*** N'essayez pas ce projet si vous n'êtes pas à l'aise avec les tensions de secteur! ***

Ce projet montre comment créer un traceur IV (courant et tension) qui peut être utilisé pour enseigner les caractéristiques électriques d’un panneau solaire.

Ce projet a été créé dans le cadre d'un projet de capstone en génie électrique et informatique à la Ohio State University.

Provisions:

Étape 1: Ce que nous avons utilisé pour ce projet

Outils:

• Percer
• Forets
• Tournevis Philips
• Fer à souder
• Wirestrippers
• Pinces à becs d'aiguilles
• Banana Jack Leads de test

Les pièces:

Voir la liste des pièces pour une liste complète ainsi que des liens pour toutes les pièces.

Étape 2: Commandez votre circuit imprimé.

Nous avons utilisé des circuits avancés pour notre carte de circuit imprimé, mais vous pouvez utiliser n’importe quel magasin de circuits imprimés que vous aimez.

www.4pcb.com

Si Eagle Cad n'est pas déjà installé sur votre ordinateur, utilisez le lien ci-dessous pour installer la version gratuite.

www.cadsoftusa.com/download-eagle/?CMP=KNC-GUS-FUS-GEN-SUP-CAD-Eeagle-CAD

Étape 3: Percer des trous pour l’alimentation.

En utilisant le bas de l’alimentation comme gabarit, percez 4 trous assez grands pour les vis à métaux M4 à travers le fond de la boîte à chaussures lourde.

Étape 4: Montez l’Arduino Uno.

À l'aide d'un tournevis à tête cruciforme, retirez le couvercle en nid d'abeille du bloc d'alimentation. Montez 4 des entretoises de circuit imprimé M3 sur le nid d'abeilles à l'aide de rondelles M4 pour empêcher les écrous d'entretoise en nylon de glisser à travers le nid d'abeille. Utilisez ensuite un autre jeu d'entretoises pour fixer l'Arduino au capot de l'alimentation. Veillez à ce que l’Arduino n’entre pas en contact avec le couvercle en métal, car cela pourrait provoquer un court-circuit.

Étape 5: Souder les composants à la carte.

1. En utilisant le schéma inclus comme guide, soudez les amplificateurs opérationnels, les résistances, les condensateurs, les fils et le convertisseur numérique-analogique à la carte.
2. Recouvrez le dos des deux amplis-op d'une couche homogène de composé thermique en prenant soin de ne pas le mettre sur les broches de l'ampli-op.
3. Positionnez les dissipateurs thermiques derrière les deux amplis op et utilisez des cales d'espacement supplémentaires pour fixer les dissipateurs thermiques aux amplis op.
4. Souder les broches des dissipateurs à la carte. Soyez patient, car il faudra une grande quantité de chaleur pour amener les broches à la bonne température pour que la soudure soit fondue.

Étape 6: Montez le circuit imprimé au-dessus de l’Arduino Uno.

1. Branchez les en-têtes du circuit imprimé complet sur l’Arduino et utilisez 3 vis en nylon M3 pour fixer la carte aux entretoises.
2. À l'aide des vis et des écrous de la platine en nylon M3, fixez la résistance de 50 W au nid d'abeille comme indiqué sur l'image ci-jointe à l'aide des rondelles M4 pour empêcher les vis de passer à travers le nid d'abeille.
3. Fixez le couvercle sur l’alimentation.
4. Connectez les fils GND et les fils 24 + rouges et noirs aux bornes V + et V- de l’alimentation à l’aide d’un tournevis philips.

Étape 7: Montez l’Arduino Uno et le bloc d’alimentation à l’intérieur du boîtier.

1. Fixez l’alimentation et la carte dans le boîtier, comme indiqué sur les illustrations, à l’aide des vis à métaux M4 et des rondelles avec 8 rondelles en nylon maintenant l’alimentation au-dessus de la partie inférieure du boîtier. Vous pouvez utiliser ce scape supplémentaire pour acheminer vos fils de connexion comme indiqué sur l’image.
2. À l'aide d'un marqueur permanent, marquez les trous pour le port USB, les ports de test de la prise banane et le presse-étoupe PG9.
3. Ajoutez des trous supplémentaires pour la ventilation, comme indiqué sur les images.
4. Retirez l’alimentation et la carte du boîtier.
5. Utilisez une perceuse pour créer des trous à chaque point que vous avez marqué.

Étape 8: Percer des trous dans l’enceinte.

En utilisant le ventilateur comme guide, percez à la fois les trous de montage du ventilateur et ceux de la zone délimitée par le ventilateur, comme indiqué sur la photo. Veillez à placer le ventilateur vers le haut du boîtier afin de laisser de la place pour le bloc d'alimentation situé en dessous.

Étape 9: Connectez le cordon d’alimentation et les bornes de test.

1. Fixez le bloc d'alimentation et la carte dans le boîtier.
2. Prenez un cordon d’alimentation avec une broche de terre et retirez 1 pied de la gaine extérieure comme indiqué sur la photo.
3. Fixez le presse-étoupe PG9 sur le cordon au point où la gaine extérieure a été enlevée.
4. Exposer un 1/2 pouce de cuivre sur les fils de terre, de ligne et neutre.
5. Fixez le presse-étoupe à l'extérieur du boîtier et connectez les fils de terre, de ligne et neutres à l'alimentation.
6. Connectez les fils rouge et noir du SP + et du SP- aux ports de test rouge et noir du boîtier.

Étape 10: Montez le ventilateur.

1. Connectez les fils d’alimentation rouge et noir du ventilateur aux ports V + et V- du bloc d’alimentation.
2. Montez le ventilateur à l'intérieur du boîtier à l'aide de vis à métaux M4, de rondelles et d'écrous en veillant à ce que la flèche située sur le côté du ventilateur soit dirigée vers l'intérieur du boîtier. Cela garantira que le ventilateur force l'air dans l'enceinte.
3. Fixez le couvercle au sommet de l'enceinte.

Étape 11: Chargez le firmware sur l’Arduino Uno.

Si vous n'avez pas encore installé l'IDE Arduino, allez à http://www.arduino.cc/en/Main/Software et installez l'IDE sur votre ordinateur.

1. Ouvrez le fichier IVCruveTracer.ino inclus à l’aide de l’IDE ​​Arduino.
2. Connectez l’IV Curve Tracer à l’ordinateur à l’aide d’un câble USB et du port USB de l’Arduino.
3. Sélectionnez la carte Arduino Uno en allant dans Outils, Carte, puis en sélectionnant Arduino Uno. Sélectionnez ensuite le port Com utilisé par l’Arduino en allant dans Outils, puis Port.
4. Cliquez sur le bouton Télécharger (flèche pointant vers la droite) et attendez que l'EDI termine le téléchargement du micrologiciel.
5. Fermez l'IDE Arduino.

Étape 12: Installez le logiciel IV Curve Tracer.

Installez le logiciel IV Curve Tracer fourni avec cette étape. Le programme d'installation peut vous demander de mettre à jour ou d'installer Microsoft.net Framework.

Étape 13: Connectez le logiciel IV Curve Tracer à l’Arduino.

Ouvrez le logiciel IV Curve Tracer et sélectionnez le port Com auquel votre Arduino est connecté à l'aide du menu déroulant situé dans le coin supérieur droit de l'interface.

Ouvrez le menu Connect / Disconnect en haut à gauche de l'interface et cliquez sur Connect. Le bouton Capture deviendra visible et le logiciel est maintenant prêt à tracer une courbe.

Étape 14: Connectez le traceur de courbe IV à une cellule solaire.

Branchez le cordon d'alimentation secteur dans une prise et connectez le panneau solaire aux ports de test de la fiche banane à l'aide de cordons de test. Connectez le côté positif de la cellule solaire au port de test rouge et le côté négatif de la cellule au port de test noir.

Étape 15: Tracer une courbe.

Sélectionnez les tensions de début et de fin pour le tracé à l'aide des curseurs situés sous le bouton Effacer. Cliquez ensuite sur le bouton Capturer et une courbe sera dessinée sur le graphique. Vous pouvez tracer jusqu'à 5 courbes sur le même graphique.

Étape 16: Matériau supplémentaire.

Le plan de cours inclus peut être utilisé pour enseigner à un cours les caractéristiques des cellules solaires.

Le code de l'application PC qui trace les courbes est également inclus et peut être modifié à l'aide de Microsoft Visual Studio Free Community Edition.