Moduł sterowania ładowarką 6-60V XH-M604

Kilka dni temu trafił do mnie taki oto gadżet opisany jako "Moduł sterujący ładowarką", o co chodzi? Gadżet jest do kupienia na znanych portalach z elektroniką za kilkanaście zł. Jednak co to jest i jakie ma zastosowanie?



Przyjrzyjmy się wpierw budowie tego sterownika;






Listwa przyłączeniowa, przekaźnik o obciążalności styków 30A i cewce 5V, trzypozycyjny wyświetlacz siedmio-segmentowy LED, dławik, niewielki radiator, dwa mikro switche oraz czerwona dioda LED a także trochę elementów SMD z dwoma kondensatorami elektrolitycznymi i najprawdopodobniej mikrokontroler.

Po dokładniejszym przyjrzeniu się "podejrzany" mikrokontroler to MS51FB9AE firmy Nuvoton który to jest pochodną 8051 firmy Intel. Na uwagę zasługują paramery tego "zwierza";




Maleństwo to ma deklarowany jeden takt zegara na instrukcję! a także poza sześcioma kanałami PWM także dość ciekawy przetwornik ADC;




Ciekawy ten mikrokontroler... Pod przyklejonym radiatorem schowany jest XL7015 firmy XLSEMI;




Jest on prawie kompletną przetwornicą pracującą w topologi BUCK, poniżej fragment DS;





Oraz schemat funkcjonalny wraz z typową aplikacją;




Ze względu na wysokie dopuszczalne napięcie zasilania XL7015 świetnie się nadaje do pracy z napięciami wejściowymi przekraczającymi 40V co jest takim jakby typowym napięciem wejściowym zintegrowanych przetwornic. Po podłączeniu zasilania (do zacisków BAT + i -) działanie modułu się wyjaśnia;




Na wyświetlaczu widzimy pomiar napięcia (na powyższym zdjęciu zasilanie to 12V) a świecący czerwony LED sygnalizuje załączenie przekaźnika (zwarte styki). Moduł jest tzw. komparatorem okienkowym z cyfrowo ustawianymi progami przełączania. Przyciski są co prawda opisane krzaczkami lecz po kilku chwilach można się zorientować który to + a który -

•Funkcje

Lewy przycisk to -, a prawy +;

• Krótkie naciśnięcie + wyświetla ustawiony górny próg (wyłączenie przekaźnika)
• Krótkie naciśnięcie - wyświetla ustawiony dolny próg (załączenie przekaźnika)
• Wciśnięcie i przytrzymanie + przez około dwie sekundy uruchamia tryb programowania górnego progu ( w tym czasie wyświetlacz miga a przyciski pozwalają zmienić wartość w górę/ w dół)

• Wciśnięcie i przytrzymanie - przez około dwie sekundy uruchamia tryb programowania dolnego progu ( w tym czasie wyświetlacz miga a przyciski pozwalają zmienić wartość w górę/ w dół)

• Wyjście z trybu programowania następuje automatycznie po około dwóch sekundach wraz z zapamiętaniem nastaw

Pierwsze zastosowanie jakie przyszło mi do głowy to nadzór zasilania w moim warsztatowym systemie. Ponieważ potrzebuję gwarantowanego i bezprzerwowego 12V dla CCTV, oświetlenia LED i ogrzewania mam w tej chwili połączony prosty niewielki system PV ładujący akumulator oraz równolegle zasilacz impulsowy 12V/30A ustawiony na 13,8V. Po zastosowaniu tego modułu można byłoby sterować stroną sieciową zasilacza, ładowanie byłoby z systemu PV a gdyby zachmurzenie czy też pobór mocy spowodował spadek napięcia to automatycznie następowałoby włączenie "ładowarki". Przybierałem się do skonstruowania takiego układu w technice analogowej ale już mam gotowy

Moduł przy zasilaniu 12V z wyłączonym przekaźnikiem pobiera około 25mA a z włączonym około 100mA. Po kilkunastu minutach dławik robi się wyczuwalnie ciepły. Ciekawostką jest też fakt że zakres nastaw wynosi 0-120V co jest nierealne do osiągnięcia ze względu na maksymalne napięcie pracy XL7015 (Uin max=85V) oraz zastosowany na wejściu kondensator elektrolityczny 47µF/100V. Wskazywane napięcie waha się w stosunku do rzeczywistego jednak w takim dość specyficznym zastosowaniu różnica rzędu kilkuset miliwoltów nie ma praktycznie znaczenia (zwłaszcza przy wyższych niż 12V napięciach).

Ciekawe, przekaźnik na 30A, a połączenia na płytce drukowanej nawet nie są pogrubione cyną. Sugeruję dolutowanie od strony druku przewodów łączących przekaźnik ze złączami i krótki odcinek przewodu pomiędzy złączami "-".

krzbor wrote:

przekaźnik na 30A, a połączenia na płytce drukowanej nawet nie są pogrubione cyną.

No cóż, przywykłem do tego że dalekowschodni producenci elektroniki mają w zwyczaju podawać maksymalne parametry użytych komponentów a nie układu jako całości. W tym przypadku (u mnie) szerokość ścieżek nie ma znaczenia gdyż albo wymienię przekaźnik na inny (z zewnętrznym wyprowadzeniem na konektory 6,35mm), albo dołożę dodatkowy przekaźnik którym ten z modułu będzie sterował (ewentualnie SSR).

Ja kiedyś kupiłem kit do składania - regulator temperatury. Był na 3A, a ja potrzebowałem 2kW. Zauważyłem, że przekaźnik jest na 10A. Dolutowałem od strony druku miedziane przewody i wszystko działało przez wiele lat - wymieniłem układ tylko dlatego, że przechodziłem na sterowanie komputerowe oparte o ESP. Ten oryginalny przekaźnik w prezentowanym układzie nie wygląda źle. Tak samo złącza. Wystarczy wlutować kawałek miedzianego drutu 1.5mm2 lub 2.5mm2 od strony druku.

krzbor wrote:

Ten oryginalny przekaźnik w prezentowanym układzie nie wygląda źle. Tak samo złącza. Wystarczy wlutować kawałek miedzianego drutu 1.5mm2 lub 2.5mm2 od strony druku.

Często używam podobnych przekaźników. I tak muszę zmodyfikować połączenia gdyż chcę aby przekaźnik odłączał stronę sieciową (230V) zasilacza który pracuje jako ładowarka. Bez tego cała idea oszczędności nie ma sensu bo przy naładowanym akumulatorze praca zasilacza nie jest konieczna i tylko powoduje niepotrzebny pobór z sieci. W najprostszym przypadku wystarczy przeciąć ścieżki i/lub zmodyfikować połączenia z listwą.

ArturAVS wrote:

Przyciski są co prawda opisane krzaczkami lecz po kilku chwilach można się zorientować który to + a który -

Rzekłbym wręcz, że po dwóch taktach zegara

ArturAVS wrote:

Po zastosowaniu tego modułu można byłoby sterować stroną sieciową zasilacza, ładowanie byłoby z systemu PV a gdyby zachmurzenie czy też pobór mocy spowodował spadek napięcia to automatycznie następowałoby włączenie "ładowarki".

Nie wiem, jak rozumieć "stronę sieciową zasilacza", no ale w tym module zasilacz cały czas pozostaje włączony do sieci, co generuje spore straty. Byłoby lepiej, gdyby moduł odłączał nieużywany zasilacz od sieci.

ArturAVS wrote:

Przybierałem się do skonstruowania takiego układu w technice analogowej ale już mam gotowy
Moduł przy zasilaniu 12V z wyłączonym przekaźnikiem pobiera około 25mA a z włączonym około 100mA.

Też się przymierzam I ten moduł nie spełnia moich oczekiwań. Do tego jest prądożerny.

Alpha wrote:

Nie wiem, jak rozumieć "stronę sieciową zasilacza", no ale w tym module zasilacz cały czas pozostaje włączony do sieci, co generuje spore straty. Byłoby lepiej, gdyby moduł odłączał nieużywany zasilacz od sieci.

Moduł zasilanie na swoje potrzeby pobiera z "pilnowanego" akumulatora. Strona sieciowa to chyba logiczne że 230V? Co z tego że rozłączy wyjście jak zasilacz cały czas pracuje podłączony do sieci?

Alpha wrote:

I ten moduł nie spełnia moich oczekiwań. Do tego jest prądożerny.

25mA przy akumulatorach 150-225Ah to "pikuś" a takie planuję zastosować, prąd pobierany spada ze wzrostem napięcia co dla planowanych 48V pewnie zbliży się kilkunastu mA w stanie czuwania. Te 100mA to cewka przekaźnika która jest na 5V, tu można zamiast niego dać SSR co znacząco zmniejszy pobór prądu.