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Projet sur Porte clé lumineux



  1. #1
    Zayl92

    Arrow Projet sur Porte clé lumineux


    ------

    Bonjour,

    Nous sommes en classe de Terminale et avons un projet de PPE sur un porté clé lumineux qui doit être rechargeable grâce à un panneau solaire.
    Cependant, nous voudrions savoir quel matériaux entre ABS et PET est préférable pour ce type d'application?
    Et quels calculs effectuer pour choisir notre panneau solaire sachant qu'il doit délivrer 20mAh (nous voulons bien les détails des calculs).

    Merci pour vos réponses.

    -----

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  3. #2
    morpheus87

    Re : Projet sur Porte clé lumineux

    bonjour,

    donne plus de détail sur ton cahier des charges.

    pour les plastiques

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Poly%C3...%C3%A9phtalate

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Acrylon...e_styr%C3%A8ne

    fait ton choix.


    pour l'electronique donne plus de detail.

    (nbre de led, flux led recherché, quand allumer le porte clé, autonomie...)

  4. #3
    lvr236

    Re : Projet sur Porte clé lumineux

    Bonjour,

    Pour le dimensionnement du panneau solaire, il faut savoir combien de volt tu as besoin aussi. L'association des cellules solaires en parallèle ou en série influera respectivement sur le courant ou sur la tension.

    Après tu as le choix entre trois technologie de panneau solaire ( Monocristallin, Polycristallin, ou amorphe, la différence se fait sur la qualité et le rendement principalement).

    Pareil que morpheus87, si tu as des précisions sur ton cahier des charges... !

  5. #4
    Zayl92

    Re : Projet sur Porte clé lumineux

    Bien alors d'abord merci de votre coopération et de vos rapides réponses.

    Bon alors, je vais donner les précisions :

    1 LED = > Unom=3.2V et I=20mA
    Flux (non calculé mais trouvé grâce à un logiciel)=1.61 lm

    Nous avons émis l'hypothèse que le porte-clé sera utilisé 4 fois par jour pendant 10s. Cela fait 40s par jour, donc à cette utilisation (si supposé régulière) le porte clé tiens 22 jours et 12h.

    De plus sachant la formule Q=I*t=20*1=20mAh
    Il nous faut donc un accu capable de délivrer un courant > 20 mAh.

    Pour l'accu nous pensons en avoir trouvé un. Nous allons surement prendre 3 Accu VARTA en série d' 1,2V et délivrant 80mAh. Cependant, si vous en connaissez d'autres qui correspondent à notre application nous sommes preneurs. Nous avons en effet rapidement chercher des accus sans trop se pencher dessus...
    Dans notre cahier des charges, le temps de charge de l'accu ne doit pas excéder 1h (cependant le professeur nous as dit que ce n'était pas bien grave puisque pour faire marcher la LED, l'accu n'a pas besoin d'être chargé à bloc !)

    Pour le panneau solaire, nous allons je pense nous diriger vers du monocristallin (bon rendement par faible luminosité) car le polycristallin n'a pas un meilleur rendement que le monocristallin ; et l'amorphe nous n'en trouvons pas un capable de satisfaire nos besoins et n'étant pas trop cher.
    Et bien sur, les dimensions du panneau doivent être < 40mm ! C'est un porte clé donc relativement petit.

    Voila, donc merci de vos réponses et si possible de détailler votre démarche, car nous sommes élèves et aimons bien comprendre comment ca marche (je pense que c'est le but d'un PPE) =].

    Merci encore.

    PS : Finalement nous nous sommes orientés vers de l'ABS car il est couramment utilisé dans les porte clés, et son faible cout par rapport au PET, puis de ses limites elastiques et de sa densité plus élevés que le PET.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    lvr236

    Re : Projet sur Porte clé lumineux

    Re-bonjour !

    Je ne sais pas si c'est un problème mais je pense que je peu soulever une question intéressante en demandant si cela ne va pas poser un problème de connecter directement le panneau sur l'accu. Je pense qu'il va falloir un intermédiaire.

    J'ai résumé ce que j'avais compris sur le schéma. Confirme me moi que c'est ça! Et comme tu peu le voir les cellules photovoltaïque vont se mettre en parallèle de tout le système. Je ne suis même pas sur que les Accu supporte bien de recevoir directement ce qui sort des cellules, il faut une certaine adaptation je pense (l'utilisation d'une petite super-capa en parallèle ferait peut être l'affaire)
    Au passage, je me suis permis de rajouter une résistance pour éviter le courts-circuit des accus.. ! (rappel LED passante = fil !)

    Autre problème, les cellules photovoltaïques sont tout sauf des alimentations idéales contrairement au schéma! Déjà elle se comportent plus comme un générateur de courant (par opposition à un géné de tension comme la pile). C'est à prendre en compte surtout sur des si petites tailles... (je me suis fait avoir l'année dernière...)

    Pour ce qui est du choix de la technologie, très bon choix le monocristallin, il a un meilleur rendement en effet ! Par contre, je ne sais pas si tu as trouvé ton bonheur. Mais l'année dernière j'ai pas mal fouillé le net pour en trouver des petits.. et c'est galère ! Surtout en mono en fait... J'avais acheter sur Conrad des plaques de polycristallin en "chute" c'était que des chutes brutes de 5 par 5cm que tu peux redécouper mais je les trouve plus :s ! Sinon chez farnell tu as du matériel.. mais c'est tout de suite gros :

    6x4cm : http://fr.farnell.com/sanyo/am-5608c...que/dp/1679076
    29mmx11mm http://fr.farnell.com/sanyo/am-1437c...rne/dp/1679073
    Mais pour la petite la puissance est ridicule... :s

    En cherchant tu doit pouvoir en trouver d'autres.. Tu as possibilité de trouver du flexible aussi (mais tu perd en rendement ..)

    Désolé si j'apporte plus de problèmes que de solutions ... !

  8. #6
    PA5CAL

    Re : Projet sur Porte clé lumineux

    Bonsoir
    Citation Envoyé par lvr236 Voir le message
    Je ne sais pas si c'est un problème mais je pense que je peu soulever une question intéressante en demandant si cela ne va pas poser un problème de connecter directement le panneau sur l'accu. Je pense qu'il va falloir un intermédiaire.
    Exact. En l'absence de lumière (la nuit, notamment) l'accu va se vider au travers du panneau. Cela représente un risque. Il faut par exemple mettre une diode entre le deux.

    Citation Envoyé par lvr236 Voir le message
    Je ne suis même pas sur que les Accu supporte bien de recevoir directement ce qui sort des cellules, il faut une certaine adaptation je pense (l'utilisation d'une petite super-capa en parallèle ferait peut être l'affaire)
    Le dispositif à réaliser n'est pas une alimentation de maintien de charge, mais un chargeur rapide (1C). De ce fait, il est nécessaire de réaliser un circuit de contrôle de la charge, inséré entre le panneau et l'accu.

    Le panneau doit être dimensionné de sorte qu'il fournisse une tension et un courant suffisants au circuit de contrôle de charge dans les conditions d'éclairement prescrites. À ce propos, il faut se poser la question s'il faut prévoir atteindre 1h de charge seulement en plein soleil, l'été à midi, ou bien également par temps couvert, l'hiver et en début ou en fin de journée.


    Par ailleurs, l'accu représente une source de tension pratiquement parfaite. Un supercondensateur ne serait absolument d'aucune utilité.

    Citation Envoyé par lvr236 Voir le message
    Au passage, je me suis permis de rajouter une résistance pour éviter le courts-circuit des accus.. ! (rappel LED passante = fil !)
    C'est déjà mieux que rien, mais c'est loin d'être suffisant. La tension directe d'une led n'est pas déterminée précisément. Elle varie d'un composant à l'autre, et évolue avec la température. Par ailleurs, la tension d'alimentation varie également en fonction de l'état de charge de l'accu.

    En conséquence, il est impératif d'ajouter un dispositif plus sérieux, à la fois pour limiter le courant débité et pour en assurer une valeur minimale exploitable. Il est alors fort probable que cela conduise à choisir une led avec une tension directe plus faible (et probablement d'une autre couleur) ou bien un accu avec une tension supérieure (avec au minimum un élément supplémentaire, soit 4,8V nominaux).

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  10. #7
    lvr236

    Re : Projet sur Porte clé lumineux

    Bonjour !

    Par ailleurs, l'accu représente une source de tension pratiquement parfaite. Un supercondensateur ne serait absolument d'aucune utilité.
    L'utilité d'une super capa, est double : d'une part elle fera un effet de ballast : elle se chargera et se déversera dans la batterie. D'autre part elle présente un avantage sur son impédance d'entrée. En effet pour l'avoir tester, sur des mini panneaux solaire (>15cm²), la super capa prend assez bien ce que donne le panneau solaire avec un rendement pas trop mauvais. Cela s'explique par le fait que la courbe UI n'est pas parfaite et varie en fonction de beaucoup de paramètre (usure, ensoleillement, température, etc...) Pour se déplacer sur cette courbe et avoir une tension et un courant correcte, là où la puissance est bonne (courbe verticale sur le schéma source Wikipedia) il faut varier l'impédance d'entré du composant brancher derrière le panneau. Cela étant compliquer à faire (Utilisation d'un système de Maximum Power Point Tracking). Je pense donc que la super capa n'est pas un mal s'il n'y a rien entre le panneau et la pile, mais c'est mon point de vue.. !



    La création d'un chargeur un cadrant ne sera peut être pas simple surtout pour une dimension restreinte. Une solution simple et compacte à mauvais rendement sera peut être plus adapté qu'une solution abouti et complexe.
    Peut-être que un bouton à trois positions serait une solution : OFF/Led ON/Charge ON

    Il est alors fort probable que cela conduise à choisir une led avec une tension directe plus faible (et probablement d'une autre couleur) ou bien un accu avec une tension supérieure (avec au minimum un élément supplémentaire, soit 4,8V nominaux)
    Je suis d'accord avec toi! Cependant un contrôleur de limitation de courant sera peut être pas simple à mettre en place....!

    Bonne continuation !

  11. #8
    morpheus87

    Re : Projet sur Porte clé lumineux

    bonjour,

    quelle est la techno de tes accus varta, as tu un lien?

    je pense que le supercondo n'a pas trop d'utilité pour cette application,
    en tout cas pas pour la charge de l'accu (faut voir en fonction de la techno de l'accus utilisée) je m'expliquerai plus tard.

    au moins diode + resistance entre panneau et accu.
    pour la led, commande en géné de courant
    pour l'accu surveillance decharge

  12. #9
    PA5CAL

    Re : Projet sur Porte clé lumineux

    Citation Envoyé par lvr236 Voir le message
    L'utilité d'une super capa, est double : d'une part elle fera un effet de ballast : elle se chargera et se déversera dans la batterie. D'autre part elle présente un avantage sur son impédance d'entrée. En effet pour l'avoir tester, sur des mini panneaux solaire (>15cm²), la super capa prend assez bien ce que donne le panneau solaire avec un rendement pas trop mauvais.
    Non !!!

    Pour rappel, la tension d'un supercondensateur est proportionnelle à sa charge, tandis que celle d'un accu est pratiquement constante. Et dans les deux cas la résistance interne est suffisamment faible pour être négligée.

    Brancher un supercondensateur sur un panneau solaire, lequel se comporte comme une source de courant, implique une perte brute d'énergie dans le panneau pendant la charge. Cette énergie est intégralement dissipée dans le panneau, et vaut la moitié de la variation d'énergie qui aurait pu être transférée dans les mêmes conditions à un accu.

    Bref, un accu prend mieux ce que fournit le panneau qu'un supercondensateur.

    Et lorsque la tension du supercondensateur atteint celle de l'accu, ce premier ne participe plus aux échanges d'énergie (I=0 car dU/dt=0) et est inutile.

    Par ailleurs, on doit ajouter une diode anti-retour supplémentaire entre le panneau et le supercondensateur pour éviter que celui-ci se décharge dans le premier en l'absence de lumière, ce qui induit une chute de tension supplémentaire qu'il faut compenser par un surdimensionnement du panneau.


    Ou alors, on peut recourir à un convertisseur tension-courant à découpage pour régler le défaut du supercondensateur cité plus haut. Mais dans ce cas, on doit supporter le rendement imparfait du convertisseur.


    Un supercondensateur est au mieux inutile, et au pire dommageable pour le rendement du dispositif. Et si l'on trouve le contraire, c'est qu'on a dû faire une grosse bourde dans la conception du système.

    .
    Dernière modification par PA5CAL ; 02/02/2011 à 13h39.

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