Bateria słoneczna z przetwornicą 5 V - PCB do projektu AVT 2944

Bateria słoneczna – ładowarka solarna z przetwornicą 5 V AVT2944 Układ pozwala ładować akumulator z ogniwa fotowoltaicznego i uzyskać napięcie 5 V do zasilania małych urządzeń.

Solarne źródło energii z wyjściem 5 V AVT2944 pozwala zbudować niewielką baterię słoneczną łączącą panel fotowoltaiczny, akumulator i przetwornicę podwyższającą napięcie. Energia z ogniwa słonecznego ładuje akumulator, a przetwornica umożliwia uzyskanie napięcia 5 V do zasilania drobnej elektroniki. Układ kontroluje stan akumulatora i napięcie ogniwa fotowoltaicznego, sygnalizując wyniki diodami LED. Może służyć jako eksperymentalna ładowarka solarna, źródło zasilania do małych projektów przenośnych albo praktyczny przykład wykorzystania panelu fotowoltaicznego z magazynowaniem energii.

Ładowanie z panelu słonecznego ogniwo fotowoltaiczne ładuje akumulator podłączony do złącza Z201 Przetwornica 5 V podwyższa napięcie akumulatora i pozwala zasilać drobną elektronikę Płytka PCB 122×86 mm wersja A zawiera płytkę PCB do samodzielnego skompletowania elementów

Karta techniczna AVT2944 Solarna ładowarka akumulatora z przetwornicą podwyższającą napięcie do 5 V, mikrokontrolerem ATmega48V, pomiarem napięcia akumulatora i ogniwa fotowoltaicznego oraz sygnalizacją LED.

WersjaA – płytka PCB Typ projektubateria słoneczna / ładowarka solarna z przetwornicą 5 V Zastosowanieładowanie akumulatora z ogniwa fotowoltaicznego i zasilanie małych urządzeń napięciem 5 V Ogniwo fotowoltaiczneSP201 / ASI30004097080M Złącze akumulatoraZ201, ARK2 Typowy magazyn energiiakumulator zbudowany z 3 ogniw AA Prąd ładowania uzyskany w testachdo około 40 mA z ogniwa fotowoltaicznego, zależnie od oświetlenia Prąd z lampy halogenowej w testachokoło 5 mA Przetwornica podwyższającaMCP1650R-E/MS Napięcie wyjściowe przetwornicy5 V Złącze wyjścioweZ101, ARK2; można dodać gniazdo USB do ładowarki 5 V Tranzystor przetwornicyBUZ11 Dławik przetwornicy3,3 µH SMD Kondensatory wyjściowe przetwornicyC103…C107, bateria kondensatorów 10 µF Mikrokontroler projektuATmega48V Złącze programowaniaJP301, ISP Źródło odniesieniaLM285Z-1.2, 1,2 V Pomiar akumulatoradzielnik R204/R205 i wejście AKUMV mikrokontrolera Pomiar ogniwa fotowoltaicznegodzielnik R202/R203 i wejście CHARGEV mikrokontrolera Sterowanie ładowaniemT201 odłącza ogniwo fotowoltaiczne po wykryciu pełnego naładowania akumulatora Próg ładowania w przykładowym programieokoło 4,2 V z 5% histerezą Automatyczne wyłączenie przetwornicypo spadku napięcia akumulatora poniżej ustawionego progu Pobór prądu pracującego układuokoło 1 mA PrzyciskiS1 – sterowanie przetwornicą, S2 – kontrola akumulatora i napięcia ogniwa Sygnalizacja LEDD301…D308 zielone LED, D310 czerwona LED Wskaźnik stanu akumulatorazielone diody LED pokazujące stopień naładowania Wskaźnik ustawienia paneluzielone diody LED reagujące na wzrost napięcia ogniwa fotowoltaicznego, jedna dioda na każde 100 mV Zachowanie po wyłączeniu przetwornicyna wyjściu pozostaje napięcie z akumulatora pomniejszone o spadki na diodach Montażwiększość elementów SMD, panel mocowany nieinwazyjnie do płytki, konieczne sprawdzenie polaryzacji ogniwa Wymiary płytki PCB122×86 mm

Pobierz dokumentację PDF

Wersja A – płytka PCB AVT2944 A zawiera płytkę PCB do projektu baterii słonecznej z przetwornicą 5 V. Elementy elektroniczne z poniższego wykazu trzeba skompletować osobno. Wykaz elementów

* R101: 10 Ω, SMD 1206

* R102, R202, R204: 100 kΩ / 1%, SMD 0805

* R103: 33 kΩ / 1%, SMD 0805

* R104: 0,1 Ω, SMD 1206 lub zworka 0 Ω 1206

* R201: 330 Ω

* R203: 8,2 kΩ / 1%, SMD 0805

* R205: 22 kΩ / 1%, SMD 0805

* R301-R308, R310: 1 kΩ, SMD 0805

* R309: 10 kΩ, SMD 0805

* R311: 3,3 kΩ, SMD 0805

* C101, C108, C202, C301-C306: 100 nF, SMD 0805

* C102, C201: 100 µF, tantalowe SMD

* C103-C107: 10 µF, tantalowe SMD

* D101: patrz opis projektu

* D102: 1N5818

* D301-D308: diody LED zielone

* D310: dioda LED czerwona

* D311: LM285Z-1.2

* T101: BUZ11

* T201: BC847

* U101: MCP1650R-E/MS

* U301: ATmega48V

* JP301: złącze ISP

* L101: 3,3 µH, SMD

* SP201: ogniwo fotowoltaiczne ASI30004097080M

* Z101, Z201: złącza ARK2

* S1, S2: przyciski

* Koszyk lub przewody do akumulatora zgodnie z wybraną konfiguracją zasilania

Notes Przed zamocowaniem panelu fotowoltaicznego trzeba sprawdzić multimetrem jego polaryzację. W użytym ogniwie nie zaznaczono jednoznacznie plusa i minusa, a błędne podłączenie może uniemożliwić poprawne ładowanie akumulatora. Przetwornica może nie wystartować przy zbyt niskim napięciu akumulatora lub przy podłączonym obciążeniu. Przy dłuższym nieużywaniu urządzenia warto odłączyć akumulator, ponieważ pracujący układ pobiera niewielki prąd. Jeżeli ma być stosowany inny akumulator niż typowy pakiet z trzech ogniw AA, trzeba odpowiednio dobrać progi napięciowe w programie mikrokontrolera, szczególnie poziomy rozładowania, próg ładowania i próg wyłączenia przetwornicy.

Uwaga: Układ współpracuje z akumulatorem, dlatego trzeba zachować prawidłową polaryzację, dobrać akumulator do ustawionych progów ładowania i nie pozostawiać eksperymentalnej konfiguracji bez nadzoru. Przy stosowaniu akumulatorów litowych konieczny jest dodatkowy, właściwy dla nich układ zabezpieczający.

Najczęściej zadawane pytania

Co zawiera wersja AVT2944 A?Wersja A zawiera płytkę PCB. Wszystkie elementy elektroniczne trzeba skompletować osobno.

Do czego służy AVT2944?To bateria słoneczna z akumulatorem i przetwornicą 5 V. Może zasilać małe urządzenia albo służyć jako prosta ładowarka solarna po dodaniu odpowiedniego gniazda wyjściowego.

Jakie napięcie daje przetwornica?Przetwornica podwyższa napięcie akumulatora do 5 V, czyli poziomu przydatnego do zasilania drobnej elektroniki i prostych ładowarek USB.

Czy układ ma kontrolę stanu akumulatora?Tak. Mikrokontroler mierzy napięcie akumulatora i pokazuje jego stan za pomocą zielonych diod LED.

Czy można sprawdzić najlepsze ustawienie panelu?Tak. Dłuższe naciśnięcie S2 uruchamia tryb obserwacji napięcia panelu fotowoltaicznego, a kolejne zielone diody zapalają się przy wzroście napięcia ogniwa.

Jaki mikrokontroler przewidziano w projekcie?Projekt wykorzystuje ATmega48V. W wersji A mikrokontroler nie jest elementem zestawu PCB, więc trzeba go dobrać i zaprogramować osobno.

Czy przetwornica całkowicie odłącza napięcie wyjściowe po wyłączeniu?Nie. Wyłączenie przetwornicy zmniejsza napięcie na wyjściu do poziomu zbliżonego do napięcia akumulatora pomniejszonego o spadki na diodach. Nie jest to pełne odcięcie odbiornika.

Czy panel fotowoltaiczny trzeba specjalnie mocować?Tak. Ogniwo nie ma przewodów ani otworów montażowych, dlatego trzeba zadbać o pewny kontakt pól panelu z wyprowadzeniami na płytce i sprawdzić jego polaryzację przed montażem.

Czy to jest kompletny zestaw do montażu?Nie. To wersja A, czyli sama płytka PCB. Ogniwo fotowoltaiczne, akumulator, ATmega48V, przetwornicę MCP1650, BUZ11, dławik, diody LED, przyciski, złącza, elementy SMD i pozostałe podzespoły trzeba dobrać osobno według wykazu.