ARDUINO सोलर चार्ज कंट्रोलर (संस्करण 2.0): 26 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

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एक साल पहले, मैंने अपने गांव के घर के लिए बिजली उपलब्ध कराने के लिए अपना सौर मंडल बनाना शुरू किया। प्रारंभ में, मैंने सिस्टम की निगरानी के लिए LM317 आधारित चार्ज कंट्रोलर और एक एनर्जी मीटर बनाया। अंत में, मैंने PWM चार्ज कंट्रोलर बनाया। अप्रैल-2014 में मैंने अपने PWM सोलर चार्ज कंट्रोलर डिज़ाइन को वेब पर पोस्ट किया, यह बहुत लोकप्रिय हुआ। दुनिया भर में बहुत से लोगों ने अपना खुद का निर्माण किया है। इतने सारे छात्रों ने मुझसे मदद लेकर अपने कॉलेज प्रोजेक्ट के लिए इसे बनाया है। मुझे विभिन्न रेटिंग वाले सोलर पैनल और बैटरी के लिए हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर संशोधन के बारे में सवालों के साथ लोगों से हर दिन कई ईमेल मिलते हैं। ईमेल का एक बहुत बड़ा प्रतिशत 12Volt सौर प्रणाली के लिए चार्ज कंट्रोलर के संशोधन के संबंध में है।

आप मेरे सभी प्रोजेक्ट https://www.opengreenenergy.com/ पर देख सकते हैं

25.03.2020 को अपडेट करें:

मैंने इस प्रोजेक्ट को अपग्रेड किया है और इसके लिए एक कस्टम पीसीबी बनाया है। आप नीचे दिए गए लिंक में पूरा प्रोजेक्ट देख सकते हैं:

ARDUINO PWM सोलर चार्ज कंट्रोलर (V 2.02)

इस समस्या को हल करने के लिए मैंने यह नया वर्जन चार्ज कंट्रोलर बनाया है ताकि कोई भी बिना हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर को बदले इसका इस्तेमाल कर सके। मैं इस डिजाइन में ऊर्जा मीटर और चार्ज कंट्रोलर दोनों को मिलाता हूं।

वर्जन-2 चार्ज कंट्रोलर की विशिष्टता:

1. चार्ज कंट्रोलर के साथ-साथ एनर्जी मीटर2। स्वचालित बैटरी वोल्टेज चयन (6V/12V) 3. बैटरी वोल्टेज के अनुसार ऑटो चार्ज सेटपॉइंट के साथ पीडब्लूएम चार्जिंग एल्गोरिदम। चार्ज और लोड स्थिति 5 के लिए एलईडी संकेत। वोल्टेज, करंट, पावर, एनर्जी और तापमान प्रदर्शित करने के लिए 20x4 कैरेक्टर एलसीडी डिस्प्ले। 6. लाइटनिंग प्रोटेक्शन 7. रिवर्स करंट फ्लो प्रोटेक्शन

8. शॉर्ट सर्किट और अधिभार संरक्षण

9. चार्ज करने के लिए तापमान मुआवजा

विद्युत विनिर्देश: 1. रेटेड वोल्टेज = 6 वी / 12 वी 2. अधिकतम वर्तमान = 10 ए 3. अधिकतम लोड वर्तमान = 10 ए 4। ओपन सर्किट वोल्टेज = 6 वी सिस्टम के लिए 8-11 वी / 12 वी सिस्टम के लिए 15 -25 वी

चरण 1: आवश्यक भाग और उपकरण:

भाग:

1. Arduino नैनो (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

2. पी-एमओएसएफईटी (अमेज़ॅन / आईआरएफ 9540 x2)

3.पावर डायोड (10A के लिए Amazon / MBR 2045 और 2A के लिए IN5402)

4.बक कन्वर्टर (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

5. तापमान सेंसर (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

6.वर्तमान सेंसर (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

7. TVS डायोड (अमेज़न / P6KE36CA)

8.ट्रांजिस्टर (2N3904 या बैंगगूड)

9.रेसिस्टर्स (100k x 2, 20k x 2, 10k x 2, 1k x 2, 330ohm x 5): बैंगगूड

10.सिरेमिक कैपेसिटर (0.1uF x 2): बैंगगूड

11.इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (100uF और 10uF): बैंगगूड

12. 20x4 I2C एलसीडी (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

13. RGB एलईडी (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

14. Bi रंग एलईडी (अमेज़ॅन)

15.जम्पर तार / तार (बैंगगूड)

16. हैडर पिन (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

17. हीट सिंक (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

18.फ्यूज धारक और फ़्यूज़ (अमेज़ॅन / ईबे)

19.पुश बटन (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

20. छिद्रित बोर्ड (अमेज़ॅन / बैंगगूड)

21.प्रोजेक्ट एनक्लोजर (बैंगगूड)

22. स्क्रू टर्मिनल (3x 2pin और 1x6 पिन): बैंगगूड

23. नट/पेंच/बोल्ट (बैंगगूड)

24.प्लास्टिक बेस

उपकरण:

1. सोल्डरिंग आयरन (अमेज़ॅन)

2.वायर कटर और स्ट्रिपर (अमेज़ॅन)

3. स्क्रू ड्राइवर (अमेज़न)

4. ताररहित ड्रिल (अमेज़ॅन)

5. डरमेल (अमेज़ॅन)

6. गोंद गन (अमेज़ॅन)

7. हॉबी नाइफ (अमेज़न)

चरण 2: चार्ज कंट्रोलर कैसे काम करता है:

चार्ज कंट्रोलर का दिल Arduino नैनो बोर्ड है। Arduino MCU सोलर पैनल और बैटरी वोल्टेज को सेंस करता है। इन वोल्टेज के अनुसार, यह तय करता है कि बैटरी को कैसे चार्ज किया जाए और लोड को कैसे नियंत्रित किया जाए।

चार्जिंग करंट की मात्रा बैटरी वोल्टेज और चार्ज सेटपॉइंट वोल्टेज के बीच के अंतर से निर्धारित होती है। नियंत्रक दो चरणों चार्जिंग एल्गोरिदम का उपयोग करता है। चार्जिंग एल्गोरिथम के अनुसार, यह सोलर पैनल साइड p-MOSFET को फिक्स्ड फ्रीक्वेंसी PWM सिग्नल देता है। PWM सिग्नल की फ्रीक्वेंसी 490.20Hz (पिन-3 के लिए डिफॉल्ट फ्रीक्वेंसी) है। कर्तव्य चक्र 0-100% त्रुटि संकेत द्वारा समायोजित किया जाता है।

नियंत्रक शाम/सुबह और बैटरी वोल्टेज के अनुसार लोड साइड p-MOSFET को एक उच्च या निम्न आदेश देता है।

पूर्ण योजनाबद्ध नीचे संलग्न है।

आप अपने सोलर पीवी सिस्टम के लिए सही चार्ज कंट्रोलर चुनने पर मेरा नवीनतम लेख पढ़ सकते हैं

चरण 3: सोलर चार्ज कंट्रोलर के मुख्य कार्य:

चार्ज कंट्रोलर को निम्नलिखित बातों का ध्यान रखते हुए बनाया गया है।

1. बैटरी ओवरचार्ज को रोकें: बैटरी के पूरी तरह चार्ज होने पर सौर पैनल द्वारा बैटरी को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा को सीमित करने के लिए। यह मेरे कोड के चार्ज_साइकिल () में लागू किया गया है।

2. बैटरी को ओवर डिस्चार्ज होने से रोकें: बैटरी के कम चार्ज होने पर बैटरी को इलेक्ट्रिकल लोड से डिस्कनेक्ट करने के लिए। यह मेरे कोड के load_control() में लागू किया गया है।

3. लोड नियंत्रण कार्य प्रदान करें: एक निर्दिष्ट समय पर विद्युत भार को स्वचालित रूप से कनेक्ट और डिस्कनेक्ट करने के लिए। सूर्यास्त के समय लोड चालू रहेगा और सूर्योदय के समय बंद रहेगा। यह मेरे कोड के load_control() में लागू किया गया है।

4. शक्ति और ऊर्जा की निगरानी: लोड शक्ति और ऊर्जा की निगरानी और इसे प्रदर्शित करने के लिए।

5. असामान्य स्थिति से बचाएं: सर्किट को विभिन्न असामान्य स्थिति जैसे बिजली, ओवरवॉल्टेज, ओवरकुरेंट और शॉर्ट सर्किट इत्यादि से बचाने के लिए।

6. संकेत और प्रदर्शित करना: विभिन्न मापदंडों को इंगित करने और प्रदर्शित करने के लिए

7. सीरियल कम्युनिकेशन: सीरियल मॉनिटर में विभिन्न मापदंडों को प्रिंट करने के लिए

चरण 4: सेंसिंग वोल्टेज, करंट और तापमान:

1. वोल्टेज सेंसर:

वोल्टेज सेंसर का उपयोग सौर पैनल और बैटरी के वोल्टेज को समझने के लिए किया जाता है। इसे दो वोल्टेज विभक्त सर्किट का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है। इसमें सोलर पैनल वोल्टेज को सेंस करने के लिए दो रेसिस्टर्स R1=100k और R2=20k होते हैं और इसी तरह बैटरी वोल्टेज के लिए R3=100k और R4=20k होते हैं। R1and R2 से आउटपुट Arduino एनालॉग पिन A0 से जुड़ा है और R3 और R4 से आउटपुट Arduino एनालॉग पिन A1 से जुड़ा है।

2. वर्तमान सेंसर:

करंट सेंसर का उपयोग लोड करंट को मापने के लिए किया जाता है। बाद में इस धारा का उपयोग भार शक्ति और ऊर्जा की गणना के लिए किया जाता है। मैंने हॉल इफेक्ट करंट सेंसर (ACS712-20A) का इस्तेमाल किया

3. तापमान सेंसर:

तापमान संवेदक का उपयोग कमरे के तापमान को समझने के लिए किया जाता है। मैंने LM35 तापमान सेंसर का उपयोग किया है जिसे −55°C से +150°C रेंज के लिए रेट किया गया है।

तापमान निगरानी की आवश्यकता क्यों है?

तापमान के साथ बैटरी की रासायनिक प्रतिक्रियाएं बदलती हैं। जैसे-जैसे बैटरी गर्म होती है, गैसिंग बढ़ती जाती है। जैसे-जैसे बैटरी ठंडी होती जाती है, यह चार्जिंग के लिए अधिक प्रतिरोधी होती जाती है। बैटरी का तापमान कितना भिन्न होता है, इस पर निर्भर करते हुए, तापमान परिवर्तन के लिए चार्जिंग को समायोजित करना महत्वपूर्ण है। इसलिए तापमान प्रभावों को ध्यान में रखते हुए चार्जिंग को समायोजित करना महत्वपूर्ण है। तापमान सेंसर बैटरी के तापमान को मापेगा, और सोलर चार्ज कंट्रोलर इस इनपुट का उपयोग चार्ज सेट पॉइंट को आवश्यकतानुसार समायोजित करने के लिए करता है। क्षतिपूर्ति मूल्य है - लीड-एसिड प्रकार की बैटरी के लिए 5mv/degC/cell। (-12V के लिए -30mV/ºC और 6V बैटरी के लिए 15mV/ºC)। तापमान मुआवजे का नकारात्मक संकेत इंगित करता है कि तापमान में वृद्धि के लिए चार्ज सेटपॉइंट में कमी की आवश्यकता होती है।

बैटरी तापमान मुआवजे को समझने और अनुकूलित करने के बारे में अधिक जानकारी के लिए

चरण 5: सेंसर कैलिब्रेशन

वोल्टेज सेंसर:

५वी = एडीसी गिनती १०२४

1 एडीसी गिनती = (5/1024) वोल्ट = 0.0048828 वोल्ट

वाउट=विन*R2/(R1+R2)

विन = वाउट*(R1+R2)/R2 R1=100 और R2=20

विन = एडीसी गिनती * 0.00488 * (120/20) वोल्ट

वर्तमान सेंसर:

एसीएस 712 वर्तमान सेंसर के लिए विक्रेता की जानकारी के अनुसार

संवेदनशीलता है =100mV / A = 0.100V/A

आउटपुट वोल्टेज के माध्यम से कोई टेस्ट करंट वीसीसी / 2 = 2.5. नहीं है

एडीसी गिनती = १०२४/५ * विन और विन = २.५ + ०.१०० * मैं (जहां मैं = वर्तमान)

एडीसी गणना = 204.8 (2.5+0.1*I) =512+20.48*I

=> 20.48*I = (एडीसी गिनती-512)

=> मैं = (एडीसी गणना / 20.48) - 512 / 20.48

करंट (I) =0.04882*ADC -25

ACS712. पर अधिक जानकारी

तापमान संवेदक:

LM35. की डेटा शीट के अनुसार

संवेदनशीलता = 10 एमवी/डिग्री सेल्सियस

डिग्री सेल्सियस में तापमान =(५/१०२४)*एडीसी गिनती*१००

नोट: सेंसर को arduino Vcc= 5V संदर्भ मानकर कैलिब्रेट किया जाता है। लेकिन व्यावहारिक रूप से यह हमेशा 5V नहीं होता है। इसलिए वास्तविक मूल्य से गलत मान प्राप्त करने की संभावना हो सकती है। इसे निम्न तरीके से हल किया जा सकता है।

एक मल्टीमीटर द्वारा Arduino 5V और GND के बीच वोल्टेज को मापें। अपने कोड में Vcc के लिए 5V के बजाय इस वोल्टेज का उपयोग करें। हिट करें और इस मान को तब तक संपादित करने का प्रयास करें जब तक यह वास्तविक मान से मेल नहीं खाता।

उदाहरण: मुझे ५वी के बजाय ४.४७ वी मिला। तो परिवर्तन ०.००४८८२८ के बजाय ४.४७/१०२४ = ०.००४३६५२ होना चाहिए।

चरण 6: एल्गोरिदम चार्ज करना

1.बल्क: इस मोड में, कोई पीडब्लूएम मौजूद नहीं होने के कारण, बैटरी में एक प्रीसेट अधिकतम स्थिर मात्रा (amps) डाली जाती है। जैसे-जैसे बैटरी चार्ज हो रही है, बैटरी का वोल्टेज धीरे-धीरे बढ़ता है

2. अवशोषण: जब बैटरी बल्क चार्ज सेट वोल्टेज तक पहुंच जाती है, तो पीडब्लूएम वोल्टेज को स्थिर रखना शुरू कर देता है। यह बैटरी को ज़्यादा गरम करने और ज़्यादा गैस बनाने से बचने के लिए है। जैसे-जैसे बैटरी पूरी तरह से चार्ज होती जाएगी, करंट सुरक्षित स्तर तक कम हो जाएगा।3. फ्लोट: जब बैटरी पूरी तरह से रिचार्ज हो जाती है, तो बैटरी को और गर्म करने या गैसिंग को रोकने के लिए चार्जिंग वोल्टेज कम हो जाता है

यह आदर्श चार्जिंग प्रक्रिया है।

कोड के वर्तमान चार्ज साइकिल ब्लॉक को 3 चरणों में चार्ज करने के लिए लागू नहीं किया गया है। मैं 2 चरणों में एक आसान तर्क का उपयोग करता हूं। यह अच्छी तरह से काम करता है।

मैं 3 चरणों की चार्जिंग को लागू करने के लिए निम्नलिखित तर्क का प्रयास कर रहा हूं।

चार्जिंग साइकिल के लिए भविष्य की योजना:

बल्क चार्ज तब शुरू होता है जब सोलर पैनल वोल्टेज बैटरी वोल्टेज से बड़ा होता है। जब बैटरी वोल्टेज 14.4V तक पहुंच जाता है, तो अवशोषण चार्ज दर्ज किया जाएगा। एक घंटे के लिए बैटरी वोल्टेज 14.4V पर बनाए रखने के लिए चार्जिंग करंट को PWM सिग्नल द्वारा नियंत्रित किया जाएगा। फ्लोट चार्ज फिर एक घंटे के बाद प्रवेश करेगा। फ्लोट स्टेज बैटरी वोल्टेज को 13.6V पर रखने के लिए एक ट्रिकल चार्ज उत्पन्न करता है। जब बैटरी वोल्टेज 10 मिनट के लिए 13.6V से कम हो जाता है, तो चार्जिंग चक्र दोहराया जाएगा।

मैं समुदाय के सदस्यों से अनुरोध करता हूं कि उपरोक्त तर्क को लागू करने के लिए कोड के टुकड़े को लिखने में मेरी मदद करें।

चरण 7: लोड नियंत्रण

शाम/सुबह और बैटरी वोल्टेज की निगरानी करके लोड को स्वचालित रूप से कनेक्ट और डिस्कनेक्ट करने के लिए, लोड नियंत्रण का उपयोग किया जाता है।

लोड कंट्रोल का प्राथमिक उद्देश्य बैटरी से लोड को डीप डिस्चार्जिंग से बचाने के लिए डिस्कनेक्ट करना है। डीप डिस्चार्जिंग से बैटरी खराब हो सकती है।

डीसी लोड टर्मिनल को कम बिजली डीसी लोड जैसे स्ट्रीट लाइट के लिए डिज़ाइन किया गया है।

पीवी पैनल का उपयोग स्वयं प्रकाश संवेदक के रूप में किया जाता है।

सौर पैनल वोल्टेज मानते हुए> 5V का अर्थ है भोर और जब <5V शाम।

इस शर्त पर:

शाम को, जब पीवी वोल्टेज स्तर 5 वी से नीचे गिर जाता है और बैटरी वोल्टेज एलवीडी सेटिंग से अधिक होता है, तो नियंत्रक लोड चालू कर देगा और लोड हरे रंग की एलईडी चमक जाएगी।

बंद शर्त:

लोड निम्नलिखित दो स्थितियों में कट जाएगा।

1. सुबह जब पीवी वोल्टेज 5v से बड़ा होता है, 2. जब बैटरी वोल्टेज एलवीडी सेटिंग से कम हो

लोड रेड एलईडी ऑन इंगित करता है कि लोड काट दिया गया है।

LVD को लो वोल्टेज डिस्कनेक्ट के रूप में जाना जाता है

चरण 8: शक्ति और ऊर्जा

शक्ति:

पावर वोल्टेज (वोल्ट) और करंट (एम्पी) का उत्पाद है

पी = वीएक्सआई

शक्ति की इकाई वाट या किलोवाट है

ऊर्जा:

ऊर्जा शक्ति (वाट) और समय (घंटे) का उत्पाद है

ई = पीएक्सटी

ऊर्जा की इकाई वाट घंटा या किलोवाट घंटा (kWh) है

लोड शक्ति और ऊर्जा की निगरानी के लिए ऊपर तर्क सॉफ्टवेयर में लागू किया गया है और पैरामीटर 20x4 चार एलसीडी में प्रदर्शित होते हैं।

चरण 9: सुरक्षा

1. सौर पैनल के लिए विपरीत ध्रुवीय सुरक्षा

2. अधिभार संरक्षण

3. डीप डिस्चार्ज प्रोटेक्शन

4. शॉर्ट सर्किट और अधिभार संरक्षण

5. रात में वर्तमान सुरक्षा को उलट दें

6. सौर पैनल इनपुट पर ओवरवॉल्टेज संरक्षण

रिवर्स पोलरिटी और रिवर्स करंट फ्लो प्रोटेक्शन के लिए मैंने एक पावर डायोड (MBR2045) का इस्तेमाल किया। पावर डायोड का उपयोग बड़ी मात्रा में करंट को संभालने के लिए किया जाता है। अपने पहले के डिज़ाइन में, मैंने एक सामान्य डायोड (IN4007) का उपयोग किया था।

सॉफ्टवेयर द्वारा ओवरचार्ज और डीप डिस्चार्ज प्रोटेक्शन को लागू किया जाता है।

ओवरक्रैक और ओवरलोड संरक्षण दो फ़्यूज़ (एक सौर पैनल की तरफ और दूसरा लोड साइड पर) का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है।

कई कारणों से बिजली प्रणालियों में अस्थायी ओवरवॉल्टेज होते हैं, लेकिन बिजली सबसे गंभीर ओवरवॉल्टेज का कारण बनती है। यह विशेष रूप से पीवी सिस्टम के लिए सच है क्योंकि उजागर स्थान और सिस्टम कनेक्टिंग केबल। इस नए डिज़ाइन में, मैंने PV टर्मिनलों पर बिजली और ओवरवॉल्टेज को दबाने के लिए 600-वाट द्विदिश टीवीएस डायोड (P6KE36CA) का उपयोग किया। अपने पहले के डिजाइन में, मैंने जेनर डायोड का इस्तेमाल किया था। आप लोड साइड पर भी इसी तरह के टीवीएस डायोड का उपयोग कर सकते हैं।

टीवीएस डायोड के चयन गाइड के लिए यहां क्लिक करें

टीवीएस डायोड के लिए सही पार्ट नंबर चुनने के लिए यहां क्लिक करें

चरण 10: एलईडी संकेत

बैटरी स्टेट ऑफ चार्ज (एसओसी) एलईडी:

बैटरी की ऊर्जा सामग्री को परिभाषित करने वाला एक महत्वपूर्ण पैरामीटर स्टेट ऑफ चार्ज (एसओसी) है। यह पैरामीटर बताता है कि बैटरी में कितना चार्ज उपलब्ध है

एक आरजीबी एलईडी का उपयोग बैटरी की स्थिति को इंगित करने के लिए किया जाता है। कनेक्शन के लिए उपरोक्त योजनाबद्ध देखें

बैटरी एलईडी ---------- बैटरी की स्थिति

लाल ------------------- वोल्टेज कम है

हरा ------------------- वोल्टेज स्वस्थ है

नीला ------------------- पूरी तरह से चार्ज

लोड एलईडी:

लोड स्थिति संकेत के लिए एक द्वि-रंग (लाल/हरा) एलईडी का उपयोग किया जाता है। कनेक्शन के लिए उपरोक्त योजनाबद्ध देखें।

लोड एलईडी ------------------- लोड स्थिति

हरा ----------------------- जुड़ा हुआ (चालू)

लाल ------------------------ डिस्कनेक्ट (बंद)

मैं सौर पैनल की स्थिति को इंगित करने के लिए एक तिहाई एलईडी शामिल करता हूं।

चरण 11: एलसीडी डिस्प्ले

वोल्टेज, करंट, पावर, ऊर्जा और तापमान को प्रदर्शित करने के लिए 20x4 I2C LCD का उपयोग किया जाता है। यदि आप पैरामीटर प्रदर्शित नहीं करना चाहते हैं तो शून्य लूप () फ़ंक्शन से LCD_display () को अक्षम करें। अक्षम करने के बाद आपके पास बैटरी और लोड स्थिति की निगरानी के लिए संकेत है।

आप इस निर्देश को I2C LCD के लिए संदर्भित कर सकते हैं

लिक्विड क्रिस्टल _I2C लाइब्रेरी को यहां से डाउनलोड करें

नोट: कोड में, आपको I2C मॉड्यूल का पता बदलना होगा। आप लिंक में दिए गए एड्रेस स्कैनर कोड का उपयोग कर सकते हैं।

चरण 12: ब्रेड बोर्ड परीक्षण

अपने सर्किट को एक साथ मिलाने से पहले ब्रेडबोर्ड पर उसका परीक्षण करना हमेशा एक अच्छा विचार है।

सब कुछ जोड़ने के बाद कोड अपलोड करें। कोड नीचे संलग्न है।

लचीलेपन के लिए पूरे सॉफ्टवेयर को छोटे कार्यात्मक ब्लॉक में तोड़ा जाता है। मान लीजिए कि उपयोगकर्ता एलसीडी डिस्प्ले का उपयोग करने में दिलचस्पी नहीं रखता है और एलईडी संकेत से खुश है। फिर बस LCD_display () को शून्य लूप () से अक्षम करें। बस इतना ही।

इसी तरह, उपयोगकर्ता की आवश्यकता के अनुसार, वह विभिन्न कार्यक्षमताओं को सक्षम और अक्षम कर सकता है।

मेरे GitHub खाते से कोड डाउनलोड करें

ARDUINO-SOLAR-CHARGE-CONTROLER-V-2

चरण 13: विद्युत आपूर्ति और टर्मिनल:

टर्मिनल:

सौर इनपुट, बैटरी और लोड टर्मिनल कनेक्शन के लिए 3 स्क्रू टर्मिनल जोड़ें। फिर इसे सोल्डर करें। मैंने बैटरी कनेक्शन के लिए मध्य स्क्रू टर्मिनल का उपयोग किया, इसके बाईं ओर सौर पैनल के लिए है और दाईं ओर लोड के लिए है।

बिजली की आपूर्ति:

मेरे पिछले संस्करण में, Arduino के लिए बिजली की आपूर्ति 9V बैटरी द्वारा प्रदान की गई थी। इस वर्जन में चार्जिंग बैटरी से ही पावर ली जाती है। वोल्टेज रेगुलेटर (LM7805) द्वारा बैटरी वोल्टेज को 5V तक कम किया जाता है।

बैटरी टर्मिनल के पास मिलाप LM7805 वोल्टेज नियामक। फिर योजनाबद्ध के अनुसार इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को मिलाप करें। इस स्तर पर बैटरी को स्क्रू टर्मिनल से कनेक्ट करें और LM7805 के पिन 2 और 3 के बीच वोल्टेज की जांच करें। यह 5V के करीब होना चाहिए।

जब मैंने 6V बैटरी का उपयोग किया तो LM7805 पूरी तरह से काम करता है। लेकिन 12 वोल्ट की बैटरी के लिए यह कुछ समय बाद गर्म हो गई। इसलिए मैं इसके लिए हीट सिंक का उपयोग करने का अनुरोध करता हूं।

कुशल बिजली आपूर्ति:

कुछ परीक्षण के बाद, मैंने पाया कि वोल्टेज नियामक LM7805 Arduino को बिजली देने का सबसे अच्छा तरीका नहीं है क्योंकि यह गर्मी के रूप में बहुत सारी शक्ति बर्बाद करता है। इसलिए मैं इसे डीसी-डीसी हिरन कनवर्टर द्वारा बदलने का फैसला करता हूं जो अत्यधिक कुशल है। यदि आप इस नियंत्रक को बनाने की योजना बना रहे हैं, तो मैं LM7805 वोल्टेज नियामक के बजाय एक हिरन कनवर्टर का उपयोग करने की सलाह देता हूं।

बक कनवर्टर कनेक्शन:

IN+ ----- बैट+

IN- ------ बैट-

आउट + --- 5 वी

बाहर --- GND

उपरोक्त चित्रों का संदर्भ लें।

आप इसे eBay से खरीद सकते हैं

चरण 14: Arduino माउंट करें:

प्रत्येक 15 पिन की 2 महिला हेडर स्ट्रिप्स काटें। संदर्भ के लिए नैनो बोर्ड लगाएं। नैनो पिन के अनुसार दो हेडर डालें। जांचें कि क्या नैनो बोर्ड इसमें फिट होने के लिए एकदम सही है। फिर इसे पीछे की तरफ मिला दें।

बाहरी कनेक्शन के लिए नैनो बोर्ड के दोनों किनारों पर पुरुष हेडर की दो पंक्तियाँ डालें। फिर Arduino पिन और हेडर पिन के बीच सोल्डर पॉइंट्स को मिलाएं। ऊपर दी गई तस्वीर देखें।

प्रारंभ में, मैं Vcc और GND हेडर जोड़ना भूल गया। इस स्तर पर, आप Vcc और GND के लिए 4 से 5 पिन वाले हेडर लगा सकते हैं।

जैसा कि आप देख सकते हैं कि मैंने वोल्टेज रेगुलेटर 5V और GND को नैनो 5V और GND को लाल और काले तार से जोड़ा है। बाद में मैंने इसे हटा दिया और बोर्ड के बेहतर लुक के लिए पीछे की तरफ टांका लगाया।

चरण 15: घटकों को मिलाएं

टांका लगाने से पहले घटकों को माउंट करने के लिए कोनों में छेद करें।

योजनाबद्ध के अनुसार सभी घटकों को मिलाएं।

दो MOSFETs के साथ-साथ पावर डायोड में हीट सिंक लगाएं।

नोट: पावर डायोड MBR2045 में दो एनोड और एक कैथोड होता है। इतना छोटा दो एनोड।

मैंने बिजली की लाइनों के लिए मोटे तार और सिग्नल के लिए जमीन और पतले तारों का इस्तेमाल किया। मोटे तार अनिवार्य हैं क्योंकि नियंत्रक को उच्च धारा के लिए डिज़ाइन किया गया है।

चरण 16: वर्तमान सेंसर कनेक्ट करें

सभी घटकों को जोड़ने के बाद दो मोटे तार को लोड MOSFET के ड्रेन और लोड साइड फ्यूज होल्डर के ऊपरी टर्मिनल से मिलाएं। फिर इन तारों को करंट सेंसर (ACS 712) में दिए गए स्क्रू टर्मिनल से कनेक्ट करें।

चरण 17: संकेत और तापमान सेंसर पैनल बनाएं

मैंने अपने योजनाबद्ध में दो लीड दिखाए हैं। लेकिन मैंने भविष्य में सौर पैनल की स्थिति को इंगित करने के लिए एक तीसरा एलईडी (द्वि-रंग) जोड़ा।

दिखाए गए अनुसार छोटे आकार का छिद्रित बोर्ड तैयार करें। फिर बाएं और दाएं (बढ़ते के लिए) ड्रिल द्वारा दो छेद (3.5 मिमी) बनाएं।

एल ई डी डालें और इसे बोर्ड के पीछे की तरफ मिलाप करें।

तापमान संवेदक के लिए एक 3 पिन महिला हेडर डालें और फिर इसे मिलाप करें।

बाहरी कनेक्शन के लिए सोल्डर 10 पिन समकोण हैडर।

अब आरजीबी एलईडी एनोड टर्मिनल को तापमान सेंसर वीसीसी (पिन -1) से कनेक्ट करें।

दो द्वि-रंग के कैथोड टर्मिनलों को मिलाप का नेतृत्व किया।

फिर मिलाप से जुड़ें एल ई डी टर्मिनल को हेडर पर इंगित करता है। आसान पहचान के लिए आप पिन नाम का स्टिकर चिपका सकते हैं।

चरण 18: चार्ज कंट्रोलर के लिए कनेक्शन

चार्ज कंट्रोलर को पहले बैटरी से कनेक्ट करें, क्योंकि इससे चार्ज कंट्रोलर को कैलिब्रेट करने की अनुमति मिलती है कि यह 6V या 12V सिस्टम है या नहीं। पहले नेगेटिव टर्मिनल को कनेक्ट करें और फिर पॉजिटिव को।सौर पैनल कनेक्ट करें (पहले नकारात्मक और फिर सकारात्मक) अंत में लोड को कनेक्ट करें।

चार्ज कंट्रोलर लोड टर्मिनल केवल डीसी लोड के लिए उपयुक्त है।

एसी लोड कैसे चलाएं?

अगर आप एसी अप्लायंसेज चलाना चाहते हैं तो आपको इनवर्टर की जरूरत पड़ेगी। इन्वर्टर को सीधे बैटरी से कनेक्ट करें। ऊपर दी गई तस्वीर देखें।

चरण 19: अंतिम परीक्षण:

मुख्य बोर्ड और इंडिकेशन बोर्ड बनाने के बाद हेडर को जम्पर वायर (महिला-महिला) से जोड़ दें

इस कनेक्शन के दौरान योजनाबद्ध का संदर्भ लें। गलत कनेक्शन सर्किट को नुकसान पहुंचा सकता है। इसलिए इस अवस्था में पूरी सावधानी बरतें।

USB केबल को Arduino में प्लग करें और फिर कोड अपलोड करें। यूएसबी केबल निकालें। अगर आप सीरियल मॉनिटर देखना चाहते हैं तो इसे कनेक्टेड रखें।

फ्यूज रेटिंग: डेमो में, मैंने फ्यूज होल्डर में 5A फ्यूज लगाया है। लेकिन व्यावहारिक उपयोग में, शॉर्ट सर्किट करंट के 120 से 125% के साथ फ्यूज लगाएं।

उदाहरण: Isc=6.32A वाले 100W सौर पैनल को फ्यूज 6.32x1.25 = 7.9 या 8A की आवश्यकता होती है

परीक्षण कैसे करें?

मैंने नियंत्रक का परीक्षण करने के लिए एक हिरन-बूस्ट कनवर्टर और काले कपड़े का उपयोग किया। कनवर्टर इनपुट टर्मिनल बैटरी से जुड़े होते हैं और आउटपुट चार्ज कंट्रोलर बैटरी टर्मिनल से जुड़ा होता है।

बैटरी की स्थिति:

विभिन्न बैटरी वोल्टेज का अनुकरण करने के लिए कनवर्टर पोटेंशियोमीटर को एक पेचकश द्वारा घुमाएं। जैसे ही बैटरी वोल्टेज बदलता है, संबंधित एलईडी बंद हो जाएगी और चालू हो जाएगी।

नोट: इस प्रक्रिया के दौरान सोलर पैनल को काट देना चाहिए या काले कपड़े या कार्डबोर्ड से ढक देना चाहिए।

भोर/शाम: काले कपड़े का उपयोग करके सुबह और शाम का अनुकरण करना।

रात: सोलर पैनल को पूरी तरह से ढक दें।

दिन: सोलर पैनल से कपड़ा हटा दें।

संक्रमण: विभिन्न सौर पैनल वोल्टेज को समायोजित करने के लिए कपड़े को हटाने या कवर को धीमा करें।

लोड नियंत्रण: बैटरी की स्थिति और सुबह/शाम की स्थिति के अनुसार लोड चालू और बंद हो जाएगा।

तापमान प्रतिकरण:

तापमान बढ़ाने के लिए तापमान संवेदक को पकड़ें और तापमान कम करने के लिए बर्फ जैसी कोई ठंडी चीज़ रखें। इसे तुरंत LCD पर प्रदर्शित किया जाएगा।

मुआवजा चार्ज सेटपॉइंट मान सीरियल मॉनिटर पर देखा जा सकता है।

अगले चरण में मैं इस चार्ज कंट्रोलर के लिए बाड़े के निर्माण का वर्णन करूंगा।

चरण 20: मुख्य बोर्ड को माउंट करना:

मुख्य बोर्ड को बाड़े के अंदर रखें। एक पेंसिल द्वारा छेद की स्थिति को चिह्नित करें।

फिर गर्म गोंद को अंकन की स्थिति में लागू करें।

प्लास्टिक बेस को गोंद के ऊपर रखें।

फिर बोर्ड को बेस के ऊपर रखें और नट्स को स्क्रू करें।

चरण 21: एलसीडी के लिए जगह बनाएं:

बाड़े के सामने के कवर पर एलसीडी आकार को चिह्नित करें।

ड्रेमेल या किसी अन्य कटिंग टूल का उपयोग करके चिह्नित हिस्से को काटें। काटने के बाद हॉबी नाइफ से इसे खत्म करें।

चरण 22: ड्रिल छेद:

एलसीडी, एलईडी इंडिकेशन पैनल, रीसेट बटन और बाहरी टर्मिनलों को माउंट करने के लिए ड्रिल छेद

चरण 23: सब कुछ माउंट करें:

छेद बनाने के बाद पैनलों को माउंट करें, 6 पिन स्क्रू टर्मिनल और रीसेट बटन।

चरण 24: बाहरी 6 पिन टर्मिनल कनेक्ट करें:

सौर पैनल, बैटरी और लोड को जोड़ने के लिए एक बाहरी 6pin स्क्रू टर्मिनल का उपयोग किया जाता है।

बाहरी टर्मिनल को मुख्य बोर्ड के संबंधित टर्मिनल से कनेक्ट करें।

चरण 25: LCD, संकेतक पैनल और रीसेट बटन कनेक्ट करें:

योजनाबद्ध के अनुसार संकेतक पैनल और एलसीडी को मुख्य बोर्ड से कनेक्ट करें। (महिला-महिला जम्पर तारों का प्रयोग करें)

रीसेट बटन का एक टर्मिनल Arduino के RST में जाता है और दूसरा GND में जाता है।

सभी कनेक्शन के बाद। सामने के कवर को बंद करें और इसे पेंच करें।

चरण 26: विचार और योजना

रीयल-टाइम ग्राफ़ कैसे प्लॉट करें?

यह बहुत दिलचस्प है यदि आप अपने लैपटॉप स्क्रीन पर एक ग्राफ पर सीरियल मॉनिटर पैरामीटर (जैसे बैटरी और सौर वोल्टेज) को प्लॉट कर सकते हैं। यह बहुत आसानी से किया जा सकता है यदि आप प्रोसेसिंग के बारे में थोड़ा-बहुत जानते हैं।

अधिक जानने के लिए आप Arduino और Processing (ग्राफ उदाहरण) का उल्लेख कर सकते हैं।

उस डेटा को कैसे सेव करें?

यह एसडी कार्ड का उपयोग करके आसानी से किया जा सकता है लेकिन इसमें अधिक जटिलता और लागत शामिल है। इसे हल करने के लिए मैंने इंटरनेट के माध्यम से खोज की और एक आसान समाधान पाया। आप एक्सेल शीट में डेटा सेव कर सकते हैं।

विवरण के लिए, आप देखने-सेंसर-कैसे-से-विज़ुअलाइज़-और-सेव-आर्डिनो-सेंस-डेटा देख सकते हैं

उपरोक्त चित्र वेब से डाउनलोड किए गए हैं। मैं यह समझने के लिए संलग्न हूं कि मैं क्या करना चाहता हूं और आप क्या कर सकते हैं।

भविष्य की योजना:

1. ईथरनेट या वाईफाई के माध्यम से दूरस्थ डेटा लॉगिंग।

2. अधिक शक्तिशाली चार्जिंग एल्गोरिदम और लोड नियंत्रण

3.स्मार्टफोन/टैबलेट के लिए यूएसबी चार्जिंग प्वाइंट जोड़ना

आशा है कि आप मेरे अनुदेशों का आनंद लेंगे।

कृपया कोई सुधार सुझाएं। कोई गलती या त्रुटि होने पर टिप्पणी करें।

अधिक अपडेट और नए दिलचस्प प्रोजेक्ट के लिए मुझे फॉलो करें।

धन्यवाद:)

टेक प्रतियोगिता में उपविजेता

माइक्रोकंट्रोलर प्रतियोगिता में उपविजेता