Recyclage de condensateurs

[yobeco]

Bonjour

Je rassemble pas mal de cartes électroniques pour récupérer les composants.
Beaucoup d'entre elles sont des cartes d'alimentation avec beaucoup de condensateurs qui s'accumulent... (Sans jeu de mots)

Je voulais faire un projet pour utiliser ces condensateurs et j'ai eu l'idée de rassembler les plus grandes capacités pour me faire un "super condensateur" et faire un petit véhicule-jouet pour l'offrir au jeune cousin d'un ami.

Il se chargerait avec les 5V d'un chargeur de téléphone. Et quand les condensateurs seraient pleins, l'enfant les déchargerait à l'aide d'un inverseur dans un micro-moteur.

L'idée modeste est de faire un petit véhicule qui pourrait au moins parcourir une 10aine de mètres sur une surface plane avant de devoir le recharger (Type : les anciennes petites voitures à ressort à friction)

J'ai eu l'idée en voyant cette vidéo de "Tronik Aventure" :
https://www.youtube.com/watch?v=nDIZTTX51v8

J'ai déjà :
1 x 15 000 μF / 16V
3 x 12 000 μF / 6.3V
1 x 6 800 μF / 16V
2 x 5 600 μF / 10V
1 x 4 700 μF / 35V
2 x 3 300 μF / 10V
1 x 2 200 μF / 25V
3 x 1 800 μF / 35V

--> 87 900 μF au total

Ils sont de taille assez réduite, donc pas très lourds.

Le moteur que je souhaite utiliser est un petit moteur DC d'une mise au point de flash. Il semble bien tourner en 5V... Ou peut-être un moteur DC récupéré dans un petit servomoteur.

J'aurais donc trois questions :
1- Ce projet vous parait-il réaliste ?
2- Dois-je seulement monter les condensateurs en parallèle ? Ou-bien pourrais-je avoir un intérêt à les monter en parallèle et en série ?
3- L'idée n'est-elle pas dangereuse ? L'enfant ne risque-t-il pas de s'électrocuter ?

Merci pour votre aide !
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[invite03481543]

Bonsoir,

non ce n'est pas très réaliste, désolé.

Il faut que tu considères que l'énergie que peut stocker un condensateur est très faible.
Si je prends ta valeur de 87900µF si tu l'alimentes en 5V tu auras Q=C.U=87900.10^-6*5=0.44C puis W=UIt=Q.U=0.44*5=2.2J => W=611µWh

Oublie.

[invite03481543]

Pour un groupement en parallèle tu seras obligé de prendre une tension de service de 5V max, vu que la tension minimum de tes condensateurs est fixée par le 6.3V du 12000µF.
En série la capacité équivalente sera plus faible que la plus faible des capacités du groupement et il faudra en plus que tu équilibres pour ne pas qu'un de ces condensateurs supporte une tension supérieure à sa tension maximale...
Note bien également que la tension ne sera pas constante, elle va chuter rapidement, selon la charge qui sera branchée en parallèle sur le groupement.

@+

[yobeco]

Merci pour ta réponse rapide

S'il te plaît, est-ce que tu pourrais m'orienter vers un site simple, pour débutant, qui explique les notions de base pour comprendre tes calculs :

W=Q.U=87900.10^-6*5=0.44J convertie en Wh c'est 0.1mWh...

Comme ça, ce véhicule impossible aura au moins la vertu de me faire progresser en électronique

Je viens de faire des recherches : si je comprends bien, ce type de véhicule deviendrait réaliste seulement avec les technologies ressentes des super-condensateurs :
http://www.supercondensateur.com/

Mais on s'éloigne de l'esprit de recyclage à l'origine...

Merci encore !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite03481543]

Je peux te l'expliquer ici, on est là pour ça

Q est la charge qui s'exprime en Coulomb, la charge est la quantité d'électrons qui circule dans le circuit par unité de temps (la seconde), Q=I*t

W=U*I*t=U*Q est l'énergie qui est le produit de la tension par le courant et par unité de temps, on peut aussi l'écrire W=P*t donc U*I représente la puissance électrique.

1 watt représente la consommation de 1J par seconde, donc si tu consommes 1J/s tu produit 1 watt.

Le Watt et le Joule (ainsi que la seconde) sont les unités légales du système international.

Le Wh est l'énergie consommé (ou absorbée) sur une durée d'une heure (1h=3600s), elle est plus parlante que le Joule, puisque par exemple une ampoule de 100W consomme en une heure 100Wh, c'est plus parlant que 360000J

Donc si 1Wh= 3600J alors 2.2J=2.2/3600=611µWh (j'avais édité mon message pour corriger mon résultat).

[yobeco]

Merci beaucoup !

Je digère le truc et je reviens quand je pense que j'ai compris...

[fdamien12]

Bonsoir,

non ce n'est pas très réaliste, désolé.

Il faut que tu considères que l'énergie que peut stocker un condensateur est très faible.
Si je prends ta valeur de 87900µF si tu l'alimentes en 5V tu auras Q=C.U=87900.10^-6*5=0.44C puis W=UIt=Q.U=0.44*5=2.2J => W=611µWh

Oublie.

Bonjour Hulk,
Je ne suis pas tout à faire d'accord avec toi. D'ailleurs, je pense que calculer la durée de décharge des condensateurs (en estimant la puissance du moteur) serait plus parlant pour le demandeur que de lui donner une valeur en µWh dont il a AMHA aucune idée de l'ordre de grandeur associé

On peut calculer combien de temps met un condensateur pour se (dé)charger sous un courant constant I grâce à la relation suivante :
t = C * V / I, où V est la différence de tension.

Dans notre cas, on peut supposer qu'un petit moteur type entraînement de K7 audio ou mise au point d'autofocus consomme autour de 100mA (considérons ce courant constant).
On suppose également que le condensateur sera chargé à 5V via un port USB et que le moteur fonctionne jusqu'à 2V

On a alors une autonomie de t = 0.0879 * (5-2) / 0.1 = 2,6 secondes.
Je pense que ça peut être suffisant pour donner une petite impulsion à une voiture similaire à celles à ressort (5cm de long ?).

Après, je ne comprends par contre pas bien comment embarquer tous ces condensateurs sur la voiture, vu leur taille/poids par rapport à celui du véhicule.
En pesant les condensateurs et la voiture, on pourrait calculer à quelle vitesse pourrait être entrainée la voiture (E = 1/2 m v²) grâce à l'énergie stockée dans les condensateurs (en considérant par exemple que 50% de l'énergie est perdue en frottements et dans le moteur)

[Vincent PETIT]

Salut,

[...] On peut calculer combien de temps met un condensateur pour se (dé)charger sous un courant constant I [...]

Mais le courant ne sera pas constant. Le moteur ayant une résistance fixe, la tension va baisser et le courant aussi.

[jiherve]

bonjour
avec un moteur c'est plus compliqué car ce qui compte c'est la FCEM or celle ci n'apparait que si le moteur tourne au démarrage la seule limite c'est la résistance DC du moteur qui ne fait que qqs ohms, ce qui videra quasi instantanément les condensateurs, 1 ohm, 1 F => T=RC= 1s!!!!
Donc en résumé c'est une idée sans avenir comme déjà indiqué par Hulk.
JR

[yobeco]

Salut à tous.

Je n'ai pas encore eu le temps d'étudier les équations proposées, mais j'espère avoir un peu plus de temps ce week end.
J'ai quand-même commencé à dessouder les condensateurs : au pire, ça ne restera qu'une expérience pour allumer une LED...

Cependant, j'ai eu une idée. Si j'ajoutais un "voleur de joules" à la sortie des condensateurs, je me retrouverais avec une résistance d'environ 1kΩ au lieu de tout vider d'un coup dans la bobine du moteur.
Et peut-être que les impulsions générées, de plus haute amplitude, donneraient "un coup de fouet" au moteur...

1- Pensez-vous que ça pourrait aider ?
2- Faudrait-il redimensionner autrement les composants ? Car le "joule thief" est fait pour donner des impulsions d'environ 3V à partir d'environ 0.5v.

Merci pour votre aide !

[jiherve]

bonsoir
le "joule thief" cela produit qqs mA, donc on oublie!
JR

[yobeco]

Bonjour

J'ai enfin eu un peu de temps pour faire des essais
Pour le moment, je n'ai opéré que de simples charges et de décharges de condensateurs.

Résultats : avec la décharge d'un seul condensateur de 12 000 μF, j'arrive à faire briller une LED pendant environ 10s (elle baisse d'intensité avec le temps). Mais surtout, j'arrive à faire tourner mon petit moteur pendant un peu plus d'une seconde. Et il tourne vite !

Je vais donc essayer de connecter plusieurs de mes 12 000 μF en parallèle pour voir si je peux ainsi allonger le temps de fonctionnement du moteur. Mais à vue de nez, je devrais pouvoir atteindre les 5s, ce qui était mon objectif...


Je vous tiens au courant !!!

Merci

[f6bes]

Bjr à toi,Vu que tu as des condos de 6.3v en 12 000uF et que ton ne connais pas la tension
de service de ton...petit moteur, on ne peut ^rjuger du fait qu'il tourne...vite.
Si ton moteeur fonctionne sous 3v...c'est sur que pendant qq instants AVEC 6.3 v ...il va avoir des ...ailes !
Bonne journée

[titijoy3]

Bonjour yobeco,

en somme, si j'ai bien compris, ton engin va s'assimiler à un propulseur magnétique instantané, avec la vitesse et la quantité de déplacement dépendant de l'énergie emmagasinée et du poids du dispositif.. ça peut se calculer mais c'est beaucoup plus drôle de faire des essais, on peut même imaginer des courses entre deux engins, ce serait marrant outre la possibilité de constater par la pratique, le rapport entre énergie, énergie cinétique et masse

[titijoy3]

citation:

ah, ben il est déjà parti !

lol

[yobeco]

Salut à tous !

Après des essais nombreux et variés, voici mes commentaires et résultats :

- Je suis resté sur 2 condensateurs de 12 000 μF qui représentaient le meilleur rapport capacité / poids. (l'ensemble de tous mes condos était bien trop lourd...)
- Ces deux condensateurs nécessitaient environ 15s de charge et permettaient au moteur de tourner rapidement pendant 5s.
- Une fois la voiture réalisée, elle n'avançait pas d'un cm... Mais en soulevant la voiture, alors la roue pouvait de nouveau tourner...
- Même quand la tension tombait à 0.7V, le moteur tournait encore. (à vide)
--> Donc, de la vitesse, mais aucune puissance

J'ai réussi à récupérer quelques super-condensateurs dont un, intéressant, de 0.68F / 5.5V

- Avec ça, la charge dure environ 15min et le moteur tournait vite pendant plus de 15s.
- Mais là encore, impossible de faire avancer la voiture pourtant légère, et ayant peu de frottements.
- L'intensité dans le montage (en début de décharge) était de 17mA... ce qui est très peu, surtout qu'elle s'écroulaient probablement au bout de 1 ou 2s.
- Le montage "voleur de joules" n'a apporté aucune amélioration des performances du moteur.

Conclusion :
- Des condensateurs normaux, bien que de "grande capacité", peuvent alimenter un LED pendant quelques (dizaines de) secondes ou faire tourner à vide un petit moteur.
- Un super-condensateur (s'approchant du Farad) pourrait servir pour alimenter une petit lampe de poche pendant quelque minutes. Le "voleur de joules" peut améliorer cette performance. Cependant, il ne semble pas pouvoir fournir une intensité suffisante pour faire travailler un moteur avec une charge. (Ou bien peut-être seulement coller le condo directement sur le moteur avec une paire de mico-roues à l'arrière...)
Celui que j'ai, 0.68F / 5.5V (peut-être déjà fatigué) ne m'a jamais bien maintenu 5V à ses bornes avec une charge. Tout juste 3 à 4V. Je ne le vois donc pas servir de protection contre les coupures de courant pour un Arduino par exemple. Mais peut-être un super-condensateur de plus grande capacité et tension d'utilisation si...

Voici quelques photos

DSC_1119.jpg

DSC_1120.jpg

DSC_1125.jpg

DSC_1159.jpg

DSC_0734.jpg

[yobeco]

Et la voiture terminées :

DSC_1171.jpg

Merci à tous pour vos conseils et votre aide !

Même si la voiture ne roule pas, j'ai beaucoup appris !

Et j'ai quand-même fini par lui mettre une petite batterie de téléphone... pour au moins finir l'objet...

Avec Batterie.jpeg

MERCI !

[yobeco]

titijoy3 :

ah, ben il est déjà parti !
lol

Non, je ne suis pas parti. Désolé si j'ai donné cette impression...

Nous vivons une époque compliquée...

[titijoy3]

Non, je ne suis pas parti. Désolé si j'ai donné cette impression...

Nous vivons une époque compliquée...

c'était une blague, je faisais référence au sketch des inconnus sur le commerce, avec une pointe d'autodérision en plus !

bonne continuation

[Antoane]

Bonjour,

Le condensateur 0.68F / 5.5V que tu as récupéré est prévu pour délivrer un très faible courant (~ mA) pendant longtemps (e.g. pour alimenter un circuit logique le temps qu'il s'éteigne tranquillement après une perte d'alimentation) alors qu'il te faut un condensateur de forte capacité capable de délivrer un fort courant pendant "assez peu" de temps.
De tels condensateurs existent, voir par exemple : https://www.maxwell.com/products/ultracapacitors/