Chargeur solaire PWM

[Raphael2]

Bonjour,

J’aimerais faire un petit chargeur solaire PWM commandé par un Atmega328P, j’ai fait quelques recherches sur le net mai je n’ai pas vraiment trouvé de schéma complet alors je me suis inspiré de plusieurs schémas.
Le principe de ce que je veux faire : L’Atmega scrute la tension de la batterie grâce au diviseur de tension en (entrée 23), en fonction de la tension il régule la charge de la batterie grâce au MOSFET en pwm (sortie 15) et active ou non la sortie de courant pour alimenter la charge (sortie 16) via l’autre MOSFET (pour éviter une décharge profonde de la batterie gel plomb)

L'Atmega serra réalimenté par une alimentation à découpage branchée à la batterie.


-Mon schéma est il correcte ?

-Pour mesurer la tension de la batterie ce que j’ai fait est correct ?

-Pour générer le PWM je me suis dit que j’allais faire un PWM à 100% tout le temps sauf quand la tension de la batterie serra presque au maxi ou je diminuerais progressivement jusqu’à 0% ou 5% pour la charge de Float. Vous en pensez quoi ? Peut être qu’il faut mieux faire des petites impulsions durant la charge ?

Merci beaucoup
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[DAUDET78]

Et tu as besoin d'un µC pour faire ça ???? et pourquoi pas un IBM1800 ????
Tu as un lien WEB sur ton panneau ?
A 90% de chance, tu branches ton panneau sur la batterie avec un régulateur shunt et c'est torché.

PS : de plus, je pense que ton schéma ne marche pas .

[Raphael2]

Salut,
Enfaîte je vais utiliser le µC pour d'autres usages, donc de toute manière il serra là lui !
pas de lien WEB sur le panneau mais voici quelques infos sur lui :

Pmax 20w
Imp 1,16A
Vmp 17,20V

qu'es qu'y vas pas sur mon schéma ?

[DAUDET78]

Il est un gros poil trop puissant . En plein soleil, il délivre 1,2A , alors qu'il faut 0,7A pour charger correctement ta batterie
L'idéal serait d'avoir une batterie de plus de 12Ah

Enfaîte je vais utiliser le µC pour d'autres usages, donc de toute manière il serra là lui !

Mais certainement pas avec ce schéma !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Raphael2]

Ok je voie, je vais plutôt réduire le panneau avec un panneau de 10W : Tension nominale 18v / Courant max 0,62A.

Là c'est mieux. Et pour le circuit où sont les problèmes ? Merci

[Raphael2]

Bonjour,
J'ai continuer mes recherches et j'ai un peut modifier un schéma, ce schéma vous parais plus correcte ?
Par contre il est fait pour un panneau et une batterie 6V et non 12V comme il me faut. Pour les diviseurs de tensions (pour mesurer la tension) ça ne va pas me poser de problème je vais mettre 10K et 27K. mai pour le reste pouvez vous m'aider ?

Merci

[Raphael2]

voila je pense que ça marche :

[DAUDET78]

Tu laisse tomber tout ce qui est à gauche de la batterie et tu relies ton panneau solaire directement sur la batterie 12V 7Ah ( avec une 1N4004 en série)

Il y a du soleil, le panneau charge la batterie avec 0,7A (no problemo !)
Par contre, faut arrêter la charge si la tension batterie est au dessus de 14,5 !

Un régulateur shunt fait le travail :

[Raphael2]

Bonjour, je te remercie mai je souhaite vraiment faire un système par pwm pour éventuellement après le faire évoluer en MPPT.

[DAUDET78]

faire un système par pwm pour éventuellement après le faire évoluer en MPPT.

Sauf que ce qu'il y a en commun entre les deux, c'est le MOS .

[Raphael2]

C'est vrais que c'est pas vraiment pareil mai c'est déjà un petit pas pour apprendre la gestion de la batterie...
Voici un lien intéressant pour qui veux : http://www.instructables.com/id/ARDU...n-20/?ALLSTEPS

[Raphael2]

Salut, je me permet de revenir à ce sujet, car je m'intéresse toujours au chargeur PWM!

Daudet, tu disais que je devais mettre un panneau solaire plus petit (ou une batterie plus grosse) pour limiter l’intensité de charge à C10 si j'ai bien compris.
Mai imaginons que j'utilise un panneau 12V Imp 1,16A et une batterie 12V 1,2 A Donc normalement je doit charger à 120mA, le panneau est disproportionné. Seulement si il y a moins de soleil (un très légers voile nuageux) il produira peut être encore 12V et 300mA ce qui me permettra de continuer a charger normalement ma batterie !

J'aimerais faire un chargeur comme ça, comment je peut "gérer" l’intensité de charge ? en réglant le pourcentage du PWM ? je pense qu'il faut aussi insérer un capteur de courant non ?

Merci !

[Raphael2]

Personne ne peut répondre à mon problème ?

[Antoane]

Bonsoir,

...limiter l’intensité de charge à C10

C/10

Mai imaginons que j'utilise un panneau 12V Imp 1,16A et une batterie 12V 1,2 A Donc normalement je doit charger à 120mA, le panneau est disproportionné. Seulement si il y a moins de soleil (un très légers voile nuageux) il produira peut être encore 12V et 300mA ce qui me permettra de continuer a charger normalement ma batterie !

L'idée est bonne, d'autant plus que le panneau ne fournira 1.16A qu'en des conditions très très favorable, quasiment jamais atteintes en pratiques.

J'aimerais faire un chargeur comme ça, comment je peut "gérer" l’intensité de charge ? en réglant le pourcentage du PWM ? je pense qu'il faut aussi insérer un capteur de courant non ?

Il faut mesurer le courant circulant dans la batterie (par exemple avec une résistance de shunt aux bornes de laquelle tu mesures la tension) et agir en fonction de cette tension sur le courant circulant dans la batterie.

Avec cette méthode, tu n'as pas vraiment d'autre choix que de dissiper le surplus d'énergie produite, dans le panneau lui-même ou dans un transistor ballast. Il est préférable est plus simple de le faire dans le transistor de manière à ne pas surchauffer inutilement le panneau, cela entraînant un vieillissement anticipé.

Cela peut se faire :
- de manière numérique : en mesurant le courant dans la batterie, via l'ADC du µC, puis en utilisant un régulateur numérique intégré dans le µC, générant un signal PWM qui sera filtré pour générer une tension de commande analogique appliquée au mosfet (le mosfet est alors employé en résistance variable) ;
- de manière analogique, en plaçant uniquement un AOP (et une ou deux bricoles) entre le shunt et le MOSFET (le mosfet est alors employé en résistance variable).
Dans la méthode numérique, le µC génère un PWM, mais c'est une tension constante, filtrée qui est envoyée au mosfet, pas un PWM.

Il serait également possible de réaliser une alimentation à découpage complète, permettant d'utiliser une résistance de puissance de valeure fixe pour dissiper la puissance excédentaire tout en autorisant un fonctionnement MPPT, mais c'est une autre paire de manche. Plus fun, plus efficace, mais plus complexe à mettre au point.

Désolé si ce n'est pas tout à fait clair : il est tard

[Raphael2]

Bonjour et merci pour ton aide !
Je vais opter pour la manière numérique, tu a une idée du montage du mosfet ?
Pour la mesure de courant par résistance de shunt est intéressante mai pas trop consommatrice de courant ?

merci

[Raphael2]

J'ai peut être une question un peut bête si je reprend mon schémas #7 si mon panneau délivre 12V 500mA (pur exemple) si je génère un PWM sur le mosfet de 50% la batterie ne vas pas ce chargée tout simplement à 12V 250mA ?

[Antoane]

Bonjour,

Je vais opter pour la manière numérique, tu a une idée du montage du mosfet ?

Il faut convertir la tension PWM en une tension continue ayant pour tension la valeur moyenne du signal PWM.
Puis l'appliquer, d'une manière ou d'une autre, au mosfet... Une idée ?

Pour la mesure de courant par résistance de shunt est intéressante mai pas trop consommatrice de courant ?

Elle va consommer un peu de tension, 100mV parait raisonnable :
- suffisamment faible pour ne pas engendrer trop de pertes ;
- suffisamment faible pour pouvoir être aisément amplifié par un AOP puis numérisé par le can du µC.

J'ai peut être une question un peut bête si je reprend mon schémas #7 si mon panneau délivre 12V 500mA (pur exemple) si je génère un PWM sur le mosfet de 50% la batterie ne vas pas ce chargée tout simplement à 12V 250mA ?

En moyenne, oui. Deux inconvénients néanmoins :
- le courant crête sera plus élevé, ce qui est "un peu" (combien, je ne sais pas) gênant ;
- cela entraîne un échauffement supplémentaire du panneau solaire (pendant 50% du temps, les 12*.25=3W sont dissipés dans le panneau), que l'on cherche généralement à éviter.
Après, si tu veux simplifier au maximum, c'est une possibilité -- sur laquelle je ne suis effectivement passé que très rapidement en post 14.

[Raphael2]

Merci pour ta réponse,

j'ai acheté un ACS712 pour la mesure du courant, il délivre 185mV/A. Ça serra plus simple et plus fiable.
J'ai réfléchis au montage il faudrait donc transformer le PWM en signal analogique avec un montage RC (filtre passe bas) c'est ça ?
Vous pensez quoi ce ce schémas ? (j'ai pas insérée la sonde de courant)

[Raphael2]

Il est pas bon mon montage si ? ça fait un court circuit sur la batterie là non ?

[Antoane]

Bonsoir,

j'ai acheté un ACS712 pour la mesure du courant, il délivre 185mV/A. Ça serra plus simple et plus fiable.

Plus "fiable" ?
Pas sûr que la précision soit meilleure non plus.

J'ai réfléchis au montage il faudrait donc transformer le PWM en signal analogique avec un montage RC (filtre passe bas) c'est ça ?
Vous pensez quoi ce ce schémas ? (j'ai pas insérée la sonde de courant)


Pièce jointe 290375

L'idée est là.
Comment as-tu calculé R1 et C1 ?
Il faudrait remplacer le MOSFET par un NMOS et retirer le NPN et ses résistances. En fait, vu que le bute st de générer une source (ou, plus précisément, un puits) de courant, utiliser un NPN (éventuellement darlington) en colleteur commun serait sans doute préférable (pas de résistance de base, une grosse résistance entre l'émetteur et la masse). Je te laisse comprendre le truc et le calculer

Le composant de puissance fonctionne en linéaire, il n'est jamais complètement passant, la batterie n'est jamais court-circuitée.

Il faut garder une diode en série entre le panneau et la batterie, pour éviter de la décharger dedans la nuit. Je te laisse trouver où la mettre...

[Antoane]

Bonjour,

En PJ le schéma complet de ce que tu voudrais faire. Adapté à un panneau fournissant 1A max.

Je le mets sous spoiler, ne le regarde pas si tu préfères continuer à le concevoir ainsi, pas à pas.

 Cliquez pour afficher

[Raphael2]

Salut Antoane ! !
super merci beaucoup je t'avoue que j'etais un peut perdu.. déja je ne savais pas trop comment trouver les valeurs du couple passe bas RC...
Aussi je me demandais pour la fréquence du PWM je dois la diminuer ou je peut utiliser directement le signal à environ 500Hz ?

Pour Q1 j'ai des 2N3055 (NPN SI-N 60V 15A 115W TO3) je peut en mettre un sans problème ?
Pour M1 Je vais mettre un IRF9540.

Une dernière petite question, qu'est-ce qui bride ton montage à un panneau 1 A ?

Merci beaucoup

[Antoane]

Bonsoir,

Le schéma post 21 est calculé pour une fréquence de PWM de 500Hz. Elle peut être modifiée, à condition de faire varier en conséquence l filtre R3-C1 et le régulateur donnant la valeur du rapport cyclique à appliquer en fonction du courant mesuré. Rien de bien compliqué a priori.

Pour Q1 j'ai des 2N3055 (NPN SI-N 60V 15A 115W TO3) je peut en mettre un sans problème ?
Pour M1 Je vais mettre un IRF9540.

Oui pour le 2N3055.
L'IRF9540 (http://www.irf.com/product-info/data...a/irf9540n.pdf) peut convenir si c'est pour vider un tiroir, mais ce n'est pas un choix optimal : 117mOhm risque de causer une chute de tension non négligeable... A voir en fonction de combien de courant tu tires sur la batterie. Par ailleurs, ce transistor demande 10V de tension de commande, davantage que ce que peut produire ce schéma. Il faut alors le modifier en mettant directement l'émetteur de Q3 à la masse et en ajoutant une résistance de base (~47k).
Et tant qu'on y est : n'importe quel transistor convient pour Q3. On pourra même de préférence en prendre un à faible gain (eg. un BC547a), mais ce n'est pas critique.

Une dernière petite question, qu'est-ce qui bride ton montage à un panneau 1 A ?

Le schéma de principe serait valide pour n'importe quelle puissance, le choix des composants (R1 à R3, C1, D1). En gros, R1, R2 et R3 sont inversement proportionnels aux courant max. C1 lui est proportionnel.
Par ailleurs, quand on sait combien coute l'électricité solaire, on évite de trop la gaspiller Coût et complexité d'un petit montage linéaire comme celui-ci sont bas, le rendant attractif face à un circuit à découpage. Lorsque la puissance augmente, l'inéquation s'inverse.

Note que R1 n'est pas indispensable, elle peut être court-circuitée ; cela ne fera que transférer un peut de dissipation de chaleur sur Q1.

[Raphael2]

Ok merci Antoane pour ta réponse.
Pour le 2N3055 j'imagine qu'il faut que j’installe un dissipateur assez conséquent.

Pour l'IRF9540 Non bien sur je peut prendre autre chose ! Tu a une idée de PMOS TTL?

aussi pourquoi a tu mis R4 et R5 10K plutôt qu'une seule résistance de 20 K

Mercii

[Antoane]

Bonsoir,

Pour le 2N3055 j'imagine qu'il faut que j’installe un dissipateur assez conséquent.

Je te laisse le calculer. La procédure est indiquée (par exemple) ici : http://www.sonelec-musique.com/elect...ur_calcul.html
Tout commence par déterminer la puissance maximale dissipée par le composant. Dans quelle situation (ensoleillement, état de charge de la batterie, courant consommé en sortie...) sera-ce le cas ?

Pour l'IRF9540 Non bien sur je peut prendre autre chose ! Tu a une idée de PMOS TTL?

par exemple :
http://www.farnell.com/datasheets/1911762.pdf
http://www.farnell.com/datasheets/1719609.pdf
http://www.farnell.com/datasheets/1707328.pdf
http://www.farnell.com/datasheets/1719611.pdf
http://www.farnell.com/datasheets/1707328.pdf
http://www.farnell.com/datasheets/1917305.pdf
http://www.farnell.com/datasheets/1911971.pdf
etc.
Chez ce vendeur ou un autre.
Tu peux aussi en prendre un non-TTL, à condition de modifier la commande, comme indiqué dans mon post prcdt.

aussi pourquoi a tu mis R4 et R5 10K plutôt qu'une seule résistance de 20 K

Bonne question, merci de l'avoir posée
En achetant 3 résistances de 10k ensemble, tu as de "bonnes chances" d'avoir des composants provenant du même lot de fabrication, ayant donc des défauts similaires (exemple : les 3 résistances feront 10,11, 10,12 et 10,10 kOhm). De là, l'erreur dans la division de tension sera plus faible. Ce n'est pas garanti, mais fort probable.
De plus, en utilisant des résistances de même valeur, tu assures que la dissipation thermique de chaque composant est la même, donc qu'ils sont à la même température, donc que leur valeur est identique.
Bon, étant donné la précision du reste du montage, pas sûr que le raffinement soit nécessaire, mais c'est joli

[Raphael2]

Merci ! j'ai acheté tout les composants ! je vais pouvoir commencer le montage !
Dit moi R1 et R2 c'est 5,6 KOhm et 2,2 KOhm et pas Ohm c'est bien ça ?

[Antoane]

Bonjour,

Non, ce sont des résistance de faible valeur : 2.2Ohm et 5.6 Ohm.

Elles doivent pouvoir dissiper une puissance conséquente : au moins 7W pour la première, au moins 3W pour la seconde.
Il faudra également refroidir Q1.

[Raphael2]

Merci beaucoup !