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MPPT太陽電池充電(7)

Posted by arms22 on 2008年10月24日 43　 1

　
PCBCARTに発注していたMPPT基板が届きました（ほんとは10/14に届いていたんだけど、やっとこさ部品実装することができました）。発注から基板到着まで8日。OLIMEXと比べてずっと早いし、外形加工も綺麗です。大量に作れば(!)一枚辺りのコストも下がるし、これからどんどんPCBCARTを利用していきたい。基板は片面基板ですが両面レジストしてあります(オプションの設定を間違えただけ)。

部品の実装

実装開始。背の低い部品から実装します。今回抵抗はすべて立てちゃってるので、あんまり背の低い部品がありません。。まぁ、ダイオード、抵抗、コンデンサの順で実装。


次に背の低いIC、コンデンサ、トランジスタ、ICソケットを実装します。ここで基板のミスを発見！IC2の3端子レギュレータのVIN、VOUTが逆さまに。。幸いVIN、VOUT端子が左右対称に位置していたので、向きを逆にして取り付ければ問題なしでした。C3に少し接触してしまいますが、IC2の足をまげて対応します。


残った背の高いコンデンサ、コイル、トランジスタを実装します。コイルが少々窮屈ですが、問題ないでしょう。S+/S-とV+/V-にワイヤを接続して完成です。部品点数が少ないので、30分くらいで実装できました。

部品リスト

IC1	PIC12F683		262
IC2	AN8025	3端子レギュレータ	63
IC3	S8052ALR	リセットIC	105
Q1	2SA1020		63
Q2	2SC1815		21
C1	0.1uF	積セラ	21
C2	0.1uF	積セラ	21
C3	6V 10uF	電解コン	10
C4	16V 220uF	電解コン	21
C5	0.47uF	積セラ	63
C6	16V 470uF	電解コン	31
R1	100K	金皮	10
R2	100K	金皮	10
R3	1K	カーボン	5
R4	100K	カーボン	5
R5	47K	カーボン	5
R6	47K	カーボン	5
L1	1A 220uH	トロイダルコイル	52
D1	1GWJ42	ショットキー	73
		合計	846

部品はすべて共立電子で購入できます。電解コンデンサの耐圧に気を使えば出力18Vぐらいの太陽電池パネルでも使えます。

太陽電池の選択
PICの電源は太陽電池の電圧を3端子レギュレータで降圧して得ています。その為、太陽電池の電圧は3端子レギュレータの出力電圧(2.5V)＋0.5V以上必要です。例えば秋月で販売されている太陽電池モジュール2V500mAの場合、電圧を稼ぐ為にモジュールを2枚直列に接続して2V*2=4Vとするなど工夫してください。

追記 2009/2/4
本基板はきわゆる家庭用のkW級の太陽電池パネルには対応していません！出力1～12W程度の小型・電子工作用の太陽電池パネルをお使いください。

R1,R2抵抗
太陽電池の電圧を測るためにR1,R2抵抗によって分圧された電圧をPICのAN0端子に入力します。PICの電源電圧を超えないように抵抗値を設定してください。こちらのページで簡単に抵抗値を求めることができます。

追記 2010/2/12

抵抗値を求めるページが無くなっていました。こちらのページを使ってください。
http://sim.okawa-denshi.jp/teikokeisan.htm

抵抗分圧回路についてこちらに詳しい説明があります。
http://homepage2.nifty.com/jh1bhf/denshi/bunatu/bunatu.html

例えば、開放時電圧が4.8Vのパネルの場合

分圧比 = 2.5V / 4.8V = 0.52083... = 約0.5倍

先ほど紹介したページで分圧比0.5、抵抗系列E24にして送信します。そうすると沢山の抵抗の組み合わせが表示されます。赤色のセルがもっとも分圧比に近い抵抗の組み合わせとなります。1K:1Kまた10K:10K、100K:100Kなど。

次に開放時電圧18Vのパネルの場合

分圧比 = 2.5V / 18V = 0.1388.. = 約0.13倍

同じように先ほどのページで分圧比0.13、抵抗系列E24にして送信します。10:1.5の組み合わせが分圧比にもっとも近そうです。10K:1.5Kまた100K:15Kなど。

PICのプログラム
PICのプログラムは結晶シリコン太陽電池用とアモルファスシリコン太陽電池用の2つがあります。2つのプログラムはMPPTの最適動作点が異なり、結晶シリコン太陽電池は開放電圧の約80%、アモルファスシリコン太陽電池は開放電圧の約68%を最適動作点として動作します。ご使用の太陽電池パネルに合わせて選択してください。

http://dl.dropbox.com/u/14188987/isweb/mttp/mppt081024.zip
http://xfind.hp.infoseek.co.jp/electric/mppt/mppt081024.zip

結晶シリコン太陽電池用
mppt_mono.hex

アモルファスシリコン太陽電池用
mppt_amor.hex

頒布
完売しました。
今回、製作したMPPT基板は全部で40枚。1枚実装して、あと39枚余っています。残り枚数は↓のほうで随時、おしらせします。自宅で太陽電池パネルを眠らせている方、MPPT基板で高効率な太陽電池充電器を作りたい方、取り合えず欲しいという方、1枚￥350で頒布します！
メールのタイトルに「MPPT基板希望」と書いて、お名前、ご住所、必要枚数をご記入の上、arms22あっとgmail.comまでご連絡ください。追加発注の予定はないので無くなってしまう前に、どうぞ！その他、質問など気軽にコメントでお願いします。

追記 2008/10/27
注文から支払いまでの流れ。

• ご注文(あなた)
  メールのタイトルに「MPPT基板希望」と書いて、お名前、ご住所、必要枚数をご記入の上、arms22あっとgmail.comまでメール。
  
• 見積り(私)
  商品合計金額と梱包・発送費を足した金額を通知。
  
• 発送＋発送通知(私)
  注文を受けて翌日くらいに発送。発送通知と振込み先情報をお知らせ。
  
• 支払い(あなた)
  商品が届いて確認したら、お支払いください。

お支払いPayPalか銀行振り込み@UFJでお願い致します。

追記 2008/11/4
本文でも書きましたが、IC2のシルクが間違っています。平らな面が基板の内側に向いていますが、正しくは平らな面を基板の外側に向くように部品を実装してください。※次の写真を参照。