Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Arduino UNO - Sterownik elektrowni fotowoltaicznej

mpmilosz 31 Mar 2015 17:21 2802 13
  • #1 31 Mar 2015 17:21
    mpmilosz
    Poziom 9  

    Witam!
    Chciałbym zrobić sterownik do baterii słonecznych. Moc układu to około 50-100A przy 24V. Układ powinien mierzyć napięcie i natężenie prądu z paneli i przeliczać je na moc oraz liczyć wyprodukowane kWh. Oprócz tego powinien włączać i wyłączać przetwornicę oraz przełączać między zasilaniem urządzeń z sieci i z przetwornicy. Przy napięciu rosnącym ponad zadane napięcie (28,8V) powinno się załączyć obciążenie - grzałka.
    Mam kilka pytań:
    1.Czy do pomiaru napięcia wystarczy dzielnik napięcia podłączony do wejścia analogowego w Arduino?
    2.Jak mogę zmierzyć natężenie prądu z paneli? Czy bocznik wystarczy?
    3.Jak sterować włączaniem obciążenia (chodzi o częściowe włączanie np. 30%, tak aby napięcie utrzymywało się na poziomie 28,8V)?
    4.Jakie tranzystory zastosować? Czy można je łączyć tak, aby osiągnąć moc układu 100A?

    0 13
  • Pomocny post
    #2 01 Kwi 2015 15:01
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Dobrze byłoby, gdybyś pokazał schemat, więc na razie można odpowiedzieć następująco:
    1. tak,
    2. tak,
    3. PWM,
    4. MOSFETY można, ale są i takie, które wytrzymają nawet 400A.

    0
  • #3 01 Kwi 2015 18:22
    mpmilosz
    Poziom 9  

    Schematu na razie nie zrobiłem. Mam jeszcze kilka pytań:
    1.Jakie wartości rezystorów mają być w dzielniku napięcia? Do mierzenia napięć do 55V wystarczą wartości 10kΩ i 100kΩ?
    2.Czyli jedną stronę bocznika mam podłączyć do GND, a drugą do np. A1 na Arduino (z podciągnięciem przez rezystor 10kΩ)?
    3 i 4.Czy MOSFET trzeba podłączyć na 12V przez tranzystor NPN?

    0
  • Pomocny post
    #4 01 Kwi 2015 19:16
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    1. tak,
    2. narysuj schemat jak chcesz go podłączyć, bo mam wrażenie, że nie do końca rozumiesz zasadę działania,
    3 i 4. Przy takich prądach i PWM sugerowałbym jednak użycie dedykowanego drivera: MOSFET driver
    Znajdziesz je w wyszukiwarkach dużych sklepów internetowych.

    0
  • #5 02 Kwi 2015 11:45
    mpmilosz
    Poziom 9  

    Zrobiłem schemat części układu do pomiaru napięcia i natężenia:
    Arduino UNO - Sterownik elektrowni fotowoltaicznej
    3 i 4. Mosfet driver przynajmniej jako shield jest dość drogi. Może wystarczy takie podłączenie (zamiast 10V byłoby 24V):
    Arduino UNO - Sterownik elektrowni fotowoltaicznej

    0
  • Pomocny post
    #6 03 Kwi 2015 23:58
    Jacek Rutkowski
    Poziom 25  

    Przepraszam kolego mpmilosz ale jaki jest koszt paneli 2,4kW, konstrukcji nośnych, przetwornicy 2,5kW oraz okablowania na 100A że sterownik mosfeta jest drogi?
    Osobiście wydaje mi się że coś przekombinowałeś.
    Ponad to policz jakie będą straty na boczniku gdy będziesz chciał uzyskać użyteczny sygnał np 3V na A2 oraz jaka będzie jego polaryzacja względem GND?

    0
  • #7 05 Kwi 2015 14:08
    mpmilosz
    Poziom 9  

    Panele mam używane 1kW na razie, a konstrukcje nośne to kilka kątowników, przetwornica to 1,5kW.

    Straty na boczniku:
    100A 60mV to 100A*0,06V=6W

    Max moc paneli:
    100A*28,8V=2880W

    6W/2880W*100%≈0,2% straty

    Driver MOSFET jako osobny układ komplikuje schemat i utrudnia sterowanie, nie rozumiem po co używać drivera MOSFET skoro Arduino ma wbudowaną funkcję PWM.

    Może żeby zmierzyć natężenie użyć dwóch dzielników napięcia (przed i za bocznikiem) i programowo obliczyć spadek napięcia a z niego natężenie?

    0
  • Pomocny post
    #8 05 Kwi 2015 23:42
    Jacek Rutkowski
    Poziom 25  

    Witam,
    skoro już doszedłeś do bocznika to niestety ale potrzebujesz wzmacniacza pomiarowego do Arduino np. takiego na OPA340
    Arduino UNO - Sterownik elektrowni fotowoltaicznej
    Natomiast driver mosfeta to ważna rzecz przy tak dużych prądach. Sterowanie musi być pewne ze stromymi zboczami inaczej zamiast klucza będzie tylko piekarnik...

    mpmilosz napisał:

    Driver MOSFET jako osobny układ komplikuje schemat i utrudnia sterowanie, nie rozumiem po co używać drivera MOSFET skoro Arduino ma wbudowaną funkcję PWM.

    Zobacz TPS2829DBVT jest w SOT-23-5 i spokojnie wystarczy do dużego mosfeta przy sterowaniu kilkuset Hz.

    0
  • Pomocny post
    #9 06 Kwi 2015 09:44
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Driver MOSFET jako osobny układ komplikuje schemat i utrudnia sterowanie, nie rozumiem po co używać drivera MOSFET skoro Arduino ma wbudowaną funkcję PWM.
    MOSFET a raczej kilka MOSFETów które będzie przełączać 100A ma duży ładunek bramki, a procesor ma małą wydajność prądową i niskie napiecie wyjściowe, przez co czas przełaczania będzie długi. Jakbyć tego MOSFETa przełaczał co kilka-kilkanaście ms nie było by problemu ale jakbyś chciał szybciej to straty podczas przełączania bedą duże, zapewne większe niz wytrzymałość tranzystora.

    No i przy okazji jeśli uszkodzisz tranzystor podłaćzony wprost do Arduino, to są duże szanse że i Arduino zostanie uszkodzone, jakby był driver po drodze, driver się uszkodzi, ale do procesora napiecie nie dojdzie.

    0
  • #10 06 Kwi 2015 12:38
    mpmilosz
    Poziom 9  

    Co do wzmacniacza pomiarowego to do DC0V podłączam minus paneli, a OUT to do wejść/wyjść w Arduino czy do Analog In? Czy bocznik musi mieć 60mV tak jak na schemacie? Są jakieś biblioteki do odczytu z tego układu czy trzeba mierzyć napięcie OUT?

    Czy układem TPS2829DBVT należy sterować przez PWM używając AnalogWrite - tak jak tu: Link czy używając DigitalWrite - tak jak tu: Link ?

    Czy mogę ten driver zasilać 12V: +12V do Vcc, -12V i masa Arduino do GND, IN do Arduino? Czy wtedy na OUT będzie 12V? Mosfet trzeba podłączyć tak jak na poprzednim moim poście?

    0
  • #11 06 Kwi 2015 20:09
    Jacek Rutkowski
    Poziom 25  

    Tak do DC0V podłączasz minus paneli a do Out minus obciążenia. Bocznik może być inny ale w tym układzie wzmocnienie wynosi -60x tzn że ujemne względem masy napięcie na wyjściu jest dodatnim 60x większym. Ten układ to wzmacniacz operacyjny dający napięcie analogowe proporcjonalne do obciążenia, więc należy je podłączyć do Analog In i mierzyć wewnętrznym ADC korzystając z gotowych bibliotek lub samemu pisząc do rejestrów.

    TPS-a należy sterować przez PWM można używać AnalogWrite lub można pisząc do rejestrów, tutaj też jest tylko kilka rejestrów...
    Tak driver należy podłączyć tak:
    Arduino UNO - Sterownik elektrowni fotowoltaicznej
    Sorry ale nie mam tego układu w bibliotekach i chwilowo nie mam czasu na jej tworzenie.
    Bramkę mosfeta należy podłączyć za rezystorem 10Ω gdzie będzie 12V lub 0V zależnie od sygnału na wejściu.

    0
  • #12 06 Kwi 2015 20:46
    mpmilosz
    Poziom 9  

    Jeśli OUT podłączę do Analog In to Arduino zmierzy napięcie ujemnie?

    Czy GND drivera trzeba podłączyć do GND Arduino i minus 12V jednocześnie?

    0
  • #13 06 Kwi 2015 23:37
    Jacek Rutkowski
    Poziom 25  

    Kolego mpmilosz chciałem napisać iż nie znasz podstaw a bierzesz się za poważne rzeczy ale zajrzałem na twojego bloga i okazało się iż masz 15 lat więc zwracam honor :)
    Wcześniej jasno pisałem że wzmacniacz ma wzmocnienie -60x i z ujemnego względem masy napięcia DC0V daje dodatnie na wyjściu.
    Wszystkie Gnd łączysz w jednym punkcie, zacisk ujemny zasilacza 12V także.

    0
  • #14 07 Maj 2015 17:43
    mpmilosz
    Poziom 9  

    Na razie zrobiłem czujnik natężenia i napięcia, które działają poprawnie. Próbowałem zrobić też licznik Wh (lub kWh), ale Arduino nie liczy ich lub wyświetla losowe (również ujemne) liczby. Kod:

    Kod: cpp
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod

    0