Discussion :

[jbjean]

Bonjour,

J'ai installé un arduino nano dans une serre pour ouvrir une fenêtre quand la température est trop chaude. j'ai des petites batteries au C. Nickel (4A) et un petit panneau solaire qui me donne 400 mA, 12v. Cette intensité est suffisante pour faire fonctionner mon montage mais il arrive qu'au matin la tension est redescendue et l'arduino s'arrête.
L'alimentation est donc de 12v et j'ai derrière un régulateur 8 V qui alimente mon arduino.
Le problème est le suivant. Le matin je retrouve l'arduino qui reboote sans cesse. Si je presse le reset il continue à rebooter ce que je vois à la led qui clignote. Dans mon programme le seul endroit où j'agis sur cette led est quand j'initialise la wifi ce qui dure normalement plusieurs secondes.

Si je coupe l'alimentation et je la remet il redémarre normalement. Je pense donc qu'il démarre mal avec une tension qui monte très doucement.
J'aimerai savoir si c'est un problème connu, et la meilleure façon de l'éviter (je pense à un mosfet sur l'alimentation qui ne commute qu'à 12v de batterie)
Jean

[Vincent PETIT]

Salut,
Tu aurais un schéma ?

Je ne comprends pas pourquoi tu dis que la tension monte très doucement ? Pourquoi elle monterait doucement ?

Pourquoi as tu un régulateur 8V ? Il y a déjà un régulateur sur le Nano (un LM1117-5V) son drop-out est de 1.2V ce qui signifie que même si la tension tombe à 6.2V à son entrée, il délivrera quand même 5V. La tension maxi ne doit pas dépasser 20V sinon il fume ! Quand bien même la tension d'alimentation à l'entrée du Nano ne serait pas stable dans les tolérances 20V ~ 6.2V, il n'y aurait aucun problème d'alimentation.

Tes accus sont à plats le matin ? Et quelle est la tension de ces accus ?
A+

[jbjean]

Le problème vient je pense des accus qui se déchargent la nuit. Je le vois car je ne peux plus communiquer en wifi. Le régulateur 8 v me permet aussi d'alimenter un régulateur 3.3v pour l'ESP8266. Au matin le panneau solaire commence juste à donner et donc la tension va croître tout doucement. Il n'est pas impossible que l'arduino démarre avec une tension trop juste si son régulateur laisse passer le courant.
Par exemple avec mon régulateur 8V, si je met 9 v en entrée, il conduit et l'arduino démarre.
Et en mettant un régulateur 8v je limite la chauffe de l'arduino.

Ma tension de batterie quand je vérifie le matin est de 12v car elle est épaulée par le panneau solaire, donc bien suffisante. Ce soir à 23h37 la tension est de 12,94v, donc la batterie semble bien tenir.

Le mieux je pense serait que je fasse un essai en remontant la tension très progressivement pour vérifier.
Car au début je n'avais pas ce problème, mais c'était avant que je mette deux capteurs d'humidité qui consomment un peu plus.

Je n'ai pas de schéma sous la main, mais c'est assez simple.
Un arduino + un ESP 8266 avec son régulateur 3.3v + deux capteurs d'humidité + un driver pour le moteur pas à pas ULN 2003 (si je me souviens bien), un LM35 et trois relais, deux pour lancer une pompe d'arrosage et débloquer une valve, et l'autre servait pour couper le panneau si la tension montait à 14v, mais je ne les utilisent pas pendant mes tests.

Jean

[plegat]

Salut,

Si c'est un problème de consommation avec tes capteurs d'humidité, tu fais tourner ton nano en continu, ou tu le mets en sommeil? Pour gérer une serre, déclencher toutes les dix minutes ça devrait passer... Surtout la nuit!

[jbjean]

Il tourne en continu car je voulais faire des relevés de température la nuit par wifi. Mais j'ai une cellule LDR qui pourrait me servir à générer une interruption ou agir sur une bascule pour un démarrage franc de l'alimentation.

Jean

[Vincent PETIT]

Le problème vient je pense des accus qui se déchargent la nuit. Je le vois car je ne peux plus communiquer en wifi.

Quel est le courant (en mA/h) et la tension (donc lorsqu'ils sont biens chargés) que peut délivrer ces accus ?

Le régulateur 8 v me permet aussi d'alimenter un régulateur 3.3v pour l'ESP8266.

Quelle est le courant max de tout le projet ?

Au matin le panneau solaire commence juste à donner et donc la tension va croître tout doucement.

Oui je vois ce que tu veux dire. Sur un panneau solaire, la tension nominale est vite est atteinte même avec très peu de lumière mais on ne peut pas tirer beaucoup de courant (qui est, elle, fonction de la puissance lumineuse) et si on essaye de tirer quand même alors en effet la tension s'écroule.

Il n'est pas impossible que l'arduino démarre avec une tension trop juste si son régulateur laisse passer le courant.

C'est possible et si jamais le Arduino pilote au petit matin un relai qui demande trop de courant alors la tension aux bornes du panneau va s'écrouler.

Et en mettant un régulateur 8v je limite la chauffe de l'arduino.

Mais cela pénalise fortement un système qui fonctionne sur batterie. Imaginons un régulateur 8V avec un droup-out de 1V et des accus de 12V, une fois ces derniers épuisés à 9V tout le système s'arrête. Sans le régulateur 8V alors les accus peuvent s'épuiser jusque bien plus bas. Je comprends que ça puisse chauffer car la puissance dissipée par un régulateur linéaire est (V_in-V_out) * I_out donc plus le delta V_in V_out est grand pour un courant constant et plus ça chauffe. Suivant le courant consommé, il est parfois plus judicieux de choisir un régulateur a découpage.

Ce soir à 23h37 la tension est de 12,94v, donc la batterie semble bien tenir.

Peux tu mesurer le matin ?

Question : il y a de l'électronique pour gérer la recharge des accus par le panneau solaire ? C'est quoi comme accus ? NiCd ?

Pour gérer une serre, déclencher toutes les dix minutes ça devrait passer... Surtout la nuit!

+1

[jbjean]

Bonjour,

Je reviens de tests. Il s'avère que les accus ce matin étaient à 5v, cela m'a semblé bizarre vu la tension vers minuit presqu'à 13v. J'ai deux blocs de NiCd Ikea au format AA pour donner 12v et 4A (deux blocs en parallèle de 2A). En fin de charge les accus donnent 13.7v. Je ne mets pas de contrôle de la charge, j'ai simplement mis derrière le panneau solaire un LM317 en limitation de courant à 400mA.

Pour test j'ai mis une alimentation réglable alimentée par le secteur que j'ai fait varier très doucement.
Je me suis aperçu qu'au dessus de 5 v l'arduino allumait sa led power mais ne démarrait pas son programme même si on montait plus haut en tension. Par contre si on coupe franchement l'alimentation et on la remet alors il démarre. Donc il se bloque sur une faible tension montante.

Mais le moteur lui ne démarre bien que vers 9v, ce qui laisse de la marge. Mon alim secteur peut donner 1A, mais sur les accus ce n'est pas aussi évident selon leur état.
Une autre raison du régulateur 8V est que le montage est mis dans un boitier étanche et donc il fallait éviter la chaleur. J'ai placé un refroidisseur externe sur le régulateur que je mets à l'ombre.

Mais ce que je n'avais pas prévu s'était que les relais collaient sur un signal bas, et donc quand l'arduino avait encore un peu de jus mais pas assez pour maintenir le port haut alors l'accus était constamment sollicité dans une petite plage de tension. Les relais peuvent frétiller à la frontière du fonctionnement de l'arduino. Et là la tension s'écroule dans les accus. J'ai donc retiré les relais et je vais voir demain ce qui se passe.
J'avais veillé à ne pas utiliser les relais à la mise en route, mais je n'avais pas pensé à ce phénomène "de tension intermédiaire".

Au niveau consommation, le montage consomme 100 mA, et avec le moteur pas à pas 300 mA mais la durée de fonctionnement du moteur est faible, peut-être 10 mn par jour. Je coupe le moteur après chaque utilisation donc il ne consomme pas du tout hors fonctionnement. Il faut se souvenir que le panneau donne 400 mA, le montage a déjà fonctionné uniquement avec lui.

Voilà voilà, comme quoi la recherche de l'autonomie énergétique n'est pas évidente.

Jean

[jbjean]

Je vous joins un petit schéma (désolé pour la qualité) que je pense insérer avant mon montage pour avoir un départ franc de l'arduino.
Quelle va être la chute de tension du montage ?

Jean

[Vincent PETIT]

Salut,
Hummm, il y a des choses qui semblent étranges. Ou alors c'est que sans le synoptique, je ne comprends pas certains trucs.

Concernant ton montage, il ne peut pas fonctionner. Le transistor BUZ11 est un N-MOSFET et pour réaliser un switch d'alimentation il faut un P-MOSFET (je ne suis pas allé plus loin dans l'étude de ton schéma)

Avant j'ai besoin de comprendre, c'est bien ça que tu as fait ? Non ?

[jbjean]

Magnifique représentation ! Oui c'est cela sauf pour le moteur qui est alimenté directement sur le 12V.

Jean

[Vincent PETIT]

Ok ! je corrige le synoptique mais alors qu'est ce qui chauffe car pour moi il n'y a rien qui consomment franchement ?
Je me demande si ce n'est pas le régulateur 8V qui embête le monde.

- C'est quoi ce régulateur 8V ?
- As tu les doc constructeurs des relais ? Je voudrai savoir combien ils consomment.
- As tu les doc constructeurs des capteurs d'humidités ? Je voudrai savoir combien ils consomment.
- Les batteries ont une capacité de 4A, si le panneau fournie 400mA alors c'est parfait pour du NiCd car tu charges à C/10 toute la journée mais la question que je me pose c'est justement comment tu gères l'alimentation du montage la journée puisque toute la puissance du panneau solaire est dédiée à la recharge ?

[jbjean]

Je vais essayer de répondre à tes questions.

Le régulateur est un classique LM7808. Les relais sont des relais pour arduino comme ici :
https://www.lightinthebox.com/fr/p/4...68d4b71e97033d
J'avais mesuré une conso de 80 mA par relais.

Pour les capteurs d'humidité je prends ceux-ci :
https://www.tomtop.com/fr/p-e3213.ht...76236115634956

mais j'ai remplacé l'élément sonde pour deux tiges filetées inox. Je n'ai pas fait de mesure de conso mais il est probable que c'est la led qui consomme le plus, je pourrais la dessouder d'autant plus que les capteurs sont dans un boitier étanche.


Je ne gère pas la conso du montage, j'ai juste constaté que quand la clarté est suffisante, le montage peut démarrer et qu'il fonctionne jusqu'à la fin de journée. (100 mA en moyenne).

Encore une chose, j'ai une LDR qui me donne une intensité lumineuse pour avoir le lever du soleil et le coucher.
Je l'utilise pour démarrer un timer qui me donne les heures approximatives des arrosages.


Jean

[Auteur]

bonjour,

je pense que tu peux connecter directement ton ESP8266 directement sur la sortie 3,3V de ton Arduino, ça te fera un régulateur (et de la consommation) en moins.

[Vincent PETIT]

Salut à toi Auteur,
C'est possible mais on est limite.....

Maintenant que j'ai les liens je comprends pourquoi tu as mis un régulateur intermédiaire.

Le régulateur du Nano est un LT1117 au format SOT223 si j'en crois le schéma ici : https://www.arduino.cc/en/uploads/Ma...Rev3.2-SCH.pdf
Son R_ΘJA est de 61.6°C par Watt dissipé autrement dit même en mettant un régulateur de 8V on est limite.

3 Relais SRD-05VDC-SL-C, qui consomment 90mA chacun.
1 ESP8266 qui doit peut être consommer pas mal (100mA lorsqu'il fonctionne ?)
2 capteurs de d'humidité (2x 10mA ?)
1 Arduino Nano (20mA ?)

Je néglige le LM35 car lui ne consomme rien sauf si il y a une LED associé et j'oublie le Driver ULN2803 (de mémoire ceux sont des transistors Darlington et il faudrait quand même se pencher sur sa conso)

La puissance dissipée par le régulateur du Nano sera de (8V - 5V) * ((3 x 90mA) + 100mA + (2 x 10mA) + 20mA) = 1.23W soit un température de 75.7°C
Pour mémoire à 125°C il est mouru

Je ne sais pas quelle est la température dans une serre mais si elle dépasse les 50°C le régulateur du Nano va souffrir.

Je ne gère pas la conso du montage, j'ai juste constaté que quand la clarté est suffisante, le montage peut démarrer et qu'il fonctionne jusqu'à la fin de journée.

Je commence à me demander si tu ne vas pas être obligé de prendre en compte toutes ces consommations pour comprendre d'où vient le problème.


1 - S'assurer que ce n'est pas un problème de batterie qui s'épuisent durant la nuit.
2 - Faire un bilan de puissance afin de voir si les régulateurs ne sont pas entrain de souffrir (ci avant on vient de voir que même en négligeant la température ambiante, certain cas de figure font déjà du mal au régulateur)
3 - Attention au LM7808 car si tu tires par moment 410mA alors il va monter en température au delà de 100°C sans même prendre en compte la température ambiante.

[Delias]

Bonjour

Juste en complément des messages précédents et issu du tutoriel sur l'ESP8266: Débuter avec le module WiFi ESP8266

[...], car l'ESP8266 peut absorber un courant assez élevé pour fonctionner (supérieur à 200 mA par moment). Vous ne devez pas alimenter l'ESP8266 directement à partir de la sortie 3,3 V d'une carte Arduino sous peine d'avoir un comportement erratique de l'ESP (dans le meilleur des cas, parce qu'au pire…).

Ensuite la recharge, avec un circuit adapté, ou juste les panneaux branchés sur les batteries et vogue la galère

Sur une alimentation à batterie, une connaissance des différentes consommation autant en pic que moyenne et des chemins d'alimentation c'est primordial.
La consommation en pic c'est en mA pour dimensionner les régulateurs. La consommation moyenne c'est pour les batteries et les panneaux (calcul des flux et du stockage d’énergie en mAh).
Car des batteries de 12V qui finissent la nuit à 5V, je ne leur donne pas une grande durée de vie...

La consommation propre de l'ULN2803, c'est sur ses entrées, environ 1,33mA sous 5V (et 1mA sous 3.3V) par canal activé (fournis par la sortie de l'Arduino).

Bonne suite

Delias

[jbjean]

A propos du ESP8266 j'avais fait des tests et il fonctionne très mal sur le régulateur 3.3v de l'arduino.
J'ai mis un LT1117 qui chauffe très peu, d'autant plus que je ne l'interroge pas souvent.

Il est clair que d'après ton analyse Vincent, la bête noire ce sont les relais. Il va falloir que je mette un LM7805 au pied des relais sinon je vais avoir de gros problèmes.

Mon LM7808 est refroidi par un radiateur extérieur au boitier et je fais de l'ombre au dessus.

La température d'une serre peut aller jusqu'à 45° ou plus si on ne pratique pas d'ouverture, sinon par temps ensoleillé en plein été on peut plafonner à 35° en permanence avec des pointes à 40°.
Une serre est très réactive à la chaleur, il suffit d'un bon coup de soleil pour que la température s'envole.
Je me suis amusé à mettre une régulation PID sur l'ouverture de la fenêtre, mais je me suis aperçu que cela ne fonctionne que pour la montée et la descente en température (la fenêtre s'ouvre d'un angle selon l'écart de température entre deux mesures) mais pour le reste de la journée elle reste ouverte en grand.

Pour l'alimentation de l'arduino (uniquement lui) un relais reed peut-il faire l'affaire ? En mettant un comparateur pour le déclencher cela devrait aller je pense.

Jean