Схемы
Раздел для тех, кто собирает ViktoRi своими руками. Здесь – описание всех версий схем и их отличия.
Все схемы, гербер-файлы и сборочные документы доступны на Яндекс Диске .
Прошивка одна для всех схем. Не нужно искать отдельную версию под конкретную плату – одна и та же прошивка работает на любой из перечисленных схем.
Для сборки нужны навыки пайки и базовые знания электроники. Устройство работает с 220 В – необходимо соблюдать осторожность.
При прошивке микроконтроллера обязательно отключить сеть 220 В и клеммы от аккумулятора.
Перед установкой шунта нужно проверить его сопротивление мультиметром. Максимальное напряжение на шунте для INA226 – 0,08192 В. Неправильное значение может вывести INA226 из строя.
Модульность
ViktoRi – модульная конструкция. Можно собрать с минимумом компонентов и постепенно добавлять функции:
- Минимум: Arduino + INA226 + дисплей + энкодер + силовой модуль
- Рекомендуемо: + датчик температуры + вентилятор + модуль защиты
- Полная сборка: + реле 220 В + разрядный модуль + все кнопки
Схема 1.6.1
Основная схема на выводных компонентах. Обновлённая версия от 07.11.2022 (также обозначается как 1.6.4). Распиновка – для Arduino Nano.
3D-рендер платы 1.6.1
Основные узлы:
- Силовой модуль – транзистор Q1, управляет током заряда через ШИМ-сигнал
- INA226 – измеряет ток и напряжение через внешний шунт на плате
- Стабилизатор LM7812 (опционально + LM7805) – питание Arduino и периферии
- Дисплей LCD 1602/2004 по I2C – отображение параметров заряда
- Энкодер и кнопки – управление меню и настройками
- Датчик температуры DS18B20 или NTC – контроль нагрева
- Вентилятор – охлаждение силовых компонентов
- Модуль защиты – от переполюсовки и короткого замыкания
Схема 1.6.1 v2
Обновлённая версия схемы 1.6.1. Включает все накопленные изменения, обновлённые гербер-файлы и модуль блокировки защиты.
3D-рендер платы 1.6.1 v2
Схема 1.6.3
Вариант с оптодрайвером HCPL-3120 для гальванической развязки и подключением NTC-датчика температуры аккумулятора к пину A6 Arduino.
Верхний слой PCB
Дополнительные джамперы на плате:
- J4 – переключение SDA/SCL для INA226. Впаиваются штырьки (как на Arduino), переключение – перемычками от ПК. Не нужно перерезать дорожки или перепаивать модуль INA226. Если на плате INA226 сначала идёт SDA, потом SCL – замкнуть 2-3 и 5-6. Если сначала SCL, потом SDA – замкнуть 1-2 и 4-5
- J6 – считывание напряжения на входе АКБ. Можно просто замкнуть. Если не замыкать – нужно вывести отдельный провод для считывания напряжения прямо с клемм АКБ (четырёхпроводное измерение, более точное)
Схема 2.2
Плата на SMD-компонентах с P-канальным MOSFET. Вместо транзисторного драйвера затвора или HCPL-3120 используется драйвер MCP1416T – нет проблемы с UVLO и броском напряжения на выходе при включении. Напряжение БП – не более 18 В.
3D-рендер платы 2.2
Схема 2.3
Обновлённая версия платы на SMD-компонентах с N-канальным MOSFET. Распиновка совпадает с 1.6.x – менять порты в скетче не нужно.
Верхний слой PCB
Схема 2.3.1
Последняя версия платы с рядом улучшений.
Собранная плата 2.3.1
Основные отличия от предыдущих версий:
- N-канальный Q1 вместо P-канального – меньше потерь, выше КПД
- HCPL-3120 – оптоизолированный драйвер затвора с гальванической развязкой
- INA226 Alert – аппаратная токовая защита через Alert-линию
- SMD-компоненты формата 0805/1206
Назначение пинов (отличия от 1.6.x):
| Пин | Назначение | В V1.6.x |
|---|---|---|
| A0 | PROTECT – защитный транзистор Q4 | A2 |
| D13 | PROTECTBLOCK – блокировка модуля защиты | A0 |
| A6 | BUFERPIN – реле нагрузки буферного режима | D13 |
| A2, A3 | Датчики температуры (DS18B20 или NTC) | – |
| A7 | Делитель напряжения БП (6,2 кОм / 1 кОм) | 10 кОм / 1 кОм |
Для HCPL-3120 нужен отдельный изолированный источник питания (например, B0515S). Если питание менее 12,3 В при старте – UVLO-защита отключается и на выходе может появиться напряжение.
Перед прошивкой
После сборки и перед первой прошивкой нужно проверить:
- Сопротивление шунта (
SHUNT) – замерить мультиметром и вписать в конфиг - Напряжение на пине 5V (
REF) – замерить мультиметром для точности АЦП - Частота ШИМ (
FREQ_CHARGE) – рекомендуется 31 кГц
После прошивки с изменёнными настройками нужно сделать «Сброс настроек», чтобы они применились.
Подробнее – в разделе Прошивка и настройка скетча.
Сравнение схем
| Схема | Особенности |
|---|---|
| 1.6.1 | Классическая схема на выводных компонентах |
| 1.6.1 v2 | Обновлённая 1.6.1, модуль блокировки защиты |
| 1.6.3 | HCPL-3120, NTC-датчик температуры АКБ |
| 2.2 | SMD, P-канальный MOSFET, драйвер MCP1416T |
| 2.3 | SMD, N-канальный MOSFET |
| 2.3.1 | SMD, последняя версия, N-канальный MOSFET, HCPL-3120 |
Настройка и загрузка прошивки – в разделе Прошивка.