Choix d'une batterie/ pile + IC de charge pour appareil

[KoRRoK]

Bonjour à tous !

Je développe un réveil matin et qui fait aussi office de chaine-hifi avec un Raspperry, écran tactile 7 pouces, et amplificateur Class D 2x20W Adafruit.

Je penne à trouver une solution pour y ajouter une batterie, à cause de courants relativement important.

Ma premier idée était de vouloir y inclure une batterie Lithium et son circuit de charge, mais j'ai de grande difficulté à trouver l'IC qui va bien avec un schéma d'application compatible.


N'ayant pas trouver, je suis parti sur une alimentation avec des pilles Alcaline 1.5V LR6, mais a cause de son impédance trop élevée (environ 1.2 Ohm) je doit en mettre beaucoup trop pour avoir une chute de tension sur les pilles acceptable, Comme vous pouvez le voire sur le schéma.



Le Raspbbery pi 3 et l’écran consomme au maximum 1.1A sur 5V selon les informations que j'ai trouvé.

L'amplificateur Class D peut être alimenter entre 5V et 12V. Sa puissance varie en fonction de cette tension: 5V -> 2x3.6W (1.44 A), 12V -> 2x17W (2.84 A).

Je désire Alimenter l'ampli en 12V sur le secteur, mais il est envisageable que je l'alimente uniquement en 5V lorsque il et sur la batterie

Je suis quelque peu aussi embêter de ne pas trouver sur les datasheet la résistance interne des batteries lithium ou NiMh qui me semble pourtant une information importante pour mon projet.


L'appareil fonctionnera 24h sur 24, une très grande majorité du temps branché sur le secteur, l’écran sera la plus par du temps éteint (gestion via un capteur Pir), l'ampli Class D comme que quelque uA en standbye. Du coup une capacité de la batterie relativement faible m'est suffisant 3Ah devrais suffir, par contre elle devrais arriver à fournir au minium 2,6A sans chute de tension. et avoir une tension minimum de 6.3V (Tension Raspberry Pi 5V + DropOut LM1084 1.3V) et une tension maximum de 12V. La tension de la batterie doit aussi être mesurer et retourner au Raspberry Pi.


Au plaisir de lire vos éventuelles suggestions.
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[f6bes]

Bjr à toi, De quelle façon as tu fais tes calculs " d'autonomie" de ta batterie ( 3 Ah )
Si elle doit fournir à minima 2.6 A avec une capacité de 3 Ah..ca va pas durer longtemps.
Bonne journée

[invite5637435c]

Bonjour,

l'autonomie ne doit pas être calculée avec une puissance max mais moyenne, il y a peu de chance (et je vous le déconseille) que vous utilisiez votre ampli à puissance max...
Mon avis serait que si vous basculez hors secteur dans ce cas interdisez l'usage de l'ampli.

La connaissance de la résistance interne de votre batterie ne vous sera d'aucun intérêt, ce qui compte ce sont les Ah ou les Wh pour ce calcul d'autonomie.

[KoRRoK]

@f6bes

Cela fait un peu plus d' 1h d'autonomie lorsque le réveil "sonne" est suffisant , la batterie c'est un système de secours.

Une valeur plus grande serai effectivement intéressante, après c'est juste que sa peut vite coûter très chère.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5637435c]

Dans ce cas avec juste la fonction réveil et sonnerie vous tiendrez bien plus longtemps.

[KoRRoK]

Merci HULK28 et f6bes,


@HULK28

L’alimentation de l’ampli en mode batterie est indispensable. Mais effectivement cela est une bonne chose de limiter la puissance de l’ampli dans ce cas, je pourrais ajouter un circuit qui détecte quand l’appareil et sur batterie et donner cette info au Raspberry PI. Je ne vois encore pas trop comme ajouter cela

Pour ce qui est de la Résistance interne je m’étonne que cela ne soit pas important, peut être que je fais une erreur ? Voici mon résonnement:

- Pour une pille alcaline 1.5V LR6 la résistance interne et d’environ 1.2 ohm

- Le courant max de cette pille (montage en court-circuit) et donc de : I=U/R = 1.6/1.2 = 1.34 A max pour pille chargée, et de 1/1.2 = 830mA max pour une pille déchargée


- Si je branche en série les pilles le courant max et identique, donc dans mon cas avec 7 pilles 1.5V Imax = 830mA pour 7V min

- Pour augmenter ce courant Max je mets en parallèle les pilles afin de diminuer cette impédance -> avec 4 de pilles en parallèles : 1 / ( 1 / 1.2 + 1 / 1.2 + 1 / 1.2 + 1 / 1.2 + 1 ) = 0.3 ohm, et donc un courant max de I=U/R = 1 / 0.3 = 3.33A

- La résistance interne des pilles se retrouve en série sur la résistance équivalente du circuit qu’elle alimente, ce qui fait un diviseur de tension

- Pour un circuit de 2.6 A sur 7 V, la résistance équivalente et de : 7V / 2.6A = 2.7 ohm

- La tension au borne du bloc de pille et donc de : Tension sur les pilles sans charge x (impédance du circuit / (Résistance du bloc de pille + impédance du circuit) = 7 x (2.7 / (0.3 + 2. 7)) = 6.3V soit une chute de tension 0.7V sur le bloc de pille, ce qui est trop important pour mon circuit. En augmentant encore un peu le nombre de pille en parelle pour diminuer cette chute de tension fait que je me retrouve avec le nombre délirant de 49 pilles

J’imagine que les bloc d’accu NiMh, ou lithium ont une résistance bien plus faible, mais j’aurai bien pu vouloir faire des calculs avant de commander quelque chose et de me retrouver avec une mauvaise surprise. Et pour une batterie rechargeable sa résistance interne tant à augmenter avec le temps, cela nésite un peu de marge.

Et je reste très embêter avec des batteries rechargeables, car cela serai idéal d’y inclure un circuit de charge. J’ai passé pas mal de temps sur le site de Maxim Integrated et de Texas Instrument, ainsi que de me chercher des kit tout fait. Je tombe sur mon mal de chose ou le courant de fonctionnement de l’appareil ne peut pas être supérieur au courant de charge des batteries (Ce qui est toujours beaucoup trop faible). J’ai regardé du côté des applications très énergivore comme par exemple les circuits pour charger les batteries des PC portable, mais ce devient une usine à gaz ces IC et le montage qu’il faut faire avec.