กลับไปหน้ารวมไฟล์
atmega32u4-based-synchronous-mppt-buck-solar-charger-d3c512.md

ชื่อโปรเจกต์: เครื่องชาร์จโซลาร์เซลล์แบบ Synchronous MPPT Buck ที่ใช้ ATmega32U4

นี่คือเครื่องควบคุมการชาร์จโซลาร์เซลล์แบบ Synchronous MPPT Buck ที่ใช้ ATmega32U4.

คุณสมบัติ:

  • สามารถตั้งโปรแกรมได้ด้วย Arduino IDE
  • แรงดันไฟฟ้าขาเข้า: 15 - 22V
  • แรงดันไฟฟ้าขาออก: 1 - 14.4V
  • เครื่องควบคุมการชาร์จโซลาร์เซลล์แบบ MPPT (Maximum Power Point Tracking) อย่างง่ายสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ 18V
  • Buck converter topology ที่เหมาะสม ซึ่งช่วยเพิ่มกระแสที่ฝั่งเอาต์พุต ไม่ใช่แค่ PWM
  • SparkFun Pro Micro 5V, 16MHz หรือ 3.3V, 8MHz (แนะนำ 3.3V มีประสิทธิภาพมากกว่า)
  • เซ็นเซอร์กระแส ACS712 (เวอร์ชัน 5A) ที่ฝั่งเอาต์พุต
  • Voltage divider สำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้าที่แผงและฝั่งเอาต์พุต
  • N-channel MOSFET สองตัว ขับเคลื่อนด้วย IR2104 half bridge driver, inductor (synchronous buck converter)
  • จ่ายไฟด้วยแรงดันไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ จึงไม่สามารถดึงไฟจากแบตเตอรี่ของคุณในเวลากลางคืนได้
  • ความถี่ในการทำงาน 31.5kHz
  • คำเตือน! อุปกรณ์นี้ไม่ได้มีไว้สำหรับขับเคลื่อนอุปกรณ์ USB 5V โดยตรง ทำด้วยความเสี่ยงของคุณเอง!
  • ควรใช้อะแดปเตอร์ USB 5V แบบ regulated ที่เอาต์พุตเสมอ! มิฉะนั้น แรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติอาจทำให้อุปกรณ์ USB ของคุณเสียหายได้!
  • คอนโทรลเลอร์นี้เป็นแบบ COMMON NEGATIVE
  • สามโหมดการทำงาน: MPPT, CV, CC
  • SD card data logger สำหรับบันทึกเวลา แรงดันไฟฟ้า และกระแส คุณสามารถนำเข้าไฟล์ txt ใน Excel ได้
  • คำเตือน! ควรปรับแรงดันไฟฟ้าขาออกและขีดจำกัดกระแสขาออกตามประเภทแบตเตอรี่ของคุณเสมอ!!
  • ประสิทธิภาพอยู่ระหว่าง 84% ถึง 92% (ไม่รวมกระแสไฟเลี้ยงบอร์ดประมาณ 75mA)

มีอะไรใหม่ใน v1.0:

  • Initial commit, ทดสอบกับแผงโซลาร์เซลล์ 10W และ 20W ของฉัน โดยชาร์จ DIY USB power bank ที่มีเซลล์ 18650 แปดก้อนแบบขนาน โมดูลชาร์จลิเธียม TP4056 สองตัวต่อขนานกันที่เอาต์พุต
  • ต้องมี anti-backfeed diode ที่เอาต์พุต หากคุณชาร์จแบตเตอรี่โดยตรง! มิฉะนั้น low side MOSFET ของคุณอาจระเบิดได้!!

สิ่งที่ต้องทำ:

  • แก้ไขซอฟต์แวร์ เพื่อให้ไม่จำเป็นต้องใช้ anti backfeed diode อีกต่อไป หากเป็นไปได้
  • ทำให้แหล่งจ่ายไฟของบอร์ดมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยกำจัด LM317T regulator
  • เพิ่มเมนูการตั้งค่า โดยใช้ปุ่มต่างๆ

การใช้งาน

ดูวิดีโอ:

ด้านหลัง:

(c) 2018 TheDIYGuy999

รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม

Maximum Power Point Tracking (MPPT)

เครื่องชาร์จประสิทธิภาพสูงนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการดึงพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ภายใต้สภาพแสงที่แตกต่างกัน

  • การควบคุมด้วย ATmega32U4: ด้วยการใช้ความสามารถของ native USB และ high-speed PWM ของ 32U4 ระบบจึงนำ Perturb and Observe (P&O) algorithm มาใช้
  • Synchronous Buck Converter: แทนที่ Schottky diode มาตรฐานด้วย MOSFET ตัวที่สองเพื่อลด switching loss ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงไฟอย่างมาก (บ่อยครั้งที่มากกว่า 90%)

Power Stage และการตรวจสอบ

  • Current/Voltage Feedback: ใช้ precision shunt resistor และ voltage divider เพื่อตรวจสอบทั้งแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่
  • ความปลอดภัย: ซอฟต์แวร์จะจัดการขั้นตอนการชาร์จแบบ CC (Constant Current) และ CV (Constant Voltage) เพื่อป้องกันแบตเตอรี่ Li-Po หรือ Lead Acid จากการชาร์จไฟเกิน ในขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจว่าแผงโซลาร์เซลล์ทำงานที่ "Sweet Spot" ทางไฟฟ้าสูงสุดของมัน

ข้อมูล Frontmatter ดั้งเดิม 

title: "ATmega32U4-Based Synchronous MPPT Buck Solar Charger"
description: "You want to maximize the power output of your solar panel? Then you need a maximum power point tracking charge controller!"
author: "TheDIYGuy999"
category: ""
tags:
  - "solar"
  - "mppt"
  - "arduino"
views: 16962
likes: 5
price: 2450
difficulty: "Intermediate"
components:
  - "1x Pro Micro - 3.3V/8MHz"
  - "1x Soldering iron (generic)"
tools: []
apps:
  - "1x Arduino IDE"
downloadableFiles:
  - "https://github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converter_Synchronous"
  - "https://github.com/TheDIYGuy999/MPPT_Buck_Converter_Synchronous"
documentationLinks: []
passwordHash: "8cd32d18a0736ff1c8dee4fdb52be77357fc79315f2e48bc90b1c0625b26c7d2"
encryptedPayload: "U2FsdGVkX18VkeN0Y+NJpvVJEPfwk5ffidEs2354vsqOkAfz0EbcMoIaHWjX5q05ipj4hAtqytYEL5MKSy2Q0kSkqqhrN7uUh/EcFbUBNZ4="
seoDescription: "Build an ATmega32U4-Based Synchronous MPPT Buck Solar Charger to maximize your Solar Panel power output."
videoLinks:
  - "https://www.youtube.com/embed/IYJt8-Lka7o"
heroImage: "https://cdn.jsdelivr.net/gh/bigboxthailand/arduino-assets@main/images/projects/atmega32u4-based-synchronous-mppt-buck-solar-charger-d3c512_cover.jpg"
lang: "th"