Basculement entre 2 batteries

[laroche220]

Bonjour

J'ai besoin d'alimenter un circuit par 2 batteries mais pas avec les classiques diodes shottky sur chaque alimentation car j'aurais avec ça les 2 batteries qui se videraient tranquillement en même temps.
Je cherche à vider une batterie sans toucher à la seconde puis de basculer sur la seconde, ce qui permettrait de remplacer la première pendant que l'autre fait le job.

Comment faire ça ?
Je n'ai pensé qu'à un relai bistable qui permettrait de basculer d'une alim à l'autre sans consommer en dehors de cet étape de basculement mais je n'ai pas de recul sur ces relais et je m'inquiète de l'état "entre 2" que pourrait avoir un tel relais, ce qui entrainerait une absence d'alim (tout ce que je ne veux pas évidement)

Merci par avance pour vos idées.

PS : c'est pour un circuit qui consomme quelques mA, une trentaine au max en pic.
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[trebor]

Bonjour

J'ai besoin d'alimenter un circuit par 2 batteries mais pas avec les classiques diodes shottky sur chaque alimentation car j'aurais avec ça les 2 batteries qui se videraient tranquillement en même temps.
Je cherche à vider une batterie sans toucher à la seconde puis de basculer sur la seconde, ce qui permettrait de remplacer la première pendant que l'autre fait le job.

Comment faire ça ?
Je n'ai pensé qu'à un relai bistable qui permettrait de basculer d'une alim à l'autre sans consommer en dehors de cet étape de basculement mais je n'ai pas de recul sur ces relais et je m'inquiète de l'état "entre 2" que pourrait avoir un tel relais, ce qui entrainerait une absence d'alim (tout ce que je ne veux pas évidement)

Merci par avance pour vos idées.

PS : c'est pour un circuit qui consomme quelques mA, une trentaine au max en pic.

Bonjour,
Quelle tension chacune de ces 2 batteries et de quelle type ?
Une trentaine de quoi au pic max ?

[Piefra]

Bjr,

Un gros condo en entree de la charge devrait suffire a permettre une transition entre les deux etat du relais pour un courant de 30mA sans grosse chute de tension

Cdlt

[Pascal071]

bonjour
tu veux utiliser quelles batteries?
quelle tension suffit pour ton circuit?

[A voir en vidéo sur Futura]

[gienas]

Bonjour laroche220 et tout le groupe

... Je cherche à vider une batterie sans toucher à la seconde puis de basculer sur la seconde, ce qui permettrait de remplacer la première pendant que l'autre fait le job ...

Je crois comprendre que l’opération est manuelle qui peut être gérée avec un minimum de matériel.

OK pour les deux diodes pour éviter les coupures.

Tu commences avec les deux (ou pas) puis tu en laisses une seule.

Au moment de devoir changer, tu branches la nouvelle, qui prend le relais et tu enlèves la "faliguée" pour la recharger en attendant la prochaine fois.

[laroche220]

Bonjour et merci pour vos réponses

Je ne sais pas encore ce que ce sera comme batterie mais probablement quelque chose entre la batterie au plomb 12v et la batterie Lipo d'une 20n de volts, sans doute plutôt en LiPo car besoin de tenir plusieurs mois et il me semble que coté autodécharge c'est ce que j'aurai de mieux.
Cependant si besoin je peux descendre plus bas en tension coté batterie car à priori j'arriverai à tout faire en 5v après régulateur.

Le pic de courant c'est une trentaine de mA, quelques ms toutes les 10s, le reste du temps ce sera à 3 ou 4 mA de conso.

Pour le relais bistable je n'ai pas peur d'avoir assez de jus pour le faire basculer, ce qui m'inquiète c'est qu'il perde sa position (par vibration ou que sais-je ) au bout de 2 mois sans recevoir d'impulsion.

[laroche220]

Je crois comprendre que l’opération est manuelle qui peut être gérée avec un minimum de matériel.

Non ce serait pour un basculement automatique afin de ne pas vider les 2 batteries en même temps et ainsi pouvoir optimiser les échanges de batterie sans avoir à remplacer les 2 en même temps.

[Sweeban]

Hello,
Y ajouter des capa anti-étincellages de 100nf aux bornes des contacts pour protéger le Gros Condo ?

[Pascal071]

bonsoir

Proposition de montage discret et peu gourmand:
Utiliser la baisse de tension sur la batterie 1-NORMAL pour commuter la batterie 2-SECOURS

R2 sera ajustée pour la tension de basculement sur batterie 2-SECOURS avec une alimentation réglable à la place de Bat1-NORMAL

- en fonctionnement NORMAL,
la batterie 1-NORMAL débite env. 1mA dans R3
la batterie 2-SECOURS débite env. 30µA dans R1-R2
- en fonctionnement SECOURS, la Bat1 ne se décharge plus.
- la batterie 2-SECOURS reste en fonction (par R3) lorsqu'on débranche la batterie 1-NORMAL
- la batterie 1-NORMAL reste en fonction lorsqu'on débranche la batterie 2-SECOURS

sortie Vcc= env. 11,4v mode NORMAL, 11,2v mode SECOURS

Circuit théorique non testé, non simulé

cordialement

[f6bes]

Non ce serait pour un basculement automatique afin de ne pas vider les 2 batteries en même temps et ainsi pouvoir optimiser les échanges de batterie sans avoir à remplacer les 2 en même temps.

Bjr à toi, Une question béte qui me viens à l'esprit:
Comme tu veux que cela se fasse AUTOMATIQUEMENT ,qu'est ce qui va t'indiquer que tu es passé sur la DEUXIEME...batterie ?
Si rien ne te l'indique en fin de deuxiéme batterie....tu fais QUOI ?
Faut etre averti et mettre la premiére en charge.
Bonne journée

[Pascal071]

bonjour
dans le montage #9,
une led H.L en série avec R4 indiquerait le fonctionnement sur batterie 2

[Pascal071]

après simulation rapide,
avec R2=15k, la batterie 2 passe en service vers bat1=10,5v

cordialement

[laroche220]

Je n'avais pas pensé à la solution transistor, même si sur une telle application je verrais plus un mosfet, merci.

Je me moque de savoir quand ça bascule, l'appareil alimenté est un datalogger qui saura me dire après coup combien de temps ça met à basculer pour optimiser.
Ce qui m'intéresse c'est que celui qui vient prendre une des 2 batteries parte avec une batterie vide en laissant une batterie chargée autant que possible en partant, qu'il ne se retrouve pas à choisir entre un peu vide et vide un peu.

Par rapport à l'idée de Pascal071 j'avais par contre en tête un système qui se comporte pareil de batterie 1 vers la 2 ou de la 2 vers la 1, je vais réfléchir mais je tiens ma solution car avec des transistor je peux garantir qu'il y en ait au moins 1 qui soit passant (cf ma crainte d'un relais bistable qui reste entre 2)

Merci

[Antoane]

Bonjour,

Pour un courant de 30 mA, il suffit de ~1 mF pour maintenir la tension pendant la commutation du relais (bistable pour limiter la consommation). Un tel relais est fiable, d'autant qu'il ne commutera pas souvent. On peut d'ailleurs mettre une super-capa (capa mémoire).

1 mA, c'est presque autant que la consommation du circuit alimenté en lui-même... une part non-négligeable de la batterie ne sert donc qu'à alimenter le circuit de supervision.

N'y a t il pas un MCU alimenté, qui pourrait assurer la supervision et commutation ?
Sinon, on trouve des comparateurs de tension avec référence de tension intégrée pour quelques uA et pas bien cher ; voir par exemple : https://www.analog.com/en/parametricsearch/12998#/
Pour 30 mA... 4 petits PMOS créent remplacent le relais avec une consomation de puissance proche de zéro.

[Pascal071]

bonjour
ça va être bien plus ardu de faire ce montage symétrique bat1 -> bat2 ->bat1
sans consommer trop, sans se mélanger les pinceaux...

je sais qu'aujourd'hui on ne jure plus que par les MOS-FET
mais les BJT, on connait exactement leur Vbe, les MOS c'est toujours variable.

avec un petit contrôleur (Arduino, Picaxe) ce sera plus facile avec 2 ADC et 2 sorties commande batterie à PNP
+ indication de la batterie déchargée
d'autant plus que les valeurs à mesurer ne sont pas à 10mV près !

[gienas]

Bonjour à tous

Je n'avais pas pensé à la solution transistor, même si sur une telle application je verrais plus un mosfet ...

Je ne suis toujours pas convaincu par ta solution ”automatique” que je ne trouve pas viable du tout.

Reprenons les termes utilisés:

1- une batterie principale dont on doit détecter l’usure;

2- une batterie de secours qui doit prendre la relève, et, accessoirement avertir qu’il faut procéder à la recharge de la principale.

Dans cette "phase", il n’y a plus de détection (qui ne fonctionne que sur l’autre), et il faut, après recharge, remplacer à nouveau, pour que la principale retrouve ses ”droits” et sa surveillance.

Pour fatiguer les deux batteries de manière à peu près identique (en supposant qu’elles sont identiques), la logique voudrait que l’on utilise temporairement une troisième batterie, pour permuter les ”statuts” et placer principale celle qui était secondaire.

[Sweeban]

Bjr Pascal,
J'avais pensé à la même chose (12F683 par exemple)
Ponts diviseurs "haute résistivité" + relais bistables + régulateur type LDK320 / NCP718 etc... pour diminuer la conso au max
puisque montage relié aux batteries en permanence.

[lutshur]

Bonjour,
Voici un schéma qui devrait faire l'affaire.
Batt1 alimente la charge via le PMosfet M2
Batt2 alimente la charge via le PMosfet M4
D2 et D3 vont alimenter la bascule CD4013, les comparateurs et les LEDs.
Lorsque la batterie ayant la tension la plus élevée est mise en service, il faut éviter qu'elle ne se décharge dans l'autre. M1 et M3 font le boulot.
Les Mosfets ont été choisis au pif.
Le CD4013B active les couples M3/M4 en recevant un état haut sur SET, ou M1/M2 en recevant un état haut sur RESET.
SET est fourni par le comparateur U2 dont la sortie est à l'état haut lorsque la tension de Batt1 devient inférieure à 10V3.
RESET est fourni de la même façon par U3 lorsque Batt2 est trop basse.
D4/R14/C4 et D5/R15/C5 donnent la priorité au blocage des Mosfets et retardent leur mise en conduction. Cela évite leur conduction simultanée.

Lorsqu'une batterie n'est plus en service, elle peut être débranchée pour aller se refaire une beauté.
Les micro-coupures pendant cette opération et lors du rebranchement n'ont aucun effet sur la bascule:
- Si Batt1 envoie des rebonds sur SET, la bascule ne change pas car elle est déjà dans cet état.
- Si on envoie des rebonds sur RESET en branchant/débranchant Batt2, la bascule reste impassible étant déjà en RESET

[laroche220]

@genias je ne veux pas fatiguer les 2 batteries en même temps mais au contraire bien vider l'une pour que celui qui embarquer une batterie pour la recharger parte toujours en laisser un maximum d'énergie en place.
Si je voulais les vider en même temps je me contenterais d'une schottky sur chaque batterie et zou.

La carte à alimenter est un datalogger, il y a donc intelligence dedans, largement de quoi gérer le bazar.
Je vais tenter de mesurer la tension de chaque batterie avec un pont résistif alimenté qu'à la demande et activer le bon mosfet en fonction de ce que je mesure

Si tension viable que sur une batterie => elle est utilisée
Si 2 batteries avec tension viable => priorité à celle qui a la tension la plus basse

Faut par contre je je vois comment indiquer à la personne quelle batterie prendre sachant que s'il arrive avant qu'une batterie soit naz alors il aura a prendre la plus vide, celle qui est en cours d'utilisation.

Merci pour vos idées qui ont bien alimenté ma réflexion.

[Pascal071]

bonsoir
dans le schéma cité en #18,
la première batterie la plus basse déclenche le passage sur l'autre batterie avec indication.
@lutshur:
j'ai un doute de clignotement lorsque les batteries sont chargées identiquement.
et en remplaçant par un TLC555 qui a déjà 2 comparateurs et un flip-flop ?

cordialement

[gienas]

Bonjour à tous

@genias je ne veux pas fatiguer les 2 batteries en même temps mais au contraire bien vider l'une pour que celui qui embarquer une batterie pour la recharger parte toujours en laisser un maximum d'énergie en place …

Tu me prêtes des "intentions" que je n’ai pas.

Si tu relis bien mes réserves, elles s’appliquent au schéma du #9 qui comporte bien un débranchement d’une des batteries, tant que l’autre tient bon.

C’est seulement à une période transitoire que les deux débitent, pour finir à une seule: celle dite de secours.

Mes réseves ne portent que sur cet aspect. L’une est principale (ou maîtresse) et l’autre n’est que de secours, et, dans ce dernier cas (quand elle devient la seule source active), il n’y a plus de secours tant que l’autre n’est pas remplacée.

Il faut donc être averti de ce basculement, agir en conséquence, et gérer ces opérations qui n’ont rien de symétrique.

[lutshur]

Pascal071

@lutshur:
j'ai un doute de clignotement lorsque les batteries sont chargées identiquement.

Le but du montage n'est pas le clignotement. Le résultat de la simulation est un clignotement parce que j'ai simulé la recharge de la batterie in situ. Sinon, l'éclairage de chaque LED est fixe pendant la durée d'utilisation de la batterie correspondante.
Si les 2 batteires sont chargées identiquement, une seule sera mise en service. Ca se fera selon les différences dans les tolérances des composants. En fait, ça sera même la première à être branchée...
Le basculement se fera lorsque la batterie en utilisation sera suffisamment déchargée. Elle pourra alors être débranchée pour être rechargée. La LED correspondante sera éteinte jusq'au basculement suivant.

[lutshur]

Il me semble que ça répond au cahier des charges.
Il n'y a pas de batterie principale ni de secours. Juste 2 batteries à commuter pour garder une alim permanente.

[lutshur]

Erreur qui m'avait échappé : le raccordement des résistance de pul-up en sortie des comparateurs.
Il y a un risque que ça ne fonctionne pas lorsque le montage vient juste de recevoir une batterie. Le branchement de la seconde batterie mettra en fonctionnement, mais il vaut mieux faire les choses correctement.


Heu, la copie d'écran montre que les 2 batteries ne sont pas branchées

[gienas]

Bonjour à tous

Il me semble que ça répond au cahier des charges ...

C’est très possible en se basant sur le #24.

Pourtant, je pense qu’il y manque un avertisseur de devoir intervenir.

Là, nous avons enfin un montage symétrique qui permute automatiquement le statut de chaque batterie (principale/réserve), en informe bien l’utilisateur, mais "oublie" (le montage) de prévenir l’utilisateur qu’il lui faut recharger, faute de quoi au prochain basculement, on se retrouvera avec deux batteries à plat.

La solution la plus sûre (une bascule peut se "tromper"), c’est de fixer un niveau de tension au dessous duquel une batterie est considérée comme à recharger, et d’allumer un voyant rouge si l’une des batteries est en dessous.

Comme ce niveau peut être difficile à déterminer, peut-être faut-il forcer un léger débit par une résistance fixe, qui bien entendu va raccourcir chaque autonomie, mais assurer que la maintenance est à faire.

Compte tenu de la complexité et des contraintes, je reste persuadé que ce luxe est déplacé. Il vaut mieux rester simple.

[trebor]

Bonjour à tous



C’est très possible en se basant sur le #24.

Pourtant, je pense qu’il y manque un avertisseur de devoir intervenir.

Là, nous avons enfin un montage symétrique qui permute automatiquement le statut de chaque batterie (principale/réserve), en informe bien l’utilisateur, mais "oublie" (le montage) de prévenir l’utilisateur qu’il lui faut recharger, faute de quoi au prochain basculement, on se retrouvera avec deux batteries à plat.

La solution la plus sûre (une bascule peut se "tromper"), c’est de fixer un niveau de tension au dessous duquel une batterie est considérée comme à recharger, et d’allumer un voyant rouge si l’une des batteries est en dessous.

Comme ce niveau peut être difficile à déterminer, peut-être faut-il forcer un léger débit par une résistance fixe, qui bien entendu va raccourcir chaque autonomie, mais assurer que la maintenance est à faire.

Compte tenu de la complexité et des contraintes, je reste persuadé de ce luxe est déplacé. Il vaut mieux rester simple.

Bonjour à tous,
+1 remplacer une seule batterie par une autre bien chargée tous les X jours ou mois, suivant la consommation du système et la capacité en Ah de la batterie à ne pas la décharger à plus de 50% si elle est au plomb, ne pas descendre en dessous de 12 Volts.

[lutshur]

Compte tenu de la complexité et des contraintes, je reste persuadé de ce luxe est déplacé. Il vaut mieux rester simple.

Au contraire, la détection de la tension basse des batteries étant déjà faite, il n'y a qu'une modif mineure à apporter.

Tout le monde aura compris qu'en remplaçant les secondes par des jours sur l'échelle du temps, on a un aperçu du fonctionnement avec des batteries qui apportent plus d'énergie que les condos de 1 Farad.

[lutshur]

Branchement de la batterie B en premier

[lutshur]

Pas terribles les images. En voici d'autres
Raccordement BAttA en premier_1.png
Raccordement BAttA en premier_2.png
Raccordement BAttB en premier_1.png
Raccordement BAttB en premier_2.png

[Antoane]

Bonjour,

On est sur un montage alimenté par batterie et qui consmme une trentaine de mA max en pic, le but premier doit être de limiter la consommation du montage de gestion de l'alimentation, avec un objectif de consomation aux alentours de 10 uA (car c'est un minimum atteignable sans trop de difficultés) ou ~1-2 % de la consomation moyenne du circuit.

La carte à alimenter est un datalogger, il y a donc intelligence dedans, largement de quoi gérer le bazar.

La question ne se pose donc pas, il faut utiliser cette intéligeance pour assurer la gestion des batteries, pour un coût marginal en "computationnal power" proche de zéro.
Pour limiter encore davantage la consommation, on peut utiliser des circuits de msure des tensions batteries commutés, de manière à ne les alimenter que lors d'une mesure, e.g. pendant 100 ms toutes les minutes, voire heures.
Pour l'affichage, utiliser des leds haute luminausité clignotantes (eg. 50 ms toutes les 2 s), de préférence n'étant activées que lorsque l'utilisateur appui sur un bouton.

On diminuer la capacité de sortie et ainsi assurer que le dataloggeur sera toujours alimenté même lorsque les deux switchs de déconnection sont ouverts en ajoutant une diode ayant une tension de seuil de l'ordre de 5 V (réalisée eg par une zener en série avec une PiN) en parallèle de chaque switch. Ainsi, lorsque les deux switch sont ouverts, la charge est alimentée par la batterie ayant la plus forte tension. Cela ne se produit cependant que transitoirement, jusqu`à que l'un des switch passe à l'état ON. Dans ce cas, la forte tension de seuil des diodes utilisées, supérieure au différentiel de tension entre les deux batteries, empèche la mise en conduction de celle-ci.
Cela permet aussi d'assurer que le datalogger soit alimenté lorsque la batterie reliée au switch ON est débranchée.