tl, dr: En su caso, no parece necesitar ningún control de carga, y es más complicado de lo que parece hundirse debido a varias razones. Simplemente coloque un 1N4001 entre la célula solar y la batería.
La batería de NiMH es una impedancia bastante baja, que extrae tanta corriente de la celda solar como está disponible a la tensión de la celda. Durante la carga, es probable que alrededor de 1.4V / celda. Este es un voltaje de salida de 4,2 voltios, por lo que, a la luz del sol, es probable que supere los 170 mA indicados para el punto de máxima potencia, espere algo como 200-220mA, que está por debajo de C / 10 de las celdas. No tengo idea de cómo desea realizar el control de carga de NiMH a corrientes de carga que varían ampliamente y que nunca exceden C / 10 (no -deltaU, no se puede aplicar dT / T, pero ignoremos eso).
Lo primero que debes notar: tu circuito no funcionará como se dibuja. Dibujaste un transistor NPN. Necesita una tensión en la base que exceda la tensión del emisor (alrededor de 0.6 V) para que sea conductora, pero la unidad de control de temperatura no tiene acceso, siempre que se requieran los 4.8 V (tensión de la batería + 0.6 V). Necesitas un transistor PNP en su lugar. En ese caso, debe proporcionar corriente desde el terminal base a un sumidero más negativo. Además, en ese caso, conectaría el emisor a la célula solar. Tenga en cuenta que para apagar el transistor, necesita que el voltaje de la base suba a 0.5V por debajo del voltaje de la celda solar descargada, esto es alrededor de 8V.
Comience con la corriente de colector deseada (salida de celda máxima de 220 mA) y observe la hoja de datos del transistor. Vamos a elegir un BC327 para su calificación actual más alta en comparación con los transistores típicos de 100 mA. Eche un vistazo a la figura 4 (región de saturación) si desea tener bajas pérdidas en el transistor, lo que parece una buena idea ahora (pero vea más adelante). Tienen curvas para corriente de colector de 100mA y 300mA. Como no tenemos mucha energía para desperdiciar, es una buena idea elegir una corriente de base en el extremo inferior del extremo casi plano de la curva de voltaje de saturación, que produce algo alrededor de 4 mA si se interpola entre los 100 mA y los 300 mA. curva. Para activar el transistor, a 4,4 V de voltaje de la celda solar, 200mV caída del transistor y 4,2 V de voltaje de la batería, necesita hundir 4 mA a 4,4 V-0,6 V (voltaje de la base del emisor). Para apagarlo, la base debe subir a 8V (ver arriba). Esto significa que necesita una resistencia de pull-up entre la base y el emisor, que proporciona el voltaje de apagado de la celda en lugar del uC y un diodo (1N4148 lo hará) para proteger el uC de ese alto voltaje.
Entonces, el circuito se ve así: PNP con emisor a célula solar y colector a la batería. Un resistor que conecta el emisor con la base (el valor no importa mucho y algo alrededor de 100k proporcionará suficiente efecto de extracción sin perturbar el circuito mientras el transistor está encendido), un diodo y un resistor en serie a la uC. El uC necesita hundir 4mA para encender el transistor. Esto resulta en un voltaje de salida de 0.4V. Por lo tanto, la resistencia tiene que hundir 4 mA mientras que tiene 0.4V sobre el nivel del suelo en el extremo uC y 3.8V sobre el nivel del piso en el extremo del diodo. 4mA a 3.4V es de 850 ohmios. Entonces, 900 ohmios en tu circuito no parecen estar tan lejos.
Sin embargo, no estarás contento con ese circuito por diferentes razones: el constante descenso de 4mA toma demasiado de la corriente de carga (conseguir 220mA al aire libre en un día soleado de verano es una cosa, en días nublados, estar dentro, espere algo como 10mA máximo), y está desperdiciando 4mA de eso solo para encender ese transistor. Además, cuando se oscurece, las células solares consumen energía debido a su corriente de fuga y descargan la batería al operar el transistor en modo inverso (el colector actúa como emisor, la corriente de base es proporcionada por las células solares y la resistencia de 100 k significa que arriba, y el emisor actúa como coleccionista). Lo común es que necesita protegerse contra eso, por ejemplo, colocando un diodo entre el colector y la batería. Sin embargo, perderás voltaje allí. Otra posibilidad sería un "pull-up secundario" que tirará de la base hacia arriba, incluso si la fuente del emisor (la célula solar) no proporciona energía, al conectar una resistencia desde el colector hasta el terminal de la base. Esta resistencia tiene que ser lo suficientemente baja para tirar de la base hacia arriba contra los 100k que la empuja hacia abajo, así que ve por algo como 20k allí. Por supuesto, agregar todas estas resistencias no hace que la cosa sea más eficiente.
En realidad, su corriente de carga es muy baja en comparación con la capacidad de la celda. Como se estimó anteriormente, solo se llega al C / 12 en buenas condiciones, la corriente de carga se puede considerar con seguridad como "carga lenta" a menos que coloque el dispositivo en el haz de un faro brillante 24/7. No necesitas ningún control de carga. Solo debe evitar la descarga a través de la fuga de células, y esto puede ser provocado por un solo diodo entre la célula solar y la batería.
