esp32-mppt/README.md

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2022-07-19 02:17:33 +00:00
# ESP32 MPPT
2023-07-15 **HW6.4**
全板整合输出控制及理想二极管
**界面说明**
![输入图片说明](%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%9B%BE%E7%89%87_20221013212635.jpg)
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2022-07-19 02:17:33 +00:00
#### 介绍
基于esp32-wroom-32的MPPT同步整流充电系统
2022-07-19 03:03:31 +00:00
2022-07-19 02:20:32 +00:00
此项目基于https://www.instructables.com/DIY-1kW-MPPT-Solar-Charge-Controller/
2022-07-19 03:03:31 +00:00
2022-07-19 02:20:32 +00:00
PCB工程修改自Gggggg的立创版本 esp32 mppt - 嘉立创EDA开源硬件平台 https://oshwhub.com/gggggg/esp32-1kw-mppt_copy
本项目立创EDA工程文件 Schematic PCB files
HW5.0[https://oshwhub.com/muyan2020/wei-yan-zheng-esp32-guang-fu-pv-mppt-ina226](https://oshwhub.com/muyan2020/wei-yan-zheng-esp32-guang-fu-pv-mppt-ina226)
HW6.0[https://oshwhub.com/muyan2020/wei-yan-zheng-esp32-guang-fu-pv-mppt-ina226_copy_copy_copy_copy_copy](https://oshwhub.com/muyan2020/wei-yan-zheng-esp32-guang-fu-pv-mppt-ina226_copy_copy_copy_copy_copy)
2022-07-19 03:03:31 +00:00
**【降压同步整流版本HW5.01】**
HW5.01的程序使用 https://gitee.com/muyan3000/esp32-mppt/tree/master/ARDUINO_MPPT_FIRMWARE_V2.1
2022-07-19 02:20:32 +00:00
本项目修改为2颗INA226方案输入和输出的电压电流都能监测到
**高端检测** 电压不要超过36V否则可能损坏ina226
2022-07-19 02:20:32 +00:00
**低端检测** 已验证耐压没问题不过输入端电流会包含esp32等内部耗电程序部分需要自行修改 2_Read_Sensors.ino ,将
`CSI_converted = ina1.readShuntCurrent();`
修改为
`CSI_converted = -ina1.readShuntCurrent();`
2022-07-19 02:20:32 +00:00
2022-07-19 02:17:33 +00:00
**【升压/降压同步整流版本HW6.01】**
TFT屏幕1.8寸TFT LCD SPI TFT彩屏st7735驱动128x160
在降压版本的基础上,升压需要通过更换输入输出,外部开关来进行模式切换( **6.11取消开关,改为菜单设置**
**为了避免意外发生,请仔细检查接入及切换开关位置!!!**
**_使用时将主板上的升降压开关切换至降压模式在对应的端子上接入输入电源开机_**
HW6.01的程序使用 https://gitee.com/muyan3000/esp32-mppt/tree/master/esp32_buck_boost/firmware
此版本提供bin直接烧录如果是第一次烧写使用非OTA固件之后升级可使用OTA固件直接web升级
**1、** 按图中打钩项选择然后先按住boot再按RESET然后再全部松掉进入download模式可以通过串口助手看到进入烧录模式的提示
![输入图片说明](%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E6%88%AA%E5%9B%BE_20220901155947.png)
flash_download_tool工具下载地址[https://www.espressif.com/zh-hans/support/download/other-tools](https://www.espressif.com/zh-hans/support/download/other-tools) 选择esp32进行烧写
建议先烧录https://gitee.com/muyan3000/esp32-mppt/tree/master/esp32_buck_boost/firmware/i2cdetect.binI2C检测程序检查INA226的地址是否正确
**正常的TI INA226地址为0X40和0X41有个别版本替代地址从0x44开始**
**2、** 烧写完成后,通过串口调试助手之类的串口工具[https://docs.ai-thinker.com/_media/tools/aithinker_serial_tool_v1.2.3.7z](https://docs.ai-thinker.com/_media/tools/aithinker_serial_tool_v1.2.3.7z)
对输入输出电压进行查看校准,每次校准都会重启系统,以新参数运行
**查看校准参数** CHKVD
**校准输入电压** 示例INVD19.22
用万用表测量实际输入电压例如为19.22
在串口发送界面输入INVD19.22
**校准输出电压** 示例OUTVD16.22
用万用表测量实际输出电压例如为16.22
在串口发送界面输入OUTVD16.22
**输入采样电阻设置** 示例 RNFA0.002
在串口发送界面输入RNFA0.002
**输出采样电阻设置** 示例 RNFB0.002
在串口发送界面输入RNFB0.002
**3、** 配网及blinker设置
第一次配置,通过设置界面,找到配网菜单,点击配网,会自动开启"ESP32_MPPT"的热点
使用手机wifi或电脑的wifi进行连接
手机端会自动跳转访问设置页,电脑端找一下网关地址,浏览器访问网关地址即可进行设置
如果已经配置过网络则通过esp32的客户端地址访问
![输入图片说明](QQ%E5%9B%BE%E7%89%8720220909105704.png)
**4、** 脱离串口的OTA固件升级使用OTA对应的bin升级会保留设置数据请仔细检查固件对应的硬件版本进行升级如果升级失败只能通过串口重新烧录
OTA功能必须配网完成才能使用可以通过浏览器访问 [http://ESP32_MPPT.local](http://) 或访问对应的客户端IP
**OTA的账号admin密码ESPmppt**
![输入图片说明](QQ%E5%9B%BE%E7%89%8720220909105714.png)
**5、** 深度休眠时间设置:
默认为19点至5点间esp32进入超低功耗的深度休眠 20221013
如果设置了输出控制,则深度休眠失效,以输出控制设定为优先
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**主界面说明**
充电模式/电源模式的外框绿色表示开启了mppt红色为cccv
buck/boost的外框绿色表示 pwm使能开启红色为关闭
输入信息的外框绿色表示输入防逆流关闭,红色表示防逆流开启
wifi图标绿色表示wifi已连接wifi图标下方为转换效率右侧为电量百分比
Fan图标紫色表示风扇未开启开启后为绿色数字显示风扇转速比风扇状态右侧为温度显示
右下角为电压设置和电流设置,长按开启,开启后单击切换位数,双击切换电压或电流
左下角绿色ok为正常运行红色为错误状态信息
最底下为当前开机输出电量
**升压展示**
![输入图片说明](%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%9B%BE%E7%89%87_20220901143819.jpg)
**升压效率**
![输入图片说明](%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%9B%BE%E7%89%87_20220901115046.jpg)
2022-07-19 02:17:33 +00:00
#### 软件架构
2022-07-19 03:01:16 +00:00
基于ESP32的MPPT充电系统
2022-07-19 03:11:07 +00:00
2022-07-19 02:59:40 +00:00
远程采集使用blinker界面在程序目录中复制到blinker的界面配置即可
2022-07-19 03:11:07 +00:00
[https://gitee.com/muyan3000/esp32-mppt/tree/master/esp32_buck_boost/firmware](https://gitee.com/muyan3000/esp32-mppt/tree/master/esp32_buck_boost/firmware)
2022-07-19 03:10:48 +00:00
![输入图片说明](blinker_ui.jpg)
2022-07-19 03:01:16 +00:00
#### 安装教程
5.0版本代码基于原作者代码修改了ina226的读取和部分算法优化大部分参数设置都需要手动修改如果有能力自行改进则可使用此版本
以下为需要修改的部分
2022-07-19 03:01:16 +00:00
修改ARDUINO_MPPT_FIRMWARE_V2.1.ino文件中的 **wifi配置信息及blinkerid**
2022-07-20 12:41:16 +00:00
**Liquid Crystal I2C LCD Library (By: Robojax) 这个库不能用**
2022-07-20 11:50:06 +00:00
**使用LiquidCrystal_I2C By:Frank de Brabander的版本**
INA226的库名是 **INA226Lib**
2022-07-19 02:20:58 +00:00
/*
2022-07-19 02:59:40 +00:00
2022-07-19 02:20:58 +00:00
INA226 Bi-directional Current/Power Monitor. Simple Example.
2022-07-19 02:59:40 +00:00
2022-07-19 02:20:58 +00:00
Read more: http://www.jarzebski.pl/arduino/czujniki-i-sensory/cyfrowy-czujnik-pradu-mocy-ina226.html
2022-07-19 02:59:40 +00:00
2022-07-19 02:20:58 +00:00
GIT: https://github.com/jarzebski/Arduino-INA226
2022-07-19 02:59:40 +00:00
2022-07-19 02:20:58 +00:00
Web: http://www.jarzebski.pl
2022-07-19 02:59:40 +00:00
2022-07-19 02:20:58 +00:00
(c) 2014 by Korneliusz Jarzebski
2022-07-19 02:59:40 +00:00
2022-07-19 02:20:58 +00:00
*/
2022-07-19 02:17:33 +00:00
其他需要修改的参数请自行阅读代码
#### 已知问题
PSU无法限流
2022-07-19 02:17:33 +00:00
#### 使用说明
2022-07-26 03:48:49 +00:00
各版本looptime比较
**INA226版本开启串口信息输出的情况下运行耗时为6.2ms关闭之后运行耗时在4.0ms**
2022-07-26 03:48:49 +00:00
![输入图片说明](%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%9B%BE%E7%89%87_20220726114642.png)
2022-07-19 02:17:33 +00:00
ads1015版本运行耗时34ms左右
2022-07-26 04:14:23 +00:00
![输入图片说明](%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%9B%BE%E7%89%87_20220726120507.png)
ads1115版本运行耗时100ms左右
2022-07-26 03:48:49 +00:00
![输入图片说明](%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%9B%BE%E7%89%87_20220726114412.png)
2022-07-19 02:17:33 +00:00
2022-07-19 03:08:44 +00:00
#### 更新说明
**20220706**
2022-07-19 03:10:48 +00:00
2022-07-19 03:08:44 +00:00
修改充电算法中predictivePWM() 算法 解决压差小于6V时输出电压大于电池电压的问题
**20220902**
升/降压版本:
增加WEB配网同时设置Blinker ID
OTA webupdate
校准输入电压 INVD19.22
校准输出电压 OUTVD16.22
查看校准参数 CHKVD
修正首次烧录数据错乱问题
**20220904**
new UI
**20220924**
采用多点采样快速查找最大功率点
修复wifi自动重连逻辑
**20221013**
修改 blinker ui去除累计费用更新为当天电量及累计电量
**20221015**
修改波特率为576000本文档增加采样电阻设置
**20221016**
增加动态风扇开关可以使用默认的温控开关风扇模式也可以使用2线风扇温控转速控制
**20221118**
增加BNC状态下电池保护激活每30秒尝试激活一次
esp32_buck_boost_V3.5.10版本关闭多点检测
**20221216**
增加
wifi自动连接限定100次之后每半小时重试
修正
boost算法调整工作最低电压为4v
BNC状态下电池激活问题
休眠设置禁用无效问题
buck模式在某些条件下无法限流问题
**20221219**
新增
Web界面数据信息
通过浏览器访问 http://ESP32_MPPT.local:88 或访问对应的客户端IP http://客户端IP:88
修正
buck模式下限压限流问题及mppt等相关算法调整
**20230109**
HW6.11
修改LDO 3.3v 为 DC-DC 3.3v
V6.11去除升降压手动开关将IO17作为输出控制的IO,开启为低电平,关闭为高电平
V6.02使用时只需将升降压开关的3个引脚引出即可
FW3.5.41 增加外部输出控制功能
设置页首页双击,可开关输出
电池输出控制基于设定的最低电压电池电压大于最低电压输出控制为1、2、3常开则深度休眠失效
1、自动控制无输入则自动开启输出
2、时间控制以深度休眠时间作为开启时间
3、手动开关
**20230113**
FW:3.5.42
增加动态图表修正web界面无法显示的问题
FW:3.5.43
增加输出控制电平设定,可通过菜单设定需要高电平开启还是低电平开启,实际使用根据自己的控制板进行选择
**20230129**
V3.5.44 更正温度读取bug
**20230201**
FW:3.5.50
更新blinker ui 控制输出及模式切换
https://gitee.com/muyan3000/esp32-mppt/blob/master/esp32_buck_boost/firmware/blinker_UI_3.5.50.txt
blinker app界面的操作不会存储重启之后会重置
修正输出控制
![输入图片说明](QQ%E5%9B%BE%E7%89%8720230131225249.png)
![输入图片说明](QQ%E5%9B%BE%E7%89%8720230201201037.png)
**20230205**
FW:3.5.60
修正INA226采样平均值修改过高问题导致采样值不准确
修正PSU模式算法
**20230321**
FW: V3.5.63
根据HW6.3版本输入逆流值的问题,调整输入逆流阈值-0.05
增加点灯APP控制ESP32重启
**20230322**
FW: V3.5.64
增加ESP32重启原因显示可从串口获得及web页面显示
ESP_RST_POWERON: //上电复位
ESP_RST_SW: //软件复位
ESP_RST_PANIC: //系统崩溃
ESP_RST_INT_WDT: //内部看门狗复位
ESP_RST_TASK_WDT: //任务看门狗复位
ESP_RST_WDT: //硬件看门狗复位
ESP_RST_DEEPSLEEP: //从深度睡眠唤醒
ESP_RST_BROWNOUT: //电源稳压器低电压复位
ESP_RST_SDIO: //SDIO 复位
UNKNOWN //未知
**20230326**
FW: V3.5.66
修正开启输出低电平时未输出低电平的问题
修改输出控制逻辑除使用时间控制时休眠失效其他控制模式都会继续使用深度休眠功能也就是例如使用常开模式未进入休眠模式则输出保持常开当进入休眠则关闭输出此处如果设定低电平开启则在休眠状态会输出高电平但是电平电压为1.6v左右)
**2023.07.14**
固件无任何更新
**错误信息对照表**
OTE 过热
IOC 输入过流
ILC 输入电流小于-0.05,输入负电流异常
OOV 输出超过用户设定电压
OOC 输出过流及输出出现大于-1.0A的电流
FLV 输入电压低于低于8V
IUV buck模式下, 输入电压低于电池电压boost模式下输入电压高于输出电压
CHS 充电完成
REC 异常状态恢复标记
2022-07-19 02:20:32 +00:00
#### 参与贡献
高冧 gggggg - 嘉立创EDA开源硬件平台 [https://oshwhub.com/gggggg](https://oshwhub.com/gggggg)
2022-07-19 02:17:33 +00:00
熊喵 [https://oshwhub.com/tonnp](https://oshwhub.com/tonnp)
2022-07-19 02:17:33 +00:00
龙卷风
小一科技 - 嘉立创EDA开源硬件平台 [https://oshwhub.com/adasdasdasd](https://oshwhub.com/adasdasdasd)
启凡科创 - 嘉立创EDA开源硬件平台 [https://oshwhub.com/dhx233](https://oshwhub.com/dhx233)