Chargeur USB Solaire (petite question)

[invited493f31e]

Bonjour, bonsoir, bonjoir,

Pendant ces vacances j'ai décidé d'entreprendre un petit projet d'électronique histoire de passer un peu le temps, je me suis donc pas mal renseigné sur le net pour trouver des schémas simples afin de fabriquer un petit chargeur USB pour mon téléphone.

J'ai essayé avec 4AA dans un premier temps cependant je ne suis pas arrivé à un résultat concluant avec des piles standards.

(N'ayant pas forcément bien écouté mes cours de physique à l'époque du lycée, je n'ai donc aucune ou quasi aucune base en électronique).
Semble t'il que le problème vienne de l'intensité qui serait trop faible, a vrai dire je ne sais pas du tout (j'ai par ailleurs grillé à deux reprises le fusible de mon multimètre en voulant vérifier l'intensité de mes circuits, je pensais pourtant le brancher en parallèle mais bon, bref, il y a quelque chose que je fais mal)

Je me suis donc mis au solaire pour essayer quelque chose de vert, c'est la mode ; et l'écologie c'est quand même important avant tout.
J'ai donc acheté ça : Modèle exact

Mon schéma est le suivant :

(Plutôt simpliste, je ne souhaite pas de LED ou autre pour le faire fonctionner ni quoi que ce soit d'autre, je l'aimerai le plus épuré possible, seulement un On/Off et éventuellement une diode si son utilité est justifiée bien entendue )

Avec donc deux panneaux de 5v et 81mA chacun je précise

J'ai cru comprendre qu'un port USB 2.0 délivrait du 3-5V et du 100-500mA, je présume donc que mon schéma correspond plus ou moins.
Cependant j'ai un doute concernant l'utilité du régulateur de tension 7805 (5V en Vout et 1A) avec un drop out voltage de 2V.

Après ces explications, voici les questions que je me pose et auxquelles je n'arrive pas à répondre (vu mon niveau) :

• L'important pour que le téléphone soit rechargé c'est l'intensité du courant c'est bien ça ? tant que la tension est aux alentours de 3-5V
• Le régulateur est inutile dans l'exemple actuel, c'est bien cela ? Par ailleurs, consomme t'il ?
• Si par exemple je veux utiliser un accu, mon régulateur de tension sera-t'il utile cette fois ?
• Est il possible de booster le rendement temps/recharge ?

Ah oui et j'ai également acheté une diode zener : Modèle exact pour éviter que le courant aille dans les deux sens et éviter un éventuel déchargement (que j'ai pu constater en rechargeant mon tél. avec des piles) je ne m'attendais pas du tout à recevoir ça et ne sais pas du tout quoi en faire pour le coup et si elle peut m'être utile. Si vous pourriez m'éclairer vous seriez des amours.

Je précise juste que j'ai un Galaxy S et qu'il n'est pas nécessaire de mettre des résistances aux bornes data + et - de l'embase USB.

Voilà voilà, je pense avoir été précis, peut être trop là où il ne fallait pas et pas assez là où c'était nécessaire évidemment.

Par avance je vous remercie de vos réponses

Bonne soirée à vous !
-----

[invited493f31e]

Personne ?

[invite1e9d9be3]

Hello

Je te souhaite bonne chance pour la construction de ton chargeur. Je me permet de te donner
le lien du chargeur usb ipad que j'ai réalisé il y a peu. J'ai fais un tuto complet concernant
l’électronique de la chose pour les appareils Apple.

J'ai essaye aussi de comprendre pourquoi ces foutus appareil ne fonctionnaient pas
qu'avec avec le + / - de l'usb etc...

J'espère que les infos que j'ai collecté t'aideront :
http://www.blitz3dfr.com/solar/

Cordialement

[invite1e9d9be3]

PS : C'est sur Ebay que tu trouveras les cellules solaire qu'il te faut. Toutes les cellules
que j'ai trouvé sur les magasins en france, soit dépotent en ampère mais sont nulles en volt, soit c l'inverse.

Résultat il en faut 15000 en série ou parallèle pour avoir les bonnes specs.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefaaca50b]

c'est vrai que sur ebay, les materiels sont de meilleure qualité...

De toutes facons un PV optimal, c'est 150WH electrique par m² (rendement de conversion solaire/tension de 15%), donc un panneau de 100cm² (10cmx10cm) sera vachement energetique: 1.5WH MAXIMUM... Et c'est pas ebay qui changera les lois de la physique... Et pour info, un PV est un generateur de courant, ce qui se traduit par une droite ayant deux coordonnees qui sont: tension a vide et courant en court circuit...

Alors si tu veux du courant important sous une certaine tension, tu ne vas pas echapper a des associations serie/parralelle... impossible de faire autrement...
Et on n'utilise pas une diode zener pour contrer la decharge par absence de lumiere, mais une diode SHOTTKY... Grosse nuance...

Et pour info, un port USB delivre reellement du 5V +/- 100mV (voir tolerance de l'alim +5V).

[invited493f31e]

Re-bonjour à vous,

Tout d'abord merci pour vos réponses. J'apprécie grandement !

Je vais me pencher très sérieusement sur le tuto pour voir quelles ont été tes démarches pour fabriquer le chargeur.

Effectivement j'ai vu que les cellules étaient limitées question intensité & tension par rapport à la taille, ce que je peux concevoir ! Cependant, un port USB émet du 500 mAh max, donc avec une intensité inférieure on peut quand même recharger je présume, je me trompe ? Qui plus est, l'iPad est je pense plus gourmand que mon Galaxy S (en tout cas je l'espère pour mon projet )

Une question subsiste, et je n'ai pas réellement d'idée de la manière à faire pour la réaliser.
Serait il possible d'alimenter un accu (que je viens de commander sur conrad [Les frais de port y sont offert, avec une réduction de 20% sur les articles], un 3.7v et 2200 mAh) par le biais des panneaux pour palier les éventuels manques de soleil à certain moment, qu'il serve de tampon en quelques sortes.

Je pensais à mettre mes deux panneaux solaires en parallèle avec deux diodes SHOTTKY (j'ai bien pris note de ça ^^, merci encore d'ailleurs) sur chacun d'eux, puis reliés à la batterie en lithium en série cette fois qui sera suivie elle aussi par une diode, et par conséquent un régulateur de tension type 7805 ou un Lm2940Ct5 (low dropout voltage) de 5V 1A histoire d'avoir la moyenne des deux intensités (si tant est que ça fonctionne bien de la sorte).

Et le tout branché à mon USB avec un interrupteur et éventuellement une résistance + LED rouge branchée en parallèle après l'interrupteur.

Ce qui donnerait quelque chose comme ça en schéma :




Que pensez-vous que ça puisse donner ?

Encore merci d'avance, et bonne soirée à vous tous

[DAUDET78]

sans voir ta pièce jointe ...
J'ai vaguement le sentiment qu'il n'y a pas de contrôle de surcharge (risque d'explosion de la batterie), ni de détection de décharge profonde (risque de destruction de la batterie).

[DAUDET78]

Bon ..... C'est pire que ça ! Il n'y a pas grand chose qui marche.
- La batterie ne sera jamais chargée mais toujours déchargée
- Comment la LED peut recevoir du courant dans ce montage ?
- La sortie du régulateur est en court-circuit

[invited493f31e]

Bonjour, dans un premier temps, merci pour ta réponse DAUDET78, j'ai joint en pièce jointe le schéma si celle-ci ne marchait pas dans le précédent message. - (Je précise que mon schéma est on ne peut plus basique du aux faibles connaissances que j'ai en la matière, et comme tu/vous (as)/avez pu le souligner, sans doute pas fonctionnel).

- La sortie du régulateur est en court-circuit

Je ne comprends cependant pas pourquoi la sortie du régulateur est en court circuit est-ce lié au positionnement des sources de courant ?

Par ailleurs pourquoi y aurait il un risque de surcharge dans le cas présent étant donné que les panneaux sont très largement moins puissant que l'accu ?

- La batterie ne sera jamais chargée mais toujours déchargée

Effectivement oui, mais je ne sais pas du tout comment y remédier, et par ailleurs si éventuellement elle venait à se charger (sans doute pas par l'action de dieu mais par une modification du circuit je ne sais pas non plus comment arrêter les panneaux de fonctionner pour éviter qu'elle soit en recharge constante, ce qui abîme les accus lithium quand ceux-ci sont chargés (il me semble avoir lu ça quelque part).


Je tiens à faire un petit aparté pour bien expliquer le fait que ce que je veux avant tout c'est comprendre le pourquoi de mes erreurs, je trouve l'électronique intéressant, et souhaite en découvrir davantage sur le sujet, c'est d'ailleurs pour cette raison que je me suis lancé dans ce projet.
J'suis curieux en somme.

Merci d'avance encore une fois pour vos réponses !

[invited493f31e]

Je remets le schéma en JPEG au cas où le PNG ne soit pas valide.

[DAUDET78]

Sans voir ta pièce jointe :

• La batterie doit être placée en parallèle avec le Panneau Solaire avec des diodes pour éviter que la batterie ne se décharge pas dans le P.S. la nuit. Elle est donc chargée en permanence avec, au max, le courant délivré par le P.S. . Hors une batterie lithium n'accepte pas la surcharge en courant, ni le déséquilibre de tension dans le cas où deux batteries sont en série . La sanction pouvant être un incendie .
• Le régulateur reçoit sa tension sur l'entrée et la délivre sur sa sortie (si la sortie est relié au 0V, il est en court-circuit !)
• Une LED (avec sa résistance est branchée en parallèle avec la tension qui l'alimente .

[invited493f31e]

Bonjour,

Merci encore pour ta réponse complete DAUDET.

Sans voir ta pièce jointe :

Celle-ci ne s'affiche pas ? ou ne fonctionne pas ?

Concernant le régulateur, effectivement ça vient sans doute d'un manquement concernant mon schéma, la sortie rejoint le pin + de mon port USB et le GND est relié au PIN -un peu comme cela :
(+) ¯¯|_ _ _ _|¯¯ (-)

Concernant la LED, il faudrait donc la mettre en parallèle de l'accu / des PS, d'accord, merci.

Enfin, concernant l'accus, comment pourrais-je palier cela, pour que ce soit fonctionnel bien entendu. Car en la mettant en parallèle, celui-ci n'est plus rechargé par les panneaux solaire .

[DAUDET78]

Celle-ci ne s'affiche pas ? ou ne fonctionne pas ?

Il faut qu'un gentil modo la valide !

la sortie rejoint le pin + de mon port USB et le GND est relié au PIN -

Faut faire le schéma en conséquence

Enfin, concernant l'accus, comment pourrais-je palier cela, pour que ce soit fonctionnel bien entendu.

Il vaut mieux utiliser un accu de 6V au plomb.... surtout quand on a aucune connaissance sur la charge des accus Lithium

Car en la mettant en parallèle, celui-ci n'est plus rechargé par les panneaux solaire .

?????????? et pourquoi ?

[invited493f31e]

Encore merci pour ta réponse,

D'accord pour l'image.

Au plomb, d'accord.
J'avais choisi le lithium dans un premier temps pour éviter l'effet mémoire contrairement aux accu NIMH (par exemple) par rapport à ce que j'avais pu lire sur internet.

Concernant la recharge en parallèle ce n'était qu'une conjecture sauvage.

Je n'ai donc plus qu'a trouver sur internet le moyen de faire quelque chose pour éviter la surcharge et me permettre d'utiliser une batterie au lithium si je veux en utiliser une. Sauf si effectivement c'est trop dangereux.

[DAUDET78]

pour éviter l'effet mémoire contrairement aux accu NIMH (par exemple) par rapport à ce que j'avais pu lire sur internet.

il n'y a pas d'effet mémoire (c'est sur le NiCd qu'on trouve ce phénomène)
Voila un schéma pour limiter la charge d'une batterie plomb de 12V (mettre une zener de 6,5V dans ton cas)

La source, c'est ton panneau (avec sa diode)
La charge, ton régulateur

[invited493f31e]

Merci encore pour toutes tes/vos réponses selon si vouvoiement ou tutoiement (très rapides par ailleurs).
i
Dès que la pièce jointe est validée je vais regarder pour essayer de faire ça pour mon circuit. Et aussi de le comprendre en regardant ce que je trouve sur le net à ce sujet.

De nouveaux un grand merci pour l'aide !

[PA5CAL]

Bonjour

Quelques remarques qui te seront certainement utiles :


• Il est normal que ton premier montage sur piles ne fonctionne pas, puisque le 7805 nécessite une chute de tension minimale d'environ 2 V entre l'entrée et la sortie. Pour une tension de sortie de 5 V, il faut donc prévoir plus de 7 V à l'entrée, soit cinq piles alcalines AA au lieu de quatre.


• Il semble que ce que tu te proposes de faire n'est pas un chargeur, mais une alimentation.

En effet, un chargeur contient les circuits de contrôle de la charge, lesquels agissent sur la durée de cette dernière et sur l'évolution de la tension et du courant, et surveillent la température de la batterie.

Sur les téléphones portables, le chargeur est à l'intérieur de l'appareil, et ce qu'on branche à l'extérieur n'est qu'une alimentation continue stabilisée (i.e. source de tension).


• La norme USB prévoit par défaut une consommation maximale de 100 mA. Pour atteindre une consommation plus importante réclamée par la plupart des appareils, la norme USB exige un échange informatique d'informations entre eux et l'hôte (généralement un PC), afin que ce dernier autorise un courant pouvant aller jusqu'à 500 mA.

Toutefois, afin d'éviter de devoir rajouter un système USB hôte complexe et coûteux à leurs alimentations USB, la plupart des constructeurs s'autorisent à dépasser les 100 mA de base, moyennant l'ajout d'un circuit simple non standard, qui peut varier d'une marque à l'autre.

Tu seras donc peut-être contraint d'ajouter un tel circuit à ton alimentation, en fonction de l'appareil que tu souhaites y brancher.

Cela dit, la majorité des téléphones présentant une prise d'alimentation à deux contacts (sans rapport avec l'USB) ne nécessitent pas ce type artifice pour être alimentés.


• Il convient de faire la distinction entre le courant que réclame effectivement l'appareil à alimenter et le courant qu'est capable de fournir l'alimentation. Ainsi, ce n'est pas parce que le bloc d'alimentation d'un téléphone est indiqué pour 500 mA que le téléphone consommera au maximum réellement ce courant sur une durée notable.

Cette distinction est importante pour la réalisation d'une alimentation solaire, où le dimensionnement des cellules dépend directement du courant maximum à produire.


• La courbe caractéristique tension/courant des cellules solaires dépend de l'intensité lumineuse reçue et de leur température interne :



On utilise normalement les cellules solaires comme des générateurs de courant, et on les fait débiter sous une tension qui garantit qu'un courant sera effectivement délivré quelle que soit la température. Pour une tension fixe, on prend la tension nominale indiquée par le constructeur. Le courant nominal correspond quant à lui à un éclairement de 1000 W/m² (temps ensoleillé, l'été en milieu de journée).

On dimensionne par conséquent les cellules solaires en fonction :
- d'une part, de la tension et du courant requis par le circuit à alimenter ;
- d'autre part, de l'éclairement minimum qu'on compte pouvoir recevoir (laquelle dépend des conditions météo, de la position géographique, de la période dans l'année, de la période dans la journée, de l'inclinaison des cellules par rapport aux rayons du soleil, etc.).

Par exemple, si ton alimentation requiert 8 V (sortie 5V + régulateur 7805 + une diode anti-retour 1N4001) et 0,5 A sous un éclairement minimum de 250 W/² par exemple, alors il faudra choisir un groupement de cellules produisant au moins 8 V et 2 A (=0,5x(1000/250)), ce qui devrait représenter une surface totale comprise entre 800 et 1600 cm² selon la technologie employée.


• Le 7805 est un simple régulateur série. En prenant un régulateur shunt ou une régulateur LDO, tu réduirais notablement la tension d'entrée nécessaire, et par conséquent la surface et le coût des cellules solaires. Ainsi, en prenant des panneaux solaires comme celui-ci montés en parallèle avec chacun une diode anti-retour, pour fournir 5 V et 500 mA, il suffirait :
- de 2 panneaux sous un éclairement de 875 W/m²
- de 3 panneaux sous un éclairement de 585 W/m²
- de 4 panneaux sous un éclairement de 440 W/m²
- de 6 panneaux sous un éclairement de 295 W/m²
...

[PA5CAL]

Concernant mon deuxième point : dans le cas où s'agirait tout de même d'un chargeur autonome de batterie, les téléphones portables actuels utilisant des modèles au lithium qui présent de graves dangers si elle sont mal rechargées (destruction, incendie, explosion), il faudra de toute manière fabriquer une alimentation et lui adjoindre un véritable circuit de contrôle de charge.


[EDIT: désolé si le post précédent est un peu décalé par rapport à la discussion, mais je suis parti manger entre le moment où je l'ai commencé et le moment où je l'ai terminé]

[invitefaaca50b]

d'ou l'obligation d'utiliser un BMS specifique selon le type de batterie lithium (LiIon, LiPo, etc...) sinon kaboum...

[invited493f31e]

Wow !

Tout d'abord un grand merci pour cette réponse on en peut plus détaillée.
Je m'étais à vrai dire basé sur ce genre de tutoriaux trouvé sur le net :

http://www.instructables.com/id/Simp...-tin/?ALLSTEPS

http://www.instructables.com/id/Simp...rger/?ALLSTEPS

http://www.youtube.com/watch?v=f1MMF...eature=related

Je n'arrive cependant pas à saisir un point dans la relation téléphone, tension et intensité du courant.
En effet, mon téléphone lorsqu'il est branché à l'AC ou sur sur l'ordinateur en USB ou bien même débranché, il a une consommation d'environ 3.6-3.8V.

Et étant donné que mes panneaux solaires fournissent du 5V et 170-160 mA, je présumais que ça fonctionnerait , lentement certes, mais que ça fonctionnerait. Cependant j'ai l'impression que la batterie du téléphone est plus drainée que rechargée, (je n'ai actuellement pas de diode, j'attends leur livraison pour le moment, je dois avoir deux zener mais c'est tout)
Car comme tu l'as dit PA5CAL :

Ainsi, ce n'est pas parce que le bloc d'alimentation d'un téléphone est indiqué pour 500 mA que le téléphone consommera au maximum réellement ce courant sur une durée notable.

D'ailleurs je peux également voir sur mon téléphone la température de la batterie en plus de la tension. (Si tant est que ça puisse avoir un rapport avec les circuits de charges intégrés.)

PS : je n'y mets pas de la mauvaise volonté, j'essaye véritablement de comprendre.

Sur les téléphones portables, le chargeur est à l'intérieur de l'appareil, et ce qu'on branche à l'extérieur n'est qu'une alimentation continue stabilisée (i.e. source de tension).

Mais de fait, connecter des accu ou piles AA ou panneaux solaires ne présentent pas de risques pour la batterie et/ou le téléphone ?
Si oui, quelles sont les précautions à prendre lors de la construction du circuit pour éviter que ladite batterie soit mal rechargée.

Et concernant le BMS, il s'agit bien du cas où le circuit de charge ne serait pas intégré, c'est bien cela ?


En tout cas, encore merci
J'espère aussi que mes questions / inquiétudes sont claires.

Merci d'avance pour vos réponses.

[DAUDET78]

il a une consommation d'environ 3.6-3.8V.

Une tension n'a jamais représentée une consommation !

[invited493f31e]

Oups, alors : il y a une tension d'environ 3.6-3.8V aux bornes de la batterie ?

[DAUDET78]

C'est la tension que tu mesures sur la batterie de ton GSM ? quoi à voir avec la tension donnée par ton adaptateur secteur ou solaire externe ? rien

[PA5CAL]

Tout d'abord, je te conseille de te méfier des réalisations présentées sur le site instructables.com, dont certaines ne sont que de honteux bricolages, incertains et parfois dangereux.

Si c'est au travers du téléphone que tu recharges la batterie, alors tu n'as pas à te soucier de la tension ni du courant de cette dernière. Tu dois seulement fournir la tension exigée par le téléphone, en produisant le courant maximum qu'il consomme effectivement (recharge + communication éventuelle).

Connecter directement des accus, des piles ou des cellules solaires présente un risque pour le téléphone parce que la tension ne sera certainement pas celle attendue par ce dernier. En revanche il n'y a pas de risque à les utiliser avec un régulateur si la tension de sortie de celui-ci est correcte. (NB: surtout ne pas utiliser de régulateur shunt dans le cas des piles ou accus !)

[invited493f31e]

A vrai dire c'est mon GSM qui le mesure seul.
Et bien je ne sais pas, si éventuellement il y avait un rapport entre le fait que mon chargeur AC sorte du 5V et que mon téléphone n'utilise que 3.7-3.8 en règle général.
Je préfère préciser des choses inutiles et que l'on me corrige plutôt que de ne pas m'expliquer, j'apprends en outre.

C'est effectivement par son biais que je procède pour le recharger.

Donc dans mon cas, le LDO serait la meilleure solution donc ? Avec des diodes pour éviter que la batterie de mon téléphone ne se vide sur les panneaux ?

Et si éventuellement je veux un accu pour réhausser un peu le tout, le recharger à part avec un chargeur prévu à cet effet.

Merci à vous deux.

[invitefaaca50b]

pour reprendre en clair

- un telephone n'utilise pas un chargeur, mais une alimentation stabilisée (en general une tension FIXE comprise entre 5 et 9V suivant les modeles de GSM)
- le systeme de gestion de charge est integré au GSM. Quelque fois dans certaines batteries (cas rare).
- une batterie LiIon ou LiPo ne doit pas etre chargee sans gestionnaire de charge adapté.

Et pour le systeme de mise en forme du PV, il te faut un regulateur shunt pour obtenir la tension adaptee a ton GSM. Un PV est un generateur de courant distingué par deux points: Tension a vide et courant de court-circuit. Si ton telephone est alimenté par l'alim externe en X volts, il te faut regler la regul de ton PV a X volts.

Tu peux inserer par exemple une batterie au plomb 12V qui sera chargee et ensuite un regulo a decoupage te permettra d'avoir la tension desiree pour ton utilisation.