Изготовление контроллера для солнечной панели


Контроллер заряда является очень важным узлом системы, в которой электрический ток создают солнечные панели. Устройство управляет зарядкой и разрядкой аккумуляторных батарей. Именно благодаря ему, батареи не могут перезарядиться и разрядиться настолько, что восстановить их рабочее состояние будет невозможно.

Множество видов таких контроллеров продаются в специализированных магазинах. Однако их можно сделать своими руками. Конечно, выполнить этот процесс могут радиолюбители, а также те хозяева, которые способны очень быстро обучаться.

Контроллёр солнечной панели

loading...

Самодельный контроллер: особенности, комплектующие

Рассматриваемое устройство предназначено для работы только с одной солнечной панелью, которая создает ток с силой, не более 4 А. Емкость аккумулятора, зарядкой которого управляет контроллер, является 3 000 А*ч.

loading...

Для изготовления контроллера нужно подготовить следующие элементы:

  • 2 микросхемы: LM385-2.5 и TLC271 (является операционным усилителем);
  • 3 конденсатора: С1 и С2 являются маломощными, имеют 100n; С3 имеет емкость 1000u, рассчитан на 16 V;
  • 1 индикаторный светодиод (D1);
  • 1 диод Шоттки;
  • 1 диод SB540. В принципе, вместо него можно использовать любой диод. Главное, чтобы он мог выдержать максимальный ток солнечной батареи;
  • 3 транзистора: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
  • 10 резисторов (R1 — 1k5, R2 — 100, R3 — 68k, R4 и R5 — 10k, R6 — 220k, R7 — 100k, R8 — 92k, R9 — 10k, R10 — 92k). Все они могут быть 5%. Если хочется большей точности, то можно взять резисторы 1%.

Упрощённая схема подключения

Чем можно заменить некоторые комплектующие

Схема контроллёра солнечной панелиКонечно, любой из этих элементов можно заменять. При этом нужно быть очень внимательным. Для замены любой из микросхем нужно быть уверенным в правильности выбранной альтернативы. Это потому, что они имеют малую мощность, и их потребление электроэнергии влияет на время включения/отключения контроллера. При установке других схем нужно позаботиться об изменении емкости конденсатора С2 и подборе смещения транзистора Q3.

Вместо транзистора MOSFET можно установить любой другой. Однако элемент в качестве замены должен иметь низкое сопротивление открытого канала. Диод Шоттки лучше не заменять. Хотя, если все же его нет, то можно установить обычный диод. Правда, его нужно правильно разместить.

Резисторы R8, R10 равны 92 кОм. Такое значение является нестандартным. Из-за этого такие резисторы найти весьма сложно. Их полноценной заменой может быть два резистора с 82 и 10 кОм. Конечно, их нужно включать последовательно.

Если контроллер не будет использоваться в агрессивной среде, можно провести установку подстроечного резистора. Он дает возможность управлять напряжением. В агрессивной среде он долго не «живет».

При необходимости использовать контроллер для более сильных панелей нужно провести замену транзистора MOSFET и диода более мощными аналогами. Все остальные компоненты менять не нужно. Также нет смысла устанавливать радиатор для регулирования 4 А. При установке MOSFET на подходящем теплоотводе устройство сможет работать с гораздо более продуктивной панелью.

Принцип работы

При отсутствии тока с солнечной батареи контроллер находится в спящем режиме. Он не использует ни одного вата из аккумулятора. После попадания солнечных лучей на панель электрический ток начинает поступать к контроллеру. По идее он должен был включиться. Однако индикаторный светодиод вместе с 2 слабыми транзисторами включается только тогда, когда напряжение тока достигнет 10 В.

После достижения такого напряжения ток будет проходить через диод Шоттки к аккумулятору. Если напряжение поднимется до 14 В, начнет работать усилитель U1, который, в свою очередь, сделает открытым транзистор MOSFET. В результате светодиод погаснет и состоится закрытие двух не мощных транзисторов. Аккумулятор заряжаться не будет. В это время будет разряжаться С2. В среднем на это уходит 3 секунды. После разрядки конденсатора С2 гистерезис U1 будет преодолен, MOSFET закроется, аккумулятор начнет заряжаться. Зарядка будет происходить до момента, когда напряжение поднимется до уровня переключения.

Как видно из вышесказанного, зарядка происходит периодически. При этом ее продолжительность зависит от того, каковым является зарядный ток аккумуляторной батареи, и насколько мощными являются подключенные к ней устройства. Зарядка длится до тех пор, пока напряжение не станет равным 14 В.

Схема включается за очень короткое время. На ее включение влияет время зарядки С2 током, который ограничивает транзистор Q3. Ток не может быть больше 40 мА.

Контроллер Майкла Дэвиса

Это устройство предназначено для более мощных солнечных панелей. Также оно прекрасно справляется с регулированием зарядки аккумуляторов током, произведенным ветрогенератором. Поскольку аппарат имеет достаточно простое строение, его можно изготовить своими руками.

Стоит сказать, что есть два варианта этого контроллера. Первый является старым и несовершенным. Второй — простым, а также более эффективным. Его схема на рисунке:

Контроллёр Дэвиса для солнечной панели

Для его создания своими руками нужно подготовить следующие элементы:

  • 2 регулятора: 7805 (К142ЕН5А) (IC1) и NE555 (IC1);
  • 2 стандартные кнопки (РВ1 и РВ2);
  • 2 LED-лампочки. Одна зеленого цвета, другая – желтого;
  • 1 автомобильное реле на 12 В (RLY1). Желательно подбирать такое реле, которое позволяет коммутировать токи 30-40 А;
  • 1 диод 1N4001. Можно взять любой подобный;
  • 2 подстроечных резистора 10К. На схеме они обозначены, как R1 и R2. Лучше, чтобы они были многооборотными. В целом, разрешается брать такие резисторы, интервал подстройки которых составляет 0-100К. Однако элементы с 10К дают лучшую подстройку;
  • 3 резистора 1К Ом 1/8 Вт 10% (обозначены R3-R5);
  • 1 резистор 330 Ом (R6);
  • 1 резистор 100 Ом (R7);
  • 2 транзистора 2N2222 и IRF540. Обозначены как Q1 и Q2 соответственно. Вместо первого транзистора можно взять 2N3904, NTE123 или любой другой, имеет биполярную NPN структуру и аналогичные характеристики. Таким же образом можно поступить со вторым транзистором;
  • 2 конденсатора 0,33 uF и 0,1uF. Оба рассчитаны на 35 V. Вид конденсатора может быть любым. Эксперты рекомендуют несколько забывать о керамических и отдавать предпочтение пленочным.
loading...

Все эти элементы размещают на плате и припаивают так, как предусмотрено схемой. После чего проводят первичную регулировку схемы. Она заключается в выставлении уровней напряжения на контрольных точках ТР1 и ТР2. Напряжение на первой должно равняться 1,667 В, на второй — 3,333 В. Эти уровни выставляют, настраивая кнопки. Также на каждую цепочку питания следует установить предохранитель на соответствующий ток.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (3 голосов, рейтинг: 4,00 из 5)
Загрузка...
loading...