Как определить ШИМ-регулятор в блоке питания, если нет маркировки

Обновлено: 06.07.2024

Если вы планируете установить автономную солнечную батарею с подключенной батареей, вам следует изучить контроллер заряда солнечной батареи для вашей системы. Контроллеры заряда действуют как шлюз для вашей батареи и гарантируют, что вы не перезарядите и не повредите свою систему накопления энергии. В этой части мы расскажем, что такое контроллер заряда от солнечной батареи и как сравниваются два основных типа (ШИМ и MPPT).

Узнайте, сколько стоит солнечная энергия + аккумулятор в вашем районе в 2022 году

Выбор правильного контроллера заряда от солнечной батареи: что нужно знать

Контроллер заряда солнечной батареи – это регулятор солнечной батареи, предотвращающий ее перезарядку. Аккумуляторы рассчитаны на допустимое напряжение, и превышение этого напряжения может привести к необратимому повреждению аккумулятора и потере функциональности с течением времени. Солнечные контроллеры заряда действуют как ворота в вашу систему хранения аккумуляторов, предотвращая ее повреждение из-за перегрузки.

Контроллеры заряда необходимы только в нескольких конкретных случаях. Чаще всего вам нужно изучить контроллеры заряда, если вы пытаетесь установить автономную солнечную систему, от систем на крыше до небольших установок на лодках или RV. Если вы являетесь домовладельцем, желающим установить солнечную батарею с батареей, подключенной к электрической сети, вам не нужен контроллер заряда — как только ваша батарея будет полностью заряжена, вместо этого избыточная энергия будет автоматически направляться в сеть, помогая вам. избегайте перегрузки аккумулятора.

Чтобы помочь вам найти наилучшее соответствие, мы составили список лучших портативных солнечных батарей 2022 года. Многие из них включают в себя контроллеры заряда от солнечных батарей для простоты использования.

Подходит ли вам солнечный контроллер заряда?

Большинству покупателей солнечных батарей не нужно беспокоиться о контроллерах заряда. Солнечные установки на крыше или на земле с резервным аккумулятором почти всегда подключены к электросети, и в случае полного разряда аккумулятора избыточная солнечная энергия автоматически перенаправляется туда.

Если вы хотите установить небольшую автономную солнечную энергетическую систему с резервным аккумулятором, вам может понадобиться контроллер заряда, чтобы обеспечить безопасную зарядку аккумулятора. Для относительно небольших батарей в паре с маломощными 5-10-ваттными солнечными панелями подойдет ШИМ-контроллер заряда. Для более сложных самодельных солнечных батарей с более мощными панелями вы можете рассмотреть возможность использования контроллера заряда MPPT.

Типы солнечных контроллеров заряда: PWM и MPPT

Если вы хотите использовать солнечную энергию, чтобы полностью отключиться от сети, вам следует рассмотреть два типа контроллеров заряда: контроллеры с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и контроллеры с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT).

Контроллеры заряда солнечных батарей с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)

Контроллеры заряда с ШИМ – это стандартный тип контроллеров заряда, доступный покупателям солнечных батарей. Они проще, чем контроллеры MPPT, и поэтому обычно дешевле. ШИМ-контроллеры работают, медленно уменьшая количество энергии, поступающей в вашу батарею, по мере того, как она приближается к емкости. Когда ваша батарея полностью заряжена, ШИМ-контроллеры поддерживают состояние «струйки», что означает, что они постоянно подают небольшое количество энергии, чтобы поддерживать заряд батареи.

При использовании ШИМ-контроллера ваша солнечная панель и домашняя батарея должны иметь одинаковые напряжения. В более крупных системах солнечных панелей, предназначенных для питания всего дома, напряжение панели и батареи обычно не совпадает. Поэтому ШИМ-контроллеры больше подходят для небольших самодельных солнечных систем с парой низковольтных панелей и небольшим аккумулятором.

Контроллеры заряда солнечной батареи с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT)

Контроллеры заряда от солнечных батарей MPPT являются более дорогим и сложным вариантом контроллера заряда. Они обеспечивают ту же защиту, что и ШИМ-контроллер, и уменьшают мощность, подаваемую на вашу домашнюю батарею, когда она приближается к емкости.

В отличие от ШИМ-контроллеров, контроллеры заряда MPPT могут соединять несоответствующие напряжения от панелей и аккумуляторов. Контроллеры MPPT регулируют свой вход, чтобы получить максимально возможную мощность от вашей солнечной батареи, а также могут изменять свою выходную мощность в соответствии с подключенной батареей. Это означает, что контроллеры заряда MPPT более эффективны, чем контроллеры PWM, и более эффективно используют полную мощность ваших солнечных панелей для зарядки домашней аккумуляторной системы.

Если бы эффективность была единственной проблемой при покупке контроллера, контроллер MPPT всегда был бы лучшим выбором. Но это не всегда практично. Выбор правильного контроллера заряда солнечной батареи включает в себя несколько факторов, помимо эффективности. Чтобы определить, какой контроллер вам подходит, ответьте на следующие вопросы:

Большинство автономных солнечных панелей представляют собой 36-элементные панели, предназначенные для зарядки 12-вольтовой батареи. Эти системы хорошо работают с ШИМ-контроллерами.Панели с 60 и 72 ячейками обычно используются с сетевыми солнечными панелями и имеют более высокое напряжение, поэтому требуется контроллер MPPT.

ШИМ-контроллер работает с системой любого размера, если напряжение между солнечной системой и домашней батареей совпадает, хотя обычно они не совпадают в больших системах, поэтому ШИМ идеально подходит для небольших установок. Контроллеры MPPT менее эффективны, если ваш массив не мощнее 170 Вт.

Контроллеры MPPT работают лучше, чем контроллеры PWM, когда становится холоднее. По мере снижения температуры напряжение увеличивается, и контроллер MPPT может улавливать избыточное напряжение. В теплом климате, где температура обычно не бывает очень низкой, нет дополнительного напряжения и контроллер MPPT не нужен.

Как правило, контроллеры заряда MPPT дороже контроллеров PWM из-за их более высокой эффективности зарядки. Контроллеры MPPT могут повысить эффективность до 20% — это связано с их четырехступенчатым методом зарядки, который, как правило, более полезен для вашей батареи. Солнечные контроллеры заряда PWM более универсальны и проще в установке, но их более низкая эффективность обычно означает более низкие цены.

Сколько стоят контроллеры заряда солнечных батарей PWM и MPPT?

Контроллеры заряда от солнечных батарей обычно стоят несколько сотен долларов, в зависимости от функций и типа.

Вам не нужно создавать собственную солнечную установку, чтобы начать экономить деньги

На торговой площадке EnergySage вы можете зарегистрировать свою собственность, чтобы начать получать качественные расценки на солнечные установки. Если вас интересуют решения для хранения данных, совместимые с вашими панелями, вы можете просто указать свой интерес в своем профиле, чтобы установщики могли его увидеть. Подключение вашего солнечного проекта к сети (даже с резервным аккумулятором) — разумный шаг, так как он обеспечивает второе резервное копирование для вашей системы, и в случае, если емкости вашего аккумулятора недостаточно, вы не просто исчерпаете возможность использовать.

Несмотря на то, что полностью автономный проект по установке солнечной энергии своими руками в некоторых случаях может сработать, если вашей главной задачей является экономия денег, найм квалифицированного установщика, который поможет вам перейти на солнечную энергию, по-прежнему является разумным финансовым решением. Более того, наличие профессионального установщика, работающего над вашим солнечным проектом, гарантирует, что вы получите опыт, необходимый для создания функциональной и эффективной солнечной системы. Установщики также предлагают гарантии и средства защиты для своих продуктов, которые вы не всегда можете получить, работая над проектом «сделай сам».

Да, контроллеры заряда необходимы для любой солнечной системы. Они выполняют важную функцию предотвращения перезарядки и разрядки батарей, когда панели не используются.

Умножьте количество панелей и мощность, чтобы получить общую мощность солнечной батареи. Затем разделите это число на напряжение вашей аккумуляторной батареи, чтобы получить амперы. Наконец, добавьте 25%, если вы живете в более холодном климате.

Контроллеры зарядки можно приобрести в Интернете в крупных розничных магазинах, включая Amazon.

UNO — лучшая доска для начала работы с электроникой и программированием. Если это ваш первый опыт работы с платформой, UNO — самая надежная доска, с которой вы можете начать играть. UNO — наиболее используемая и задокументированная плата из всего семейства Arduino и Genuino.

Arduino/Genuino Uno — это плата микроконтроллера на базе ATmega328P (техническое описание). Он имеет 14 цифровых входных/выходных контактов (из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор 16 МГц, USB-соединение, разъем питания, разъем ICSP и кнопку сброса. Он содержит все необходимое для поддержки микроконтроллера; просто подключите его к компьютеру с помощью USB-кабеля или включите адаптер переменного тока в постоянный или аккумулятор, чтобы начать работу. чип на несколько долларов и начать заново.

«Uno» в переводе с итальянского означает «единица» и было выбрано в честь выпуска программного обеспечения Arduino (IDE) 1.0. Плата Uno и версия 1.0 программного обеспечения Arduino (IDE) были эталонными версиями Arduino, которые теперь эволюционировали до более новых выпусков. Плата Uno является первой в серии плат USB Arduino и эталонной моделью для платформы Arduino; обширный список текущих, прошлых или устаревших плат см. в указателе плат Arduino.

В разделе «Начало работы» вы можете найти всю информацию, необходимую для настройки платы, использования программного обеспечения Arduino (IDE) и начала работы с программированием и электроникой.

О программном обеспечении на форуме Arduino
О проектах на форуме Arduino
На самом продукте через нашу службу поддержки

Познакомьтесь с некоторыми проектами Arduino Uno и Genuino Uno, представленными на Arduino Project Hub, нашей учебной платформе:

Семья Arduino и Genuino очень большая! Проверьте элементы, связанные с Arduino UNO, и добавьте их в свой набор инструментов производителя!

ЧЕХОЛ ARDUINO/GENUINO UNO

< /tr> < td>Выводы цифрового ввода/вывода ШИМ < tr> < tr>

Микроконтроллер	ATmega328P
Рабочее напряжение	5В
Входное напряжение (рекомендуется)	7–12 В
Входное напряжение (предел)	6–20 В
Цифровые контакты ввода-вывода	14 (из которых 6 обеспечивают выход ШИМ)
6
Выводы аналогового ввода	6
Постоянный ток на контакт ввода-вывода	20 мА
Постоянный ток на контакт 3,3 В	50 мА
Флэш-память	32 КБ (ATmega328P), из которых 0,5 КБ используется загрузчиком
SRAM	2 КБ (ATmega328P)
EEPROM	1 КБ (ATmega328P)
Тактовая частота	16 МГц
LED_BUILTIN	13
Длина	68,6 мм
Ширина	53,4 мм
Вес	25 г

Arduino / Genuino Uno — это аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом! Вы можете создать свою собственную доску, используя следующие файлы:

Arduino/Genuino Uno можно запрограммировать с помощью (Arduino Software (IDE)). Выберите «Arduino/Genuino Uno» в меню «Инструменты» > «Плата» (в соответствии с микроконтроллером на вашей плате). Подробности см. в справочнике и руководствах.

ATmega328 на Arduino/Genuino Uno поставляется с предварительно запрограммированным загрузчиком, который позволяет загружать в него новый код без использования внешнего аппаратного программатора. Он взаимодействует с использованием исходного протокола STK500 (ссылка, заголовочные файлы C).

Вы также можете обойти загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через заголовок ICSP (внутрисхемное последовательное программирование), используя Arduino ISP или аналогичный; подробности см. в этих инструкциях.

На платах Rev1: подсоедините перемычку на обратной стороне платы (рядом с картой Италии), а затем переустановите 8U2.
На платах версии 2 или более поздних: есть резистор, который соединяет линию HWB 8U2/16U2 с землей, что упрощает переход в режим DFU.

Затем вы можете использовать программное обеспечение Atmel FLIP (Windows) или программатор DFU (Mac OS X и Linux) для загрузки новой микропрограммы. Или вы можете использовать заголовок ISP с внешним программатором (перезаписав загрузчик DFU). Дополнительную информацию см. в этом пользовательском руководстве.

Arduino/Genuino Uno имеет сбрасываемый полипредохранитель, который защищает USB-порты вашего компьютера от короткого замыкания и перегрузки по току. Хотя большинство компьютеров обеспечивают собственную внутреннюю защиту, предохранитель обеспечивает дополнительный уровень защиты. Если на USB-порт подается более 500 мА, предохранитель автоматически разорвет соединение до тех пор, пока короткое замыкание или перегрузка не будут устранены.

Uno отличается от всех предыдущих плат тем, что в ней не используется микросхема драйвера FTDI USB-to-serial. Вместо этого в нем используется Atmega16U2 (Atmega8U2 до версии R2), запрограммированный как преобразователь USB-последовательный порт.

Плата Arduino/Genuino Uno может питаться через USB-соединение или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее (не USB) питание может поступать либо от адаптера переменного тока в постоянный (настенный), либо от аккумулятора. Адаптер можно подключить, вставив штекер 2,1 мм с центральным положительным контактом в разъем питания на плате. Выводы от аккумулятора можно вставить в контактные разъемы GND и Vin разъема POWER.

Плата может работать от внешнего источника питания от 6 до 20 вольт. Однако при подаче менее 7 В на контакт 5 В может подаваться менее пяти вольт, и плата может работать нестабильно. При использовании более 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон: от 7 до 12 В.

Вин. Входное напряжение платы Arduino/Genuino при использовании внешнего источника питания (в отличие от 5 вольт от USB-соединения или другого регулируемого источника питания). Вы можете подавать напряжение через этот контакт или, если подаете напряжение через разъем питания, получить к нему доступ через этот контакт.
5V. Этот контакт выводит регулируемое напряжение 5V от регулятора на плате. Плата может питаться от разъема питания постоянного тока (7–12 В), разъема USB (5 В) или контакта VIN платы (7–12 В). Подача напряжения через контакты 5 В или 3,3 В обходит регулятор и может повредить вашу плату. Мы не советуем это делать.
3V3. Питание 3,3 В, генерируемое бортовым регулятором. Максимальный потребляемый ток составляет 50 мА.
Земля. Заземляющие контакты.
ИОРЭФ. Этот контакт на плате Arduino/Genuino обеспечивает опорное напряжение, с которым работает микроконтроллер.Правильно сконфигурированный экран может считывать напряжение на контакте IOREF и выбирать соответствующий источник питания или включать преобразователи напряжения на выходах для работы с 5 В или 3,3 В.

У ATmega328 32 КБ (из которых 0,5 КБ занято загрузчиком). Он также имеет 2 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM (которую можно читать и записывать с помощью библиотеки EEPROM).

Посмотрите сопоставление контактов Arduino и портов ATmega328P. Сопоставление для Atmega8, 168 и 328 идентично.

Каждый из 14 цифровых контактов Uno можно использовать как вход или выход с помощью функций pinMode(), digitalWrite() и digitalRead(). Они работают от 5 вольт. Каждый контакт может обеспечить или получить 20 мА в рекомендуемых рабочих условиях и имеет внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию отключен) на 20-50 кОм. Максимум 40 мА — это значение, которое не должно превышаться на любом контакте ввода-вывода, чтобы избежать необратимого повреждения микроконтроллера.

АРЕФ. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с AnalogReference().
Сброс. Установите на этой линии НИЗКИЙ уровень, чтобы перезагрузить микроконтроллер. Обычно используется для добавления кнопки сброса к щитам, которые блокируют кнопку на плате.

Arduino/Genuino Uno имеет ряд средств для связи с компьютером, другой платой Arduino/Genuino или другими микроконтроллерами. ATmega328 обеспечивает последовательную связь UART TTL (5V), которая доступна на цифровых контактах 0 (RX) и 1 (TX). ATmega16U2 на плате направляет эту последовательную связь через USB и отображается как виртуальный COM-порт для программного обеспечения на компьютере. Прошивка 16U2 использует стандартные драйверы USB COM, и внешний драйвер не требуется. Однако в Windows требуется файл .inf. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает в себя последовательный монитор, который позволяет отправлять простые текстовые данные на плату и с нее. Светодиоды RX и TX на плате будут мигать, когда данные передаются через микросхему USB-to-serial и USB-подключение к компьютеру (но не при последовательной связи на контактах 0 и 1).

ATmega328 также поддерживает связь I2C (TWI) и SPI. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает библиотеку Wire для упрощения использования шины I2C; подробности см. в документации. Для связи SPI используйте библиотеку SPI.

Вместо того, чтобы требовать физического нажатия кнопки сброса перед загрузкой, плата Arduino/Genuino Uno разработана таким образом, что ее можно сбросить с помощью программного обеспечения, запущенного на подключенном компьютере. Одна из линий аппаратного управления потоком (DTR) ATmega8U2/16U2 подключена к линии сброса ATmega328 через конденсатор емкостью 100 нанофарад. Когда эта линия активна (низкий уровень), линия сброса падает на время, достаточное для сброса микросхемы. Программное обеспечение Arduino (IDE) использует эту возможность, чтобы вы могли загружать код, просто нажимая кнопку загрузки на панели инструментов интерфейса. Это означает, что загрузчик может иметь более короткое время ожидания, так как снижение DTR может быть хорошо скоординировано с началом загрузки.

У этой настройки есть и другие последствия. Когда Uno подключен к компьютеру с Mac OS X или Linux, он сбрасывается каждый раз, когда к нему подключается программное обеспечение (через USB). Следующие полсекунды или около того загрузчик работает на Uno. Хотя он запрограммирован на игнорирование искаженных данных (то есть всего, кроме загрузки нового кода), он будет перехватывать первые несколько байтов данных, отправленных на плату после открытия соединения. Если скетч, работающий на плате, получает разовую конфигурацию или другие данные при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым он взаимодействует, ждет секунду после открытия соединения и перед отправкой этих данных.

Плата Uno содержит трассировку, которую можно обрезать, чтобы отключить автоматический сброс. Площадки с обеих сторон дорожки можно спаять вместе, чтобы снова включить ее. Он помечен как «RESET-EN». Вы также можете отключить автосброс, подключив резистор 110 Ом от 5В к линии сброса; подробности см. в этой ветке форума.

Читайте также: