ARDUINO MPPT Solarladeregler (Version-3.0)

41 Schritt:Schritt 1: Teile und Werkzeuge: Schritt 2: Grundlagen der MPPT Laderegler Schritt 3: Abwärtswandler WORKING Schritt 4: Abwärtswandler DESIGN Schritt 5: INDUCTOR BERECHNUNG Schritt 6: WIE Wind Eine TOROIDAL INDUCTOR Schritt 7: CAPACITOR BERECHNUNG Schritt 8: MOSFET SELECTION Schritt 9: MOSFET DRIVER Schritt 10: PLÄNE UND ARBEITS Schritt 11: Testen Sie die Gate-Treiber und MOSFETs Switching Schritt 12: Testen Sie die Buck Converter Schritt 13: Spannungsmessung Schritt 14: Strommessung Schritt 15: LCD-Display und LED-Anzeige Schritt 16: HARDWARE und Löttechnik Schritt 17: Bohrlöcher für die Montage Schritt 18: Fügen Sie die Eingabe und aus Put-Terminals: Schritt 19: Fügen Sie die Sicherungshalter Schritt 20: Löten Sie die MOSFETS und Eingangskondensator Schritt 21: Montage des Arduino Nano Schritt 22: Stellen Sie die Stromversorgung Schritt 23: Löten Sie die MOSFET-Treiber-Schaltung Schritt 24: Löten Sie die Spannungssensoren Schritt 25: Solder dem Induktor und Überspannungsschutzschaltung Schritt 26: Löten Sie die Last-MOSFET (Q4) Treiber Schritt 27: Hinzufügen der Stromsensor Schritt 28: Löten Sie die TVS-Dioden Schritt 29: Schließen Sie die GND Schritt 30: Stellen Sie das USB-Ladeschaltung Schritt 31: Stellen Sie das WiFi-Modul (ESP8266) Schalt Schritt 32: WIFI Datenerfassung und Wissenschaftliche Erforschung Schritt 33: Stellen Sie LED-Panels Schritt 34: Stellen Sie die Hintergrundbeleuchtung und Reset-Schalter Schritt 35: Bereiten Sie das Gehäuse Schritt 36: Stellen Sie den externen Verbindungsanschluss Schritt 37: Mount Alles Schritt 38: Schließen Sie alle Panel und Schalter Schritt 39: Software und Algorithm Schritt 40: Version-4-Design-Ideen und Planung Schritt 41: Fazit

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Herzlich Willkommen auf meiner Solarladeregler Tutorials series.I zwei Version meiner PWM Ladung controller.If Sie geschrieben haben, sind neu in diesem finden Sie meine früheren Tutorial für das Verständnis der Grundlagen der Laderegler.

Dies ist Projekt auf "Eingabe 2015 hackaday Prize ". Wenn Sie mich zu unterstützen und zu sehen, das Projekt in eine neue Ebene, folgen Sie bitte und geben Schädel, mein Projekt @ wollen hackaday.io. Dies wird sehr hilfreich für mich.

1. Version-1

2. Version-2

LCD-Display, LED-Anzeige, Wi-Fi-Datenerfassung und Bereitstellung für die Erhebung unterschiedlicher USB devices.It ist mit verschiedenen Schutzmechanismen ausgestattet, um die Schaltung von Schutz: Diese instructable ein Projekt-Build für einen Arduino basierten Solar-MPPT Lade controller.It verfügt über Funktionen wie decken abnormalen Zustand.

Der verwendete Microcontroller ist in diesem Controller ist Arduino Nano. Dieser Entwurf ist für eine 50 Watt Solarpanel, eine häufig verwendete 12V Blei-Säure-Batterie zu laden. Sie können auch andere Arduino-Board verwenden wie Pro Mini, Micro und UNO.

Nun wird ein Tag der meiste Solarladeregler auf dem Markt verfügbar ist Maximum Power Point Tracking (MPPT) .Der MPPT-Controller ist anspruchsvoller und expensive.It hat mehrere Vorteile gegenüber der früheren Ladung controller.It ist 30 bis 40% effizienter bei niedrigen temperature.But Herstellung eines MPPT Laderegler ist etwas komplexer in zu vergleichen, um PWM Ladung controller.It einige grundlegende Kenntnisse der Leistungselektronik erforderlich.

Ich habe sehr viel Mühe es einfach zu machen, so dass jeder kann es verstehen easily.if Ihnen bekannt, über die Grundlagen der MPPT Laderegler dann überspringen Sie die ersten Schritte sind.

Der Maximum Power Point Tracker (MPPT) Schaltung ist um einen synchronen Abwärtswandler circuit..It die höhere Solarmodul-Spannung bis auf die Ladespannung der Batterie Schritten. Das Arduino versucht, den Watt Eingang von der Solar-Panel durch die Steuerung der Arbeitszyklus, um die Solar-Panel Betrieb zu gewährleisten Maximum Power Point zu maximieren.


Spezifikation der Version-3 Laderegler:

Auf MPPT-Algorithmus 1.Based

2. LED-Anzeige für den Ladezustand

3. 20x4 Zeichen LCD-Display zur Anzeige von Spannungen, Strom, Leistung usw.

4. Überspannungs- / Blitzschutz

5. Rückleistungsfluss Schutz

6. Kurzschluss- und Überlastschutz

7. Wi-Fi-Datenerfassung

8.USB Anschluss zum Aufladen Smart Phone / Gadgets

Elektrische Daten:

1.Rated Spannung = 12V

2.Maximale Strom = 5A

3.Maximum Laststrom = 10 A

4. In legte Spannung = Solar-Panel mit Leerlaufspannung von 12 bis 25V

5.Solar Panel Leistung = 50W

Dieses Projekt besteht aus 40 steps.So Einfachheit I unterteilt das gesamte Projekt in kleine sections.Click auf den Link, die Sie sehen möchten.

1. Grundlagen für MPPT Laderegler

2. Buck Kreis Arbeits- und Entwurfsberechnung

3. Prüfung der Buck Kreis

4. Spannungs- und Strommessungen

5.LCD-Display und LED-Anzeige

6.Making die Lade Foren

7.Making die Enclosure

8. Das USB Ladeschaltung

9. Wi-Fi-Datenerfassung

10. MPPT-Algorithmus und Flussdiagramm




Updates wie auf der 16. Juni 2015
Version-4-Design-Ideen und Planung
Nach meiner Version-3 Laderegler wurde populär auf Web erhielt ich Mails und Kommentare mit Anfrage für die Herstellung eine höhere Bewertung Controllers. So entwerfen wir unsere Version-4-Laderegler, die weiter fortgeschritten ist, größere Kapazität und nützlichen mehr potenzielle applications.When das Projekt abgeschlossen ist, sollte es nützlich für die netzferne Stromverbraucher, die Kontrolle der autonomen Straßenlaternen und Schilder, und viele andere Anwendungen sein dass mittlere Leistungen und effizienten zuverlässigen Betrieb benötigen
Für alle laufenden Aktivitäten klicken Sie hier



Problem in V-3:
Während meiner Prototyping, habe ich vor einer kritischen issue.The Problem war, dass, wenn ich den Akku an die Steuerung, die Verbindung zwischen der Batterie und dem Schalt (Abwärtswandler) sehr heiß werden und dann MOSFET Q3 brennen out.It lag an Kurzschließen der MOSFET-Q3. So Strom fließt von Battery -MOSFET q3-GND, die unerwartet ist.
Um dieses Problem habe ich, um die Zuschauer gebeten, zu lösen. Nach der Einnahme von allen Anregungen, Keith Vorschläge wirklich für me.So Ich habe einige Dinge geändert.
Berichtigungen / Änderungen:
Wie pro Keith Vorschläge
Änderung in MOSFET Treiber-Stromkreis:
1. Mit der bestehenden Schaltung, wenn das Panel Spannung Null wird der IR2104 hat keine VCC-Eingang. Dies kann machen sein Verhalten unpredictable.As nach Blatt sollte der Fahrer VCC in zwischen 10 und 20 Volt für "ordnungsgemäßen Betrieb" sein.
2. Das bedeutet, der Fahrer wird immer funktionieren, und so gibt es eine positive Kontrolle über die Schalt-MOSFETs zu allen Zeiten.
3. Die Spannung der Solarkollektoren wurde als bis zu 25 Volt, was etwas mehr als notwendig, um eine Standard-36-Zelle Solarpaneel Verbindung ist festgelegt. Die Spannungsverdopplungsschaltung, die die Vb-Spannung für den Fahrer erzeugt wird, dass in 50 Volt, was wiederum 25 Volt an die Source-Gate-Schnittstelle sowohl von Q1 und Q2 stellen drehen. Die maximale Bewertung dieser Schnittstelle ist 20 Volt, so eine dieser FETs mit einem hohen Sonnenkollektorspannung von mehr als 20 Volt unzuverlässig werden.
4. Verwenden Sie den Akku für Vcc des Fahrers bedeutet, dass Q1 und Q2 beide nur Source-Gate-Spannungen gleich der Batterie, die bequem in der 10 haben - 20 Volt Bereich dieser MOSFETs.
Änderungen: Einschalten des MOSFET-Treiber IR2104 von Batterieanschluss (12 V) anstelle des Solar-Panel (früher).
Wenn jemand so dass diese Steuerung machen diese Änderungen und testen. Wenn Sie Testergebnisse / Anregungen haben, kommentiert sie unten.
Schritt 1: Teile und Werkzeuge:



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1. Arduino Nano ( eBay )
2.Current Sensor ( ACS712-5A )
3.Buck Converter ( LM2596 )
4.Wifi Module ( ESP8266 )
5. LCD-Display ( 20x4 I2C )
6 .MOSFETs (4x IRFZ44N )
7. MOSFET-Treiber ( IR2104 )
8. 3.3V Linear Regulator ( AMS 1117 )
9. Transistor ( 2N2222 )
10.Diodes (2x IN4148 , 1 x UF4007 )
11.TVS Diode (2x P6KE36CA )
12.Resistors (3 x 200R, 3 x330R, 1 x 1 K, 2 x 10 K, 2 x 20 K, 2x 100k, 1x 470K)
13.Capacitors (4 x 0,1 uF, 3 x 10uF, 1 x 100 uF, 1x 220uF)
14.Inductor (1x 33uH -5A )
15 LEDs (1 x Rot, 1 x Gelb, 1 x grün)
16.Prototype Foren
17.Wires und Jumper Drähte ( Female -Female )
18.Header Pins ( male , female , Rechter Winkel )
19. DIP Socket ( 8 pin )
19.Screw Terminals (3 x 2-polig , 1 x 6-Pin )
20.Fuses (2 x 5 A )
21. Sicherungshalter ( 2 Z )
22 Druckschalter ( 2 Z )
23.Rocker / Kippschalter ( 1 no )
24.Female USB-Anschluss ( 1 Schließer )
25. JST-Stecker ( male 2pin -IG )
26.Heat Sinks
27.Enclosure
28.Plastic Sockel und Stollen
29. Schrauben / Muttern / Bolzen
Benötigtes Werkzeug:
1.Soldering Eisen
2. Klebepistole
3. Dremel
4.Hobby Knife
5.Wire Cutter
6.Wire Stripper
7.Screw Treiber
8. Ruller und pencilStep 2: Grundlagen der MPPT Laderegler

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Ein Solarmodul unterschiedliche Spannungen in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Parametern zu generieren:

1.Die Menge Sonnenlicht 2. Anschlussleistung 3.Die Temperatur des Solarpanels.

Im Laufe des Tages, wie das Wetter ändert, die durch das Solarpanel erzeugte Spannung wird ständig variiert werden. Nun, für jede gegebene Spannung, die Solarzelle wird auch ein Strom (Ampere). Die Höhe der Amps, die für eine bestimmte Spannung erzeugt werden, wird durch einen Graphen genannt eine IV-Kurve, die auf jedem Solarmodul der Typenblatt gefunden werden können und sieht aus wie der Abbildung-1 oben gezeigt in der Regel festgelegt.

In der obigen Abbildung-2, zeigt die blaue Linie ein Solar-Panel-Spannung von 30 V, die einem Strom von etwa 6.2A. Die grüne Linie zeigt eine Spannung von 35 V entspricht einem Strom von 5A.

Wir wissen, dass Leistung = V x I

In der obigen, wie Sie entlang der roten Kurve oben bewegen Sie einen Punkt, wo die Spannung multipliziert mit seiner entsprechenden Strom höher als irgendwo sonst auf der Kurve finden Bild gezeigt. Dies nennt man die Solar-Panel des Maximum Power Point (MPP).

Ref: Ich habe die Bilder von web (www.solarquotes.com.au) heruntergeladen, um den MPP erklären.

Was ist MPPT?

MPPT steht für Maximum Power Point Tracking. MPPT Laderegler zum Extrahieren maximal verfügbare Leistung von PV-Modul unter bestimmten Bedingungen verwendet werden. Sehen Sie in der obigen Abbildung. Wir haben gesehen, daß der Punkt maximaler Leistung (MPP) von einem Solar-Panel liegt am Knie des Strom- und Spannungskurve.

A 12V Solarpanel ist nicht wirklich ein 12V Panel am all.Its wirklich irgendwo zwischen 12V und 21V Panel je nachdem, welche Last er angeschlossen ist und wie hell das Sonnenlicht ist.Die Panel hat einen Innenwiderstand, die dynamisch mit unterschiedlichen Bestrahlungsstärke ändert Ebenen. Sonnenkollektoren nur ihre Nennleistung liefern an einer bestimmten Spannung und Last, und diese Spannung und Last bewegt sich wie die Sonnenlichtintensität ändert.

Zum Beispiel nehmen Sie ein Solarpanel bewertet bei 100 Watt, 18 V bei 5,55 Ampere.

Die 18 V bei 5,5 Ampere bedeutet, dass die Solar-Panel will eine Belastung von 18 / 5,5 = 3,24 Ohm sehen.

Mit jeder anderen Last die Zentrale liefern weniger als 100 watts.So wenn eine statische Last direkt mit einem Panel verbunden ist und dessen Widerstand höher oder niedriger als die Platten Innenwiderstand bei MPP, dann die Leistung von der Jury erstellt wird kleiner sein als die maximal zur Verfügung.

Nehmen wir ein einfaches Beispiel sagen, dass wir an eine 12V Bleibatterie verbunden die oben 100W Platte direkt, würde die Platte Spannung nach unten in der Nähe der Leerlaufspannung der Batterie als die Batterien Widerstand niedriger als der Paneele ist gezogen werden, sondern der Strom bleibt gleich 5.55 amps.This geschieht, weil Solarmodule verhalten sich wie Stromquellen, so dass der Strom durch die verfügbaren Sonnenlicht bestimmt.

Nun wird die Leistung (P) = V x I = 12x5.55 = 66.6W. So ist die Solar-Panel ist nun verhält sich wie ein 66-Watt-Panel.

Dies entspricht einem Verlust von 100 W-66.6W = 34W (33,4%).

Dies ist der Grund für die Verwendung eines MPPT Laderegler anstelle eines Standard-Laderegler wie PWM. Der MPPT-Controller besteht aus einem DC -DC Wandler, wo das Tastverhältnis variiert, um den Maximum Power Point zu verfolgen.


Schritt 3: Abwärtswandler WORKING



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Ein Abwärtswandler ein DC - Gleichstrom-Wandler in dem die Ausgangsspannung immer niedriger oder gleich der Eingangsspannung. Die schematische Darstellung eines Abwärtswandlers ist in der obigen Abbildung dargestellt.

Arbeitsprinzip :

Wenn der MOSFET eingeschaltet ist

Wenn der MOSFET eingeschaltet ist, fließt Strom durch die Induktivität (L), Last (R) und dem Ausgangskondensator (C), wie in der Figur 2 gezeigt. In diesem Zustand ist die Diode in Sperr biased.So durch sie fließt kein Strom. Während der EIN-Zustand magnetische Energie in dem Induktor gespeichert wird elektrische Energie in den Ausgangskondensator gespeichert.

Wenn der MOSFET ausgeschaltet ist

Wenn der MOSFET ausgeschaltet ist, wird die gespeicherte Energie in der Induktivität zusammengebrochen und aktuelle vervollständigen seinem Weg durch die Diode (vorwärts vorgespannt ist), wie in Abb-3.Wenn gespeicherte Energie in der Induktivität gezeigt verschwindet, wird die gespeicherte Energie in dem Kondensator zugeführt, um zu laden Beibehaltung der derzeitigen.

Was ist Synchrone Buck Converter?

Im obigen Topologie die Diode verwendet werden, haben erheblichen Spannungsabfall, der die Effizienz des Converter.To reduziert die Effizienz eine Leistungselektronik-Schalter in seiner place.Thus verwendet eine synchrone Abwärtswandler ist eine modifizierte Version der Grundabwärtswandler-Schaltung Topologie, in der die Diode D wird von einem Elektronikschalter wie MOSFET (Q2) ersetzt. Es ist in Abb-4 gezeigt.

Ich möchte Sonderkredit an Coder-tronics aus dem ich diese Erklärung Teil der Abwärtswandler genommen zu geben.

Sie können sehen, seine Arbeit bei http: //coder-tronics.com/c2000-solar-mppt-tutorial ...
Schritt 4: Abwärtswandler DESIGN



In unserem Fall ist die Eingangsquelle ist eine 50 W Solar-Panel und Last eine 12V Blei battery.From der früheren Diskussion müssen wir feststellen, dass ein Tiefsetzsteller ist aus

1.Inductor

2.Capacitor

3.MOSFETS

Auswählen der Frequenz: Die Schaltfrequenz ist umgekehrt proportional zur Größe des Induktors und des Kondensators und direkt proportional zu der Schaltverluste in MOSFETs. Also je höher die Frequenz, aufgrund der Größe der Induktivität und Kapazität, aber eine höhere Schalt losses.So einen gegenseitigen Ausgleich zwischen Kosten der Komponenten und die Effizienz ist erforderlich, um die geeignete Schaltfrequenz.

Vor diesem Zwänge in Betracht, um die ausgewählte Frequenz ist 50 kHz.
Schritt 5: INDUCTOR BERECHNUNG



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Berechnung der Induktivität Wert am kritischsten in der Gestaltung eines Abwärtswandlers. Zuerst wird angenommen, der Wandler im kontinuierlichen Strommodus (CCM). CCM bedeutet, dass der Induktor nicht vollständig während der Ausschaltzeit zu entladen. Die folgenden Gleichungen übernehmen einen idealen Schalter (Null-Widerstand, unendliche Aus-Widerstand und Null Schaltzeit) und eine ideale Diode.

Übernehmen

Wir entwerfen für eine 50W Solarpanel und 12 V-Batterie

Eingangsspannung (Vin) = 15V

Ausgangsspannung (Vout) = 12V

Ausgangsstrom (Iout) = 50W / 12V = 4.16a = 4.2A (ca.)

Schaltfrequenz (FSW) = 50 kHz

Kapazität (D) = Vout / Vin = 12/15 = 0,8 oder 80%

Berechnung

L = (Vin-Vout) x D x 1 / Fsw x 1 / dI

Wobei di Ripplestrom

Für ein gutes Design typischen Wert von Brummstrom liegt zwischen 30 bis 40% des Laststroms.

Lassen Di = 35% des Nennstroms

Di = 35% von 4,2 = 0,35 x 4,2 = 1.47A

So L = (15,0-12,0) x 0,8 x (1 / 50k) x (1 / 1,47) = 32.65uH = 33uH (ca.)

Inductor Spitzenstrom = Iout + DI / 2 = 4.2+ (1,47 / 2) = 4.935A = 5A (ca.)

Also müssen wir kaufen oder Ringkern Induktor 33uH und 5A.

Sie können auch einen Abwärtswandler-Design verwenden Rechner

So 33uH ist genug für unser Design.
Schritt 6: WIE Wind Eine TOROIDAL INDUCTOR



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Ich habe eine Reihe von Ringkernen aus alten Computer-Netz supply.So Ich dachte gemacht den Induktor an meinem home.Though es dauerte viel Zeit, um gesammelt, aber ich habe viel gelernt und genossen während making.These sind einige Tricks, welche Ich habe gelernt, die bei der Erstellung, so dass man es leicht zu machen.

Wie, um den Draht Wind:

Handaufzug ist sehr schmerzhaft für die Haut als auch kann man nicht machen die Wickel so tight.So Ich habe ein einfaches Werkzeug aus popscile Stick zum Wickeln der Ringkern core.This einfaches Tool ist sehr handlich und kann perfekt zu machen, straffe Wicklung .Vor Herstellung der Induktivität, müssen Sie die Kernspezifikation und Anzahl der Windungen kennen.

Die wichtigen Parameter des Ringkerns sind

1. Außendurchmesser (OD)

2.Inner Durchmesser (ID)

3.Height (H)

4.Al Wert

Da ich nicht wusste, die Teilenummer, verwendete ich eine indirekte Methode zur Identifizierung it.First ich die OD und ID des unbekannten Kern zu messen, indem Sie meine Schieblehre, war es in der Umgebung

OD = 23,9 mm (0,94 ''), ID = 14,2 mm (0,56 "), H = 7,9 mm (0,31") und gelb in der Farbe weiß.

Ich habe einen Ringkern-Chart (Seite-8), um die unbekannten core.I identifizieren haben dieses Ringgrößentabelle im bellow.It angebracht enthält eine Vielzahl von Informationen für den Induktor design.The PDF-Version ist beigefügt unten.

Das Finden der Teilenummer:

Ich suchte im Physical Dimensionstabelle aus dem Diagramm. Aus der Tabelle wurde festgestellt, daß der Kern T94

Das Finden der Mix-Nummer:

Die Farbe des Kerns Indikation für mix number.As mein Kern ist gelb / weiß in Farbe, wird bestätigt, dass der Mix-Nummer ist 26

So das unbekannte Kern T94-26

Die Suche nach Al-Wert:

Vom Al Wertetabelle für eine T94-26 Kern ist es in 590 uH / 100 Umdrehungen.

Nach der Auswahl jetzt den Kern der Zeit, die Anzahl der Wicklungen erforderlich, um die gewünschte Induktivität zu erhalten, herauszufinden.

Anzahl der Umdrehung (N) = 100 x sqrt (gewünschte Induktivität uH / Al in uH pro 100 Umdrehungen)

=> N = 100 sqrt (33/590) = 23.65 = ca. 24 Umdrehungen

Sie können auch dieses Online-Rechner für die Suche nach der Anzahl der turns.Only Sie die Artikelnummer kennen und mischen Nummer haben.

Dann wickeln ich einen 20 AWG Kupferdraht (24 Umdrehungen) um den Toroid core.At die beiden Ende des Wickel verlassen einige zusätzliche Draht zum Anschluss lead.After diese entfernen Sie die Lackisolierung der Leitung. Ich habe meine leatherman Datei zum Entfernen der Isolierung. Siehe oben Bild zum besseren Verständnis.

Hinweis: Erstellen Sie eine gute Induktivität ist nicht so simple.I bin immer noch am Lernen stage.If Sie nicht so sicher werde ich empfehlen, eine fertige Induktor kaufen.
Schritt 7: CAPACITOR BERECHNUNG



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Ausgangskapazität erforderlich, um die Spannungsüberschwingung und die Welligkeit am Ausgang des Tiefsetzstellers zu minimieren. Großen Überschwinger durch unzureichende Ausgangskapazität verursacht und große Spannungsschwankung wird durch unzureichende Kapazität als auch eine hohe äquivalente Reihenwiderstand (ESR) in den Ausgangskondensator verursacht. So um die Welligkeit Spezifikation für ein Abwärtswandler-Schaltung zu erfüllen, müssen Sie einen Ausgangskondensator mit reichlich Kapazität und niedrigem ESR gehören.

Berechnung:

Die löschte Kondensator (Cout) = dI / (8 x Fsw x dV)

Wo dV Brummspannung

Lassen Spannungswelligkeit (dV) = 20 mV

Cout = 1,47 / (8 x 50000 x 0,02) = 183,75 uF

Indem er gewisse Marge, wählen I 220uF Elektrolytkondensator.

Die für die Berechnung der Induktivitäten und Kondensatoren verwendet Gleichungen aus einem Artikel entnommen LC Auswahlhilfe für theDC-DC-Synchron-Abwärtskonverter
Schritt 8: MOSFET SELECTION



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Die entscheidende Komponente eines Tiefsetzers ist MOSFET.Choosing ein Recht MOSFET aus der Vielfalt der es auf dem Markt verfügbar ist recht anspruchsvolle Aufgabe.

Dies sind einige grundlegende Parameter für die Auswahl der richtigen MOSFET.

1.V oltage Rating: Vds des MOSFET sollte größer als 20% oder mehr als die Nennspannung ist.

2.Current Rating: Ids MOSFET sollte größer sein als 20% oder mehr als der Nennstrom ist.

3. On-Widerstand (Rds on): Wählen Sie ein MOSFET mit niedrigem On-Widerstand (Ron)

4. Leitungsverlust: Es hängt von RDS (ON) und die Pflicht cycle.Keep der Leitungsverlust Minimum.

5. Schaltverlust: beim Übergang phase.It Schaltverlust auftritt, hängt von Schaltfrequenz, Spannung, Strom etc.Try, um es möglich zu halten.

Dies sind einige Links, wo man weitere Informationen über die Auswahl der richtigen MOSFET zu bekommen.

1. MOSFET Auswahl für Buck Converter

2. Eine einfache Anleitung zur Auswahl Leistungs-MOSFETs

In unserem Entwurf die maximale Spannung ist Solarpanel Leerlaufspannung (Voc), die nahezu 21 bis 25 V und maximale Laststrom ist 5A.

Ich habe IRFZ44N MOSFET gewählt. VdS und Ids Wert genug Marge sowie das niedrige RDS (ON) Wert hat.

Sie können die anderen Parameter des IRFZ44N vom Check Datenblatt
Schritt 9: MOSFET DRIVER



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Deshalb brauchen wir einen Gate-Treiber?

Ein MOSFET-Treiber ermöglicht einen geringen Strom digitaler Ausgangssignal von einem Microcontroller, um das Gate eines MOSFET-Treib. Eine 5-Volt-Digitalsignal kann eine Hochspannungs-MOSFET mit dem driver.A MOSFET-Schalter hat eine Gate-Kapazität, die Sie, so dass der MOSFET kann ein- und entladen Sie ihn ausschalten aufgeladen werden muss, desto mehr Strom kann an das Gate bieten die Je schneller Sie Ein- / Ausschalten des MOSFET, ist, dass, warum Sie einen Treiber verwenden.

Fore weitere Informationen können Sie nachlesen MOSFET Basics

Für dieses Design Ich bin mit einem IR2104 Half Bridge Treiber. Das IC übernimmt den eingehenden PWM-Signal von dem Mikrocontroller und treibt dann zwei Ausgänge für einen hohen und einem niedrigen Side MOSFET.

Wie benutzt man es?

Aus dem Datenblatt habe ich den oben gezeigten Bild gemacht.

Input:

Zuerst müssen wir die Stromversorgung des Gate driver.It bieten auf Vcc zu geben (Pin-1) und sein Wert ist zwischen 10-20V nach Blatt.

Der Hochfrequenz-PWM-Signal von Arduino geht IN (pin-2). Die Abschaltung Steuersignal von der Arduino auf SD (Pin 3) verbunden ist.

Output:

Die 2-Ausgang PWM-Signale werden von HALLO und LO Stift erzeugt. Dies gibt dem Benutzer die Möglichkeit zur Feinabstimmung der Totbands Schalten der MOSFETs.

Ladungspumpenschaltung:

Die zwischen VB und VS zusammen mit der Diode Kondensator bilden die Ladung pump.This Kreis verdoppelt sich die Eingangsspannung, so dass die Hochschalt kann gefahren werden. Allerdings funktioniert dies nur Bootstrap-Schaltung, wenn die MOSFETs schalten.

Das Datenblatt IR2104 angebracht ist hier
Schritt 10: PLÄNE UND ARBEITS



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Die Eingangsstromanschluss an die Sonnenkollektoren ist die Schraubklemme JP1 und JP2 ist die Ausgabe Schraubverbindung an die battery.The dritten Verbinder JP3 ist Verbindung für die Last.

F1 und F2 sind die 5A Sicherungen.

Der Abwärtswandler besteht aus der synchronen MOSFET gemacht schaltet Q2 und Q3 und den Energiespeicher Induktivität L1 und Kondensatoren C1 und C2 Der Induktor glättet die Schaltstrom und zusammen mit C2 er den Ausgang glättet voltage.Capacitor C8 und R6 eine Snubber-Netzwerk , verwendet werden, um auf dem Klingeln des durch den Schaltstrom in der Induktionsspule erzeugten Induktionsspannung zu verringern.

Die dritte MOSFET Q1 wird hinzugefügt, um das System zu ermöglichen, um die Batterieleistung ab in die Sonnenkollektoren auf night.In meinen früheren Laderegler, wird dies durch eine Diode im Leistungspfad getan zurückfließende blockieren. Da alle Dioden haben einen Spannungsabfall ein MOSFET ist viel efficient.Q1 leuchtet auf, wenn Q2 ist von Spannung über D1. R1 entwässert die Spannung an der Gate von Q1 so erlischt, wenn Q2 sich ausschaltet.

Die Diode D3 (UF4007) ist eine ultra-schnelle Diode, die beginnen Leiten von Strom wird vor Q3 einschaltet. Es soll der Wandler effizienter zu gestalten.

Der IC IR2104 ist eine Halbbrücke MOSFET-Gate-Treiber. Er treibt die hohe und die niedrige Seite MOSFETs mit dem PWM-Signal aus dem Arduino (Pin -d9) .Der IR2104 kann auch nach unten mit dem Steuersignal (Low an Pin -D8) abgeschaltet werden von der Arduino auf Pin 3. D2 und C7 sind Teil des Bootstrap-Schaltung, die die High-Side-Gate-Treiberspannung für Q1 und Q2 erzeugt. Die Software merkt sich die PWM-Tastverhältnis und ermöglicht es nie 100% oder immer eingeschaltet. Es bedeckt das PWM-Tastverhältnis bei 99,9%, um die Ladungspumpe Arbeits halten.

Es gibt zwei Spannungsteilerschaltungen (R1, R2 und R3, R4), um das Solarpanel und Batterie voltages.The aus den Teiler gesetzt Messung führt das Spannungssignal an Pin Analog-0 und Analog-Pin 2 .Die Keramik-Kondensatoren C3 und C4 werden verwendet, um Hochfrequenzspitzen zu entfernen.

Der MOSFET Q4 wird zur Steuerung der load.The Treiber für dieses MOSFET ist aus einem Transistor und Widerständen R9, R10.

Die Diode D4 und D5 TVS-Dioden für Überspannungsschutz von Solarpanel und Lastseite verwendet wird.

Der Stromsensor ACS712 Sinne der Strom von der Solarpanel und führt zu dem Arduino analogen Pin-1.

Die 3 LEDs sind mit den digitalen Pins des Mikrocontrollers verbunden und dienen als Ausgangsschnittstelle, um den Ladezustand anzuzeigen.

Reset-Schalter ist nützlich, wenn der Code stecken bleibt.

Die Rücklichtschalter, um die Hintergrundbeleuchtung des LCD dislay steuern.
Schritt 11: Testen Sie die Gate-Treiber und MOSFETs Switching



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Hey, ich glaube, ich habe viel geredet über die theory.So lets do einige praktische.

Wie ich bereits das Herz des MPPT Laderegler ist Buck sagte Converter.As per me, wenn Ihr Geld Wandlerschaltung Arbeit perfectly.You können den Rest Sache easily.So lässt zunächst testen Sie die Mosfets Schalten und den Fahrer zu tun.

Vor dem Löten, bitte ich, sie auf ein Brot board.I tun haben viel MOSFETs während meiner testing.So gebrannt seien Sie vorsichtig bei der Verbindung.

Schließen Sie das alles nach schema gegeben above.Now können Sie die TVS-Diode, Stromsensor und Spannungsteiler weglassen.

Nach dem Anschluss alles testen der Widerstand zwischen dem Eingangs rail.It sollten mehrere KOhm sein. Wenn Sie Widerstand zu unten 1K dann überprüfen Sie die Leitungsverbindung.

In Form von Text-Datei Laden Sie die Test Skizze bis zum Arduino.The Code angebracht ist unten.

Schließen Sie dann den Rahmen in zwischen der Quelle des Q1 und GND.

Das Ergebnis sollte eine PWM-Frequenz mit 50 kHz sein.

Die während meiner Tests erhaltenen Wellenform sind oben gezeigt.

Wenn alles gut geht, dann gehen Sie zu den Hauptwandlerschaltung zu vervollständigen. (Dh Zugabe von Induktivitäten und Kondensatoren)
Schritt 12: Testen Sie die Buck Converter



ARDUINO MPPT Solarladeregler (Version-3.0)

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In den vorangegangenen Schritten haben wir die Induktions- und Kondensator rating.Now es Zeit ist, die Verwendung und die Prüfung er berechnet.

Fügen Sie den 33uH Induktor und 100UF Eingang und 220uF löschte Elektrolytkondensator nach schematic.You können auch 0,1 uF Keramik-Kondensatoren parallel verwenden mit Eingangs- und Ausgangs capacitors.It gibt bessere result.But es ist nicht zwingend.

Dann machen Sie die Überspannungsschutzschaltung mit Hilfe eines 0,1 uF Keramik-Kondensator und 200 Ohm Widerstand.

Klicken Sie hier den Widerstand zwischen dem Eingang rail.It sollte der Reihenfolge der K Ohm.

Jetzt geben Sie die Stromversorgung des Eingangsschiene und Arduino.

Schließen Sie die Sonde des Umfangs zwischen dem Ausgangskondensator.

Das Ergebnis wird über .Die heraus gesetzt gezeigt sollte eine stetige DC sein.

Vout = Kapazität x Vin

Zum Beispiel wenn ich Tastverhältnis von 50% auf ein 12-Eingangsversorgung, sollte die Ausgabe 6V in den Rahmen sein.

Nach Bestätigung, dass alles gut funktioniert, jetzt können wir hinzufügen, die Sperr MOSFET Q1.It wird verwendet, um Reverse-Energie von der Batterie während der Nacht, um das Solarpanel zu blockieren.

Fügen Sie den dritten MOSFET Q3 nach schematic.Then legen Sie die 470k Widerstand und Diode IN4148.

Klicken Sie hier den Ausgang sollte gleich sein.

Endlich legte den Umfang zwischen dem Gate von Q1 und GND.

Weisst du ? Sie der wichtigste Teil des Projektes getan.
Schritt 13: Spannungsmessung



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Spannungsmessung:

Wie Sie vielleicht wissen, können analoge Eingänge Arduino die verwendet werden, um Gleichspannung zwischen 0 und 5 V zu messen (bei Verwendung der Standard-5V analoge Referenzspannung) und dieser Bereich kann mit zwei Widerständen, um einen Spannungsteiler zu schaffen erhöht werden. Der Spannungsteiler verringert die Spannung innerhalb des Bereichs der Arduino Analogeingänge gemessen. Wir können dies nutzen, um die Solar-Panel und Batteriespannungen zu messen.

Für eine Spannungsteilerschaltung

Vout = R2 / (R1 + R2) x Vin

Vin = (R1 + R2) / R2 x Vout

Die Funktion analogRead () liest die Spannung und wandelt es in eine Zahl zwischen 0 und 1023

Beispiel-Code:

// Den Eingabestift auf analogen 0 lesen (Sie können jeden Stift von A0 bis A5 zu benutzen)

int Value = analogRead (A0);

Serial.println (value);

Die bove Code gibt einen ADC-Wert zwischen 0 bis 1023

Kalibrierung:

Wir werden Ausgangswert mit einem der analogen Eingänge von Arduino und seine analogRead) Funktion (lesen. Diese Funktion gibt einen Wert zwischen 0 (0V in Eingang) und 1023 (5 V Eingang)
dh 0,0049V für jedes Inkrement (Wie 5/1024 = 0.0049V)

Vin = Vout * (R1 + R2) / R2; R1 = 100k und R2 = 20k

Vin = ADC Zahl * 0,0049 * (120/20) Volt // Hervorgehobene Teil ist Skalierungsfaktor

Anmerkung: Dies führt uns zu der Annahme, daß eine Lese von 1023 entspricht einer Eingangsspannung von genau 5,000 Volt.

In der Praxis können Sie 5V nicht immer aus dem Arduino Pin 5V .So während der Kalibrierung zuerst die Spannung zwischen den 5V und GND Pins des Arduino-Messung mit einem Multimeter, und die Nutzung
1ADC = gemessene Spannung / 1024 statt 5/1024

Überprüfen Sie Ihre Spannungssensor durch einen Testcode angebracht unten
Schritt 14: Strommessung



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Zur Strommessung verwendete ich eine Hall-Effekt-Stromsensor ACS 712 (5A).

Der ACS712 Sensor lesen Sie den aktuellen Wert und wandeln es in einem relevanten Spannungswert ist der Wert, der die beiden Messungen verknüpft ist sensitivity.You können es auf der zu finden Datenblatt .

Nach Typenblatt für eine ACS 712 (5A) Modell:

1. Empfindlichkeit ist 185mV / A.

2. Der Sensor kann positive und negative Ströme (Bereich -5A ... 5A) zu messen,

3. Die Stromversorgung ist 5V

4. Middle Lesespannung 2,5 V, wenn kein Strom.

Kalibrierung:

Value = (5/1024) * analogen Lesewert

// Wenn Sie sich nicht immer von 5V Arduino 5V Pin dann, Wert = (Vmeasured / 1024) * analogen Lesewert

// Vmeasured ist die Spannung zwischen Arduino Stift 5V und GND. Sie können es mit einem Multimeter messen.

Aber nach Datenblättern Offset ist 2,5 V (bei Stromnull Sie 2,5V aus Ausgang des Sensors zu erhalten)

Strom in Ampere = (value-2.5) /0.185

Testen Sie es mit einem Beispielcode für ACS712 angeschlossen unten.
Step 15: LCD Display and LED Indication



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LCD display :
A 20X4 char LCD is used for monitoring solar panel, battery and load parameters.For simplicity a I2C LCD display is chosen.It needs only 4 wires to interface with the arduino.In my earlier design the LCD was consuming lot of power.The main cause was LCD back light.So I add a push switch to control the back light.By default the back light will be in off condition.If the user press the switch then it will on for 15 secs and again goes off.
Vcc--> 5V , GND-->GND, SDA-->A4 and SCL-->A5
Column-1 : Solar panel voltage,Current and Power
Column-2 : Battery Voltage,Charger state and SOC
column-3 : PWM duty cycle and load status
For testing the LCD download the test code attached bellow.
You download the library from LiquidCrystal_I2C .
LED indication :
Red ,Green and Yellow leds are used to indicate the battery voltage level.
Low Voltage -- > Red led
Normal Voltage --> Green Led
Fully Charged --> Yellow LedStep 16: HARDWARE AND SOLDERING

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Before soldering you should clear about the Power and Control Signal.Do not mix up between them.Otherwise you will fry everything.

Power Signal :

1.Solar panel -> Fuse -> Current sensor -> Mosfets Q1,Q2 ,Q3 -> Inductor -> Battery.

2.Battery -> Fuse -> Load -> Mosfet Q4

Control Signals :

1.Signal from the different Sensors to Arduino

2. Signals from the Arduino to the Mosfet drivers,LED,LCD

3. Signal between the Arduino and ESP8266

I used red and black thick wires ( 0.5 to 0.75 sq mm) for power and ground connections respectively.

All the colored thin wires are for control signals.

Tips: Print the PDF format Schematics before soldering.Keep it in front of you during soldering for reference.
Step 17: Drill Holes for mounting



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First hold the prototype board by a vice.

Then drill 4 holes (3mm) at the 4 corners of the prototype board.
Step 18: Add the Input and out put terminals :



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First solder the three screw terminals for solar panel,battery and load connection.
The left one is for solar panel,middle one is for battery and the right one is for load connection.Step 19: Add the Fuse Holders

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On the extreme left and right solder the two fuse holders.( One in the solar panel side and other on the load side)
Then connect the left terminal of the solar screw terminal with one leg of the fuse holder.Step 20: Solder the MOSFETS and Input Capacitor

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Solder all the 4 MOSFETs with equally spaced on the top of the prototype board.(Leave some space to putting the heat sinks)

Then add the input 100uF capacitor.I left some space in between the fuse holder and Capacitor for installing the current sensor later.

Solder connecting wires as follows :

Between positive terminal of input capacitor(C) and source of mosfet Q1.

Between drains of mosfet Q1 and Q2.

Then in between source of Q2 and drain of Q3.
Step 21: Mounting the Arduino Nano



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First cut two rows of female and male header pin with 15 pins in each.I used a diagonal nipper to cut the headers.

Then solder the male header pins.Be sure the distance between the two rails fits the arduino nano.

Leave two rows on each side of the female header and then solder the two male headers.

Then short the corresponding male and female pins.Though I forgot this during my soldering.

The female headers is used to mount the Arduino nano and male headers are used for external connection with the Arduino.
Step 22: Make The Power supply



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To run the Arduino ,different sensors,LED,LCD and the wifi module( ESP8266 ) we need power.

Except ESP8266 module all the others can be run by 5V power supply.The ES8266 module need power not more than 3.7V. It is recommended to run it on 3.3V. Though Arduino Nano have 3.3V pin but it can not provide sufficient power ( around 200mA to 300mA) to run the ESP8266 module.So we need a separate 3.3V power supply which can provide at least 300mA current.

5V Power Supply :

In my previous version I used a LM7805 linear voltage regulator to step down the battery voltage to 5V for the power supply.But it produces a lot of heat during its working.So I used a high efficient buck converter in this design.

Adjust the output voltage of buck converter :

First connect the battery on the input terminal of the buck converter and adjust the potentiometer to get 5V out put.

See the above picture.

Cut 4 pcs of male header with 2pins in each.Solder the headers as per the holes given in the converter.

Place the converter on the above 4 header pin and solder on the top.Be sure the input side is toward the battery screw terminal.

Add the output capacitor(C2) near to the battery screw terminal.The positive terminal of the capacitor should be on the left.

Then connect the input of the buck converter to the battery screw terminal and output to the 5V and GND pin of the Arduino Nano.At this stage you can check it.Place the Arduino nano on the header pin and connect the 12V battery to the screw terminal.If everything is correct then Arduino power led should glow.

Finally add two rows of male header pins to the side of Arduino 5V and GND pin for external connection.

3.3V Power Supply :

I am planning to use a voltage regulator AMS1117 to step down from 5V to 3.3V.

Solder the voltage regulator first, then add two 10uF capacitors. One on the input and other on the output side.

See the above schematic.
Step 23: Solder the Mosfet Driver circuit



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First solder the 8 pins DIP socket just above the arduino header pins.
Add 10uF capacitor and and a 0.1uF capacitor in between the pin-1 and pin-4.
Solder the diode (D2) in between pin -1 and 8.The diode cathode should be connect to the pin-8.
Solder the capacitor (C7) in between pin-8 and pin-6.
Solder two 200ohm resistors ( R7 and R8) just side to the pin-2 and pin-3.
Solder one 470K resistor (R1) near to the mosfet Q1 and a diode (D1) in between gates of mosfets Q1 and Q2.The diode cathode connects to the gate of Q1.
After this complete the circuit by soldering wires as per the schematics.Step 24: Solder the Voltage Sensors

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Solder solar panel voltage divider near to the fuse and battery voltage divider near to the output capacitor.
Then solder two ceramic capacitors ( C3 and C4) across the 20k resitors.
Then solder a wire between middle point of the solar panel side voltage divider and arduino pin A0.
Finally solder a wire between middle point of the battery side voltage divider and arduino pin A2.Step 25: Solder The Inductor and Snubber Circuit

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First solder the resistor (R6) and capacitor ( C8) in series just above the output capacitor( C2).
Then solder the inductor parallel to it.
Inductor is the heavier component in the entire circuit.To sit it firmly, apply glue at the base.
Then solder the ultra fast diode (D3) .Step 26: Solder the Load Mosfet (Q4) Driver

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Solder the 2N2222 transistor near the gate of the mosfet (Q4).
Then add a 10k resistor (R9) near to the collector and a 1k resistor( R10) near to the base.
Then connect the points as per schematic.Step 27: Adding The Current Sensor

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Solder two thick wire in between the solar panel side fuse and capacitor (C1).
Then screw the wire in to the ACS712 screw terminal.Step 28: Solder the TVS diodes

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I do not have spare TVS diode.So I solder it later.You can solder it earlier also.
One TVS diodes, D4 near the connector JP1 and D5 near the connector JP3.
Note : I am using bidirectional TVS diode.So no polarity mark is there.Step 29: Connect the GND

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After soldering all the components, connect all the grounds (GND) shown in the schematic.
I am using thick black wires.Step 30: Make the USB Charging Circuit

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The buck converter used for power supply can deliver maximum current 3A. So the power supply have sufficient margin for charging the USB gadgets.

Make the Circuit :

Solder the male JST connector near to the buck converter and connect two pins with positive ( 5V )and negative

( GND ) out of the converter.See the picture.

Insert the USB port and switch in to the slots made earlier.Then apply hot glue surround them.

Solder the red wire (+ ve ) of the JST connector to one terminal of the switch.Then solder a small red wire between another terminal of switch and USB Vcc terminal.Finally solder the black wire (-ve ) of the JST connector to the USB GND.

For USB pin out see the above picture.

You can make this step earlier also.
Step 31: Make the Wifi Module ( ESP8266 ) Circuit



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First cut 2 female header with 4pins in each.

The solder it side by side near the load side fuse holder.

Complete the circuit as per schematic.

Be careful about when you solder this module. Voltage more than 3.7 V kill this module as it operates at 3.3 V .

Even the serial lines should not exceed this voltage.I am planning to use a 3.3 V regulator ( AMS1117 ) to power this module. A voltage divider circuit is used to drop the arduino Tx ( 5V ) to ESP8266 3.3 V ( RX).

Setting up the ESP8266 :

The first thing you want to do with ESP8266 is to establish communication.You can see this example project for setting up the ESP8266.Then connect it to your WiFi router.

Hey now you are ready to upload your data to the web.
You can see the following projects to get some idea to use ESP8266 for data uploading to web.
http://www.instructables.com/id/ESP8266-Wifi-Tempe...
http://www.element14.com/community/groups/internet...
Step 32: WiFi Data logging and Scientific Exploration



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As the solar panel are installed at remote location,monitoring systems parameter is vital for us.This gives me the idea to add the data logging feature to my controller.

The WiFi module( ESP8266 ) automatically uploads live power generation, voltage,Current data to the Web( https://thingspeak.com/ ).Then the web application graph and tabulate data in live.You can download the feeds from the website in the form of a Xcel sheet.Then explore these data for further analysis.I attached a sample of feeds downloaded from thingspeak.

The test code is attached bellow.Hey if you are really excited to see how the tiny WiFi module upload data to the web.Just upload the test code attached bellow.You can test it without any sensor hook to the arduino.Though you will get arbitrary values.It is just for fun :)

See the graphs on thingspeak.com .Interesting ??

Note : You can use this test code for other multi sensor system like: weather station .Just you have to calibrate your sensors accordingly.

Go to Data Import/Export and then click on Download.See the above pics.

If you are app developer,then develop a apps for Android, iPhone and Windows Mobile to see these useful data.If you make please share me.I am not a developer.
Step 33: Make The LED Panel



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Take a small size rectangular prototype board and drill holes at both end for mounting on the enclosure.
Solder the Leds with equally spaced.
Then solder the 330 ohm resistors (R11,R12 and R13) and 4pin male headers.
Finally complete the circuit as per schematics.Step 34: Make the Back light and Reset Switch

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Take 5 female -female jumper wires and cut one side headers in all.
Insert heat shrink tube in all jumper wires.
Reset Switch :
Solder two jumper wires directly to the two pin of the push switch.
Back Light Switch :
Solder two jumper wires to the two pins of the switch.
Solder a 10k resistor to any one pin of the switch.
Then solder a jumper wire to the other end of the resistor.
Finally cover the joints with heat shrink tube and apply hot air.Step 35: Prepare the Enclosure

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I used a 6" x 8" plastic enclosure.
Mark the LCD,USB and Switch sizes .Then cut out the rectangular portion by using a dremel. Finally finish the edges by a hobby knife.
Then mark the mounting holes position for LCD,LED panel,Switches and External screw terminal by a pencil.
Drill holes at all the marked position.
Note : The holes size for LED is 5mm ,switches are 7mm and all other are 3mm.Step 36: Make the external connection Terminal

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The external connector is used for outside access of all the 3 screw terminals in the controller board.
Mark the hole positions for mounting and 6 wires.
Then screw the wires in all the terminals.Use different color to distinguish between positive and negative terminal.Step 37: Mount Everything

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To mount the controller board I used 4 plastic bases.Screw the main board over the base.
Mount the LCD and Led panel by screw and bolts.
Then mount the two switches.Step 38: Connect all the panel and switches

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After mounting everything connect the panels,switches and external connector.
Use female-female jumper wires for connecting the panels.
Refer schematics for connection.
Finally box up the enclosure.Step 39: Software and Algorithm

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The Maximum Power Tracker uses an iterative approach to finding this constantly changing MPP. This iterative method is called Perterb and Observe or hill climbing algorithm.To achieve MPPT, the controller adjusts the voltage by a small amount from the solar panel and measures power, if the power increases, further adjustments in the direction are tried until power no longer increases.
The voltage to the solar panel is increased initially, if the output power increase, the voltage is continually increased until the output power starts decreasing. Once the output power starts decreasing, the voltage to the solar panel decreased until maximum power is reached. This process is continued until the MPPT is attained. This result is an oscillation of the output power around the MPP.
Dowload all the softwares from my GitHub page
https://github.com/deba168/MPPT_Master Step 40: Version-4 Design Ideas and Planning

I would like to give special thanks to Keth Hungerford and Petar who are the new members to my project and actively contributing to it. Keith is playing the key role for designing this new version Charge controller.

For the time being we are planning to see the following changes in existing version charge controller.

Changes at the moment are:

1.Increase panel voltage rating to allow for panels with 60 cells (ie up to 40 V, so-called "grid connect" panels);

2.Higher current rating, at least 20 amps and preferably 40 amps;

3.Metering current on the battery and load;

4.Improve design robustness to ensure external conditions do not cause any failures;

5. Design that allows multiple controllers to feed into a power distribution switchboard;

6. Optimal battery management for several different battery types, such as Lead Acid (several variants), NiFe, LiFePO;

7. Ability to control more than one load output – either to allow for greater capacity, or timing control of when the output is on or off.

8.Real time clock with date to enable time stamping of statistics and timer control of loads.

9.Operational configuration capability (buttons or via WiFi?);

10.Greater data collection to get illumination statistics, battery performance statistics, load statistics.

11.Higher battery voltage (to 24 or 48 V) and associated higher solar panel voltages;

12.Much higher panel voltage (to 150 V or so)

13.Multiple Load outputs regulated to close to 12 V

14.Panel safety and overload disconnect

In addition there are some "internal" matters that are worthy of investigation:


Focus on maximising efficiency Fail-safe software or self-recovery features MPPT algorithm refinements will it all fit in Arduino Nano? or selecting another Arduino Board ?
All the ongoing activities are given in Arduino-MPPT-V4 folder ( .rar file).

I request to all of my followers,team members and viewers to give suggestions on it.

You can write your suggestions/feedback in the comment section below.
Step 41: Conclusion



I have tried my best to make this instructable. Till now I am learning more on MPPT. So if I have done any mistakes please forgive me and raise a comments.I will rectify it as soon as possible.

I love getting feedback on my projects! The earlier version charge controllers has received a ton of feedback, and many users have posted pictures of their build.
If you follow this Instructable and make your own controller, please share pictures and videos.

At last,I would like to give very special thanks to timnolan. As I have learned and used several things from his design.

Fore more updates and new projects subscribe me.

Thank you so much for reading my instructable.