три принципа за проектиране на зарядни контролери

Въз основа на принципа на работа има три вида соларни контролери.
Първият, най-простият тип е устройство, направено на принципа "включване / изключване". Веригата на такова устройство е прост компаратор, който включва или изключва веригата за зареждане в зависимост от стойността на напрежението на клемите на батерията. Това е най-простият и евтин тип контролер, но начинът, по който произвежда заряда, е и най-ненадеждният. Факт е, че контролерът изключва веригата за зареждане, когато се достигне границата на напрежението на клемите на батерията. Но в същото време кутиите не са напълно заредени. Максималният постигнат заряд е не повече от 90% от номиналната стойност. Тази постоянна липса на заряд значително намалява производителността на батерията и нейния експлоатационен живот.

Токово-напреженови характеристики на соларен модул

Втори тип контролери- Това са устройства, изградени на принципа на ШИМ (широчинно-импулсна модулация). Това са по-сложни устройства, в които освен компоненти на дискретна верига има и микроелектронни елементи. Устройствата, базирани на PWM (на английски - PWM), зареждат батериите на етапи, като избират оптимални режими на зареждане. Този избор се прави автоматично и зависи от това колко дълбоко са разредени батериите. Контролерът увеличава напрежението, като същевременно намалява тока, като по този начин гарантира, че батерията е напълно заредена. Големият недостатък на PWM контролера е забележимите загуби в режим на зареждане на батерията - до 40%.

Третият тип са MPPT контролери, тоест работещи на принципа на намиране на точката на максимална мощност на соларния модул. По време на работа устройствата от този тип използват максималната налична мощност за всеки режим на зареждане. В сравнение с други, устройствата от този тип осигуряват приблизително 25% - 30% повече енергия за зареждане на батериите от други устройства.

Батерията се зарежда с по-ниско напрежение от другите видове контролери, но с по-висок ток. Ефективността на устройствата MPPT достига 90% - 95%.

Най-простият домашен контролер

Когато правите сами контролер, е необходимо да спазвате определени условия. Първо, максималното входно напрежение трябва да бъде равно на напрежението на батерията без товар. Второ, съотношението трябва да се поддържа: 1.2P

Това устройство е проектирано да работи като част от слънчева електроцентрала с ниска мощност. Принципът на работа на контролера е изключително прост. Когато напрежението на клемите на батерията достигне зададената стойност, зареждането спира. Впоследствие се произвежда само така нареченият капков заряд.

Контролер, монтиран на печатна платка

Когато напрежението падне под зададеното ниво, захранването на батериите се възобновява. Ако при работа с товар при липса на заряд напрежението на батерията е под 11 волта, контролерът ще изключи товара. Това предотвратява разреждането на батериите, когато няма слънце.

Аналогов контролер за хелиеви системи с ниска мощност

Аналоговите устройства се използват главно в хелиеви системи, които имат ниска мощност. В мощни системи е препоръчително да се използват цифрови серийни устройства от типа MPPT. Тези контролери прекъсват тока на зареждане, когато батерията е напълно заредена. Предложената схема на аналогов контролер използва паралелна връзка. При тази връзка соларният модул винаги е свързан към батерията чрез специален диод. Когато напрежението на батерията достигне предварително определена стойност, контролерът, паралелно със соларния модул, включва верига на товарен резистор, който абсорбира излишната енергия от модула.

Това устройство е проектирано и сглобено за специфична система, състояща се от слънчев панел с 36 клетки, с изходно напрежение на отворена верига от 18 волта и ток на късо съединение до един ампер. Капацитетът на батерията е до 50 амперчаса, при номинално напрежение 12 волта. Преди да включите сглобеното устройство в работната конфигурация на системата, е необходимо да го конфигурирате. За бърза настройка трябва да вземете предварително заредена батерия. Соларната батерия при спазване на поляритета трябва да се свърже към PV клемите по схемата, а батерията – към VAT клемите. Цифров волтметър също трябва да бъде свързан към клемите на батерията.

Сега, за да извлечете максимума от слънчевия панел, трябва да го ориентирате към слънцето. След това бавно завъртете винта на променлив резистор с двадесет оборота с номинална стойност 100 kOhm. Винтът се завърта, докато светодиодът започне да мига. След като започне да мига, винтът трябва да продължи да се върти бавно, докато волтметърът покаже желаното напрежение на клемите на батерията. Това завършва настройката на устройството.

По време на работа на системата, когато напрежението на клемите на батерията достигне гранична стойност, светодиодът започва да излъчва кратки светлинни импулси с дълги интервали. Тъй като батерията продължава да се зарежда, продължителността на светлинните импулси се увеличава, а интервалът между тях, напротив, намалява.

Разбира се, ако имате определени знания и умения, можете да сглобите по-сложно устройство, например MPPT, но ако става въпрос за закупуване на скъпо оборудване за домашна електроцентрала, тогава вероятно има смисъл да закупите промишлено устройство, което също се покрива и гаранцията на производителя. И не излагайте батериите на риск от повреда.

Би било страхотно, ако можете да зареждате батерията на мобилния си телефон с помощта на слънцето вместо с USB зарядно, нали?

В този урок ще ви покажем как да зареждате литиева батерия 18650 с помощта на чипа TP4056 и слънчевата енергия (или просто SUN). В резултат на това ще имаме преносимо захранване.

Общата цена на този проект, с изключение на батерията, е малко под $5. Батерията ще добави още $4 до $5 долара. Така че общата цена на проекта е около $10. Всички компоненти са налични в AliExpress на наистина добра цена.

За този проект ще ни трябва:

5V соларна батерия (уверете се, че е 5V и не по-малко);
платка с общо предназначение, платка за разработка;
1N4007 високоволтов диод с високо съпротивление (за защита от обратно напрежение). Този диод е оценен на 1A прав ток с пиково обратно напрежение от 1000V;
Меден проводник;
2x PCB клеми;
18650 държач за батерия;
батерия 3.7V 18650;
TP4056 платка за защита на батерията (с или без IC защита);
усилвател на мощност 5V;
някои свързващи проводници;
оборудване за запояване.

Как работи TP4056

Ако погледнем самата платка, можем да видим, че тя има чип TP4056 заедно с няколко други компонента, които ни интересуват.

На платката има един червен и един син светодиод. Червеното свети, когато се зарежда, а синьото свети, когато е напълно заредено. Има и mini-USB конектор за зареждане на батерията от външно USB зарядно. Има и две места, където можете да запоите своя собствена зарядна единица. Тези местоположения са обозначени с IN- и IN+.

Ще ги използваме за захранване на тази дъска. Батерията ще бъде свързана към тези две точки, обозначени с BAT+ и BAT-. Платката изисква входно напрежение от 4,5 до 5,5 V за зареждане на батерията.

На пазара има две версии на тази платка. Един с модул за защита на батерията и един без него. И двете платки имат ток на зареждане от 1А и се изключват, когато завършат.

В допълнение, такъв със защита изключва товара, когато напрежението на батерията падне под 2,4 V, за да предпази батерията от твърде нисък ток (като например в облачен ден), а също така предпазва от пренапрежение и обратен поляритет (обикновено се самоунищожава вместо батерия), но моля, проверете дали сте свързали всичко правилно още първия път.

Схема на устройството

Тези платки стават много горещи, така че ще ги запоим малко над печатната платка. За това ще използваме твърда медна тел, за да направим краката за печатната платка. Ще имаме 4 парчета медна жица, за да направим 4 крака за печатната платка. За това можете да използвате и - щифтови конектори вместо меден проводник.

Сглобяването е много просто.

Соларната клетка е свързана съответно към IN+ и IN клемите на платката за зареждане TP4056. В положителния край е поставен диод за защита срещу обратно напрежение. След това платките BAT+ и BAT- се свързват към +ve и -ve краищата на батерията. Това е всичко, от което се нуждаем, за да заредим батерията.

Сега, за да захранваме платката Arduino, трябва да увеличим изхода до 5V. Така че добавяме 5V усилвател на напрежение към тази верига. Свържете батериите -ve към IN- на усилвателя и ve+ към IN+, като добавите превключвател между тях. Свързахме усилвателната платка директно към зарядното устройство, но препоръчваме там да инсталирате SPDT превключвател. Следователно, когато устройството зарежда батерията, тя се зарежда и не се използва.

Соларните клетки са свързани към входа на зарядно устройство за литиева батерия (TP4056), чийто изход е свързан към литиева батерия 18560. Усилвател на напрежение 5 V също е свързан към батерията и се използва за преобразуване от 3,7 VDC в 5 VDC.

Напрежението за зареждане обикновено е около 4,2 V. Входът на усилвателя на напрежението варира от 0,9 до 5,0 V. Така че ще види около 3,7 V на своя вход, когато батерията се разрежда, и 4,2 V, когато се зарежда. Изходът на усилвателя към останалата част от веригата ще поддържа стойността си на 5V.

Този проект ще бъде много полезен за захранване на отдалечен регистратор на данни. Както знаем, захранването винаги е проблем за дистанционно записващо устройство и в повечето случаи няма наличен електрически контакт. Този вид ситуация ви принуждава да използвате някои батерии, за да захранвате вашата верига. Но в крайна сметка батерията ще умре. Нашият евтин проект за слънчево зарядно е чудесно решение за такава ситуация.