تعد وحدة التحكم بالشحن عنصرًا مهمًا جدًا في النظام الذي تقوم فيه الألواح الشمسية بإنشاء تيار كهربائي. يتحكم الجهاز في شحن وتفريغ البطاريات. وبفضله لا يمكن إعادة شحن البطاريات وتفريغها لدرجة أنه سيكون من المستحيل استعادة حالة عملها.

يمكنك صنع وحدات التحكم هذه بنفسك.

وحدة تحكم محلية الصنع: الميزات والمكونات

الجهاز مخصص للتشغيل فقط مما يولد تيار بقوة لا تزيد عن 4 أمبير. سعة البطارية المشحونة هي 3000 أمبير.

لتصنيع وحدة التحكم، تحتاج إلى إعداد العناصر التالية:

• دائرتان صغيرتان: LM385-2.5 وTLC271 (مضخم تشغيلي)؛
• 3 مكثفات: C1 وC2 منخفضة الطاقة، ولها 100n؛ تبلغ سعة C3 1000u، وهي مصممة لـ 16 فولت؛
• 1 مؤشر LED (D1)؛
• 1 صمام ثنائي شوتكي.
• 1 ديود SB540. بدلا من ذلك، يمكنك استخدام أي صمام ثنائي، والشيء الرئيسي هو أنه يمكن أن يتحمل الحد الأقصى لتيار البطارية الشمسية؛
• 3 ترانزستورات: BUZ11 (Q1)، BC548 (Q2)، BC556 (Q3)؛
• 10 مقاومات (R1 – 1k5، R2 – 100، R3 – 68k، R4 و R5 – 10k، R6 – 220k، R7 – 100k، R8 – 92k، R9 – 10k، R10 – 92k). يمكن أن تكون جميعها 5٪. إذا كنت تريد دقة أكبر، يمكنك استخدام مقاومات 1%.

كيف يمكن استبدال بعض المكونات؟

يمكن استبدال أي من هذه العناصر. عند تثبيت الدوائر الأخرى عليك أن تفكر فيها تغيير سعة المكثف C2واختيار انحياز الترانزستور Q3.

بدلا من ترانزستور MOSFET، يمكنك تثبيت أي ترانزستور آخر. يجب أن يكون للعنصر مقاومة منخفضة للقناة المفتوحة. من الأفضل عدم استبدال الصمام الثنائي شوتكي. يمكنك تركيب صمام ثنائي عادي، ولكن يجب وضعه بشكل صحيح.

المقاومات R8، R10 تساوي 92 كيلو أوم. هذه القيمة غير قياسية. ولهذا السبب، يصعب العثور على مثل هذه المقاومات. يمكن استبدالها بالكامل بمقاومتين 82 و 10 كيلو أوم. هناك حاجة لهم التبديل في سلسلة.

إقرأ أيضاً: كيفية اختيار البطارية الشمسية لمنزلك

إذا لم يتم استخدام وحدة التحكم في بيئة عدوانية، فيمكنك تثبيت المقاوم التشذيب. انها تسمح لك بالتحكم في الجهد. لن يعمل لفترة طويلة في بيئة عدوانية.

إذا كنت بحاجة إلى استخدام وحدة تحكم للوحات أكثر قوة، فأنت بحاجة إلى استبدال ترانزستور MOSFET والصمام الثنائي بنظائرها الأكثر قوة. جميع المكونات الأخرى لا تحتاج إلى تغيير. لا فائدة من تركيب مبدد حراري لتنظيم 4A. من خلال تثبيت MOSFET على مبدد حراري مناسب، سيتمكن الجهاز من العمل مع لوحة أكثر كفاءة.

مبدأ التشغيل

إذا لم يكن هناك تيار من البطارية الشمسية، تكون وحدة التحكم في وضع السكون. لا يستهلك واط واحد من البطارية. بعد أن يضرب ضوء الشمس اللوحة، يبدأ التيار الكهربائي بالتدفق إلى وحدة التحكم. يجب تشغيله. ومع ذلك، يتم تشغيل مؤشر LED مع ترانزستورات ضعيفة فقط عندما يصل الجهد الحالي إلى 10 فولت.

بعد الوصول إلى هذا الجهد سوف يتدفق التيار عبر الصمام الثنائي شوتكي إلى البطارية. إذا ارتفع الجهد إلى 14 فولت، سيبدأ مكبر الصوت U1 في العمل، مما سيفتح ترانزستور MOSFET. ونتيجة لذلك، سوف ينطفئ مؤشر LED، وسيتم إغلاق اثنين من الترانزستورات منخفضة الطاقة. لن يتم شحن البطارية. في هذا الوقت، سيتم تفريغ C2. في المتوسط، يستغرق هذا 3 ثوانٍ. بعد تفريغ المكثف C2، سيتم التغلب على تباطؤ U1، وسيتم إغلاق MOSFET، وستبدأ البطارية في الشحن. سيستمر الشحن حتى يرتفع الجهد إلى مستوى التبديل.

يحدث الشحن بشكل دوري. علاوة على ذلك، تعتمد مدتها على تيار شحن البطارية ومدى قوة الأجهزة المتصلة بها. يستمر الشحن حتى يصل الجهد إلى 14 فولت.

يتم تشغيل الدائرة في وقت قصير جدًا. ويتأثر تفعيله بزمن شحن C2 بالتيار، مما يحد من الترانزستور Q3. لا يمكن أن يكون التيار أكثر من 40 مللي أمبير.

إذا كنت تفكر في طريقة بديلة لتوليد الطاقة وقررت تركيب الألواح الشمسية، فمن المحتمل أنك تريد توفير المال. واحدة من فرص الادخار هي اصنع وحدة تحكم بالشحن بنفسك. عند تركيب مولدات الطاقة الشمسية - الألواح، يلزم وجود الكثير من المعدات الإضافية: وحدات التحكم بالشحن، والبطاريات، لتحويل التيار إلى معايير فنية.

دعونا نفكر في صنع DIY وحدة تحكم شحن البطارية الشمسية.

يتحكم هذا الجهاز في مستوى شحن بطاريات الرصاص، مما يمنع تفريغها بالكامل وإعادة شحنها. إذا بدأت البطارية في التفريغ في وضع الطوارئ، فسيقوم الجهاز بتقليل الحمل ومنع التفريغ الكامل.

ومن الجدير بالذكر أن وحدة التحكم ذاتية الصنع لا يمكن مقارنتها من حيث الجودة والوظيفة بوحدة تحكم صناعية، ولكنها ستكون كافية تمامًا لتشغيل الشبكة الكهربائية. هناك منتجات معروضة للبيع يتم تصنيعها في ظروف الطابق السفلي وتتمتع بمستوى منخفض جدًا من الموثوقية. إذا لم يكن لديك ما يكفي من المال لشراء وحدة باهظة الثمن، فمن الأفضل تجميعها بنفسك.

وحدة تحكم شحن البطارية الشمسية ذاتية الصنع

حتى المنتج محلي الصنع يجب أن يستوفي الشروط التالية:

• 1.2P< U x I , где P – общая мощность всех используемых источников напряжения, I – ток прибора на выходе, U – вольтаж системы при разряженных батареях
• يجب أن يكون الحد الأقصى لجهد الإدخال المسموح به مساوياً لإجمالي جهد عدم التحميل لجميع البطاريات.

في الصورة أدناه سترى رسمًا تخطيطيًا لهذه المعدات الكهربائية. لتجميعها، ستحتاج إلى القليل من المعرفة بالإلكترونيات وقليل من الصبر. تم تعديل التصميم قليلاً والآن بدلاً من الصمام الثنائي تم تركيب ترانزستور ذو تأثير ميداني يتم تنظيمه بواسطة مقارن.
ستكون وحدة التحكم بالشحن هذه كافية للاستخدام في الشبكات منخفضة الطاقة، وذلك باستخدام فقط. يتميز بسهولة التصنيع وانخفاض تكلفة المواد.

جهاز التحكم بالشحن للألواح الشمسيةإنه يعمل على مبدأ بسيط: عندما يصل الجهد الكهربي الموجود على محرك الأقراص إلى القيمة المحددة، فإنه يتوقف عن الشحن، وبعد ذلك تستمر عملية الشحن المتقطعة فقط. إذا انخفض الجهد عن الحد المحدد، فسيتم استئناف إمداد البطارية بالتيار. يتم إيقاف استخدام البطاريات بواسطة وحدة التحكم عندما يكون شحنها أقل من 11 فولت. وبفضل تشغيل هذا المنظم، لن يتم تفريغ البطارية تلقائيًا في حالة عدم وجود شمس.

الخصائص الرئيسية دوائر التحكم بالشحن:

• شحن الجهد V = 13.8 فولت (قابل للتعديل)، يتم قياسه في وجود تيار الشحن؛
• سفك الأحماليحدث عندما يكون Vbat أقل من 11 فولت (قابل للتكوين)؛
• التبديل على الحملعندما Vbat = 12.5V؛
• تعويض درجة الحرارة لوضع الشحن؛
• يمكن استبدال المقارن الاقتصادي TLC339 بالمقارن الأكثر شيوعًا TL393 أو TL339؛
• يكون انخفاض الجهد عبر المفاتيح أقل من 20 مللي فولت عند الشحن بتيار 0.5 أمبير.

جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية المتقدم

إذا كنت واثقا من معرفتك بالمعدات الإلكترونية، فيمكنك محاولة تجميع دائرة تحكم شحن أكثر تعقيدا. إنه أكثر موثوقية ويمكن تشغيله بواسطة الألواح الشمسية ومولد الرياح، مما سيساعدك على الحصول على الضوء في المساء.

أعلاه عبارة عن دائرة تحكم شحن محسنة تعمل بنفسك. لتغيير قيم العتبة، يتم استخدام مقاومات القطع، والتي يمكنك من خلالها ضبط معلمات التشغيل. يتم تبديل التيار القادم من المصدر بواسطة مرحل. يتم التحكم في التتابع نفسه بواسطة مفتاح ترانزستور ذو تأثير ميداني.

الجميع دوائر التحكم بالشحنتم اختبارها عمليًا وأثبتت أنها ممتازة لعدة سنوات.

بالنسبة للمنزل الصيفي والأشياء الأخرى التي لا تتطلب استهلاكًا كبيرًا للموارد، فلا فائدة من الإنفاق على العناصر باهظة الثمن. إذا كانت لديك المعرفة اللازمة، فيمكنك تحسين التصميمات المقترحة أو إضافة الوظائف الضرورية.

هذه هي الطريقة التي يمكنك من خلالها إنشاء جهاز التحكم بالشحن الخاص بك عند استخدام أجهزة الطاقة البديلة. لا تيأس إذا خرجت الفطيرة الأولى متكتلة. بعد كل شيء، لا أحد في مأمن من الأخطاء. القليل من الصبر والاجتهاد والتجريب سينهي المهمة. لكن مصدر الطاقة العامل سيكون سببًا ممتازًا للفخر.

يمكن تجميع وحدة التحكم الخاصة بالجهاز بسهولة بواسطة حرفي منزلي. تحديد المعلمات اللازمة ليس بالأمر الصعب، يكفي أن تأخذ بعين الاعتبار بعض الفروق الدقيقة.

بدون الاختيار الصحيح لوحدة التحكم الخاصة بالجهاز، لن يكون من الممكن تجميع وحدة التحكم نفسها لـ CNC على Atmega8 16au بيديك. وتنقسم هذه الأجهزة إلى نوعين:

• متعدد القنوات. يتضمن ذلك وحدات تحكم ثلاثية وأربعة محاور لمحركات السائر.
• قناة واحدة.

يتم التحكم في المحركات الكروية الصغيرة بشكل أكثر فعالية بواسطة وحدات تحكم متعددة القنوات. الأحجام القياسية في هذه الحالة هي 42 أو 57 ملم. يعد هذا خيارًا ممتازًا للتجميع الذاتي لآلات CNC التي يصل حجم مجال عملها إلى متر واحد.

إذا قمت بتجميع آلة بشكل مستقل على وحدة تحكم دقيقة بمجال يزيد عن متر واحد، فيجب عليك استخدام المحركات المتوفرة بأحجام قياسية تصل إلى 86 ملم. في هذه الحالة، يوصى بتنظيم التحكم في برامج تشغيل قوية أحادية القناة، بتيار تحكم يبلغ 4.2 أمبير وما فوق.

أصبحت وحدات التحكم ذات شرائح التشغيل الخاصة منتشرة على نطاق واسع عندما يكون من الضروري تنظيم التحكم في تشغيل الآلات باستخدام آلات الطحن من النوع المنضدي. سيكون الخيار الأفضل هو الشريحة المسماة TB6560 أو A3977. يحتوي هذا المنتج على وحدة تحكم بالداخل تساعد في توليد الموجة الجيبية الصحيحة للأوضاع التي تدعم أنصاف الخطوات المختلفة. يمكن ضبط التيارات المتعرجة برمجياً. مع المتحكمات الدقيقة، يصبح تحقيق النتيجة أمرًا سهلاً.

يتحكم

من السهل التحكم في وحدة التحكم باستخدام برنامج متخصص مثبت على جهاز الكمبيوتر. الشيء الرئيسي هو أن الكمبيوتر نفسه يحتوي على ذاكرة لا تقل عن 1 جيجابايت ومعالج لا يقل عن 1 جيجاهرتز.

يمكنك استخدام أجهزة الكمبيوتر المحمولة، لكن أجهزة الكمبيوتر المكتبية تعطي نتائج أفضل في هذا الصدد. وهم أقل تكلفة بكثير. يمكن استخدام الكمبيوتر لحل المشكلات الأخرى عندما لا تحتاج الأجهزة إلى التحكم. من الجيد أن يكون من الممكن تحسين النظام قبل بدء العمل.

منفذ LPT المتوازي هو التفاصيل التي تساعد في تنظيم الاتصال. إذا كانت وحدة التحكم تحتوي على منفذ USB، فسيتم استخدام موصل بالشكل المناسب. وفي الوقت نفسه، يتم إنتاج المزيد والمزيد من أجهزة الكمبيوتر التي لا تحتوي على منفذ متوازي.

صنع أبسط نسخة من الماسح الضوئي

أحد أبسط الحلول لإنشاء آلة CNC محلية الصنع هو استخدام أجزاء من معدات أخرى مجهزة بمحركات كروية. تؤدي الطابعات القديمة هذه الوظيفة بشكل مثالي.

نقوم بأخذ الأجزاء التالية المستخرجة من الأجهزة السابقة:

1. الشريحة نفسها.
2. السائر المحركات.
3. زوج من القضبان الفولاذية.

عند إنشاء علبة وحدة التحكم، عليك أيضًا أن تأخذ صندوقًا قديمًا من الورق المقوى. من المقبول استخدام الصناديق المصنوعة من الخشب الرقائقي أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ولا يهم المادة المصدر. لكن أسهل طريقة لمعالجة الورق المقوى هي استخدام مقص عادي.

ستبدو قائمة الأدوات كما يلي:

• لحام الحديد معا، كاملة مع الملحقات.
• مسدس الغراء.
• أداة المقص.
• قواطع للاسلاك.

وأخيرًا، يتطلب صنع وحدة التحكم الأجزاء الإضافية التالية:

1. موصل مع سلك للاتصال المريح.
2. مقبس أسطواني. هذه الهياكل هي المسؤولة عن تشغيل الجهاز.
3. مسامير الرصاص هي قضبان ذات خيط محدد.
4. صامولة ذات أبعاد مناسبة للمسمار الرئيسي.
5. مسامير وغسالات وخشب على شكل قطع.

نبدأ العمل على إنشاء آلة محلية الصنع

يجب إزالة محرك السائر مع اللوحة من الأجهزة القديمة. يحتاج الماسح الضوئي فقط إلى إزالة الزجاج ثم إزالة بعض البراغي. ستحتاج أيضًا إلى إزالة القضبان الفولاذية التي سيتم استخدامها لاحقًا لإنشاء بوابة اختبار.

ستصبح شريحة التحكم ULN2003 أحد العناصر الرئيسية. من الممكن شراء الأجزاء بشكل منفصل إذا كان الماسح الضوئي يستخدم أنواعًا أخرى من الرقائق. إذا كان الجهاز المطلوب موجودًا على اللوحة، فقم بفكه بعناية. الإجراء الخاص بتجميع وحدة التحكم CNC على Atmega8 16au بيديك هو كما يلي:

• أولاً، قم بتسخين القصدير باستخدام مكواة اللحام.
• ستتطلب إزالة الطبقة العليا استخدام الشفط.
• ضع أحد طرفي مفك البراغي أسفل الدائرة الدقيقة.
• يجب أن يلمس طرف مكواة اللحام كل دبوس من الدائرة الدقيقة. إذا تم استيفاء هذا الشرط، يمكن الضغط على الأداة.

بعد ذلك، يتم لحام الدائرة الدقيقة على اللوحة أيضًا بعناية فائقة. بالنسبة للخطوات التجريبية الأولى، يمكنك استخدام النماذج بالحجم الطبيعي. نستخدم الخيار مع حافلتين كهربائيتين. أحدهما متصل بالطرف الموجب والآخر بالطرف السالب.

في المرحلة التالية، يتم توصيل إخراج موصل المنفذ المتوازي الثاني بالإخراج الموجود في الشريحة نفسها. يجب توصيل أطراف الموصل والدائرة الدقيقة وفقًا لذلك.

يتم توصيل دبوس الصفر بالحافلة السالبة.

إحدى المراحل الأخيرة هي لحام محرك السائر بجهاز التحكم.

من الجيد أن تتاح لك الفرصة لدراسة الوثائق من الشركة المصنعة للجهاز. إذا لم يكن الأمر كذلك، فسيتعين عليك البحث عن الحل المناسب بنفسك.

الأسلاك متصلة بالمحطات الطرفية. وأخيرًا، يتم توصيل أحدهما بالحافلة الإيجابية.

يجب توصيل قضبان التوصيل ومآخذ الطاقة.

سيساعد الغراء الساخن من المسدس على تأمين الأجزاء حتى لا تنكسر.

نحن نستخدم Turbo CNC - برنامج التحكم

سيعمل برنامج Turbo CNC بالتأكيد مع وحدة التحكم الدقيقة التي تستخدم شريحة ULN2003.

• نحن نستخدم موقع ويب متخصص يمكنك من خلاله تنزيل البرامج.
• سوف يفهم أي مستخدم كيفية التثبيت.
• يعمل هذا البرنامج بشكل أفضل تحت MS-DOS. قد تظهر بعض الأخطاء في وضع التوافق على نظام التشغيل Windows.
• ولكن، من ناحية أخرى، سيسمح لك ذلك ببناء جهاز كمبيوتر بخصائص معينة متوافقة مع هذا البرنامج المعين.

1. بعد الإطلاق الأول للبرنامج ستظهر شاشة خاصة.
2. يجب عليك الضغط على مفتاح المسافة. هذه هي الطريقة التي ينتهي بها الأمر بالمستخدم في القائمة الرئيسية.
3. اضغط على F1، ثم حدد تكوين.
4. بعد ذلك، عليك النقر فوق العنصر "عدد المحاور". استخدم مفتاح الإدخال.
5. كل ما تبقى هو إدخال كمية فول الصويا التي تخطط لاستخدامها. في هذه الحالة لدينا محرك واحد، لذلك نضغط على الرقم 1.
6. للمتابعة، استخدم Enter. سنحتاج إلى المفتاح F1 مرة أخرى، بعد استخدامه في قائمة التكوين، حدد تكوين المحور. ثم اضغط على شريط المسافة مرتين.

نوع محرك الأقراص - هذه هي علامة التبويب التي نحتاجها، ونصل إليها من خلال الضغط على علامات التبويب العديدة. يساعدك السهم لأسفل في الوصول إلى عنصر النوع. نحن بحاجة إلى خلية تسمى مقياس. بعد ذلك، نحدد عدد الخطوات التي يتخذها المحرك خلال دورة واحدة فقط. للقيام بذلك، فقط تعرف على رقم الجزء. بعد ذلك سيكون من السهل فهم عدد الدرجات التي تدور بها في خطوة واحدة فقط. بعد ذلك، يتم تقسيم عدد الدرجات إلى خطوة واحدة. هذه هي الطريقة التي نحسب بها عدد الخطوات.

ويمكن ترك بقية الإعدادات كما هي. يتم ببساطة نسخ الرقم الذي تم الحصول عليه في خلية المقياس إلى نفس الخلية، ولكن على جهاز كمبيوتر آخر. يجب تعيين القيمة 20 لخلية التسريع. القيمة الافتراضية في هذه المنطقة هي 2000، ولكنها مرتفعة جدًا بالنسبة للنظام الذي يتم إنشاؤه. المستوى الأولي هو 20، والحد الأقصى هو 175. بعد ذلك، كل ما تبقى هو الضغط على TAB حتى يصل المستخدم إلى عنصر المرحلة الأخيرة. هنا تحتاج إلى وضع الرقم 4. بعد ذلك، اضغط على Tab حتى نصل إلى صف X، الأول في القائمة. يجب أن تحتوي الأسطر الأربعة الأولى على العناصر التالية:

1000XXXXXXXXX
0100XXXXXXXXX
0010XXXXXXXXX
0001XXXXXXXXX

لا يلزم إجراء أي تغييرات على الخلايا المتبقية. فقط اختر موافق. هذا كل شيء، تم تكوين البرنامج للعمل مع الكمبيوتر والمحركات نفسها.

التصميم الميكانيكي لمولد الرياح في شكله النقي ليس سوى جزء من محطة طاقة الرياح الكاملة. يحتوي النظام القابل للاستخدام بالكامل، بالإضافة إلى الهيكل الميكانيكي، على عدد من المكونات الإلكترونية.

على سبيل المثال، مطلوب وحدة تحكم لمولد الرياح - جهاز مصمم وظيفيًا لتحقيق الاستقرار في معلمات شحن البطارية أثناء تشغيل توربينات الرياح.

دعونا نتعرف على الوظائف التي يؤديها الجهاز ونقدم مخططات لتجميع وحدة التحكم بنفسك. بالإضافة إلى ذلك، سنحدد ميزات العمل ومدى استصواب شراء وحدة إلكترونية صينية لطاحونة الهواء.

إذا كان من الممكن صنع طاحونة هوائية ميكانيكية بنفسك، فهل من الممكن صنع وحدة تحكم في طاحونة الهواء بنفسك؟

من أجل الحصول على فكرة عن وحدات تحكم مولد الرياح وإعادة إنتاج هذه المعدات بنجاح بأيديكم، لن تكون المعلومات الأساسية حول هذه الأجهزة زائدة عن الحاجة.

وحدة تحكم شحن البطارية لمولد الرياح منخفض الطاقة. يتم التحكم في بعض معلمات النظام من خلال شاشة LCD المدمجة

تم تصميم وحدة التحكم التي تخدم البطاريات بشكل أساسي للتحكم في عملية شحن البطارية. هذه هي وظيفتها الرئيسية، ولكن ينبغي تقسيمها بشكل مشروط إلى عدد من الوظائف الفرعية.

على سبيل المثال، تقوم إحدى الوظائف بمراقبة تيار الشحن وتيار التفريغ الذاتي. وظيفة أخرى تنفذ الإجراءات التي تهدف إلى قياس درجة الحرارة والضغط. والثالث مسؤول عن تعويض الفرق في تدفقات الطاقة عند شحن البطارية بالتزامن مع الاستهلاك الحالي بواسطة الحمل.

تم تجهيز الأجهزة المصنعة صناعيًا بوظائف كاملة. ولكن لا يمكن قول الشيء نفسه عن تصاميم الهواة. الأجهزة المصنوعة على أساس حلول الدوائر البسيطة في المنزل بيديك هي وحدات تحكم بعيدة كل البعد عن النماذج المثالية.

ومع ذلك، فهي تعمل وتسمح لك بالعمل بشكل منتج تمامًا. كقاعدة عامة، يتم تنفيذ وظيفة واحدة فقط في التصاميم محلية الصنع - الحماية من الجهد الزائد والتفريغ العميق.

أحد الأشكال العديدة لوحدات التحكم في توربينات الرياح التي تصنعها بنفسك. تتميز هذه التصاميم بحلول تقنية بسيطة وتركيب بسيط.

لماذا يعد إدخال وحدة التحكم في نظام توربينات الرياح أمرًا ضروريًا؟

لأنه في وضع تجديد طاقة البطارية دون استخدام وحدة التحكم، ينبغي توقع عواقب غير سارة:

1. تدهور هيكل البطاريةبسبب العمليات الكيميائية غير المنضبطة.
2. زيادة غير منضبطة في الضغطودرجة حرارة المنحل بالكهرباء.
3. فقدان خصائص شحن البطاريةبسبب حدوث التفريغ على المدى الطويل.

عادةً ما يتم تصنيع وحدة التحكم بالشحن لدائرة توربينات الرياح على شكل وحدة إلكترونية منفصلة. هذه الوحدة قابلة للإزالة ويتم فصلها بسرعة. الأجهزة المصنعة صناعيًا مجهزة بالضرورة بمؤشر للأوضاع والحالات - الضوء أو المنقولة بصريًا من خلال الشاشة.

ومن الناحية العملية، يمكن استخدام نوعين من الأجهزة: تلك المدمجة مباشرة في مبيت مولد الرياح وتلك المتصلة بالبطارية.

حلول الدوائر لتجميع DIY

منذ ظهور الحلول الأولى، زاد عدد حلول دوائر التحكم عدة مرات. العديد من تصميمات الدوائر بعيدة كل البعد عن الكمال، ولكن هناك بعض الخيارات التي يجب عليك الانتباه إليها.

بالنسبة للاستخدام المنزلي، بطبيعة الحال، تعتبر المخططات البسيطة التي تتطلب القليل من الاستثمار المالي فعالة وموثوقة ذات صلة.

بناءً على هذه المتطلبات، يمكنك البدء بوحدة تحكم لمولد الرياح، تم إنشاؤها على أساس منظمات ترحيل السيارة. تستخدم الدائرة كلا المرحلات مع جهة اتصال تحكم سلبية والمرحلات مع جهة اتصال تحكم إيجابية.

يجذب هذا الخيار عددًا صغيرًا من الأجزاء والتركيب البسيط. ما عليك سوى مرحل واحد وترانزستور طاقة واحد (تأثير المجال) ومقاوم واحد.

تسمى الدائرة "الصابورة" لأنها تستخدم حملاً إضافيًا على شكل لمبة متوهجة عادية. وبالتالي، سيتم تجديد قائمة الأجزاء بعنصر آخر - مصباح.

يتم استخدام مصباح سيارة بقوة 12 فولت (أو عدة مصابيح) حسب قوة النظام. يجوز أيضًا استخدام نوع مختلف من مقاومة الحمل بدلاً من هذا العنصر: مقاوم قوي، سخان كهربائي، مروحة، إلخ.

تشغيل دائرة "الصابورة" بعلامة ناقص

يرتبط عمل منظم ترحيل السيارات ارتباطًا مباشرًا بمستوى شحن البطارية. إذا ارتفع الجهد عند أطراف البطارية عن 14.2 فولت، يتم تنشيط المرحل ويفتح الدائرة السلبية لترانزستور الطاقة.

بدوره، يتم فتح انتقال على الترانزستور، لتوصيل المصباح المتوهج المباشر بالبطارية. ونتيجة لذلك، يتم تفريغ تيار الشحن من خلال خيوط المصباح المتوهج. عندما ينخفض ​​الجهد عند أطراف البطارية، يتم عكس العملية. وهذا يضمن الحفاظ على مستوى ثابت لجهد البطارية.

كيف تعمل دائرة "الصابورة" ذات علامة زائد؟

النسخة الحديثة قليلاً من وحدة التحكم بالشحن "الصابورة" لطاحونة الهواء هي الدائرة الثانية على منظم التتابع مع جهة اتصال تحكم إيجابية. على سبيل المثال، المرحلات من سيارات VAZ مناسبة.

يتمثل الاختلاف عن الدائرة السابقة في استخدام مرحل الحالة الصلبة، على سبيل المثال، GTH6048ZA2 لتيار 60 أمبير بدلاً من الترانزستور. المزايا واضحة: تبدو الدائرة أبسط وفي نفس الوقت تتمتع بقدر أكبر من الموثوقية والكفاءة.

حل آخر بسيط لتصميم الدوائر لتجميع وحدة تحكم شحن بطارية مولد الرياح. يتم زيادة كفاءة وموثوقية الدائرة بسبب استخدام مرحل الحالة الصلبة (+)

الميزة الخاصة لهذا الحل البسيط هي البطارية المباشرة لمولد طاحونة الهواء. يتم أيضًا "زرع" موصلات وحدة التحكم في الشحن مباشرة على نقاط اتصال البطارية.

في الواقع، لا يرتبط كلا هذين الجزأين من المخطط بأي حال من الأحوال ببعضهما البعض. يتم توفير الجهد من مولد الرياح إلى البطارية باستمرار. عندما يصل الجهد الكهربي عند أطراف البطارية إلى 14.2 وات، يقوم مرحل الحالة الصلبة بتوصيل الحمل لإعادة ضبطه. بهذه الطريقة يتم حماية بطارية الجهاز من الشحن الزائد.

هنا، ليس فقط المصباح المتوهج يمكن أن يكون بمثابة حمولة الصابورة. من الممكن تمامًا توصيل أي جهاز آخر مصمم لتيار يصل إلى 60 أ. على سبيل المثال، سخان أنبوبي كهربائي.

ما هو مهم أيضًا في هذه الدائرة هو أن عمل مرحل الحالة الصلبة يتميز بسعة متزايدة بسلاسة. في جوهر الأمر، فإن تأثير وحدة تحكم PWM المصنعة بشكل احترافي واضح.

نسخة معقدة من دائرة التحكم

إذا كان الإصدار السابق من تصميم الدائرة الخاصة بوحدة التحكم في شحن البطارية يشبه فقط جهاز PWM (تعديل عرض النبض)، فهنا يتم تنفيذ هذا المبدأ على وجه التحديد.

تواجه دائرة التحكم هذه لطاحونة الهواء المزودة بمولد ثلاثي الطور بعض الصعوبات، لأنها تتضمن استخدام الدوائر الدقيقة - على وجه الخصوص، مكبرات الصوت التشغيلية على ترانزستورات التأثير الميداني كجزء من مجموعة TL084.

ومع ذلك، على لوحة الدائرة، كل شيء لا يبدو معقدًا كما هو الحال على قطعة من الورق.

حل الدائرة لتجميع وحدة التحكم بيديك باستخدام التجميع الدقيق TL084. تم إنشاء مبدأ التشغيل أيضًا باستخدام مرحل لتبديل الأوضاع، ولكن من الممكن ضبط نقاط القطع (+)

كما هو الحال في الحلول السابقة، يتم استخدام المرحل كعنصر تبديل لحمل الصابورة. تم تصميم الريلاي ليعمل ببطارية 12 فولت، لكن إذا رغبت في ذلك يمكنك اختيار موديل 24 وات.

يتكون مقاوم الصابورة على شكل مقاومة قوية (ملف على سيراميك نيتشروم). لضبط نطاق جهد التشغيل (11.5-18 واط)، تستخدم الدائرة مقاومات متغيرة مضمنة في دائرة التحكم الخاصة بمجموعة الإلكترونيات الدقيقة TL084.

تعمل وحدة التحكم في شحن بطارية طاحونة الهواء هذه على النحو التالي. يتم تصحيح التيار ثلاثي الطور المستلم من مولد الرياح بواسطة الثنائيات الكهربائية.

يتم توليد جهد ثابت عند خرج جسر الصمام الثنائي، والذي يتم إمداده بمدخل الدائرة من خلال جهات اتصال التتابع، وصمام ثنائي إضافي، وبطارية، ثم إلى المثبت الموجود داخل الدائرة (78L08) وإلى دخل التجمع TL084.

يتم تحديد اللحظة التي يتحول فيها الزناد إلى إحدى الحالات من خلال قيم المقاومات المتغيرة (Low V و High V) لعتبات الجهد السفلي والعلوي.

طالما أن هناك جهدًا كهربائيًا عند أطراف البطارية لا يتجاوز 14.2 فولت (يتوافق مع إعداد R High V)، فسيتم إجراء الشحن. بمجرد أن تتغير القيم إلى أعلى، يقوم مضخم التشغيل TL084 بتزويد إشارة إلى قاعدة الترانزستور، الذي يتحكم في المرحل.

منتج عصامي باستخدام نظام التجميع الدقيق TL084. كل شيء بسيط للغاية، حتى بدلا من لوحة الدوائر المطبوعة عالية الجودة، تم اختيار لوحة للتركيب السطحي. التصميمات محلية الصنع تجعلنا دائمًا سعداء بلحظات كهذه.

يتم تنشيط المرحل، ويتم كسر دائرة الطاقة الخاصة بالدائرة وقصرها على مقاوم الصابورة. تتم إعادة ضبط الصابورة حتى يتم تفريغ البطارية، بالقرب من قيمة إعداد المقاوم المتغير Low V.

بمجرد الوصول إلى هذه القيمة، يقوم مضخم التشغيل الثاني TL084 بتحويل الدائرة إلى الحالة العكسية. هذه هي الطريقة التي تعمل بها وحدة التحكم.

البديل الالكتروني الصيني

يعد إنشاء وحدة تحكم في مولد الرياح بيديك أمرًا مرموقًا. ولكن نظرا لسرعة تطور التقنيات الإلكترونية، فإن معنى التجميع الذاتي غالبا ما يفقد أهميته. وبالإضافة إلى ذلك، فإن معظم المخططات المقترحة عفا عليها الزمن بالفعل.

اتضح أنه من الأرخص شراء منتج جاهز مصنوع بشكل احترافي وتركيب عالي الجودة باستخدام مكونات إلكترونية حديثة. على سبيل المثال، يمكنك شراء جهاز مناسب بتكلفة معقولة على Aliexpress.

نطاق العروض على الموقع الصيني مثير للإعجاب. تُباع وحدات التحكم لمولدات الرياح لمستويات الطاقة المختلفة بأسعار تبدأ من 1000 روبل. بناءً على هذا المبلغ، من حيث تجميع الجهاز بيديك، من الواضح أن اللعبة لا تستحق كل هذا العناء.

على سبيل المثال، من بين مقترحات البوابة الصينية هناك نموذج لطاحونة هوائية بقدرة 600 واط. الجهاز يكلف 1070 روبل. مناسب للاستخدام مع بطاريات 12/24 فولت، تيار تشغيل يصل إلى 30 أمبير.

وحدة تحكم شحن لائقة تمامًا صينية الصنع مصممة لمولد رياح بقدرة 600 واط. يمكن طلب مثل هذا الجهاز من الصين واستلامه عبر البريد خلال شهر ونصف تقريبًا

تم تجهيز وحدة التحكم عالية الجودة في جميع الأحوال الجوية بقياس 100 × 90 مم بمبرد تبريد قوي. يتوافق تصميم السكن مع فئة الحماية IP67. تتراوح درجة الحرارة الخارجية من – 35 إلى +75 درجة مئوية. يوجد على الهيكل إشارة ضوئية لأوضاع مولد الرياح.

السؤال هو ما الفائدة من قضاء الوقت والجهد في تجميع هيكل بسيط بيديك، إذا كانت هناك فرصة حقيقية لشراء شيء مماثل وجاد من الناحية الفنية؟

حسنًا، إذا لم يكن هذا النموذج كافيًا، فإن لدى الصينيين بعض الخيارات الرائعة حقًا. وهكذا، كان من بين الوافدين الجدد نموذج بقدرة 2 كيلوواط بجهد تشغيل يبلغ 96 فولت.

المنتج الصيني من قائمة الوافدين الجدد. يوفر التحكم في شحن البطارية، ويعمل جنبًا إلى جنب مع مولد طاقة الرياح بقدرة 2 كيلو وات. يقبل جهد الإدخال حتى 96 فولت

صحيح أن تكلفة وحدة التحكم هذه أغلى بخمس مرات من التطوير السابق. ولكن مرة أخرى، إذا قارنت تكاليف إنتاج شيء مماثل بيديك، فإن الشراء يبدو وكأنه قرار عقلاني.

الشيء الوحيد الذي يحيرنا بشأن المنتجات الصينية هو أنها تميل إلى التوقف فجأة عن العمل في الحالات غير المناسبة. لذلك، غالبا ما يتعين على الجهاز الذي تم شراؤه أن يؤتي ثماره - بشكل طبيعي، بيديه. لكن هذا أسهل وأبسط بكثير من إنشاء وحدة تحكم شحن مولد الرياح بنفسك من الصفر.

لمحبي المنتجات محلية الصنع، يحتوي موقعنا على سلسلة من المقالات المخصصة لصناعة مولدات الرياح:

عند تقييم آفاق تصنيع الإلكترونيات بمفردنا، بغض النظر عن الغرض منها، علينا أن نواجه فكرة أن عصر "صناعة محلية الصنع" يقترب من نهايته.

السوق مشبع بالأجهزة الإلكترونية الجاهزة والمكونات المعيارية لكل منتج منزلي تقريبًا. لم يتبق الآن أمام مهندسي الإلكترونيات الهواة سوى شيء واحد للقيام به - وهو تجميع أدوات بناء المنزل.

هل لديك ما تضيفه، أو لديك أي أسئلة حول تجميع واستخدام وحدات التحكم لمولد الرياح؟ يمكنك ترك التعليقات وطرح الأسئلة وإضافة صور لمنتجاتك محلية الصنع - نموذج الاتصال موجود في الجزء السفلي.

لقد استمر التحول إلى مصادر الطاقة البديلة منذ عدة سنوات، ويغطي مجالات مختلفة. على الرغم من أن مفهوم توليد الطاقة المجانية جذاب، إلا أنه ليس من السهل تنفيذه عمليًا. تنشأ صعوبات فنية ومالية. ومع ذلك، في حالة المشاريع الصغيرة، فإن إمدادات الطاقة البديلة لها ما يبررها. على سبيل المثال، تتيح لك وحدة التحكم استخدام الطاقة المجانية للأجهزة الكهربائية حتى في المنزل. ينظم هذا المكون عمل البطارية، مما يسمح بالاستخدام الأمثل للشحنة المتولدة.

ما هي معلمات وحدة التحكم التي يجب أخذها بعين الاعتبار؟

بادئ ذي بدء، يجب عليك البدء من إجمالي الطاقة وجهد الإدخال للنظام الذي تم تحديد وحدة التحكم من أجله. أي أن طاقة البطارية أو مجمع البطارية يجب ألا تتجاوز منتج جهد النظام والتيار الناتج لجهاز التحكم. علاوة على ذلك، يتم اختيار وحدة التحكم بناءً على الجهد الموجود في البطارية الفارغة. بالإضافة إلى ذلك، يجب توفير احتياطي بنسبة 20% من الجهد في حالة زيادة النشاط الشمسي.

يتم حساب وحدة التحكم أيضًا من حيث الامتثال لجهد الإدخال. يتم تنظيم هذه القيمة بشكل صارم لنفس حالات النشاط الإشعاعي الشاذ. في السوق، يتم تقديم وحدة التحكم للبطارية الشمسية في أنواع مختلفة، كل منها يتطلب تقييمها الخاص للخصائص الموصوفة.

ميزات اختيار وحدات التحكم PWM

إن اختيار هذا النوع من أجهزة التحكم له نهج بسيط - يحتاج المستخدم المستقبلي فقط إلى تحديد المؤشرات المثالية لتيار الدائرة القصيرة في الوحدة المستخدمة. وينبغي أيضا توفير بعض الهامش. على سبيل المثال، إذا كان تيار مولد الطاقة الشمسية 100 واط يعمل بثبات عند 6.7 أمبير، فيجب أن يكون لوحدة التحكم قيمة تيار اسمية تبلغ حوالي 7.5 أمبير.

في بعض الأحيان يتم أخذ تيار التفريغ بعين الاعتبار أيضًا. من المهم بشكل خاص أخذ ذلك في الاعتبار عند تشغيل وحدات التحكم مع وظيفة التحكم في التحميل. في هذه الحالة، يتم اختيار جهاز التحكم للبطارية الشمسية بحيث لا يتجاوز تيار التفريغ نفس القيمة المقدرة في جهاز التحكم.

ميزات اختيار وحدات تحكم MPPT

يتم اختيار هذا النوع من وحدات التحكم وفقًا لمعيار الطاقة. لذلك، إذا كان الحد الأقصى لتيار الجهاز هو 50 أمبير ويعمل النظام على النحو الأمثل بجهد 48 فولت، فإن الطاقة القصوى لوحدة التحكم ستكون حوالي 2900 واط، مع مراعاة إضافة إمكانية التأمين. وهنا جانب آخر مهم. الحقيقة هي أن جهد مولدات الطاقة الشمسية يمكن أن ينخفض ​​عند تفريغها. وبناءً على ذلك، قد تنخفض الطاقة بنسبة كبيرة تصل إلى نسبة مئوية واحدة. لكن هذا لا يعني أنه من الممكن السماح بأداء وحدة التحكم نفسها - حيث يجب أن تغطي إمكانات الطاقة الخاصة بها القيم القصوى تمامًا.

بالإضافة إلى ذلك، عند اختيار وحدة تحكم للألواح الشمسية MPPT، يجب أيضًا مراعاة خصائص الإشعاع المنبعث. وعلى سطح الأرض، تضيف شدة ضوء الشمس 20% أخرى إلى سعة البنية التحتية للبطارية. لا يمكن تسمية مثل هذه الظواهر بقاعدة، ولكن حتى كحادثة يجب تضمينها في حساب قوة وحدة التحكم.

كيف تصنع وحدة تحكم بنفسك؟

تتضمن النسخة النموذجية من وحدة التحكم محلية الصنع استخدام مجموعة متواضعة من العناصر. من بينها ترانزستور يمكنه تحمل تيار يصل إلى 49 أمبير، ومنظم تتابع من السيارة، ومقاوم 120 كيلو أوم وعنصر الصمام الثنائي. بعد ذلك، يتم توصيل المرحل بالبطارية، ثم يمر السلك عبر المقاوم إلى بوابة الترانزستور. أثناء تشغيل منظم التتابع، يجب أن تفتح الإشارة الإيجابية البوابة، وسوف يمر التيار من وحدة الضوء الشمسي عبر أرجل الترانزستور إلى البطارية.

إذا تم تصنيع وحدة تحكم عالمية مع توقع القضاء على الاستهلاك التلقائي للطاقة المتراكمة، فسيكون دمج الصمام الثنائي في النظام إلزاميًا. في الليل، سيتم إنشاء الإضاءة، مما يلغي استهلاك الطاقة الإضافي بواسطة الوحدة.

هل من الممكن الاستغناء عن وحدة تحكم الألواح الشمسية؟

قبل الإجابة على هذا السؤال، عليك أن تتذكر الوظيفة العامة لوحدة التحكم كجزء من الوحدة الشمسية. وبمساعدتها، يمكن للمالك التحكم بشكل مستقل في عملية شحن حزمة البطارية باستخدام الطاقة الضوئية. إذا لم يكن هناك وحدة تحكم، يمكن أن تحدث عملية الملء بالطاقة حتى يغلي المنحل بالكهرباء. أي أنه من المستحيل تمامًا الاستغناء عن وسيلة للتحكم في التفاعل بين اللوحة الشمسية والبطارية. شيء آخر هو أنه يمكن استبدال وحدة التحكم الخاصة بالبطارية الشمسية بمقياس الفولتميتر. إذا تم الكشف عن قيم الذروة للشحن والجهد، فيمكن للمستخدم إيقاف العملية بشكل مستقل عن طريق فصل حزمة البطارية. هذا النهج، بالطبع، غير مريح مقارنة بالتحكم الآلي، ولكن في حالة الاستخدام النادر للنظام، يمكن أن يبرر نفسه.

خاتمة

تقوم العديد من الشركات اليوم بتصنيع وحدات التحكم بالطاقة الشمسية والمكونات الأخرى لهذه الأنواع من الوحدات. لم يعد هذا الجزء يعتبر منفصلاً ومحددًا. في السوق، يمكن شراء هذه المكونات مقابل 10-15 ألف روبل، وهي ذات نوعية جيدة. بطبيعة الحال، فإن وحدة التحكم محلية الصنع للبطارية الشمسية باستخدام مقاومات الميزانية والأجزاء الكهربائية للسيارات ستكلف عدة مرات أقل، ولكن من غير المرجح أن تضمن المستوى المناسب من الموثوقية. ومسألة الاستقرار التشغيلي والسلامة لها أهمية خاصة في تشغيل الألواح الشمسية، ناهيك عن البطارية. إذا تم تجهيز وحدة الطاقة الشمسية بنجاح بوحدة تحكم عالية الجودة، فيمكن للمالك الاعتماد على التراكم التلقائي للكهرباء دون الحاجة إلى التدخل في عملية التوليد.