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Topic: compenser un pic de courant module GSM (Read 2130 times) previous topic - next topic

robotdelta

Feb 18, 2017, 09:30 pm Last Edit: Feb 18, 2017, 11:00 pm by robotdelta
Bonjour a tous, j'ai récemment conçu prototypé un module de commande et de réponse automatique autonome
dont j'en parle un peu dans d'autres topics ( http://forum.arduino.cc/index.php?topic=444638.0 pour ceux que ça intéresse )

le module fonctionne très bien avec une batterie bien chargée mais quand la batterie passe en dessous de 50% ça commence a poser quelques soucis.
la communication se fait bien et tout fonctionne tant que je n'ai pas besoin du réseau mais si il faut lire un SMS ou en envoyer, même "attraper" le réseau, le module crée des de forts appels de courants, pics de 2A de quelques µs qui si la batterie est trop basse font passer la tension du module en dessous du seuil de reset...   :(

le problème c'est que je ne sait pas comment faire pour contrer ce phénomène, j'ai mis les condo préconisé par la doc technique mais j'ai quand même le problème (module SIM800L breakout).

je trouve cela assez nul de ne devoir utiliser que la moitié de ma batterie et doncc de diminuer l'autonomie par 2... :(

A savoir que le montage est alimenté par une batterie sur un module powerboost, la sortie batterie est reliée directement au module GSM et j'utilise le 5V pour communiquer avec l'arduino

si quelqu'un a la gentillesse de m'apporter ses lumières je l'en remercie  ^^

Artouste

...
le module fonctionne très bien avec une batterie bien chargée mais quand la batterie passe en dessous de 50% ça commence a poser quelques soucis.
Bonsoir
50% de quoi ?

robotdelta

il est vrai que j'aurai du passé par une alimentation et pas mal de composants mais dans une optique de réduction de la consommation , le module étant censé supporter une batterie directement branchée a ses bornes (entrée chargeur sur la puce GSM)

maintenant si quelqu'un as une solution ou du moins des pistes pour régler ce problème je suis preneur

Artouste, je parlais de 50% de capacité de la batterie je passe par la puce GSM qui intègre une fonction de contrôle de la batterie, dans mon programme de test je ne récupère que le pourcentage de batterie
dans les prochains essais j'essaierai de récupérer la tension aussi .

robotdelta

Un convertisseur buck boost? Qu'est-ce donc que cette bête ?
Le module est alimenté en 3.7 (3.5 vraiment au minimum)  à 4.2V
Il est compatible TTL mais uniquement pour les liaisons de communication pas pour l'alim qui se fait via la batterie
Il consomme uniquement 5 à 10mA sauf des burst de 2À de quelques us

La batterie est une li-ons 1200mAh la tension chute linéairement vraiment légèrement car l'autonomie dois être de plusieurs jours de 4.2V à 3.5V avec de légères fluctuations de quelques mV

Le trucs qui me dérange avec les alimentation "stable" c'est que j'ai plus le retour sur l'état de la batterie,  c'est le module GSM qui le gère en analysant la sa tension

al1fch

#4
Feb 19, 2017, 09:31 am Last Edit: Feb 19, 2017, 09:40 am by al1fch
Bonjour

La doc Seedstudio donne 3,4V comme tension minimale sur l'entrée Bat

Si tu regardes les courbes de décharge données par pepe et si ton accu a une capacité de 1000mAh tu verras que pendant les pics (2A) tu passes de la courbe rouge à la courbe noire comme mentionné par pepe

Par principe , en connection directe  etant données les courbes de décharge typiques, il n'est pas possible d'utiliser toute la capacité d'un accu LiPo. (60% environ, courbe noire à 3,4V)

Pour augmenter l'autonomie sans insérer un circuit buck/boost il faut augmenter la capacité de l'accu utilisé et éviter un accu ayant déjà subi un nombre important de cycles de charge/décharge   La résistance interne de la batterie est un paramètre de premier plan dans ce contexte, elle diffère selon les modèles et croît avec le vieillisement.





aligote

#5
Feb 19, 2017, 10:22 am Last Edit: Feb 19, 2017, 10:23 am by aligote
........

Pour augmenter l'autonomie sans insérer un circuit buck/boost il faut augmenter la capacité de l'accu utilisé et éviter un accu ayant déjà subi un nombre important de cycles de charge/décharge   La résistance interne de la batterie est un paramètre de premier plan dans ce contexte, elle diffère selon les modèles et croît avec le vieillisement.


Bonjour,

Je confirme entièrement, la connaissance de la résistance interne est prépondérante; c'est elle qui provoque une chute de tension sur un appel d'intensité.
La résistance interne (généralement non communiquée) est associée au taux de décharge. (en C)

Par exemple pour les courbes du post#6 (courbes du haut, en se plaçant à 50% de capacité)
- Entre un taux de décharge de 0,2C et un taux de décharge de 3C la tension passe d'environ 3,8V (rouge) à 3,325V (violet)
Cette batterie semble ne pas accepter un taux de décharge supérieur à 3C

Pour une batterie de 1200 mAh:
- un taux de décharge de 0,2C est associé à un débit de 1200*0,2 = 240 mA
- un taux de décharge de 3C est associé à un débit de 1200*3 = 3600mA

La chute de tension supplémentaire dans la batterie est de 3,8-3,325 soit environ 0,425V

Si on choisissait une batterie dont le taux de décharge peut atteindre 20C; la chute de tension supplémentaire ne serait plus de 0,425 mais de 0,425*3/20 V soit vers 71 mV

De telles batteries (vers 1000 mAh et 20C) existent en lipo pour la propulsion des modèles réduits d'avion et pour une dizaine d'euros.

Serge .D

robotdelta

#6
Feb 19, 2017, 07:00 pm Last Edit: Feb 19, 2017, 07:11 pm by robotdelta
bien vu al1fch j'avais donné 3.5V de tête mais après versification c'est bien cela ;)



Pepe: il est vrais qu'il n'est mentionné nul part que c'est "compatible TTL" mais après avoir lu les docs et vérifié les différentes entrées, j'ai fait en sorte de le rendre compatible avec l'arduino via quelques transistors mosfets

Pour les burst de 2A je n'ai pas le matériel adéquat pour visualiser le signal donc difficile a vérifier, je me suis basé sur les docs constructeurs

donc si je suis ta  logique , il faudrait que je rajoute encore un convertisseur entre la batterie et mon module? mais du coup je vais perdre la "visualisation" de mon taux de charge de ma batterie?

c'est vrai que pour le montage actuel, je suis sur labdeck avec les différents modules reliés par des straps, la dernière étape serait de dessiner une carte et de les monter dessus, cela devrais résoudre ce problème de résistances de pistes et de contacts



aligote: pour le moment j'utilise une batterie de type: http://www.robotshop.com/en/lipo-battery-cell---37v-1200mah.html
aurais-tu un exemple de batterie qui pourrait convenir? car j'avoue que a ce sujet je suis pas très calé et je ne voudrais pas faire d'erreur :s
edit: j'ai vu cet ensemble de batterie, pense-tu que cela pourrait convenir: https://www.amazon.fr/XCSOURCE-Batteries-Chargeur-Quadcopter-BC590/dp/B01K1M9RAA

aligote

#7
Feb 19, 2017, 08:45 pm Last Edit: Feb 19, 2017, 08:58 pm by aligote
Concernant la première batterie, aucune indication de taux de décharge n'est fourni, donc impossible de répondre.
Edit : je viens de trouver le PDF fourni pour cette batterie. Elle est munie d'un microcircuit de protection, je pense qu'il est responsable d'une chute de tension non négligeale ce qui pose problème ....
La 2eme est donnée pour 25C ce qui autorise théoriquement presque 30A (25*1,2) pendant très peu de temps avec une chute de tension importante .... donc on peut dire  possible à 2A avec une  faible chute de tension ..... sauf si la température est basse .... sauf si la doc est très très optimiste ce qui arrive .....
Un drone X5C peut consommer jusqu'à 4 ou 5A son autonomie avec cette batterie peut sans doute atteindre 10 minutes
Je pense quand même que le petit chargeur est très limite en qualité et ne respecte pas nécessairement la batterie. D'autre part les petits connecteurs molex de cette batterie ne sont pas toujours facile à trouver.

Pour l'évaluation un peu précise de la chute de tension au moment du "burst" sans matériel spécifique il doit être possible de faire évaluer cela avec une carte arduino et une entrée analogique puis archiver les résultats en EEprom à raison par ex de 10 mesures par secondes  avec un déclenchement conditionnel : mesurer si V diminue en dessous d'un seuil.

En ramenant le résultat sur 8bits 512 octets donnerait 51 s de mesure.

Serge .D

robotdelta

merci pour ces renseignements aligote :D

le chargeur va surement pourrir dans un coin et sera remplacé par mon module convertisseur/chargeur qui devrais peut-être être plus performant, si tu peux me donner un petit avis sur ce module:
https://learn.adafruit.com/adafruit-powerboost-1000c-load-share-usb-charge-boost/overview

le connecteur de la batterie sera remplacé par un connecteur "JST" si j'ai bonne mémoire pour s'adapter sur le module PowerBoost

faible température? le module sera monté au final sur une machine qui sera laissé en extérieur ( module bien a l'abris mais soumis aux températures similaire ace qu'on peut trouver dans un habitacle de voiture :/ )

pas faux pour faire la mesure, l'arduino "active" le module, envoi une demande et attend la réponse, c'est la voie que j'utiliserais car plus d'entrée analogiques disponibles de plus il me semble que le module GSM est plus précis mais c'est toujours faisable pour le moment.

PS: j'ai cru apercevoir un microcircuit de protection sur la batterie du drone, est-ce exacte? est utile et même important?

merci de vous interreser a ce projet :)

aligote

#9
Feb 20, 2017, 09:54 am Last Edit: Feb 20, 2017, 11:00 am by aligote
A propos de la  1ere batterie du post #10, effectivement la photo agrandie montre bien le microcircuit de protection :

Les connexions disponibles + et - sont au centre alors que celles disponibles à l'extérieur sont celles de la batterie en direct.
je proposerais bien - attention travail sans filet - de faire une évaluation de chute de tension dans deux situations :

- 1 Sur les conducteurs noir rouge soudés après le microcircuit
- 2 Directement sur les bornes de batterie, la ou les flèches sont indiquées.

La manip consisterait à mesurer successivement la tension "a vide" sans conso (noter V0) puis la tension "en charge" notée V' en faisant débiter sur une résistance R de 4,7 Ohms.
V' serait mesurée "à la volée" dans la seconde qui suit la connexion de la résistance.

La chute de tension grossièrement évaluée serait V0-V'
La résistance interne dV/dI serait R* (V0-V')/V'

Enfin, à propos de l'estimation de la capacité restante pour une batterie lipo déduite de sa tension ; elle ne peut être faite "qu'a vide" c'est à dire pour une conso nulle (ou négligeable) donc je pense que la précision de l'estimation faite par le shield est à prendre avec circonspection.



Serge .D

robotdelta

je vous remercie pour vos différentes analyses, je vais déjà essayer la méthode la plus simple, changer de batterie et en prendre une avec une perte plus faible, si cela résoud mon problème tant mieux sinon j'opterais pour la methode du regulateur buck boost proposé par pepe :)

aligote

#11
Feb 21, 2017, 02:00 pm Last Edit: Feb 21, 2017, 02:02 pm by aligote
Pour compléter l'information, je viens de trouver une indication sur le datasheet :

La résistance interne de la batterie ne doit pas dépasser 150 milliOhms .... donc, à mon avis,  éviter les petites batteries lipos avec circuit de protection trop limités en intensité.




Serge .D


robotdelta

bonjour a tous, après un (long) moment passé a réfléchir au problème, j'ai opté pour la fabrication d'un circuit imprimé prototype... et apparemment cela a réglé énorméments de problèmes.
je suppose que les faibles contacts de ma platine d'essai en sont les coupables, rien qu'en faisant ça j'arrive a utiliser jusqu'à 80% de la batterie (valeur donnée telle quel par le module GSM) avant le plantage du module.
je pense partir sur l'achat d'une batterie de plus grande capacité pour palier aux problèmes provoqué par le froid évoqué par pepe.

peut-etre d'autres retours quand le prototype final sera conçu et fonctionnel :D

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