Monitoring de batterie

Panneaux solaire, éoliennes, énergie hydraulique seront régulés par un Raspberry Pi

Modérateur : Francois

Barbedouce
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Monitoring de batterie

Message par Barbedouce » dim. 26 nov. 2017 22:55

Bonjour à tous,
je vais commencer a bricoler un petit module Rpi + panneau solaire + batterie 12v;
J'aimerai que le rasp sache lorsque la batterie est pleine pour pouvoir activer quelques actions de manière a rentabiliser l'energie en trop !
Par exemple activer une pompe qui lave le panneau solaire avec de l'eau de pluie recuperée.
J'en suis plus a la phase de conception et aux problemes techniques :
Comment capter la pleine charge de la batterie ?
Y-a-t'il des logiciels pour ce genre de pratique ?

Mes recherches ne sont pas vraiment fructueuses; je me tourne vers vous...

Merci d'avance a tout ceux qui partagent et enrichissent le sujet.

domi
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Re: Monitoring de batterie

Message par domi » lun. 27 nov. 2017 18:47

Bonjour,
Alors voici un sujet qui m’intéresse car je souhaite faire quelque chose du même genre.
Pour ma part, j'ai un éclairage extérieur que je souhaite délester lorsque les batteries ne sont pas pleines. (cas actuellement en plein hivers).

J'avais commencé à regarder, mais je ne suis pas aller jusqu'au bout de mes recherches (d'autres priorités).

Je te mets ci dessous quelques liens que je me suis mis de coté pour le jour ou je me pencherai à nouveau sur ce projet.
La lecture se fait principalement avec un arduino (relevé analogique), mais il est ensuite pas trop compliquer de récupérer ça sur le Rpi.

Relevé de tension :
http://www.electroschematics.com/9351/a ... voltmeter/
http://www.zem.fr/faire-un-voltmetre-av ... e-arduino/
https://blog.udemy.com/arduino-voltmeter/

Utilisant un régulateur de type TRACER, voici d'autres liens permettant de récupérer les informations depuis l'interface série du TRACER (via prise RJ45).
http://blog.lekermeur.net/?p=2052
http://blog.lekermeur.net/?p=2595
https://elinux.org/RPi_Serial_Connection

Voila, si tu avances sur le sujet, n'hésites pas à partager, je suis également intéressé.

spourre
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Re: Monitoring de batterie

Message par spourre » lun. 27 nov. 2017 19:46

domi a écrit : La lecture se fait principalement avec un arduino (relevé analogique), mais il est ensuite pas trop compliquer de récupérer ça sur le Rpi.
.
Bonjour,

C'est vrai que le Raspberry à l'inconvénient de ne pas offrir un port analogique mais, AMHA, il y a plus simple que d'utiliser un Arduino.
Pour l'usage que vous décrivez, il n'est pas indispensable de connaître exactement la tension de la batterie de la batterie.
Il faut, au minimum, savoir si elle est assez chargée pour pouvoir alimenter votre éclairage. Pour une technologie donnée, on peut définir 2 seuils:
-) batterie en décharge profonde: ==> danger pour la batterie, ne pas la faire débiter.
-) batterie en surcharge: ==> danger pour la batterie, déconnecter le dispositif de charge.

Il n'y a donc que 2 seuils à connaître (même 1 seul pour répondre exactement à votre cahier des charges).
Un montage simpliste, avec une diode Zener et une résistance, doit suffire à basculer un GPIO du Raspberry (mettez un optocoupleur si vous craignez de dépasser les 3.3V sur ce port).
La tension de la Zener devra être de l'ordre de grandeur du seuil de basculement - 3.3V. Elle peut être ajustée, si sa valeur n'est pas standard, par une ou plusieurs diodes en série qui ajouteront 0.6V chacune.
2 montages de ce type, en jouant sur la tension de la Zener, vous donneront un comparateur à fenêtre simple et bon marché.

Sylvain

Barbedouce
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Re: Monitoring de batterie

Message par Barbedouce » mar. 28 nov. 2017 17:52

Merci beaucoup pour vos reponses.
Je suppose que la solution diode Zener est plus efficace.
Je ne suis que debutant en electronique, je comprends le principe, cela dit j'aurai du mal a concevoir le schema.
Arretez moi si je me trompe :
Il y a un fil qui relie la batterie a une diode Zener qui est elle-meme reliee au raspberry, pour agir comme suit :
Si le courant est superieur a 12,5V admettons, alors le couple resistance + diode laisse passer du 3,3v pour actionner le GPIO du Rpi, de maniere a savoir que la batterie est pleine.
Auriez-vous en tete ou sous le coude un modele de Zener qui peut correspondre a ces puissances ?
Et y-a-t'il moyen de faire un montage de ce type pour savoir si la batterie est en decharge profonde ?

Merci d'avance pour ce travail fournit.
La solution Arduino est a tester aussi, merci pour la doc. !
:mrgreen:

spourre
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Re: Monitoring de batterie

Message par spourre » mar. 28 nov. 2017 23:48

On va donc essayer de faire simple et d'expliquer le montage proposé.
Tout d'abord, il faut connaître la technologie de la batterie car les seuils de surcharge et de décharge profonde en dépendent.
Pour la démo, on va partir sur une batterie au plomb (gélifiée), souvent utilisée.
On va donc considérer qu'il faut au moins 12V et ne pas dépasser les 13,5 V (seuils empiriques à affiner plus tard).

Une diode Zener est une diode qui ne laisse passer le courant que si la tension appliquée atteint son seuil. Une fois "amorcée" le courant n'est limité que par la résistance en série (ou la destruction de la diode). Une diode Zener s'utilise " à l'envers" d'une diode classique.
Dans notre utilisation, il n'est pas nécessaire d'avoir des diodes de forte puissance car on va limiter le courant à 5 mA et le GPIO ne consomme rien (de mesurable).
Un même modèle de diode est décliné en série de différentes valeurs. Un bon exemple est ce modèle:
http://html.alldatasheet.com/html-pdf/5 ... 9C3V3.html
Facilement disponible chez en France, chez Conrad par exemple au prix de 0.15€ la pièce:
http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1263 ... tAQAvD_BwE

Comme déjà indiqué, le GPIO du Rasperry, même s'il ne consomme presque rien, ne supporte pas une tension de plus de 3.3V. Au delà, vous risquez de détruire le port concerné VOIRE tout le SOC (le cœur du Raspberry) et ce n'est pas réparable.
Je recommande fortement de tester ce montage (ou d'autres) sur une platine d'essais (breadboard) avant de relier au Raspberry.

Comme je ne suis pas doué pour le dessin je décris le montage comme vous l'avez fait:

-) un fil part du + de la batterie et rejoint la patte d'une résistance de 330 Ohm.
-) un fil part de la 2 ème patte de la résistance de 330 Ohm et va à l'anneau d'une diode Zener de 9V (modèle BZX79C 9V1)
-) la patte libre de cette diode rejoint l'anneau de la 2 ème Zener de 3.3V (modèle BZX79C 3V3)
-) un fil part de la patte libre de la 2ème Zener et rejoint la masse.
-) Le point commun des 2 diodes Zener est relié à une patte d'une résistance de 15 kOhm.
-) C'est sur la patte libre de cette résistance que l'on détectera le dépassement du seuil batterie trop chargée.
Plus tard, cette patte sera reliée à un port GPIO pour lecture par le programme, En attendant, vous pouvez mesurer la tension avec un voltmètre digital (même bon marché). L’idéal serait de disposer d'une petite alimentation variable mais on peut aussi utiliser des piles mises en série. La tension peut varier un peu, en fonction de la tolérance des composants (diodes, résistances).

Si ce montage fonctionne, le reproduire mais en changeant la diode du haut afin de détecter le seuil de décharge.
Cela fournira un deuxième signal qui sera exploité par un deuxième port du GPIO.

La logique est assez simple à programmer:

Si seuil inférieur = 1 alors batterie OK et j'allume la lumière.
Si seuil supérieur = 1, alors batterie en surcharge, j'allume la lumière ET je sonne l'alarme.
Si aucun des seuils n'est à 1 alors la batterie est en décharge dangereuse (ou pas branchée), je n'allume pas la lumière et je sonne l'alarme.

C'est plus vite réalisé que décrit, surtout avec une breadboard et le coût est ridicule. J'insiste sur la nécessité de tester et d'être très attentif lors du branchement au Raspberry.

Sylvain

Barbedouce
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Re: Monitoring de batterie

Message par Barbedouce » mer. 29 nov. 2017 16:48

Merci beaucoup, c'est plus clair !
Je vous en donnerai des nouvelles ! :D

spourre
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Re: Monitoring de batterie

Message par spourre » mer. 29 nov. 2017 18:14

Barbedouce a écrit :Merci beaucoup, c'est plus clair !
Je vous en donnerai des nouvelles ! :D
1) N'hésitez pas à faire le dessin.
2) Si pas clair (rôle ou valeur d'un composant), n'hésitez pas à poser la question (il n'y a pas de question idiote).
3) De quels moyens disposez-vous ? Si vous n'avez pas le strict minimum (breadboard, fil de câblage, multimètre, poignée de composants ..), c'est le moment de commander au Père Noël :roll:
A bientôt.

Sylvain

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Re: Monitoring de batterie

Message par Barbedouce » jeu. 30 nov. 2017 02:45

Je dois avoir a peu pres tout, sauf les zeners, et le climat pour bricoler ca, donc ca attendra un petit peu. :P
Je sais d'ailleurs que le Rpi est photoelectriquement sensible, je me demande s'il craint le soleil (lors de mes tests, biensur qu'il faut le proteger)...
Voir deus ex silicium : https://www.youtube.com/watch?v=2FWHLOqbnk4
( cette chaine youtube est un bijou, mais il ne vulgarise pas assez pour moi... )

Pouvez-vous m'expliquer comment avez-vous choisis les composants ?
Si ma batterie 12v n'est pas gélifiée, le choix des composants reste identique ?


Merci du soin mis dans vos reponses. :mrgreen:

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Re: Monitoring de batterie

Message par destroyedlolo » jeu. 30 nov. 2017 09:45

Salut,

Pour des tensions un peu standard, un contact m'a aussi parlé des NCP304 ou NCP305 qui fournissent un signal lorsqu'une tensions descend en dessous d'une certaine valeur et ce, avec une hyperesthésie pour éviter un ping pong si la tension est limite.

Je voulais les utiliser pour m'assurer de la santé de mes alim à découpage (vu que j'ai eu de gros pb avec ca), mais je n'ai pas réussi à trouver quels étaient les piques minimum qu'ils peuvent détecter.

A+
  • BananaPI : Gentoo, disque SATA de 2 To
  • Domotique : 1-wire, TéléInfo, Tablette passée sous Gentoo, ESP8266
  • Multimedia par DNLA
  • Et pleins d'idées ... et bien sûr, pas assez de temps.
Un descriptif de ma domotique 100% fait maison.

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Re: Monitoring de batterie

Message par spourre » jeu. 30 nov. 2017 11:41

destroyedlolo a écrit :Salut,

Pour des tensions un peu standard, un contact m'a aussi parlé des NCP304 ou NCP305 qui fournissent un signal lorsqu'une tensions descend en dessous d'une certaine valeur et ce, avec une hyperesthésie pour éviter un ping pong si la tension est limite.

Je voulais les utiliser pour m'assurer de la santé de mes alim à découpage (vu que j'ai eu de gros pb avec ca), mais je n'ai pas réussi à trouver quels étaient les piques minimum qu'ils peuvent détecter.

A+
Bonjour,

Sur le fond, c'est une autre approche qui pourrait être viable mais qui se heurte à 2 problèmes:

1) La complexité pour le débutant auquel nous répondons. S'il est légitime de lui montrer les multiples solutions à son problème, faut-il le noyer, dès le départ et au risque de le décourager, avec des solutions électroniquement compliquées (Arduino, circuits hautement spécialisés peu disponible et en CMS ).

2) Si tu regardes la data sheet de ce circuit, ce que tu as certainement fait, tu constateras que ce n'est pas un détecteur à fenêtre mais à comparateur afin de détecter un seuil bas. Un hystérésis est apporté pour éviter le "pompage" que tu mentionnes à juste titre. Il est conçu pour un usage très particulier "These devices are specifically designed for
use as reset controllers in portable microprocessor based systems
where extended battery life is paramount"
De plus, il n' est disponible uniquement qu'en CMS.

Dans mon esprit, le risque de "ping pong" que tu mentionnes sera traité par le logiciel.
A+

Sylvain

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