Hướng dẫn tự chế mạch sạc điều khiển bình cho máy phát điện gió

Trong các bài viết trước Lâm Nguyễn chỉ viết bài hướng dẫn cho các bạn cách để tự làm cho mình một chiếc máy phát điện gió. Hôm nay mình xin viết một bài mới chia sẻ với các bạn cách để tự mình làm ra được một mạch sạc điều khiển đơn giản với chi phí rẻ mà linh kiện cũng dễ kiếm.

Mạch sạc điều khiển mà mình sắp hướng dẫn sau đây phù hợp với loại máy phát điện gió mini sử dụng ic Op-Amp TL-084, có sử dụng đèn báo ngắt tự động và bảo vệ hệ thống bình sạc và các linh kiện khác. Sơ đồ mạch điện cũng tiêu thụ rất ít năng lượng, dùng hiệu điện thế thấp để ngắt mạch khỏi bình sạc khi bình đầy tránh hư hại bình.

Mình xin nói thêm lý do tại sao phải sử dụng mạch sạc điều khiển tự động? Như các bạn biết là nếu bình ắc quy không được bảo vệ đúng cách thì tuổi thọ của bình sẽ không cao. Mặc dù máy phát điện của bạn có hiệu điện thế cao tới 90v đi nữa thì bình ắc quy cũng vẫn kéo nó xuống đúng với mức hiệu điện thế vốn có của nó. Nhưng một khi bình ắc quy đã đầy, nếu ta không ngắt kịp thời sẽ dẫn đến phá hủy bình. Chính vì lý do đó mà ta cần phải có mạch sạc điều khiển cho hệ thống máy phát điện gió của mình. Mạch sạc của mình hướng dẫn phù hợp cho hệ thống 12v hoặc 24v.

Mình xin khái quát qua về mạch sạc này. Mạch sạc được sử dụng 2 con biến trở để set hiệu điện thế. Một con ở mức cao (cấp 1) và một con ở mức thấp(cấp 2). Khi sạc bình đến khi đầy và đạt đến mức hiệu điện thế ta đã thiết lập thì relay sẽ được bật lên. Còn khi bình cạn qua mức hiệu điện thế thiết lập thì thì relay sẽ bị tắt đi và cho phép dòng điện nạp vào bình tiếp tục.

Đối với ứng dụng cho pin năng lượng mặt trời hoặc điện gió cụ thể sử dụng hệ 12v thì biến trở cao tần sẽ được đặt ở mức 15v và mức thấp thì ở 12v. Nguồn điện từ máy phát được kết nối qua các công tắc của relay. Khi hiệu điện thế bình đạt đến 15v bộ điều khiển sẽ bật công tắc relay sẽ đóng mạch lại và chuyển qua hệ thống tải khác như điện trở shunt hoặc tương tự. Đối với pin NLMT thì không cần tải phụ, nhưng với máy phát điện gió thì bắt buộc phải có nhé các bạn. Khi hiệu điện thế dưới mức mà ta đã thiết lập mạch sẽ mở relay cho phép điện nạp vào bình. Ở mạch này mình dùng 2 đèn báo, một là đèn báo nguồn và đèn còn lại báo relay hoạt động. Đèn báo thứ hai mình tạm gọi là đèn báo khi bình đầy. Nghĩ là nguồn điện lúc này kết nối với tải chứ không phải kết nối với bình ắc quy.

Để set hiệu điện thế cho mạch bạn cần có một nguồn điện có thể chỉnh hiệu điện thế( biến thế) và một volt kế để đo đầu ra mạch.

Chỉnh biến trở cấp 2 ở mức thấp nhất và cấp 2 ở mức cao nhất.

Nối nguồn cấp và chỉnh biến trở cấp 2 ở mức vượt giới hạn ở đây mình chỉnh 15v.

Chỉnh biến trở xuống tới khi nào đèn báo sáng và relay bật.

Tiếp tục điều chỉnh nguồn cáp xuống mức thấp giới hạn. 12v

Điều chỉnh tới khi nào relay mở công tắc.

Bây giờ chúng ta tăng hoặc hạ hiệu điện thế ở đầu ra và đầu vào cho chính xác.

Xong.

Và dưới đây là mạch mà mình đã mô tả ở trên. Sử dụng cho hệ thống 12v. Các biến trở rơi ở mức từ 11.5v đếm 18v.

Đối với hệ thống 24v, bạn chỉ cần thay đổi điện trở R1 từ 10k ôm lên 20k ôm. Điều này cho phép biến trở đạt được hiệu điện thế cao hơn, khoảng từ 21 đến 32v. Tất nhiên bạn cũng cần phải sử dụng relay 24v.

Mạch này mình dùng ic TL084 Op- Amp. Những loại op-amp khác cũng có thể dùng tương tự nhưng thông số về điện trở và các loại tụ có thể không giống nhau.

Đây là sơ đồ mạch

Dưới đây là hình của board mạch

Linh kiện:

Dưới đây là danh sách linh kiện cho so đồ trên:

1 IC TL-084 Op Amp
1 Trans 78L08 (hoặc LM7808)
2 Diode 1N4004
1 1N4001 ( hoặc tương đương)
2 Đèn màu
1 Transistor BD139
Relay có công tắc khả năng đóng mở mạch chuyển đổi sang tải dòng.
Socket cắm ic, đầu cốt, bo mạch, hộp….
Tụ lọc: ( với điện thế cao thì tốt)
1 100uf 35v
1 10uf x 16v
1 0.1 cap loại màu xanh lá hoặc tương tự.
Điện trở:
1 12k
3 1k
2 10k
1 3.3k
1 8.2k
1 100k
2 4.7k
1 2.2k
2 biến trở ( càng nhiều vòng càng tốt)

Và dưới đây là sản phẩm đã hoàn thành

Cập nhật:

Bổ sung bộ tiền điều áp

Nếu bạn sử dụng hệ thống volt 32v hoặc 48v hoặc cao hơn thì sao? Vậy thì con ic 7805 sẽ không chịu nổi tải quá 30v, vậy nên ta cần phải sử dụng bộ tiền điều áp nếu chúng ta muốn sử dụng hiệu điện thế cao hơn. Mạch trên đây sẽ điều chỉnh hiệu điện thế cao xuống tới mức hiệu điện thế an toàn để phục vụ cho bộ điều khiển. Bất cứ loại Mosfet công suất kênh N nào cũng đều có thể hoạt động được. Miễn là hiệu điện thế của nó đạt mức cao hơn tiền thế cho phép. Bạn hãy chọn điốt zener có mức hiệu điện thế rơi vào khoảng 16 volt và 28 volt phụ thuộc vào hiệu điện thế relay của bạn. Mosfet này rất nóng khi hoạt động nên bạn phải dùng tản nhiệt.

Nếu bạn làm biếng phải tự làm một mạch sạc như vậy thì bạn có thể đặt mua bộ điều khiển sạc cho máy phát điện gió hoặc năng lượng mặt trời TẠI ĐÂY với chi phí cực rẻ.

Một số hình ảnh của mạch sạc có sẵn: