ARDUINO PWM太阳能充电控制器 (V 2.02)

描述
ARDUINO PWM 太阳能充电控制器 (V 2.02)

如果您打算安装带有电池组的离网太阳能系统，则需要太阳能充电控制器。它是放置在太阳能电池板和电池组之间的设备，用于控制太阳能电池板产生的进入电池的电能量。主要功能是确保电池正确充电并防止过度充电。
随着来自太阳能电池板的输入电压上升，充电控制器会调节电池的充电量，以防止任何过度充电，并在电池放电时断开负载。

太阳能充电控制器的类型
目前光伏发电系统中常用的充电控制器有两种：

1.脉冲宽度调制（PWM）控制器

2.最大功率点跟踪（MPPT）控制器

在本教程中，我将向您解释 PWM 太阳能充电控制器。

规格
1.充电控制器和电能表
2. 电池电压自动选择（6V/12V）
3. PWM充电算法，根据电池电压自动充电设定点
4.充电状态和负载状态的LED
5. 20x4 字符 LCD 显示屏，用于显示电压、电流、功率、能量和温度。
6.防雷
7.反向电流保护
8.短路和过载保护
9. 充电温度补偿
10. 用于充电小工具的 USB 端口

电路如何工作？

注意：红线 - 电源和黄线 - 控制信号


充电控制器的核心是一块 Arduino Nano 板。Arduino 通过使用两个分压器电路来感应太阳能电池板和电池电压。根据这些电压水平，它决定如何为电池充电和控制负载。

注意 ：上图中，电源和控制信号有印刷错误。红线是电源，黄线是控制信号。

整个原理图分为以下几个电路：

1、配电电路：

X1 (MP2307) 降压转换器将电池 (B+ & B-) 的电源降压至 5V。降压转换器的输出分配到
1. Arduino 板
2. LED 指示
3.液晶显示
4. USB 端口为小工具充电。

2.输入传感器：

太阳能电池板和电池电压通过使用由电阻器 R1-R2 和 R3-R4 组成的两个分压器电路来检测。C1 和 C2 是滤波电容，用于滤除不需要的噪声信号。分压器的输出分别连接到 Arduino 模拟引脚 A0 和 A1。
太阳能电池板和电池电流通过使用两个 ACS712 模块进行感应。电流传感器的输出分别连接到 Arduino 模拟引脚 A3 和 A2。
使用 DS18B20 温度传感器测量电池温度。R16 (4.7K ) 是一个上拉电阻。温度传感器的输出连接到 Arduino 数字引脚 D12。

3.控制电路：

控制电路基本上由两个 p-MOSFET Q1 和 Q2 构成。MOSFET Q1 用于向电池发送充电脉冲，MOSFET Q2 用于驱动负载。两个 MOSFET 驱动电路由两个带有上拉电阻 R6 和 R8 的晶体管 T1 和 T2 组成。晶体管的基极电流由电阻器 R5 和 R7 控制。

4.保护电路：

太阳能电池板侧的输入过电压通过使用 TVS 二极管 D1 进行保护。从电池到太阳能电池板的反向电流由肖特基二极管 D2 保护。过电流由保险丝 F1 保护。

5. LED指示：

LED1、LED2、LED3分别用于指示太阳能、电池和负载状态。电阻器 R9 至 R15 是限流电阻器。

7.液晶显示：

I2C LCD 显示屏用于显示各种参数。

8.USB充电：

USB 插座连接到降压转换器的 5V 输出。

9.系统重置：

SW1 是重置 Arduino 的按钮。

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