Chargeur batterie Li-Ion/Li-Polymere via panneau solaire ou usb + microcontrôleur

[Marcaurel]

Bonjour,

J'ai déjà cherché sur internet et sur ce forum. J'en ai tiré quelques schématiques mais rien de vraiment concret. J'aurais donc souhaité avoir vos avis et savoir si des personnes on déjà travaillé sur ce sujet.
Voila, je souhaiterais réaliser un projet avec un microcontrôleur basse consommation et totalement autonome sur batterie alimenté via panneau solaire. Le but est que le microcontrôleur soit alimenté quelque soient les conditions (si plus de soleil, la batterie prend le relais sans interruption et inversement). Je sais que ceci existe. Si j'ai bien saisi, ce genre batterie demande une phase de recharge très particulières si l'on ne veut pas les détériorer. Voici un schéma qui résume le principe de ce que je souhaite réaliser:


J'ai trouvé quelques composants pour la recharge et l'alimentation qui pourrait m'intéresser:
mcp73871 (microchip)
bq25504 (texas instrument)
bq24210 (texas instrument)

Le microcontrôleur est un MSP430 (texas instrument) basse consommation (<300 uA en mode normal et 0.5uA en veille)

Je me pose encore beaucoup de questions et je souhaite démarrer des tests sur plaque à trous assez rapidement. J'aurais donc souhaité savoir si des personnes avait déjà réaliser ce genre de projet.

Voici un lien d'une carte existante http://learn.adafruit.com/usb-dc-and...arger/overview mais je manque d'info et souhaite réaliser la mienne et donc connaitre certains retours sur le sujet.

PS: Je ne suis pas électronicien (même si j'ai une formation) mais plus informaticien
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[invite03481543]

Bonjour,

je vois que tu as cherché un peu, tes références de composants sont plutôt bonnes.
Quelle genre de question te poses-tu?

Ce que je peux te dire pour le moment:

-Ton µC sera alimenté par un aiguillage à diodes ou à Mos au choix, le deuxième étant moins gourmand en terme de pertes et te permettra de descendre plus bas en tension (tu vas gagner les 0.7V de la diode).
-Il te faut en effet un circuit de recharge dédié aux cellules Lithium.
-Il te faut pouvoir anticiper le fait que ta batterie peut descendre en dessous d'un niveau critique de charge (pas suffisamment de soleil par exemple sur une très longue période) et donc tu dois faire en sorte que ton µC anticipe sa mise en sommeil avant la disparition de l'alimentation (si par exemple tu as des données critiques à enregistrer).

@+

[Marcaurel]

Merci pour ta réponse.
La première question à laquelle je dois répondre (et qui selon moi conditionne tout le projet) et de déterminer ce fameux chip. En effet, il me semble que certaines personnes connectent directement les panneaux sur la batterie ! D’où ma question: est ce que ce chip est utile ? Je crois que oui. Ensuite lequel choisir, chez TI, la série des bq2XXXX est impressionnante, et je suis un peu perdu, j'ai même trouvé une autre référence: bq24070 qui me semble intéressante. Bref, je ne sais vraiment pas sur quoi partir !

[invite03481543]

Déjà il faudrait que tu en dises un peu plus sur ta configuration batterie, si tu as une référence de cellule, le type d'assemblage (nombre de S et nombre de P), la nature de la charge que tu vas brancher dessus, la référence de tes P.V, l'autonomie souhaitée, etc.

Par exemple une 3S4P signifie un groupement de 4 cellules en Parallèle sur 3 étages en Série.
Il faut connaitre ça avant tout.

Le MSP430 est un 16 bits RISC, c'est du grand luxe pour une si petite réalisation... à moins que tu aies déjà tout ce qu'il faut.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Marcaurel]

Je pense utiliser une seule cellule de 0.8W (160 mA sous 5-6V en condition optimale).
La batterie sera surement une 500 mAh de type LiPo ou Lithium Ion.
La charge sera un microcontrôleur et peut être un moteur qui ne tournera que très rarement.
L'autonomie: au moins 1 mois si possible.

Concernant le MSP430, j'ai déjà bossé dessus mais sur des MSP430F5528 et je sais qu'ils sont réputés pour tout ce qui est domotique et très faible conso. Le MSP430 que je pense choisir est beaucoup plus petit en terme de pin et de mémoire (2ko de flash, 256o de ram) J'ai commandé une Launch Pad pour les programmer mais je reste ouvert à toute autre proposition

J'ai vu des montages sur le net dans lesquels le panneau, la batterie et la charge sont en parallèles, une simple diode (Schottky je crois) protège le panneau.
On a donc la configuration suivante: solar panel -> diode or charger -> battery -> load
Ce montage me semble beaucoup trop simple, et surtout risqué vis à vis de la batterie.

[invite03481543]

Oui tu as raison Marcaurel, ce montage est tout à fait simpliste.

Dans ta problématique il y a des solutions, d'un coté il faut exploiter le principe MMPT pour ton panneau afin d'en tirer le meilleur parti, pour cela tu as par exemple une jolie solution chez ST avec le LPV1040 couplé au L6924D.
Tu as ainsi une solution à très haut rendement avec un MPPT fait sur mesure selon le principe "perturb and observe".

[ftorama]

Concernant le micro et l'évaluation de la conso, c'est un peu plus compliqué que ça. Il faut en effet prendre en compte la conso moyenne de ton système, basé sur le ratio temps actif/ temps en veille. Un autre point qui est hélas rarement documenté, c'est le pic de courant au réveil du micro. Quand on commence à compter les microwatts, ça peut devenir important.

De plus, le MSP430 est bon question conso mais ça n'est pas le seul. Un ATtiny261A par exemple tourne à 200 µA/MHz en actif et 0.1µA en veille.
Histoire d'en avoir sous le capot, un STM32L1 sera autour de 230 µA/MHz et 0.3µA en veille.

Je n'ai hélas pas de solution miracle à te donner mais ces deux exemples sont là pour te montrer qu'il vaut mieux regarder les specs que les plaquettes publicitaires (et surtout tester sur table)

[Marcaurel]

Bonsoir et encore merci pour à vous pour vos réponses,
Je suis désolé pour le retard mais je n'étais pas chez moi pendant 2 jours mais me revoici

J'ai regardé le chip de chez ST, il semble complexe à mettre en oeuvre mais je vais étudier la question.

Concernant le micro, effectivement, il va falloir que je réfléchisse surement un peu plus que ça. Et puis rien ne vaut les tests sur maquette
Mais pour le moment je préfère me concentrer sur le régulateur de charge de la batterie.

Voici un exemple de schéma que j'ai trouvé avec un bq24210:

circuit.jpg

La question que je me pose: Il n'y a pas de circuit de protection lorsque la batterie descend sous le seuil de décharge ? Est ce grave ?
L'autre composant de chez TI qui me semble intéressant est le bq25504 qui lui semble intégrer des seuils de sécurité pour la charge et la décharge.
Ensuite chez microchip, il existe ce composant dont voici une implémentation dans un circuit. Lui aussi me semble intéressant mais le problème est que d'après la datasheet, il est spécifié pour une entrée USB ou AC/DC et non un panneau solaire ...

schem2.jpg

Donc d'après vous, ces chip ne sont-ils pas surdimensionnés pour ce que je veux faire ? En connaissez vous d'autres, peut être plus simple ?
Le second souci qui va se poser est le package, ils sont quasi tous en QFN, ça risque être difficile à souder, mais pas impossible
Concernant le MMPT, je crois qu'ils intègrent tous cet algorithme ou du moins un similaire.