Discussion :

[Valentin Leduc]

Bonjour,
dans le cadre de mon TIPE (projet à présenter en classe préparatoire),
je voudrais recharger une batterie à l'aide d'un panneau solaire. Il faut donc que je mette en place un système qui adapte la tension de mon panneau 12V (19 V à vide) en une tension de 6V pour la batterie.
Pour cela est-il possible d'utiliser le hacheur du moteur shield (branché sur la carte arduino) ?
De plus, suffit-il d'adapter la tension de charge pour recharger la batterie ?

PS : J'ai peu d'expérience avec les cartes arduino*

Merci d'avance

[Vincent PETIT]

Salut,
Ça dépend de la nature/techno de la batterie et suivant le cas la recharge peut être complexe. Il ne faut pas essayer de modifier un shield Arduino pour faire ça car une batterie ça peut prendre feu ou exploser si c'est mal rechargé. Les fabricants de composants électroniques fabriquent des circuits spécialisés pour ça (BMS Battery Management System) car c'est pas si simple.

A+

[Valentin Leduc]

Merci de ta réponse

C'est une batterie Ni-Cd de 6V, 650mAh.
Qu'est ce que je peux faire comme montage ? Quelle solution est envisageable ?

[Delias]

Bonsoir Valentin

Bon avec une NiCD le risque est un peu réduit.
De manière ironique pour ton projet, un MAX712 ou 713 avec ses composants annexes et c'est réglé ou presque.

Ces deux circuits sont des BMS relativement ancien, mais dont la doc en anglais explique bien les principes d'une charge de batterie NiCD et NiMH. Rien ne t’empêche de singer le fonctionnement de ces puces avec un Arduino, mais c'est plus compliqué que ce que tu penses dans ton premier message.
Le principe c'est une régulation du courant dans les batteries, puis une mesure de la tension en résultant pour détecter la fin de charge (le dV/dT devient négatif). Et comme protection supplémentaire dès que l'on est en charge rapide (càd supérieur à C/4, C/4 voulant dire que le courant de charge en mA est égal à la capacité de la batterie en mAh divisé par 4), il faut également mesurer la température des batteries.

Et comme tu pars sur une charge depuis des panneaux solaire tu peux y ajouter un suivi du point maximal de puissance ou Maximum power point tracker (lien Wikipédia) quand la puissance disponible des panneaux est inférieure à la charge maximale admise par les batteries.

Le shield moteur est un mauvais départ. Pour la partie puissance de ton projet il faut un vrai convertisseur abaisseur (buck en anglais) avec l'inductance côté batterie et probablement un filtre LC du côté des panneaux (ou alors un régulateur linéaire mais ce n'est pas idéal question rendement), un shield moteur avec ses 4 transistors en a 3 de trop et il manque l'inductance ce qui fait que la tension appliquée à la batterie serait un carré 12V / 0V ce qui n'est juste pas possible. Cela flinguerait les batteries et les panneaux. Un moteur lui n'a pas besoin d'inductance car il est lui-même comme une inductance. Au final monter un petit buck sur plaque d'expérimentation c'est pratiquement plus simple. Ce qui est dommage c'est que la variante avec un convertisseur buck en composants discrets (càd MOS, diode et inductance) était présent dans les anciennes docs du MX712/713.

Tout cela c'est un joli travail de semestre pour un bachelor d’ingénieur électronicien, et n'étant pas Français je ne connais pas le niveau du TIPE, mais il me semble que c'est inférieur.

Bonne suite

Delias

[Valentin Leduc]

Tout d'abord, merci car votre message m'a permis de mieux cerner les problèmes auxquels je vais faire face.

Il n'est pas possible d'acheter les composants MAX712/MAX713 pour s'occuper de la recharge ?
Il faut que je singe le fonctionnement de ces composants si je veux faire pareil avec une carte arduino. Cependant, je vois bien que le code et le fonctionnement va être complexe à reproduire. Il faut réguler le courant dans les batteries (à quelle valeur ?), détecter la fin de charge, stopper la charge quand supérieur à C/4 et surveiller la température des batteries (avec un capteur ?).

Comment puis je partir ? Faut-il rajouter des composants sur la carte arduino pour qu'elle remplisse les mêmes tâches ? Comment programmer la carte pour qu'elle fasse le même travail qu'un composant MAX712/MAX713 ?) Il faut peut être que je me documente sur les cartes aduinos plus précisément.

Très bonne idée pour le tracking ! Il faudra que je la mette en place. C'est à dire qu'il faudra rajouter un programme dans la carte arduino

Pour la partie puissance, un petit buck se trouve dans le commerce ? Faut-il le piloter car notre tension d'entrée ne sera pas tjrs constante.

[Delias]

Bonsoir

Les MAX712/13 sont des composants conçus dans les années 90 à une époque où les microcontrôleurs n'étaient pas développés. De ce fait ils ne sont prévu que pour un fonctionnement autonome et n'ont aucunes interfaces prévues pour communiquer avec un µc. Si je les ai indiqués c'est que leur doc explique dans le détail la stratégie de recharge des accu NICD/NIMH. Un montage autour d'MAX712/13 est totalement capable d'être alimenté directement depuis le panneau solaire (en 12V à 20V voir plus si les précautions nécessaire sont prises) et de charger les batteries tant que les panneaux peuvent fournir suffisamment de courant (sinon chute de la tension fournis par les panneaux et arrêt de la charge). Avec un tel montage, l'Arduino est totalement inutile.

Régler le courant, rien de très difficile, il faut un shut (la R_SENSE sur le schéma du MAX712/13), dont on mesurera la tension aux bornes, elle sera l'image du courant. Et dans le code un régleur PI qui agit sur la consigne PWM envoyée au convertisseur Buck. Il faudra probablement virer la surcouche Arduino et travailler directement en C comme dans cette série de tutos: Arduino et le langage C. Pour bien fonctionner, le code du régulateur PI se doit d'être dans l’interruption déclenchée par le timer qui génère le PWM et ne doit pas durer plus que la période du PWM. Pour concevoir le tout il faut aller voir la théorie de l'Automatique
La mesure de température, c'est comme pour les MAX712/13, une résistance PTC dont la valeur augmente significativement avec la température. Voir même deux PTC dont une de référence pour la température ambiante.

J'ai une formation d'électronicien avant d'avoir pousser comme ing électricien. Donc les microcontrôleurs je les achète tout nu, pas monté sur un board Arduino, pareil pour les shields. De ce fait je connais très mal l'écosystème Arduino et les shields disponibles. Désolé

Bon projet

Delias

[f-leb]

Bonsoir,

Pour charger une batterie depuis un panneau solaire, vous avez aussi des chargeurs MPPT qui existent également sous forme de shield Arduino (Arduino MPPT solar charger shield).

[CaptainDoc]

Ce genre de produit

https://www.amazon.fr/Gazechimp-Batt...eur+solaire+6v

[Valentin Leduc]

Je peux utiliser ce système sans rajouter d'autres composants ? Il suffira à gérer tous les problèmes de la charge de la batterie type Ni-Cd ?

[Valentin Leduc]

Un montage autour d'MAX712/13 est totalement capable d'être alimenté directement depuis le panneau solaire (en 12V à 20V voir plus si les précautions nécessaire sont prises) et de charger les batteries tant que les panneaux peuvent fournir suffisamment de courant (sinon chute de la tension fournis par les panneaux et arrêt de la charge). Avec un tel montage, l'Arduino est totalement inutile.

Régler le courant, rien de très difficile, il faut un shut (la R_SENSE sur le schéma du MAX712/13), dont on mesurera la tension aux bornes, elle sera l'image du courant. Et dans le code un régleur PI qui agit sur la consigne PWM envoyée au convertisseur Buck. Il faudra probablement virer la surcouche Arduino et travailler directement en C comme dans cette série de tutos: Arduino et le langage C. Pour bien fonctionner, le code du régulateur PI se doit d'être dans l’interruption déclenchée par le timer qui génère le PWM et ne doit pas durer plus que la période du PWM. Pour concevoir le tout il faut aller voir la théorie de l'Automatique
La mesure de température, c'est comme pour les MAX712/13, une résistance PTC dont la valeur augmente significativement avec la température. Voir même deux PTC dont une de référence pour la température ambiante.

Delias

Pour la première partie de ta réponse, tu me dis qu'utiliser un MAX712/13 seul, suffit à s'occuper de la charge de la batterie ?

Pour la deuxième, tu proposes de prendre comme base une carte arduino et de rajouter un shut, un convertisseur, et de programmer la carte pour gérer tout ça ? Je vais lire la théorie mais je t'avoue que ça m'a l'air tendu comme montage avec mon niveau.

Mais merci tout le monde de prendre du temps pour m'aider !

[Delias]

Bonjour Valentin

Oui un MAX712 ou 713 accompagné des quelques composants annexes qui lui sont nécessaires suffit à charger ta batterie au moyen d'un panneau solaire (mais sans MPT ni protection de surcharge du panneau photovoltaïque), et vu son ancienneté ce n'est pas forcement le meilleur choix.

Mais ton projet c'est de gérer la charge par un Arduino? Donc exit les MAX, ou alors ce n'est qu'une partie connexe du projet et dans ce cas pourquoi vouloir partir avec un Arduino?

L'école préparatoire, d'après ce que j'ai vaguement trouvé sur WIKI en cherchant le niveau du TIPE, c'est un cycle bachelor, et pour le projet de semestre de la dernière année de mon cycle bachelor en filière génie électrique et électronique j'avais fait qqch de bien plus copieux. Donc à ma piètre compréhension du peu que tu indiques cela doit être dans tes cordes si tu es dans une filière électrique, électronique ou micro-technique, et sinon pourquoi vouloir faire qqch avec un Arduino? D'ailleurs je n'ai toujours pas compris à quel niveau se situe le TIPE.

Pour le produit présenté par Captaindoc, il manque l'info la plus importante, c'est pour quel type de batterie?

Bonne suite

Delias

[Valentin Leduc]

Bonjour Delias,

C'est une partie de mon projet, je veux juste arriver à recharger cette batterie à l'aide du panneau. Je veux trouver la façon la plus simple possible.

J'étais parti d'une carte arduino car c'était du matériel que j'avais à disposition.

En classe préparatoire le TIPE n'est pas aussi conséquent que ton projet, on a pas bcp de temps. Je te mets en lien les attendues du TIPE : http://scei-concours.fr/tipe/2019-At..._Livrables.pdf De plus je n'ai pas de compétence particulière en électrique, électronique ou micro-technique. Pendant les deux années du cycles préparatoires on reste beaucoup sur du théorique.

Oui je n'ai pas l'impression que le produit présenté par Captaindoc soit fait pour des batterie Ni Cd.

Valentin