Solarno ogrevanje

Nov in izboljšan sončni regulator napajanja z elektriko na osnovi čipa

Preprost regulator napajanja za sončne in vetrne sisteme


Pred nekaj leti je bil zgrajen za vetrne turbine in sončne celice regulator napajanja, ki lahko zagotovi  samostojno delovanje izven omrežnih sistemov sončne energije, na ladjah in  zagonskih kompletov za vaš dom. Krmilnik za polnjenje je bistveni del vetrnega ali sončnega sistema, da zagotovite, da baterije niso več napolnjene ali izpraznjene. Krmilnik polnjenja spremlja napetost akumulatorja in izklopi akumulatorje, ko je popolnoma napolnjen, in jih ponovno vklopi, ko dosežejo vnaprej določeno količino izpusta. To je nova in izboljšana zasnova krmilnika na podlagi čipa.

Ko je inovator prvotno objavil svojo vetrno turbino, solarno ploščo in krmilnik za polnjenje na spletu, so ti postali zelo popularni. Veliko ljudi po vsem svetu je zgradilo svoje različice. Zelo velik odstotek e-poštnih sporočil je na začetku naletelo na težave, s katerimi so se ljudje med gradnjo oblike krmilnika za polnjenje obliko krmilnika srečevali. Čeprav je zasnova vsekakor bolj napredna kot nekateri učni načrti v srednji šoli, to zagotovo ni mogoče za vse razumno in usposobljene.

Solarni regulator za polnjenja z energijo copy1
Solarni regulator za polnjenja z energijo copy1

Prva zasnova krmilnika še vedno deluje po letih uporabe na terenu. Veliko ljudi po vsem svetu je zgradilo svoje kopije. Prvotno zgodbo razvoja tega regulatorja za polnjenje lahko najdete na strani, ki jo je objavil v razvoju svoje vetrne turbine inovator sam.

Težava je, da so ljudje z manj izkušnjami v elektroniki imeli težave z gradnjo in pridobivanjem dela. Vezje je bilo precej zapleteno in zmedeno za začetnike elektronike. Nekateri ljudje v oddaljenih delih sveta so imeli težave pri iskanju vseh potrebnih delov. Dnevna poplava e-poštnih sporočil, ki zahtevajo pomoč pri izgradnji kontrolnega napajalnika, je marsikoga spodbudila, da jo preoblikuje.

Nekateri so si močno prizadevali, da bi poenostavili vezje krmilnikov sončne energije in vetra. Želeli so, ali bi bilo mogoče zmanjšati na samo en IC, in čim bolj zmanjšati število drugih komponent. Prav tako so si želeli zagotoviti, da bi, če je le mogoče najti komponente, ki jih je lahko najti skoraj povsod po svetu. Tako bi morda več ljudi uspelo zgraditi brez težav.

Neki prijatelj je predlagal, da preklopi na uporabo enega od priljubljenih čipov majhnega krmilnika in zamenja vse analogno vezje z enim čipom. To bi gotovo zmanjšalo vse vgrajene dele. Vendar je skrb, da bi bili prepovedani majhni krmilniki v nekaterih delih sveta predragi ali bi jih bilo težko pridobiti, s programom pa bi bilo preveč težko delo. Odločil sem se, da se bom zdaj držal analognega vezja, čeprav je možnost majhnih krmilnikov možnosti v prihodnosti.

Tu je shematski prikaz prvotnega tokokroga krmilnika polnjenja. Srce krmilnega polnjenja je sestavljeno iz napetostnega razdelilnika, dveh primerjalnikov in prepovedanega S - R. Prvotna zamisel je bila, da jo preoblikuje z uporabo LM 339 dveh primerjalnikov IC. Za to vezje bi potreboval dva od primerjalnikov, in bi lahko naredil prepovedani S - R z uporabo drugih dveh na levi nad primerjavo na čipu. Dalj časa je bila le igra s to idejo in celo preizkušena z nekaj krogi. Čeprav je bilo nekaj težav, da bi delal pravilno. Zato je s projektom delal nekaj časa, je delal tudi na drugih stvareh.

Solarni regulator polnjenja
Solarni regulator polnjenja

Še en projekt, na katerem je delal. Takrat je bil krmilnik števila vrtljajev motorja PWM za črpalko, ki jo je uporabljal s krožnim vijakom, ki ga uporabljajo za iskanje zlata. Regulator hitrosti uporablja časovni čip 555. Medtem, ko je pogledal diagram notranje strukture čipa 555, se mu je zadelo, kako natančno je podobno njegovemu prvotnemu vezju regulatorja napolnjenosti. Nenadoma je spoznal, da bi lahko preoblikoval vezje krmilnika polnjenja z uporabo čipa 555, ki bi močno poenostavili vezja in zmanjšali števila računov.

Primerjajte dva diagrama na levi strani, da vidite podobnosti med prvotnima vezjema krmilnika polnjenja in notranjimi časovnimi čipi NE555. Barvne škatle predstavljajo podobne odseke. Časovnik 555 lahko zamenja 7 komponent v prvotnem vezju in celotno kompleksnost vezja celovito zmanjša. To je zelo ne tradicionalna in "prepovedana" uporaba čipa 55, ker se ne uporablja kot časomer. Sodelovanje v notranjih organih za popolnoma drugačno uporabo, kot je bila prvotno namenjena.

V zelo kratkem času je imela delovni prototipni krog, ki je bil na krovu. Delal je prav prvi poskus, kar je bilo zanj zelo redko. Skoraj vedno je naredil nekakšno napako v kostni glavi.

Tukaj je shematski prikaz novega vezja krmilnika polnjenja. Kliknite na to za večjo, jasnejšo različico.

Bil je previden, da je uporabil le dele, ki jih je preprosto najti. NE555 je verjetno najbolj priljubljen IC v zgodovini. Več milijard jih naredijo vsako leto.

NADGRADNJA
Zgornji shematski prikaz je spremenil z dodajanjem dodatnih uporov R8 * in R9 *. Ti 330 Omov upori niso potrebni za delovanje vezja, vendar pa pomagajo zaščititi pred naključnimi kratkimi stiki, ali so tri motorji v mejah potovanja in pritisnjeni so gumbi ali ob istem pritisku obeh pritisnih gumbov. Njegova zasnova je bila namerno minimalistična in je izpuščal te varnostne upore, ki so bili uporabljeni v njegovih prejšnjih, bolj zapletenih modelih. Vendar po tem, ko je to javno predstavil, se je odločil, da bi bila zamisel verjetno dobra, da jih dodate nazaj, da bi preprečili nesreče.

Rele je splošni namen SPDT avtomobilskega releja, ocenjen na 40 amperov. Najlažje bi ga bilo najti. Pridobite enega iz trgovine z avtomobilskimi deli ali pa ga rešite iz odpadnega avtomobila na odpadu.

IC1 - 7805 5 Volt regulator napetosti                                                        R3, R4, R5 - 1K Ohm 1/8 vati 10 % regulator

IC2 - NE555 časovnik čip                                                                              R6 - 330 Ohm 1/8 W 10 %

PB1, PB2 - NE momentni kontaktni gumbi                                               R7 - 100 Ohm 1/8 vati 10%

LED1 - Zelena LED                                                                                         Q1 - 2N2222 ali podoben tranzistor NPN
LED2 - rumena LED                                                                                       Q2 - IRF540 ali podoben močnostni MOSFET
RLY1 - 40 Amp SPDT avtomobilski rele                                                     C1 - 0,33uF 35V 10%

D1 - 1N4001 ali podobno                                                                                         C2 - 0.1uF 35V 10%

R1, R2 – 10 K večtočkovni obročki                                                        R8 * -R9 * - opcijsko 330 Ohm 1/2 W upori (glejte                                                                                                                                                                                                          besedilo)

Ko je bil narejen prototip, ki je delal na krožniku, je zgradil še eno enoto na kosu radijske postaje za uporabo na terenu. Ta bolj robustna različica bo vgrajena v škatlo in bo temeljito testirana na terenu.

Upoštevajte, da je na tej plošči izbranega za uporabo 78L05 verzije regulatorja 5 voltov. To je v majhnem paketu TO-92, enake velikosti kot tranzistor 2N2222. To je majhen črni pravokotnik v zgornjem levem kotu deske. Prihrani veliko prostora. Lahko deluje le s 100 mA, vendar je to dovolj, da napaja to vezje. Če ne najdete malih 78L05, lahko uporabite polno velikost TO-220 različice 7805, kar je veliko bolj pogosto. Takrat je pri roki mel nekaj vezja od 78L05s, ki so ostali iz drugega projekta.

Ko zgradite vezje, je čas, da ga nastavite ali umerite. Tako je vezje nastavil na 11.9V in 14.9V za svoje nizke in visoke nastavljene točke za krmilnik. To so točke, kjer se preklopi od pošiljanja moči do baterij do odlaganja moči v preskusno obremenitev in obratno (preskusna obremenitev je potrebna le, če uporabljate vetrno turbino, če uporabljate samo sončne celice, lahko pustite odprto).

Verjetno je najboljši način za nastavitev vezja priključitev spremenljivke DC za napajanje akumulatorjev. Nastavite napajanje na 11,9 V., izmerite napetost na preskusni točki 1. Prilagodite R1, dokler se napetost na preskusni točki ne približuje 1.667 V, kot jo lahko dobite. Zdaj nastavite spremenljivo napajanje na 14,9 V in izmerite napetost na testni točki 2. Prilagodite R2, dokler se napetost na preskusni točki ne približa 3.333 V, kot jo lahko dobite.

Preverite delovanje regulatorja napajanja tako, da vhodno napetost vodite navzgor in navzdol med 11,7 in 15,1 voltov. Slišati morate, da se rele vleče pri približno 14,9 voltov in odpre pri približno 11,9 voltov. Med dvema nastavljenima točkama mora kontrolor ostati v katerem koli stanju. Gumbe za polnjenje in odlaganje lahko uporabite za spreminjanje stanja krmilnika, ko je vhodna napetost med obema nastavljenima točkama.

Preden napišete o kakšni težavi mi povejte, da je moja nižja nastavljena točka prenizka in da preveč praznem baterije, menim, da napetost akumulatorja običajno ne bo tako nizka, razen pod obremenitvijo. Če bi bil tovor odstranjen, bi se napetost sčasoma povrnila do več kot 12V. Zato baterije niso tako globoko izpraznjene, kot si mislite na prvi pogled.

Ko je delal vezje, ga je najprej postavil v ohišje, odporno na vremenske razmere. Rele je na levi strani. Uporabil je oviro, da bi bilo vse skupaj za ožičenje lažje. Za vse visoke tokovne povezave je uporabil težko žico. Ta stvar je bila navsezadnje zasnovana za preklop do 40 amps. Vključena je bila tudi varovalko v skladu s solarno vetrno vhodno linijo.

Tukaj je stranski pogled enote, ki prikazuje oskrbovalni pregradni trak z vsemi priključki na zunanjo stran. Obstajajo povezave za pozitivno stran baterij, pozitivni vložek iz sončne celice ali vetrne turbine, pozitivna stran opcijske preskusne lutke in tri ozemljitvene povezave.

Solarni regulator polnjenja_1
Solarni regulator polnjenja_1

Pri priključitvi regulatorja polnjenja najprej priključite baterijo. Tako bo elektronika imela stabilen vir moči. Če je sončni sprejemnik ali vetrna turbina najprej priključena, lahko krmilnik med državami močno niha.

Razložiti je treba še o nepremičnih obremenitvah. Vrsta vetrnih turbin, ki jih gradim, nimajo resnične možnosti za zaviranje pri visokem vetru. Na njih je prisotna le konstantna obremenitev, ki jim preprečuje preveliko obremenitev pri visokih vetrovih. Torej, ko regulator napolnjenosti zazna, da so baterije popolnoma napolnjene in jih izklopi iz tokokroga in preklopi v lutko (samo veliko zunanjo stran od visoko trdnih uporov), da se iztisne velika moč vetrne turbine in pod obremenitvijo. Če uporabljate komercialno vetrno turbino z vgrajeno varnostno zaščito ali z uporabo samo sončnih sprejemnikov, potem preskusna obremenitev ni potrebna in napravo lahko pustite nepovezano.

Tu je še pogled s strani, ki prikazuje gumb za polnjenje in smetišče. Regulator polnjenja bo samodejno preklapljal med polnjenjem in odlaganjem, ko napetost akumulatorja doseže nizko in visoko nastavljeno točko. Med nastavljenimi točkami bo krmilnik ostal v katerem koli stanju. Ti gumbi omogočajo, da ročno preklapljate krmilnik polnjenja med dvema državama.

Tukaj je fotografija prvega resničnega testa na področju nove zasnove krmilnika polnjenja. Videti je, da dobro deluje v testih na odprtem, vendar se je želel prepričati, da je delal prav v realnem svetu. Zato sem je postavil eno od svojih domačih solarnih panelov s 60 W zunaj svoje delavnice in ga uporabiti za polnjenje akumulatorja z globokim ciklom z uporabo novega regulatorja polnjenja. Delovalo je zelo dobro. Krmilnik polnjenja je pustil, da se iz baterije napaja v baterijo, dokler ni popolnoma napolnjena, in se nato preklopi na odvodno moč, da ne napolni akumulatorja. Odlično!

Osnove simetrične ravnine obnovljive energije-
Osnove simetrične ravnine obnovljive energije-

Na to enoto lahko priključite več solarnih sprejemnikov in / ali vetrnih turbin. Vse vire napajanja lahko vzporedno priključite in jih priključite v enojni vhodni priključek. Vsak posamezni sončni sprejemnik ali vetrna turbina mora imeti lastno blokado diode. Tukaj je diagram značilnega sistema z vetrno turbino in dvema solarnima ploščama, ki hranijo krmilnik polnjenja. Običajno je v sistem vključen AC pretvornik, ki omogoča napajanje AC.

Če bi samo priključili solarno ploščo ali vetrno turbino neposredno v pretvornik in se z njim opravili? No, odgovor je, da sonce vedno ne sije in veter ne piha vedno, ljudje pa želijo moč kadarkoli. Baterije hranijo moč, ko je na voljo, za uporabo, kadar je to potrebno.

 

I.K.



Knjiga Ogrevanje


Knjiga »Ogrevanje – vse za ogrevalno tehniko«, ki jo smo jo izdali meseca julija 2013, ne zagotavlja samo znanja o tehniki, zamenjuje tudi številne in že do zdaj uveljavljena mnenja strokovnjakov. Moja želja je , da se s pomočjo kakovostne strokovne knjige, kateri bodo sledile še knjige, kjer bodo opisani sodobni načini o prezračevanju, kakovostni gradnji objektov kot je ničelna energijska hiša ter izvajanje vodovodnih instalacij.

Naročite svoj izvod knjige Ogrevanje


Najbolj brani