Controlador Carga Solar PWM 10A 12V 24V: Manual Técnico Completo

Introdução

Neste manual, será apresentado como instalar, configurar e utilizar o Controlador Carga Solar PWM 10A 12V 24V. Se desejar adquirir este produto, clique aqui.

O Controlador de Carga Solar PWM 10A 12V/24V é um módulo eletrônico inteligente microcontrolado desenvolvido para gerenciar a transferência de energia entre painéis fotovoltaicos, bancos de baterias e cargas em corrente contínua (CC). Operando com algoritmos de carga em múltiplos estágios por modulação por largura de pulso (PWM — Pulse Width Modulation), o dispositivo realiza a detecção automática de tensão nominal do sistema ( $12\,\text{V}$ ou $24\,\text{V}$ ), previne a sobrecarga e a descarga profunda da bateria, protege o circuito contra curto-circuito e inversão de polaridade, e disponibiliza duas portas USB de $5\,\text{V}$ para recarga de periféricos e alimentação direta de sistemas microcontrolados.

Especificações técnicas

O controlador utiliza transistores MOSFET de potência em canal N de baixa resistência estática em condução ( $R_{\text{DS(on)}}$ ), com topologia de terra negativo/comum e gerenciamento de chaveamento térmico de alta eficiência para operação contínua em regime severo.

Principais especificações

A tabela abaixo compila os parâmetros mecânicos, construtivos e funcionais do controlador de carga:

Parâmetro	Especificação Técnica
Modelo Comercial	Controlador de Carga Solar PWM 10A 12V/24V (RB0627)
Tipo de Modulação	PWM série de 3 estágios (Carga Rápida / Equalização / Flutuação)
Tensão Nominal do Sistema	$12\,\text{V}$ ou $24\,\text{V CC}$ com reconhecimento automático no boot
Corrente Máxima de Carga (Painel $\to$ Bateria)	$10\,\text{A}$ contínuos
Corrente Máxima de Descarga (Bateria $\to$ Carga LOAD)	$10\,\text{A}$ contínuos
Tensão Máxima de Entrada Fotovoltaica ( $V_{\text{oc}}$ )	$50\,\text{V CC}$ (máximo absoluto em aberto)
Potência Máxima do Painel Solar em $12\,\text{V}$	$120\,\text{W}$ (painéis recomendados: $18\,\text{V} \sim 23\,\text{V} V_{\text{mp}}$ )
Potência Máxima do Painel Solar em $24\,\text{V}$	$240\,\text{W}$ (painéis recomendados: $36\,\text{V} \sim 46\,\text{V} V_{\text{mp}}$ )
Consumo Próprio em Repouso (Autoconsumo)	$\le 30\,\text{mA}$ (típico $< 10\,\text{mA}$ )
Saídas Auxiliares USB	$2$ portas USB Tipo A compartilhadas ( $5\,\text{V CC} / 3\,\text{A}$ total)
Interface de Usuário	Display LCD com símbolos gráficos de status + 2 botões de navegação
Tipos de Baterias Compatíveis	Chumbo-ácido selada (AGM), Gel e Chumbo-ácido ventilada (Inundada)
Temperatura de Operação	$-35\,^\circ\text{C} \sim +55\,^\circ\text{C}$
Temperatura de Armazenamento	$-35\,^\circ\text{C} \sim +80\,^\circ\text{C}$
Bitola Máxima de Cabo Suportada	Bornes de parafuso para condutores de até $6\,\text{mm}^2$ ( $10\,\text{AWG}$ )
Grau de Proteção	IP30 (ambiente abrigado de umidade e poeira condutiva)

Características elétricas e operacionais

O ciclo de recarga do controlador atua em três fases dinâmicas para maximizar a densidade energética e a vida útil do eletrólito da bateria:

Estágio Bulk / Boost (Absorção): O controlador aplica corrente máxima disponível do painel solar até atingir a tensão de absorção programada.
Estágio de Flutuação (Float): Reduz a tensão aplicada para um patamar de equilíbrio seguro, compensando o efeito de autodescarga sem provocar decomposição de água (gaseificação).
Corte e Reconexão por Subtensão (LVD / LVR): Protege as placas de chumbo contra sulfatação e queda irreversible de capacidade por descarga excessiva.

$\text{Potência Fotovoltaica Nominal} = V_{\text{sistema}} \times I_{\text{nominal}}$

Para dimensionamento prático dos painéis:

Sistema $12\,\text{V}$ : $P_{\text{máx}} = 12\,\text{V} \times 10\,\text{A} = 120\,\text{W}$
Sistema $24\,\text{V}$ : $P_{\text{máx}} = 24\,\text{V} \times 10\,\text{A} = 240\,\text{W}$

Parâmetros de calibração de tensão por tipo de bateria

A tabela abaixo exibe as tensões nominais de referência configuráveis para baterias de $12\,\text{V}$ (para sistemas em $24\,\text{V}$ , os valores são automaticamente duplicados por fator $\times 2$ pelo firmware):

Parâmetro de Controle	Código / Faixa	Tipo b01 (Selada / AGM)	Tipo b02 (Gel)	Tipo b03 (Inundada / Aberta)
Tensão de Carga Equalizada / Absorção	Fixo por tipo	$14{,}4\,\text{V}$	$14{,}2\,\text{V}$	$14{,}6\,\text{V}$
*Tensão de Flutuação (Float Voltage)*	$13{,}0\,\text{V} \sim 14{,}5\,\text{V}$	$13{,}7\,\text{V}$ (ajustável)	$13{,}7\,\text{V}$ (ajustável)	$13{,}7\,\text{V}$ (ajustável)
*Tensão de Reconexão da Carga (LVR)*	$12{,}0\,\text{V} \sim 13{,}5\,\text{V}$	$12{,}6\,\text{V}$ (ajustável)	$12{,}6\,\text{V}$ (ajustável)	$12{,}6\,\text{V}$ (ajustável)
*Tensão de Desconexão por Subtensão (LVD)*	$9{,}5\,\text{V} \sim 11{,}5\,\text{V}$	$10{,}7\,\text{V}$ (ajustável)	$10{,}7\,\text{V}$ (ajustável)	$10{,}7\,\text{V}$ (ajustável)
Compensação Térmica de Tensão	Automática	$-4\,\text{mV}/^\circ\text{C}/\text{célula}$	$-4\,\text{mV}/^\circ\text{C}/\text{célula}$	$-4\,\text{mV}/^\circ\text{C}/\text{célula}$

Cálculo de queda de tensão em circuitos CC

Para evitar falsas leituras de subtensão no controlador causadas por resistência série de cabos finos, a seção do cabo ( $S$ ) entre a bateria e o controlador deve ser calculada por:

$\Delta V = \frac{2 \times \rho \times L \times I}{S}$

Onde:

$\Delta V$ : Queda de tensão admissível em Volts (recomenda-se $\Delta V \le 0{,}2\,\text{V}$ no trecho controlador-bateria).
$\rho$ : Resistividade elétrica do condutor de cobre ( $0{,}0172\,\Omega \cdot \text{mm}^2/\text{m}$ ).
$L$ : Comprimento unidirecional do cabo em metros.
$I$ : Corrente máxima de regime ( $10\,\text{A}$ ).
$S$ : Seção transversal do condutor em $\text{mm}^2$ .

Descrição do produto

O Controlador Carga Solar PWM 10A 12V 24V atua como a unidade central de processamento e gerenciamento eletroeletrônico de sistemas fotovoltaicos isolados (Off-Grid), equilibrando as oscilações de irradiação solar e as flutuações de consumo.

O que é o Controlador Carga Solar PWM 10A 12V 24V?

O dispositivo é um regulador de carga eletrônico compacto estruturado em carcaça termoplástica industrial com chassi traseiro dissipador de alumínio. O circuito interno integra um microcontrolador CMOS dedicado com conversor analógico-digital de 10 bits de resolução, barramento de potência comutado por MOSFETs de canal N e um conversor buck interno integrado para rebaixamento de tensão de alta eficiência destinado às saídas USB frontais de $5\,\text{V}$ .

Sua interface visual incorpora um display LCD monocromático retroiluminado com ícones gráficos animados que sinalizam geração fotovoltaica ativa, estado de carga do acumulador em barras e fluxo de energia para a saída LOAD, complementado por dois botões táteis no painel frontal para parametrização.

Para que serve?

Proteção e prolongamento da vida útil da bateria: impede sobrecargas destrutivas e sulfatação por esgotamento de energia, mantendo a tensão de flutuação estabilizada após a carga completa.
Alimentação e temporização de cargas em corrente contínua: comuta automaticamente iluminação noturna, relés, câmeras de segurança e estações remotas através de horários ou sensor de ausência de luz solar.
Fornecimento regulado de $5\,\text{V}$ CC via USB: fornece até $3\,\text{A}$ contínuos para recarregar dispositivos móveis ou energizar diretamente microcontroladores como ESP32, Arduino e Raspberry Pi sem necessitar de fontes externas adicionais.

Por que devo usar?

Topologia PWM com comutação de alta velocidade: garante absorção uniforme de corrente sem geração de arcos elétricos nos terminais e com mínimo estresse térmico interno.
Automação solar fotocélula integrada: dispensa sensores crepusculares externos (LDR), utilizando a própria variação de tensão em circuito aberto do painel fotovoltaico para detectar o anoitecer e o amanhecer.
Proteção eletrônica integral de estado sólido: possui bloqueio ativo contra corrente reversa noturna (impedindo a bateria de descarregar no painel solar durante a noite), além de proteção eletrônica contra curto-circuito na carga sem queima de fusíveis mecânicos.

Quando devo usar?

O controlador PWM de 10A é ideal nas seguintes situações:

Sistemas fotovoltaicos autônomos (Off-Grid) de pequeno e médio porte com bancos de baterias de $12\,\text{V}$ ou $24\,\text{V}$ e consumo contínuo de até $10\,\text{A}$ ( $120\,\text{W}$ em $12\,\text{V}$ ou $240\,\text{W}$ em $24\,\text{V}$ ).
Projetos de robótica móvel, boias meteorológicas, estufas agrícolas automatizadas e repetidoras de comunicação rádio/Wi-Fi alimentadas por energia solar.
Eletrificação de veículos recreativos (trailers, motorhomes, barcos e carretas de serviço).

Quando não devo usar:

Em painéis solares residenciais de alta tensão ( $60$ ou $72$ células, onde a tensão de circuito aberto $V_{\text{oc}}$ ultrapassa $40\,\text{V}$ com bancos de baterias de $12\,\text{V}$ ). Nesses cenários, um controlador MPPT (Maximum Power Point Tracking) é tecnicamente mandatório para converter o excesso de tensão em corrente útil sem perda por ceifamento de tensão.
Em instalações com correntes de carga superiores a $10\,\text{A}$ ou com inversores de potência de onda senoidal de alta potência (inversores de $500\,\text{W}$ a $3000\,\text{W}$ exigem conexão direta nos bornes da bateria com fusível, e nunca nos bornes LOAD do controlador).

Pinout e diagrama de entradas/saídas

O controlador possui 6 bornes metálicos de parafuso na base inferior alinhados em pares com serigrafia indelével e 2 conectores USB no painel frontal:

Terminal / Conexão	Posição Física	Polaridade / Serigrafia	Função e Descrição Técnica
Painel Solar (+)	Borne 1 (Extrema esquerda)	`+` (Ícone Painel)	Entrada positiva do arranjo fotovoltaico ( $V_{\text{oc}} \le 50\,\text{V}$ ).
Painel Solar (-)	Borne 2	`-` (Ícone Painel)	Entrada negativa de retorno do arranjo fotovoltaico.
Bateria (+)	Borne 3 (Centro-esquerda)	`+` (Ícone Bateria)	Conexão ao polo positivo do banco de baterias ( $12\,\text{V}$ ou $24\,\text{V}$ ).
Bateria (-)	Borne 4 (Centro-direita)	`-` (Ícone Bateria)	Conexão ao polo negativo de referência comum ( $0\,\text{V}$ ) da bateria.
Carga LOAD (+)	Borne 5	`+` (Ícone Lâmpada)	Saída positiva controlada para equipamentos e iluminação CC.
Carga LOAD (-)	Borne 6 (Extrema direita)	`-` (Ícone Lâmpada)	Saída negativa comutada via MOSFET interno de canal N.
Portas USB 1 e 2	Painel frontal superior	`USB 5V/3A`	Barramento regulado de $5\,\text{V CC}$ para recarga e microcontroladores.
Botão Menu (Esquerda)	Painel frontal central	Símbolo `[■]` / Tela	Alterna as telas de visualização e entra no modo de edição (pressão longa).
Botão Ajuste (Direita)	Painel frontal central	Símbolo `[▲ / 💡]`	Incrementa valores na edição e liga/desliga a saída LOAD manualmente.

Como fazer a ligação

Requisitos de instalação e alimentação

Ventilação e Fixação Mecânica:
- Fixe o controlador verticalmente sobre uma superfície plana não inflamável (painel metálico ou alvenaria).
- Reserve um espaço livre mínimo de pelo menos $10\,\text{cm}$ acima e abaixo do chassi para permitir a circulação convectiva natural de ar pelas aletas dissipadoras traseiras.
- Instale sempre em ambiente protegido de chuva, condensação de umidade e luz solar direta.
Dimensionamento de Condutores e Proteções:
- Utilize cabos flexíveis de cobre com isolamento para $750\,\text{V}$ e bitola mínima de $2{,}5\,\text{mm}^2$ a $4\,\text{mm}^2$ para correntes de até $10\,\text{A}$ em distâncias curtas (até $3\,\text{m}$ ).
- Insira um porta-fusível com fusível automotivo de $15\,\text{A}$ no condutor positivo (+) da bateria o mais próximo possível do borne positivo do acumulador.
Ordem Rígida de Conexão e Desconexão:
- Sequência de Conexão:
  1. Conecte primeiro a BATERIA (o controlador inicializa o display e identifica se a tensão é $12\,\text{V}$ ou $24\,\text{V}$ );
  2. Conecte em segundo lugar o PAINEL SOLAR (o controlador reconhece a irradiação e inicia o algoritmo PWM);
  3. Conecte por último a CARGA CC (LOAD).
- Sequência de Desconexão: Ordem estritamente inversa (1º Carga, 2º Painel Solar, 3º Bateria).

Diagrama de ligação elétrica

O infográfico abaixo sintetiza a topologia correta de interligação dos elementos funcionais ao controlador de carga solar:

Diagrama de ligação elétrica do Controlador Carga Solar PWM 10A 12V 24V

O diagrama acima detalha a organização dos módulos periféricos dispostos ao redor da unidade central:

Bloco 1 (Topo Esquerdo): Exibe a ligação do painel solar fotovoltaico gerando corrente contínua para os bornes de entrada solar.
Bloco 2 (Base Esquerda): Mostra a bateria estacionária de $12\,\text{V}$ conectada diretamente aos bornes centrais de bateria, devendo ser ligada antes de qualquer outro periférico para calibração da CPU interna.
Bloco 3 (Topo Direito): Ilustra a alimentação da carga CC (como uma lâmpada automotiva ou refletor de $12\,\text{V}$ ) conectada aos bornes LOAD protegidos contra descarga excessiva.
Bloco 4 (Base Direita): Apresenta o microcontrolador ESP32 conectado diretamente à porta USB de $5\,\text{V}$ do controlador para alimentação contínua e telemetria remota.

Tabela de conexões dos terminais

A tabela abaixo detalha o guia “De $\to$ Para” completo para a instalação física do sistema:

Terminal de Origem	Terminal de Destino (Controlador)	Cor do Fio	Tipo de Sinal	Observações de Engenharia
Bateria Polo Positivo (+)	Borne Bateria (+)	Vermelho	Potência CC ( $+12\,\text{V}/+24\,\text{V}$ )	Conectar em 1º lugar. Inserir fusível de 15A em série
Bateria Polo Negativo (-)	Borne Bateria (-)	Preto	Terra comum ( $0\,\text{V}$ )	Conectar em 1º lugar junto ao polo positivo
Painel Solar Terminal Positivo (+)	Borne Painel (+)	Vermelho	Geração Fotovoltaica	Conectar em 2º lugar. Respeitar limite de 50V Voc
Painel Solar Terminal Negativo (-)	Borne Painel (-)	Preto	Retorno Fotovoltaico	Conectar em 2º lugar após o cabo positivo solar
Borne Carga (+)	Carga CC Terminal Positivo (+)	Vermelho	Alimentação da Carga	Conectar em 3º lugar. Tensão igual à da bateria
Borne Carga (-)	Carga CC Terminal Negativo (-)	Preto	Retorno Comutado (MOSFET)	Não curto-circuitar com o borne negativo da bateria
Porta USB Frontal 5V	Conector USB de Alimentação (ESP32)	Cabo USB Padrão	Alimentação Estabilizada	Tensão de 5V CC regulada (saída contínua de até 3A)

Cuidados e observações de segurança

⛔ Perigo: NUNCA conecte inversores de tensão CC/CA (12V para 127V/220V) nos bornes LOAD do controlador! A corrente de partida (inrush current) dos capacitores de entrada e transformadores de um inversor excede instantaneamente $30\,\text{A}$ a $80\,\text{A}$ , o que queima de forma irreversível os MOSFETs de chaveamento da saída LOAD. Inversores devem ser conectados exclusivamente de forma direta aos polos da bateria, com fusível de potência dedicado e cabos de bitola compatível.

⚠️ Atenção: Se o painel solar for conectado ao controlador sem a bateria estar ligada previamente, os circuitos internos tentarão regular a tensão com base no painel em circuito aberto, o que pode causar instabilidade no microcontrolador, erro de escala ( $12\,\text{V}$ vs $24\,\text{V}$ ) e desligamentos repetitivos. Conecte sempre a bateria primeiro.

💡 Dica: Se for utilizar painéis solares em distâncias superiores a $5\,\text{metros}$ do controlador, dimensione os cabos para bitola de $4\,\text{mm}^2$ ou $6\,\text{mm}^2$ . Em sistemas de baixa tensão ( $12\,\text{V}$ ), cada fração de Ohm de resistência nos cabos representa perdas percentuais expressivas de energia fotovoltaica.

Como usar

Guia de operação passo a passo

Após concluir a fiação na sequência correta (Bateria $\to$ Painel $\to$ Carga), o controlador inicializará seu firmware instantaneamente:

Inicialização do Display:
- O LCD acende exibindo o valor de tensão atual da bateria (ex.: 12.6V).
- O ícone da bateria exibe o nível percentual aproximado por meio de $4$ barras horizontais.
- Se houver luz solar incidente no painel, o ícone do painel solar exibirá uma seta animada apontando para a bateria, indicando carregamento ativo.
Navegação Entre as Telas de Consulta:
- Pressione brevemente o botão esquerdo (Menu). Cada toque alterna sequencialmente entre as telas:
  1. Tela Principal: Tensão atual da bateria ( $V$ ).
  2. Tensão de Flutuação (Float): Valor configurado para manutenção de carga ( $13{,}7\,\text{V}$ padrão).
  3. Tensão de Reconexão (LVR): Valor em que a saída LOAD volta a ligar ( $12{,}6\,\text{V}$ padrão).
  4. Tensão de Corte de Descarga (LVD): Valor limite em que o controlador desliga a carga para proteger a bateria ( $10{,}7\,\text{V}$ padrão).
  5. Modo de Trabalho da Carga: Temporizador e fotocélula (24H padrão).
  6. Tipo de Bateria: b01 (Selada), b02 (Gel) ou b03 (Inundada).
Como Modificar Parâmetros de Ajuste:
- Navegue até a tela que deseja editar usando o botão esquerdo.
- Mantenha o botão esquerdo pressionado por 3 segundos até o número começar a piscar.
- Pressione o botão direito (Ajuste) para incrementar o valor. Ao atingir o valor máximo, a contagem reinicia no valor mínimo.
- Aguarde cerca de $5$ segundos sem pressionar nenhum botão: o número parará de piscar e o novo parâmetro será gravado na memória não volátil (EEPROM).

Modos de operação e ajustes

Modos de controle da saída LOAD (Temporização e Fotocélula)

Na tela de modo de trabalho da carga, é possível configurar o comportamento do acionamento dos bornes LOAD:

Modo Exibido no LCD	Comportamento Operacional	Aplicação Recomendada
`24H`	Saída Sempre Ativa (Modo Manual): Os bornes LOAD ficam permanentemente alimentados $24\,\text{horas}$ por dia. Pressionar o botão direito liga ou desliga a saída manualmente.	Roteadores, câmeras de segurança, placas IoT, telemetria e cercas elétricas.
`00H`	Modo Fotocélula Puro (Crepuscular): Liga automaticamente a saída LOAD cerca de 10 minutos após o anoitecer (quando $V_{\text{painel}} < 5\,\text{V}$ ) e desliga ao amanhecer ( $V_{\text{painel}} > 5\,\text{V}$ ).	Postes de iluminação solar, sinalizadores noturnos e jardins.
`01H` a `23H`	Modo Temporizado Pós-Crepúsculo: Liga automaticamente ao anoitecer e mantém a carga ligada pelo número exato de horas programado ( $1$ a $23$ horas), desligando em seguida.	Fachadas comerciais, vitrines, iluminação de segurança com horário programado.

Exemplos práticos de uso

Telemetria e monitoramento solar com ESP32 / Arduino

Neste exemplo prático de engenharia, utilizamos a porta USB regulada de $5\,\text{V}$ do próprio controlador para alimentar um ESP32 (ou Arduino) e monitorar em tempo real a tensão do painel solar e da bateria através de divisores resistivos de precisão conectados às portas analógicas (ADC). Os dados podem ser exibidos no monitor serial, salvos em cartão SD ou transmitidos via MQTT/Wi-Fi.

Esquema de cálculo dos divisores resistivos

Como a entrada analógica do ESP32 suporta no máximo $3{,}3\,\text{V}$ (e do Arduino no máximo $5{,}0\,\text{V}$ ), calculamos um divisor de tensão de alta impedância com resistores de precisão $1\%$ :

$V_{\text{ADC}} = V_{\text{medido}} \times \left( \frac{R_2}{R_1 + R_2} \right)$

Para medir tensões de até $25\,\text{V}$ (baterias de $12\,\text{V}$ e painéis de $18\,\text{V}$ ):

Selecionamos $R_1 = 100\,\text{k}\Omega$ e $R_2 = 10\,\text{k}\Omega$ .
A relação de divisão é:

$\text{Fator de Escala} = \frac{100\,\text{k}\Omega + 10\,\text{k}\Omega}{10\,\text{k}\Omega} = 11{,}0$

Para $V_{\text{in}} = 25{,}0\,\text{V}$ : $V_{\text{ADC}} = 25{,}0\,\text{V} / 11{,}0 \approx 2{,}27\,\text{V}$ (perfeitamente seguro para a faixa do ADC do ESP32).

Código completo em C++ para ESP32 e Arduino

O código abaixo realiza a leitura das grandezas, aplica filtragem por média móvel, estima o estado de carga percentual da bateria (SoC) e reporta os parâmetros a cada 2 segundos:

/**
 * ============================================================================
 * Projeto: Telemetria de Sistema Solar com Controlador PWM e ESP32 / Arduino
 * Autor: Equipe Técnica RoboBuilders (blog.robobuilders.com.br)
 * Placa: ESP32 DevKit v1 / Arduino Uno / Nano
 * ============================================================================
 */

// Definição dos pinos analógicos de medição
#if defined(ESP32)
  const int PINO_ADC_BATERIA = 34; // GPIO 34 (ADC1_CH6 - somente entrada)
  const int PINO_ADC_PAINEL  = 35; // GPIO 35 (ADC1_CH7 - somente entrada)
  const float V_REF          = 3.3; // Tensão de referência do ESP32 (V)
  const int   ADC_RES        = 4095;// Resolução de 12 bits (0 a 4095)
#else
  const int PINO_ADC_BATERIA = A0; // Entrada analógica A0
  const int PINO_ADC_PAINEL  = A1; // Entrada analógica A1
  const float V_REF          = 5.0; // Tensão de referência do Arduino (V)
  const int   ADC_RES        = 1023;// Resolução de 10 bits (0 a 1023)
#endif

// Constantes dos divisores de tensão resistivos (R1 = 100k, R2 = 10k)
const float R1 = 100000.0; // 100k Ohms (1%)
const float R2 = 10000.0;  // 10k Ohms (1%)
const float FATOR_DIVISOR = (R1 + R2) / R2; // Fator de escala = 11.0

// Variáveis para média móvel de filtragem de ruído
const int NUM_AMOSTRAS = 20;

// Função auxiliar para leitura calibrada com múltiplas amostras
float lerTensaoCalibrada(int pino) {
  long somaLeituras = 0;
  for (int i = 0; i < NUM_AMOSTRAS; i++) {
    somaLeituras += analogRead(pino);
    delayMicroseconds(500);
  }
  float valorMedioADC = (float)somaLeituras / NUM_AMOSTRAS;
  float tensaoNoPinoADC = (valorMedioADC / (float)ADC_RES) * V_REF;
  return tensaoNoPinoADC * FATOR_DIVISOR;
}

// Estima o percentual aproximado de carga da bateria de chumbo-ácido 12V
int calcularPercentualBateria(float tensao) {
  if (tensao >= 12.7) return 100;
  if (tensao >= 12.5) return 80;
  if (tensao >= 12.3) return 60;
  if (tensao >= 12.1) return 40;
  if (tensao >= 11.9) return 20;
  return 0; // Abaixo de 11.9V: bateria descarregada
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000);

  Serial.println("==================================================");
  Serial.println(" RoboBuilders - Sistema de Telemetria Solar PWM   ");
  Serial.println("==================================================");

  #if defined(ESP32)
    // Configura atenuação de 11dB para ler faixa de até ~3.3V no ESP32
    analogSetAttenuation(ADC_11db);
  #endif
}

void loop() {
  // Realiza a leitura das tensões através dos divisores
  float tensaoBateria = lerTensaoCalibrada(PINO_ADC_BATERIA);
  float tensaoPainel  = lerTensaoCalibrada(PINO_ADC_PAINEL);

  int percentualSoC   = calcularPercentualBateria(tensaoBateria);

  // Determina o estado da geração solar
  bool painelGerando = (tensaoPainel > (tensaoBateria + 0.5));

  // Exibe os dados formatados no Monitor Serial
  Serial.println("--------------------------------------------------");
  Serial.print("Tensão do Painel Solar: ");
  Serial.print(tensaoPainel, 2);
  Serial.println(" V");

  Serial.print("Tensão do Banco Baterias: ");
  Serial.print(tensaoBateria, 2);
  Serial.println(" V");

  Serial.print("Nível de Carga Estimado:  ");
  Serial.print(percentualSoC);
  Serial.println(" %");

  Serial.print("Status do Carregamento:   ");
  if (painelGerando) {
    if (tensaoBateria >= 13.6) {
      Serial.println("Estágio de FLUTUAÇÃO (Bateria Cheia)");
    } else {
      Serial.println("Estágio BULK / BOOST (Carregando em PWM)");
    }
  } else {
    Serial.println("Modo NOTURNO / Sem Geração Solar");
  }

  // Intervalo de amostragem de 2 segundos
  delay(2000);
}

Projetos

Para aprofundar suas habilidades em automação e fontes renováveis de energia utilizando microcontroladores e sistemas solares fotovoltaicos, confira os projetos práticos desenvolvidos no blog da RoboBuilders:

Kit Educacional Rastreador de Luz Solar para Arduino (RB2053 / AE321): Aprenda a construir um rastreador solar com servos motores e sensores LDR que segue o feixe solar em tempo real, maximizando a eficiência de geração fotovoltaica da sua placa solar.
Painel Web para Placa ESP32 com 8 Relés de 30A (RB2553): Implemente um painel de comando e telemetria via Wi-Fi alimentado por banco de baterias solares para chaveamento de cargas industriais e agrícolas de alta corrente.

Conclusão

Neste manual técnico, foram apresentados todos os aspectos essenciais para a integração, instalação e configuração do Controlador Carga Solar PWM 10A 12V 24V:

Especificações e Limites de Operação: Detalhamento da faixa de tensão de $12\,\text{V}/24\,\text{V}$ com auto-reconhecimento, corrente máxima contínua de $10\,\text{A}$ , limite fotovoltaico de $50\,\text{V} V_{\text{oc}}$ e saídas USB duplas de $5\,\text{V}/3\,\text{A}$ .
Regras Estritas de Segurança e Ligação: Adoção mandatória da ordem de conexão (1º Bateria, 2º Painel Solar e 3º Carga CC), cálculo de queda de tensão em corrente contínua e proibição de ligar inversores de onda senoidal de alta potência nos bornes LOAD.
Programação e Modos da Carga: Configuração passo a passo das tensões de flutuação, reconexão e corte por subtensão, além do uso dos modos de temporização e fotocélula crepuscular.
Integração com Microcontroladores: Dimensionamento de divisores de tensão e implementação de firmware completo em C++ para telemetria fotovoltaica em tempo real com ESP32 e Arduino.

Com a instalação correta e o respeito aos limites elétricos, o controlador garante alimentação ininterrupta, proteção confiável para o banco de baterias e alto rendimento operacional para projetos embarcados, robótica e instalações solares isoladas.

Solução de problemas

Olá! Sou o assistente técnico da RoboBuilders. Descreva seu problema com o Controlador Carga Solar PWM 10A 12V 24V: Manual Técnico Completo e eu ajudarei a encontrar a solução.

O assistente usa IA e pode errar. Confirme informações críticas no datasheet oficial do fabricante.