Batterie li-ion rechargée par un panneau solaire 4v

[Vozek]

Bonjour
Je conçois une sonde de temperature autonome. La sonde possedera un panneau solaire generant 4v 40mA max et une batterie pour alimenter un Pic et un nRF24l10.
Pour faire simple, je souhaite utiliser une batterie li-ion ou ni-mh et la connecter directement à la cellule photovoltaique sans circuit de recharge.
En journée, la cellule delivrera quelques milliampere sous 4v max et chargera la batterie (non pas jusqu'au 4.1 ou 4.2 volt necessaire à une charge complète, mais vu la consommation moyenne du montage de 90uA, ce n'est pas grave).
La nuit, la cellule photovoltaique se comportera comme une diode laissant la batterie se decharger dans le circuit uniquement.

Est-ce qu'une batterie li-ion peut supporter une tension de 4v continuellement appliquée à ses bornes ? Il ne s'agit pas d'une surcharge à priori. Le courant s'annulera tout seul lorsque la tension au bord de la batterie atteindra 4v.

Est-ce qu'une charge tres lente (<C/10) peut reduire la duree de vie de la batterie ?

Quel batterie est davantage adaptée pour cette application, li-ions, ni-mh (3 cellules) ou une autre ?

Merci
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[DAUDET78]

La nuit, la cellule photovoltaique se comportera comme une diode laissant la batterie se decharger dans le circuit uniquement.

Non, il faut une diode en série pour éviter la décharge

Le courant s'annulera tout seul lorsque la tension au bord de la batterie atteindra 4v.

je pense que tu es fort optimiste (ou pessimiste !)
Tu as la tension à vide et le courant de court circuit de ton panneau solaire ?

[Vozek]

Tu as la tension à vide et le courant de court circuit de ton panneau solaire ?

Je possède très peu d'informations sur le panneau solaire. C'est un produit chinoix bas de gamme :
http://fr.aliexpress.com/item/4V-40m...881533574.html

Mais j'imagine que le courant de court circuit est de 40mA et que la tension à vide est de 4V.

Non, il faut une diode en série pour éviter la décharge

D'accord. Il me faut donc un diode avec la plus petite chute de tension possible. J'imagine qu'on ne peut déscendre en dessous de 250 mV. Dans le meilleur des cas la batterie aura une tension de 3,75V une fois chargée.

Après réflexion, il me faudrait un panneau solaire de 5v en série avec une diode dont la chute de tension serait de 0,9V.

Ma seule contrainte est la taille du panneau, que j'aimerais la garder en dessous de 50 x 50mm. Des panneaux de cette taille génerent 40mA sous 4V mais seulement 1 à 3 mA sous 5V. Est-ce suffisant pour passer la diode et alimenter la batterie ?

[DAUDET78]

Je possède très peu d'informations sur le panneau solaire.

Tu as le panneau sous la main ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Vozek]

Je ne l'ai pas encore recu, c'est bien cela qui me pose problème...

Sinon j'ai pensé a un convertisseur Boost :


lorsque la tension au borne de la batterie atteint 4,1 Volts, la sortie PWM s’arrête.
J'ai calculé les valeurs du convertisseur afin de générer une tension de 5V @ 10mA (500 kHz, PWM 30%, 100uF). Doit-je ajouter une zener afin que le chargement s'effectue à tension constante de 4,1V, ou bien un arrêt de la charge a 4,1V suffit ?

[Kissagogo27]

Bonjour, attention au Li-ion , selon sa technologie c'est une limite infranchissable a 4.1v ( anciens accus ) ou 4.2V ( récents )

pour sa charge ,voyez ici http://www.ni-cd.net/accusphp/theorie/lithium/index.php

une partie de la courbe se fait a courant constant ( limité a 1/2C , voir C selon l'accus ) jusqu'à une tension de cellule vers 4.1V , ensuite la charge se poursuit a tension constante et on coupe la charge quand le courant de charge descend sous 0.03C .

il faut aussi un monitoring en température .

[Vozek]

Je sais bien, mais pour faire le plus simple possible, il n'y a pas besoin de faire courant constant / tension constante je pense.
Cela est obligatoire, lorsque l'on souhaite recharger complètement une batterie li-ion le plus vite possible. Ici le temps de recharge m'importe peu et le courant de charge ne dépassera jamais les quelques mA délivré par le panneau solaire + convertisseur boost. D'autant plus qu'une charge complète n'est pas essentielle pour moi. donc pas besoin de le phase tension contante pour finir la charge.
par contre la simplicité est primordiale pour moi (faible coût et encombrement).

Du coup l'idée est d'injecter ce faible courant provenant du panneau solaire sur la batterie jusqu’à ce que la tension à ses bornes atteigne les 4.1 ou 4.2V.
A ce moment la, le microcontroleur arrete sa sortie PWM et envoie un 3.3V continue sur le transistor pour le rendre passant et ainsi arrêter la charge de la batterie.
une fois la tension redescendu sous les 3.9V, et à condition qu'il y ai de la lumière, le microcontrôleur remet sa sortie PWM en marche. Le convertisseur Boost recommence à injecter du courant dans la batterie.

Bien évidement la température est surveillée avec une thermistance.

[invitebdb64490]

Bonjour,

Avec des batteries NI-MH et une charge très lente courant = 1/20 capacité, la durée de vie des accus est impressionnante :
J'ai une lampe de poche solaire qui fonctionnais ainsi, elle à fonctionné plus de 15 ans avec deux pauvres accus 850mA et une diode.

Je ne suis en revanche pas sur que ce type de fonctionnement corresponde au li-ion.

Pour le panneau solaire, je te conseille du 6V.

http://www.ebay.fr/itm/181782552384?...%3AMEBIDX%3AIT
Si tu est limite en tension, ça va se recharger que lorsque tu est pile en face du soleil.

Salutations,

Thomas

[bobflux]

Un accu LiIon standard qui se charge à 4V2 (pour avoir une charge complète) peut être chargé en float à 4.05V (ou 4V) indéfiniment tant que le courant et la température restent raisonnables.

Tu peux utiliser un panneau solaire de 4V ou plus et un LDO de 4V "reverse current protected" qui jouera le rôle de diode anti-retour sans seuil.
http://www.st.com/st-web-ui/static/a...DM00115960.pdf

Ou sinon, un panneau solaire de 5V ou plus, une diode de base, et n'importe quel LDO tant qu'il sort du 4V.

Ou un régulateur shunt (mais la conso risque d'être un peu plus élevée).

Perso, je mettrais un panneau 6V et un LDO. C'est le plus simple. Ça te donne une marge sur la tension, ça marchera quand même si il y a un nuage... Te prends pas la tête avec un DC-DC boost, qui va nécessiter une gestion assez fine car si il tire trop de courant du panneau, sa tension va s'écrouler...

Si le truc doit fonctionner en dessous de 0°C alors c'est plus compliqué car il est déconseiller de charger un accu au lithium trop froid (ou trop chaud). Je ne sais pas si un NiMH prendra bien la charge dans ce cas, mais si la conso du montage n'est que de 90µA, tu peux envisager un supercondensateur.