Controlador de Carga MPPT Arduino DIY para Otimização de Energia Solar

Componentes e Materiais

Componente	Quantidade
Arduino Nano R3	1
Transistor MOSFET de Chaveamento (IRFZ44N)	4
Módulo ESP8266 ESP-01	1
Display LCD Alfanumérico 20x4 (I2C)	1
Driver de MOSFET Duplo (IR2104)	1
Sensor de Corrente ACS712 (5A)	1
Diodo TVS P6KE36CA	2
Transistor NPN 2N2222	1
Resistores: 3x 200Ω, 3x 330Ω, 1x 1kΩ, 2x 10kΩ, 2x 20kΩ, 2x 100kΩ, 1x 470kΩ	1 kit
Conversor Buck LM2596	1
Regulador Linear 3.3V AMS1117	1
Diodos: 2x 1N4148, 1x UF4007	1 kit
Capacitores: 4x 0.1µF, 3x 10µF, 1x 100µF, 1x 220µF	1 kit
Indutor 33µH 5A	1
LEDs (Vermelho, Amarelo, Verde)	3
Fusível 5A	1

Ferramentas Necessárias

• Ferro de solda
• Multímetro
• Computador com Arduino IDE

Software e Bibliotecas

• Arduino IDE
• Biblioteca TimerOne
• Biblioteca LiquidCrystal_I2C

Nota: Crie pastas com os nomes das bibliotecas (TimerOne e LiquidCrystal_I2C) e cole-as no diretório Arduino/libraries.

Sobre o Projeto

O que é MPPT (Rastreamento do Ponto de Potência Máxima)?

O algoritmo MPPT extrai a potência máxima disponível de um módulo fotovoltaico sob determinadas condições. É a tecnologia mais eficiente para aproveitar a energia solar (fonte renovável). Se quisermos reduzir a pegada de carbono, devemos migrar para energias limpas como solar, eólica e hidrelétrica; caso contrário, caminharemos para o aquecimento global.

Como o MPPT funciona? Por que um painel de 150W não entrega 150W?

Exemplo: você compra um painel solar que fornece 7A. A bateria é de 12V: 7A × 12V = 84W (P=V×I). Você perde mais de 66W — mas pagou por 150W. Esses 66W não somem; é apenas um descompasso entre a corrente do painel e a tensão da bateria.

Com o algoritmo MPPT, a bateria recebe 12A a 12V: 12A × 12V = 144W. Agora você aproveita quase toda a potência.

Especificações do Projeto

• Indicação LED para nível de carga (baixo, médio, alto)
• Display LCD 20x4 para potência, corrente, tensão
• Proteção contra raios/sobretensão
• Proteção contra fluxo reverso de potência
• Proteção contra sobrecarga e curto-circuito
• Registro de dados via WiFi (ThingSpeak)
• Porta USB para carregar celular, tablet, etc.

Especificações Elétricas

• Tensão nominal: 12V
• Corrente máxima de entrada: 5A
• Corrente de carga suportada: até 10A
• Tensão de entrada (painel solar): 12–24V
• Potência do painel solar: 50W

Modelo do Controlador MPPT Baseado em Arduino

O projeto inclui simulação no Proteus 8.6, registro de dados via ESP8266 no ThingSpeak e fotos do protótipo montado.

Configuração do WiFi (ESP8266)

1. Cadastre-se em ThingSpeak
2. Crie um novo canal; no Field 1 escreva "Solar Panel Data"
3. Copie a API Key e cole no código-fonte
4. Pronto!

Diagrama Esquemático

O esquema completo está disponível nas imagens do projeto.

Código-Fonte

Importante: Instale todas as bibliotecas necessárias antes de carregar o código no Arduino Nano.

O código completo está disponível no repositório Bitbucket: Biblioteca LiquidCrystal

Conclusão

Este controlador MPPT DIY permite otimizar a captação de energia solar de forma acessível e educativa. Com proteções integradas, monitoramento via LCD e registro remoto por WiFi, é ideal para sistemas solares de pequeno porte (até 50W). Se tiver dúvidas durante a montagem, a comunidade está disponível para ajudar.