Самодельный MPPT контроллер на Arduino (реализация)
Чт апр 19, 2018 01:49:51
Всем привет.
Хочу поделиться с общественностью интересным самодельным устройством для зарядки аккумуляторов от солнечных панелей. Помимо этой основной задачи он умеет также проводить обслуживание аккумуляторов.Все параметры и настройки отображаются на двустрочном шестнадцатизначном символьном дисплее 1602. Устройство сохраняет настройки и статистику при выключении питания. Устройство снабжено клавиатурой на 5 клавиш.
Параметры
Входное напряжение - до 25В
Выходное напряжение - 10- 18В
КПД преобразования мощности - 90-97%
Алгоритм поиска ТММ - метод возрастающей проводимости
Выходной ток зарядки/load - 10/10А
Регулируемый выходной ток и напряжение.
Ток холостого хода 50-100мА.
Защита от КЗ по выходу LOAD и INsolar
Компенсация падения напряжения на проводах аккумуляторной батареи
Ключевые составные части
Контроллер ATMEGA328PU запрограммированный с помощью Arduino IDE
Датчики тока ACS 712 - 20 - 2шт
LCD дисплей - 1602
Оптический драйвер затвора - A3120
Вспомогательные источники питания - MC34063
Мосфет силовой - IR3205
Режимы зарядки
Контроллер имеет несколько профилей зарядки:
CCCV - классический режим зарядки постоянным током до необходимого напряжения, а затем постоянным напряжением с ограничением тока.
ConstantCurrent - заряд регулируемым постоянным током до напряжения 18В
Assimeric - заряд ассиметричным зарядным током чередующимся с разрядным в соотношении 8/2. Для разрядного тока используется выход Load с подходящей нагрузкой.
Kacheli - заряд регулируемым током до установленного напряжения, а затем заряд прекращается до падения ЭДС до установленного уровня. Затем цикл повторяется.
CACA - самый интересный режим - служит для периодического обслуживания CACA свинцовокислотных стартерных аккумуляторов.
Заряд разбит на три стадии.
В первой производится зарядка батареи в режиме CCCV до 14,7В и снижения тока 1/50С. Затем включается вторая стадия - заряд до напряжения 16,3В током 1/30С. При этом контролируется напряжение аккумулятора. Если оно не достигло 16,3В, а начало наооборот снижаться (на более чем 0,15В) - это признак начавшегося электролиза - заряд аккумулятора окончен и включается режим Kacheli.
Если же напряжение все таки достигло порога 16,3В - начинает контролироваться снижающийся ток зарядки. Если снижение прекратилось, а затем ток вырос (на 0,15А) - это признак начавшегося электролиза. Аккумулятор считается заряженным и заряд переводится в режим Kacheli.
Любой из перечисленных параметров настраивается.
Режим КТЦ
Контроллер заряда позволяет проводить Контрольно Тренировочные Циклы для 12ти вольтовых батарей различных типов. Настоятельно рекомендуется проводить их от стабилизированного источника питания, а не солнечных сборок. Связано это с тем, что они не могут обеспечить постоянство параметров тока и напряжения, а это нарушает работу алгоритмов заряда. Процесс автоматизирован. Можно задать до 10 последовательных циклов разряд/заряд. Последние 4 результата разрядных циклов запоминаются и отображаются в специальном меню, позволяя оценить динамику изменения емкости.
Нижний порог разрядки батарей настраивается.
Внешний вид
Ключевые особенности схемы
Для качественной работы, отличного КПД и простоты управления от МК был использован оптодрайвер затвора полевых транзисторов A3120. Дополнительное питающее напряжение на нем обеспечивает микросхема MC34063 работающая по FLYBACK топологии.
Также для правильной работы устройства применяется питание каскадов SEPIC преобразователем на той же MC34063 обеспечивающей стабильные 13,6В нуждающимся потребителям.
Материалы
Схема, печатная плата и прошивка расположены по адресу:
https://drive.google.com/open?id=0B47zz ... k9ETWUyN2c
Этапы разработки и пояснения по режимам и меню:
https://www.youtube.com/channel/UCrD_bO ... dFbl4W8ErA
Хочу поделиться с общественностью интересным самодельным устройством для зарядки аккумуляторов от солнечных панелей. Помимо этой основной задачи он умеет также проводить обслуживание аккумуляторов.Все параметры и настройки отображаются на двустрочном шестнадцатизначном символьном дисплее 1602. Устройство сохраняет настройки и статистику при выключении питания. Устройство снабжено клавиатурой на 5 клавиш.
Параметры
Входное напряжение - до 25В
Выходное напряжение - 10- 18В
КПД преобразования мощности - 90-97%
Алгоритм поиска ТММ - метод возрастающей проводимости
Выходной ток зарядки/load - 10/10А
Регулируемый выходной ток и напряжение.
Ток холостого хода 50-100мА.
Защита от КЗ по выходу LOAD и INsolar
Компенсация падения напряжения на проводах аккумуляторной батареи
Ключевые составные части
Контроллер ATMEGA328PU запрограммированный с помощью Arduino IDE
Датчики тока ACS 712 - 20 - 2шт
LCD дисплей - 1602
Оптический драйвер затвора - A3120
Вспомогательные источники питания - MC34063
Мосфет силовой - IR3205
Режимы зарядки
Контроллер имеет несколько профилей зарядки:
CCCV - классический режим зарядки постоянным током до необходимого напряжения, а затем постоянным напряжением с ограничением тока.
ConstantCurrent - заряд регулируемым постоянным током до напряжения 18В
Assimeric - заряд ассиметричным зарядным током чередующимся с разрядным в соотношении 8/2. Для разрядного тока используется выход Load с подходящей нагрузкой.
Kacheli - заряд регулируемым током до установленного напряжения, а затем заряд прекращается до падения ЭДС до установленного уровня. Затем цикл повторяется.
CACA - самый интересный режим - служит для периодического обслуживания CACA свинцовокислотных стартерных аккумуляторов.
Заряд разбит на три стадии.
В первой производится зарядка батареи в режиме CCCV до 14,7В и снижения тока 1/50С. Затем включается вторая стадия - заряд до напряжения 16,3В током 1/30С. При этом контролируется напряжение аккумулятора. Если оно не достигло 16,3В, а начало наооборот снижаться (на более чем 0,15В) - это признак начавшегося электролиза - заряд аккумулятора окончен и включается режим Kacheli.
Если же напряжение все таки достигло порога 16,3В - начинает контролироваться снижающийся ток зарядки. Если снижение прекратилось, а затем ток вырос (на 0,15А) - это признак начавшегося электролиза. Аккумулятор считается заряженным и заряд переводится в режим Kacheli.
Любой из перечисленных параметров настраивается.
Режим КТЦ
Контроллер заряда позволяет проводить Контрольно Тренировочные Циклы для 12ти вольтовых батарей различных типов. Настоятельно рекомендуется проводить их от стабилизированного источника питания, а не солнечных сборок. Связано это с тем, что они не могут обеспечить постоянство параметров тока и напряжения, а это нарушает работу алгоритмов заряда. Процесс автоматизирован. Можно задать до 10 последовательных циклов разряд/заряд. Последние 4 результата разрядных циклов запоминаются и отображаются в специальном меню, позволяя оценить динамику изменения емкости.
Нижний порог разрядки батарей настраивается.
Внешний вид
Ключевые особенности схемы
Для качественной работы, отличного КПД и простоты управления от МК был использован оптодрайвер затвора полевых транзисторов A3120. Дополнительное питающее напряжение на нем обеспечивает микросхема MC34063 работающая по FLYBACK топологии.
Также для правильной работы устройства применяется питание каскадов SEPIC преобразователем на той же MC34063 обеспечивающей стабильные 13,6В нуждающимся потребителям.
Материалы
Схема, печатная плата и прошивка расположены по адресу:
https://drive.google.com/open?id=0B47zz ... k9ETWUyN2c
Этапы разработки и пояснения по режимам и меню:
https://www.youtube.com/channel/UCrD_bO ... dFbl4W8ErA
Re: Самодельный MPPT контроллер на Arduino (реализация)
Ср янв 20, 2021 02:50:11
Контроллер ATMEGA328PU запрограммированный с помощью Arduino IDE
а запрограммировать другим программатором можно ? и как выставить фюзы
а запрограммировать другим программатором можно ? и как выставить фюзы
Re: Самодельный MPPT контроллер на Arduino (реализация)
Ср янв 20, 2021 10:16:56
Контроллер ATMEGA328PU запрограммированный с помощью Arduino IDE
Дурина ИДЕ ничего не программирует. Программирует дудка в её составе.
а запрограммировать другим программатором можно ?
любым программатором, который умеет программировать AtMega328. Если есть загрузчик, то можно зашить через него.
как выставить фюзы
Либо с помощью Microchip Studio, либо всё той же дудкой.
Re: Самодельный MPPT контроллер на Arduino (реализация)
Пт фев 05, 2021 07:42:10
Sapienz, годная работа! Есть вопросы - например на гуглодиске есть вариант подключения ESP8266 к контроллеру и мониторинг через вайфай, а в первом посте про него ни слова. Хотелось бы подробней, однако
Re: Самодельный MPPT контроллер на Arduino (реализация)
Пт фев 05, 2021 10:49:29
Контроллер ATMEGA328PU запрограммированный с помощью Arduino IDE
а запрограммировать другим программатором можно ? и как выставить фюзы
а запрограммировать другим программатором можно ? и как выставить фюзы
Если автор проекта при компиляции задал
"скетч" ->
"экспорт бинарного файла"
то в папке проекта будут добавлены два *.hex файла для прошивки с любого варианта программаторов.
Один с бутлоадером, другой без оного.
Единственно фузы потребуется выставить согласно модели "платформы".
В принципе автор проекта может и фузы приложить к тем файликам (считав содержимое адуринки через ISP любым "сторонним" программатором).
Re: Самодельный MPPT контроллер на Arduino (реализация)
Чт авг 25, 2022 08:17:12
Ну и нафига размещать свой проект и тут же блокировать доступ в диску?
Re: Самодельный MPPT контроллер на Arduino (реализация)
Чт авг 25, 2022 08:38:07
Эх, жаль, что напряжение и ток схемы маловаты..
Фото наклейки на обычной стандартной панели 24в.
Фото наклейки на обычной стандартной панели 24в.
Re: Самодельный MPPT контроллер на Arduino (реализация)
Чт фев 16, 2023 17:48:14
Интересная разработка
Она еще развивается или всё?..
есть парочка комментариев
Зачем заряжать САСА выше 14.4В ?!!! - САСА это ОБЫЧНЫЙ СВИНЕЦ!!! он НЕ зарядится ВЫШЕ!! он просто НЕ "КИПИТ" до 16...17В ! но он всё также будет иметь 100% заряд при 14.4В !
Вообще много интересного читал о самоделках - но везде всё "сырое" и не использует по сути всю получаемую эренгию!
Как я вижу такую систему
1) преобразователь СССV с контролем мощности! - он должен сам подстраиваться под фактическую генерацию батареи, ограничивая выходной ток на уровне, обеспечивающим 100% загрузку солнечной батареи
2) контроль акб = надо впихивать в неё максимально доступным токов до достижения уровня заряда 100% (при этом силовая и контрольная линия должны быть отдельными, дабы вести контроль напряжения АКБ непосредственно на его клеммах, а не внутри самого контроллера!
и эти 2 модуля должны иметь согласование, дабы модуль 2 подстраивался под возможности модуля 1
===
только так можно получить максимальный КПД, но чтото ни "заводские" ни самоделки так не делают (ну или мне не попадалось такого)....
//сюда бы еще инверторный блок с синусом и внушним ЗУ и это всё также завязать на контроллер для максимального использования солнечной энергии и возможности "подпитки" от сети только если не хватает её
Она еще развивается или всё?..
есть парочка комментариев
Зачем заряжать САСА выше 14.4В ?!!! - САСА это ОБЫЧНЫЙ СВИНЕЦ!!! он НЕ зарядится ВЫШЕ!! он просто НЕ "КИПИТ" до 16...17В ! но он всё также будет иметь 100% заряд при 14.4В !
Вообще много интересного читал о самоделках - но везде всё "сырое" и не использует по сути всю получаемую эренгию!
Как я вижу такую систему
1) преобразователь СССV с контролем мощности! - он должен сам подстраиваться под фактическую генерацию батареи, ограничивая выходной ток на уровне, обеспечивающим 100% загрузку солнечной батареи
2) контроль акб = надо впихивать в неё максимально доступным токов до достижения уровня заряда 100% (при этом силовая и контрольная линия должны быть отдельными, дабы вести контроль напряжения АКБ непосредственно на его клеммах, а не внутри самого контроллера!
и эти 2 модуля должны иметь согласование, дабы модуль 2 подстраивался под возможности модуля 1
===
только так можно получить максимальный КПД, но чтото ни "заводские" ни самоделки так не делают (ну или мне не попадалось такого)....
//сюда бы еще инверторный блок с синусом и внушним ЗУ и это всё также завязать на контроллер для максимального использования солнечной энергии и возможности "подпитки" от сети только если не хватает её
Re: Самодельный MPPT контроллер на Arduino (реализация)
Пн июн 19, 2023 14:51:10
Спасибо этой ветке за то, что в итоге она привела меня к совсем уж красивому проекту МППТ контроллера, а вслед за ним и к инвертору с синусом.
правильный инвертор с синусом кстати вообще за 6 долларов с доставкой и экранчиком делают китайцы.. называется EGS002 "EG8010 + IR2110" Driver Module +LCD . остается добавить к нему мосфеты на необходимую мощность и всё. готов инвертор.
а МППТ ищется по фразе "1kW Arduino MPPT Solar Charge Controller (ESP32 + WiFi)" хорош тем, что детально описывается что и зачем сделано. почему так, а не иначе.
в общем, потиху собираю гибрид... кое что изменил, кое что добавил.. забавная штука должна поучиться.
правильный инвертор с синусом кстати вообще за 6 долларов с доставкой и экранчиком делают китайцы.. называется EGS002 "EG8010 + IR2110" Driver Module +LCD . остается добавить к нему мосфеты на необходимую мощность и всё. готов инвертор.
а МППТ ищется по фразе "1kW Arduino MPPT Solar Charge Controller (ESP32 + WiFi)" хорош тем, что детально описывается что и зачем сделано. почему так, а не иначе.
в общем, потиху собираю гибрид... кое что изменил, кое что добавил.. забавная штука должна поучиться.