led 12 volts alimentée par usb 5 V et décharge 5 V

[invitef305d0e3]

Bonsoir à tous , je suis sur un projet de lampes nomades rechargeables powerbank,

j'envisage d’utiliser 3 accus 18650 en parallèle, rechargés par un module TP 4056 micro-usb type B avec protection 27febd6930de48ff9835a9ac657ea79a.png un module step-up dc-dc 3-5v to 12v Mini-convertisseur-l-vateur-de-tension-DC-DC-3V-3-2V-3-3V-3-7V-5V.jpgpour alimenter la led 508447-508447-images_main-led-g4--ecommerce.jpeg et un module de décharge step up 5v USB type A dc-6-24v-12v-24v-to-5v-usb-output-charger.jpg pour un usage en tant que power bank.
Selon vous, est-ce que ma config tient la route? faut-il un bms 1s pour proteger les accus ou bien le tp 4056 fait le boulot? Et est-ce que le temps de chargement pour une capacité totale de ma batterie à
6 A/h (3x 2000 mA/h) ne sera pas excessivement long?

Merci pour vos conseils.

Polux
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[invitef305d0e3]

Il y'a aussi ce module qui semble interessant pour remplacer le TP 4056, c'est le IP 5306, Il gère 2,1 Ampères en charge et 2,4 ampères en décharge et le IC semble plus complet en matiere de protection surcharge decharge profonde, de plus il integre directement le module step up 5V pour la charge...

https://datasheetspdf.com/pdf/1139129/Injoinic/IP5306/1 et la photo du module module ip5306.jpg

Qu'en pensez vous? Je me demandais aussi si un appareil qui serait suceptible de tirer plus de 2.4 amperes en sortie sur soliciterait le module de décharge ou celui ci se limite à fournir 2,4 ampères en théorie?
Merci pour vos conseils.

[Piefra]

Bjr,

A force de conversion , le rendement global baisse , pas tres bon pour un systeme sur batterie

3.6V A++ -> 12V A -> regul courant V- A constant

Chaque -> represente un convertisseur plus ou moins complexe avec un rendement qui perd de l'energie

Il faudrait voir le projet globallement avec batterie , un regul de courant ( buck boost ) , led
Le systeme de charge a cote

Donc les question a se poser :

Quelle puissance lumineuse
Quelle autonomie
Quel mode de recharge

Il en decoulera un choix de led avec une tension a atteindre et un courant a fournir
Puis un choix de batterie
Seulement apres unchoix d'electronique

Cdlt

[invitef305d0e3]

Bonsoir, Piefra, tout d'abord, un grand merci d'avoir pris le temps de me répondre.

Pour ce qui est du rendement, je ne me fait pas trop de soucis, j'ai fait des essais d'autonomie avec 3 18650 en série et la led 12v 5w que je pense utiliser dans mon systeme et j'arrive à une autonomie mesurée d'à peu prêt une 15 aine d'heure d'autonomie avant d'atteindre la tension de coupure.
J'ai choisis de fonctionner en 1s3p pour éviter le module d'équilibrage entre les accus et pour me permettre un chargement à l'aide d'un chargeur de base 5v 2.1 A en usb type B ou C. La led 12 v me convient même si elle implique le step-up 5v to 12v, les led 12 v permettent des puissances de 5w sans chauffe ce qui n'est pas le cas des leds 3-5v qui necessitent un dissipateur de chaleur et pour un éclairage moins diffus que les modules multi-leds à connectique G4 (voir photo plus haut).

Je suis prêt à sacrifier un peu de rendement pour cela, dans les limites du raisonable. je n'ai qu'un seul convertisseur qui fonctionne à la fois, un pour la led, 5 to 12 et un autre pour la fonction powerbank, 3v-4,2v to 5v

J'ai mis en photo sur le message chaque élément que je compte utiliser dans mon projet, j'hésite entre le tp 4056 et le ip 5306 pour gérer la charge 5v, connaissez vous ces modules? est il nécessaire de rajouter du bms 1 s sur mon module batterie? Est-ce que ma config fonctionne? qu'en est-il du temps de chargement?

Merci d'avance.

Polux

[A voir en vidéo sur Futura]

[Piefra]

Bjr,

Dsl , je ne connais rien a tous ces modules chinois ...

Cdlt

[Antoane]

Bonsoir,

Le https://forums.futura-sciences.com/a...ut-charger.jpg resemble plus à un buck qu'à un boost.

Le TP 4056 en lui-même n'est qu'un chargeur, il faut lui adjoindre un PCM tel le DW01 et ses MOSFETs. Je n'ai pas regardé la datasheet en détail, mais le IP5306 ne semble pas intégrer plus de protections que le DW01. Dans tous les cas, il faudrait ajouter une protection en température (https://forums.futura-sciences.com/e...-securite.html). Il est probable que l'indication du SoH du IP5306 soit très approximative. Je n'ai pas vu comment se règle le courant de charge, mais en l'absence de circuit intelligeant dans le IP5306, il y a risque de détériorer une source 5V un peu faible (ou même respectant la norme USB de base) si le IP5306 tente de charger l'accus avec les 2 A promis.
Il n'est pas nécessaire d'adjoindre un BMS à un PCM.
Le temps de charge est égale au ratio entre capacité en Ah et courant de charge (spécifié par le chargeur et les capacités de la source l'alimentant).
Bien vérifier l'équilibrage des accus avant de les brancher en parallèle.

[invitef305d0e3]

Pas de soucis, j’utilise ces modules pour faire des protos et des essais, je ferait une cartes personnalisée une fois que j'aurais validé tous les composants...

[invitef305d0e3]

Un grand merci pour toutes ces infos Antoane, je vais étudier tout ça... A bientôt!

[invitef305d0e3]

je viens de me renseigner, il se trouve que le module de décharge sur lequel se trouve le tp 4056 possede un ci dw01 et 1 mosfets, comme on le voit sur la photo tp4056_with_protection_circuit-1000x1000.jpg il prends en charge la décharge profonde, la surcharge, surintensité, court circuit. Le tp 4056 a aussi une entrée temp, qui gère une ntc TP4056-datasheet.gif, il me semble qu'elle se cable entre la borne temp du tp 4056 et la masse mais je ne suis pas sur de moi, est ce qu'une ntc 10k ohm ferait l'affaire? plusieurs topics conseillent cette valeur pour la thermistance...

Autre chose, ce module dd06 cvsa.jpg semble intéressant lui aussi, quitte à rajouter un dw01 et 2 mosfets, il gère des intensités de charge, décharge supérieur et possède une configuration plus intéressante pour mon projet, il y a une borne key dd06cvsakey.jpg qui permet de commander l'ouverture de la décharge, suffit il de câbler un bouton poussoir momentané entre la borne key et la masse pour mettre cette fonction en service ou est-ce que c'est autre chose?

Merci pour les infos!

[invitef305d0e3]

je ne comprends pas vraiment comment la ntc protège mon circuit, quand l'accu chauffe le courant augmente et déclenche une coupure en surintensité au niveau du ci c'est ça ?et comment le dd06cvsa protège le circuit sans mosfets? il est intégré à l'IC ou c'est une autre technologie?

[Antoane]

Bonsoir,

La CTN permet de mesurer la température, ce qui est fait par le circuit de protection. Ce dernier va, en fonction du résultat de la mesure, agir sur le transistor série pour permettre la charge/décharge ou non.
- Si l'accus chauffe "exagérément", c'est qu'il y a un problème et qu'il faut agir, possiblement en urgence en isolant l'accus.
- Si la température est déraisonnablement haute ou basse (cf. https://forums.futura-sciences.com/e...-securite.html), alors le circuit empèchera la charge et/ou la décharge pour ne pas endommager l'accus.

La datasheet du TP4056 (http://www.tp4056.com/d/tp4056.pdf) indique comment fonctionne la broche temp :

TEMP(Pin 1) :Temperature Sense Input Connecting TEMP pin to NTC thermistor ’s output in
Lithium ion battery pack. If TEMP pin’s voltage is below 45% or above 80% of supply voltage VIN
for more than 0.15S, this means that battery’s temperature is too high or too low, charging is
suspended. The temperature sense function can be disabled by grounding the TEMP pin.

Cette broche s'utilise donc associée à une ou deux résistances pour former un pont diviseur donnant sur l'entrée TEMP une tension image de la température (R1, R2, etc NTC sur la figure "TYPICAL APPLICATIONS"). A peu près n'importe quelle NTC convient, il "suffira"de calculer les deux résistances R1 et R2 en fonction des tensions seuils définies par la datasheet, des températures limites, et de la valeur de la NTC à ces températures.

> est-ce que c'est autre chose?
Difficile à dire avec ce peu d'info, mais ca y ressemble. Possible qu'il faille également une résistance de tirage entre "KEY" et le Vcc.

[invitef305d0e3]

oula, c'est plus compliqué que je le pensait, je vais étudier la question... Merci beaucoup!

[invitef305d0e3]

Bon, j'ai bien avancé, que pensez vous de ce shématic : loupiotte.png qui regroupe ce montage http://embedblog.eu/?p=91 ainsi qu'un module boost ajustable step up de ce type: https://www.az-delivery.de/fr/produc...tep-up-modul-1 basé sur le chip MT3608 j'ai fait quelques modifs, changé le dw01 par le fs312 qui a un cutt of lowV à 2.9V et supprimé la résistance R3 qui me permet de charger à 1200 mA, qu'en pensez vous? je ne comprends pas bien pourquoi les modules boost doivent être branchés sur le load sharing et non pas sur le protected battery output... puis- je brancher mes 2 modules boost en parallèle comme je l'ai fait?
Merci pour vos réponses.

[invitef305d0e3]

je ne comprends pas bien pourquoi les modules boost doivent être branchés sur le load sharing et non pas sur le protected battery output

J'ai compris, la protection de la batterie se fait par la coupure à la masse, donc v batt est toujours protégé ! vbatt protected switch le load sharing en fait, je ne comprends pas trop à quoi il sert...

[invitef305d0e3]

autre question, savez vous si ce circuit est capable de limiter l'intensité en sortie du boost 5v, à 1 amp par exemple, afin d'éviter que la batterie soit sur solicitée ou que le module de protection s'active si on branche un gros device bien gourmand sur cette sortie?

[invitef305d0e3]

bonsoir, est-ce que quelqu'un serait dispo pour me valider ce circuit si possible,

je rappelle le cahier des charges:

une lampe led nomade rechargeable usb avec fonction powerbank, un voyant de charge, un voyant standby, et un voyant powerbank active.

Je pense utiliser des modules led 12 volts à connectique G4 cob blanc chaud 6w https://www.ebay.fr/itm/352643231056...r=621987150248

Le tout soutenu par une paire voir un trio d'accu de type 18650 branchés en parallèle et pré équilibrés, chacun protégés par un petit circuit de protection de ce type https://www.ebay.fr/itm/174875207947 basé sur la puce FS312 en remplacement de la puce DW01 qui possède un lowcut (undervoltage level) à 2.9V au lieu de 2.4V pour le DW01.

Les connectiques sont une prise micro usb pour la charge et une prise usb type A pour la décharge, les voyants seront des led smd de base de différentes couleur

Ma carte devra donc contenir les modules suivants à priori:

- Un module de charge 1.2 amp assuré par une puce TP4056 dédiée, un standard à priori, https://www.ebay.fr/itm/173604100030...r=472283456604
- un step-up à resistance variable pour alimenter le module led G4, de ce type, https://mt3608stepupmodule.wordpress.com/ basé sur le chip mt3608, tout comme le step-up 5 v, je remplacerai la résistance quand j'aurais stabilisé la tension idéale pour alimenter la led idéale...,
- un step-up to 5V pour la fonction powerbank avec voyant led, je pense uttiliser la puce HT4928S qui limite le courant de sortie à un ampère si on branche un gros device.
- un interrupteur poussoir 2 positions déporté pour alimenter le module step-up variable
- un module load sharing pour switcher l'alim des modules step up sur l'alim 5 v issue du secteur le cas échéant

Je vous transmet le shématic en pdf en PJ, ainsi que quelques datashhets.

Je me suis inspiré du module suivant que je trouve très intéressant http://embedblog.eu/?p=91 (le schematic du projet en bas de page, d'autres infos et fichiers sources sur son Github) j'ai commencé à concevoir mon projet avec des bases issues des deux sites adafruit et sparkfun qui proposent des modules de qualité en open hardware mais les puces Texas Instruments qu'ils utilisent sont dures à trouver voir en rupture de stock, (j'ai malgré tout beaucoup appris en farfouillant dans les shématics et datasheets de ces deux sites) cette carte a l'avantage de posséder la plupart des fonctions dont j'ai besoin et est bien documentée, il utilise des composants très faciles à trouver et qui ont fait leurres preuves à priori...

J'y ai fait quelques modifs:

- supprimé la résistance R 3, que j'ai renommée R prog afin d'utiliser le tp4056 à 1,2 amp,
- supprimé les connectiques data de l'usb IN,
- rajouté le module boost qui alimentera le module led G4
- transformé les connectiques dupont en jst-ph
- ajouté 2 modules de protection, pour protéger chaque cellule 18650 indépendamment, la carte d'origine est prévue pour fonctionner avec une seule cellule 18650.
- et changé la puce DW01 de ces modules de protection par une FS312 qui isolent les accus pour des tensions seuil plus respectueuses de ces derniers.
- changé la puce du boost 5v pour une qui limite le courant de sortie autour de 1 amp à priori..

Voilà, j'espère avoir été suffisamment clair.

Un grand merci par avance.

Schematic_carte 3batt ht4928s_2021-10-21.pdf
HT4928S-HOTCHIP_EN.pdf
FS312-FortuneSemiconductor(1).pdf

[Antoane]

Bonjour,
Désolé pour la réponse tardive.

Bon, j'ai bien avancé, que pensez vous de ce shématic : Pièce jointe 447725 qui regroupe ce montage http://embedblog.eu/?p=91 ainsi qu'un module boost ajustable step up de ce type: https://www.az-delivery.de/fr/produc...tep-up-modul-1 basé sur le chip MT3608 j'ai fait quelques modifs, changé le dw01 par le fs312 qui a un cutt of lowV à 2.9V et supprimé la résistance R3 qui me permet de charger à 1200 mA, qu'en pensez vous?

Je n'ai pas vérifié que R3 = 0 donne effectivement un tel courant de charge. Il faut aussi être sûr que l'alimentation arrivant sur l'USB est capable de délivrer le courant.
Il faut que le PCM sépare la batterie du reste du monde, toutes les charges doivent donc être de l'autre côté du switch du PCM.

je ne comprends pas bien pourquoi les modules boost doivent être branchés sur le load sharing et non pas sur le protected battery output...

C'est pas clair pour moi non plus... cela évite de devoir partager le courant de charge entre la batterie et le truc alimenté, mais évite de devoir passer par le chargeur. Mais j'aurais pas fait ainsi...

puis- je brancher mes 2 modules boost en parallèle comme je l'ai fait?

oui

autre question, savez vous si ce circuit est capable de limiter l'intensité en sortie du boost 5v, à 1 amp par exemple, afin d'éviter que la batterie soit sur solicitée ou que le module de protection s'active si on branche un gros device bien gourmand sur cette sortie?

Le MT3608 n'en semble pas capable, mais on trouve d'autres boost le pouvant.

[Antoane]

Bonjour,

Je pense utiliser des modules led 12 volts à connectique G4 cob blanc chaud 6w
Le tout soutenu par une paire voir un trio d'accu de type 18650 branchés en parallèle et pré équilibrés, chacun protégés par un petit circuit de protection de ce type https://www.ebay.fr/itm/174875207947 basé sur la puce FS312 en remplacement de la puce DW01 qui possède un lowcut (undervoltage level) à 2.9V au lieu de 2.4V pour le DW01.

Si les accus sont en parallèle, il faut un unique PCM pour eux, sans quoi il y aura de forts pics de courant d'équilibrage lorsque l'un des PCM deviendra passant.

- un step-up à resistance variable pour alimenter le module led G4, de ce type, https://mt3608stepupmodule.wordpress.com/ basé sur le chip mt3608, tout comme le step-up 5 v, je remplacerai la résistance quand j'aurais stabilisé la tension idéale pour alimenter la led idéale...,

Les lampes à led doivent contenir une régulation en courant interne, la tension devrait donc avoir un impact mineur sur la luminosité. Si ce n'est pas le cas, c'est que les led sont piètrement conçues et qu'il faudrait probablement revoir leur alimentation.

On trouve pléthore de convertisseurs dcdc capable de créer du 5 V ou du 12 V à partir d'un élément Lithium, il "suffit" de chercher dans les catalogues de TI ou Analog Devices en utilisant leurs outils de pré-design et les filtres.

Schematic_carte 3batt ht4928s_2021-10-21.pdf > D1 est à l'envers. D8 et D1 sont des schottky, alors que ton schéma semble montrer une zener pour D8.

[invitef305d0e3]

un grand merci d'avoir pris le temps de me répondre encore une fois, j'ai tenu compte de tes derniers retours et lancé une commande de pcb, je ferait un retour à l'usage une fois que j'aurais monté les cartes et lancé la phase de test...
voilà le shématic de la commande:Schematic_carte 3batt ht4928s_2021-10-28f.pdf

[Antoane]

Bonjour,

Ca m'a l'air ok

[invitef305d0e3]

Merci beaucoup en tout cas pour tes conseils, je ferais un retour à l'usage quand j'aurai récupéré les cartes...

[invitef305d0e3]

carte reçu, montage teminé,
rien ne fonctionne, le tp4056 chauffe démesurement quand je branche le 5v, aucune tension en sortie sur le boost 12v, très déçu.