Je vous présente mon projet!
Je souhaite utiliser un microcontrôleur pour contrôler des LED pour mon vélo, le tout alimenté par une dynamo moyeu dans la roue avant.
Voici mon matériel :
dynamo Shimano nexus hb-nx22 6V 2,4W
ESP8266 : parce que j'en ai quelques-uns, mais ça pourrait être un Arduino Nano car le wifi ne me semble pas utile.
LED adressables ws2812b eco : je pense en utiliser une dizaine (5 rouges ; 5 blanches)
Matériel envisagé :
batterie 18650 : pour conserver l'alimentation même à l'arrêt.
PCB : pour booster les 3,7V de la batterie à 5V 1A
Autres choses que j'oublie??
Mes contraintes/interrogations :
La dynamo est achetée d'occasion et je ne trouve pas les specs sur internet, je ne sais pas si elle fournit du AC ou du DC (je vais tester cela sous peu).
Si la roue tourne dans le sens inverse, est-ce que cela risque d'endommager le circuit? Est-ce qu'une simple diode en série permet de sécuriser le sens du courant?
La dynamo va charger la batterie, et la batterie va alimenter le circuit. Mais comment éviter la surcharge de la batterie ? Est-ce qu'un transistor permettrait de détourner le courant pour éviter la surcharge ? Si oui, un schéma serait le bienvenu
Est-ce qu'un condensateur serait utile pour stabiliser le circuit ?
Dans tous les cas un schéma serait le bienvenu, car je ne connais pas les particularités, par exemple, est-ce qu'il me faut une résistance quelque part, etc.
Réponse rapide et non complète, je verrais bien un chargeur tp4056
Qui permet de brancher ta dynamo sur les pads entourant la prise microUSB, comme tu l'indique il faudra forcément une diode de protection contre l'inversement du courant, pas sûr que cela soit intégré au module.
Comme tu utilise des modules ws2812b, tu dois pouvoir l'alimenter directement par les pads de sorties du module tp4056.
Je ne pense pas qu'il soit nécessaire d'utiliser un booster de tension ?
D'autre bien plus qualifier que moi, devrais te fournir un schéma correcte et toutes les explications qui vont avec
pourquoi un microcontrôleur pour allumer des LEDs, qu'elle est la valeur ajoutée?
pourquoi des leds adressables qui ne présentent pas vraiment d'intérêt si c'est juste pour faire du rouge et du blanc. Des LEDs classiques haut rendement seraient sans doute plus intéressantes.
je veux utiliser des LED adressables parce que j'en ai déjà. Et puis je parle de rouge et blanc mais j'aimerais la possibilité de faire autre chose et d'avoir plusieurs modes d'éclairages, avec animation. J'aime l'idée que le projet puisse être modulable.
le microcontrôleur permet donc de contrôler les LED. J'ai déjà utilisé WLED pour un backlight de ma TV. (j'allume 42LED directement depuis la prise usb de la TV qui fourni 1A. Donc pour mon vélo je pourrai en avoir plus que 10. Mon projet est encore en phase de réflexion). Et encore dans l'idée de projet modulable, plus tard j'ajouterais peut être d'autres composante (compteur de vitesse, par exemple)
J'aime la polyvalence!
Le tp4056 me semble être un belle solution à explorer. Savez-vous s'il supporte bien les variations de tension et de courant?
Aucune idée, le mien était derrière un petit panneau solaire.
Je pense qu'il doit être possible de lisser un peu les changements de tension et surtout d'écrêter, le tp acceptant les tensions jusqu'à 8V si je suis tombé sur le bon datasheet.
Si tu parles de la tension d'entrée, comme l'a dit terwal, il est limité à 8V. Je l'utilise par exemple avec un panneau solaire 12V, suivi d'un régulateur STEP-DOWN MP1584 réglé sur 5V. Question courant, il peut fournir 1A, pas plus.
il me semble qu'une dynamo de vélo fournit du courant alternatif, c'est donc un alternateur. Je te suggérerais d'installer un pont redresseur (4 diodes), au cas où.
Tu peux installer 4 diodes Schottky, la chute de tension sera plus faible.
De nos jours les 'dynamos' sont en fait en général des alternateurs et non d'authentiques dynamos comme autrefois.Le terme dynamo continuant a être utilisé par routine.
On récupère alors une tension alternative et non continue et de plus la tension croit avec la vitesse.
On peut avoir une tension de plusieurs dizaines de volt bien supérieure a la valeur nominale
Il serait prudent de commencer par caracteriser ce qui sort effectivement (type de tension et valeur a la vitesse maxi).....avant d'envoyer cette tension sur un composant quelconque.
Merci pour vos réponses. Je devrais pouvoir tester la dynamo la semaine prochaine. À tester :
si elle donne effectivement du AC
si il y a une tension minimale de fonctionnement et combien
quelle est la tension maximale (ça devrait être 6V, mais ça coûte rien de vérifier)
Ma question concernant la tension d'entrée du tp était surtout de savoir si la variation de tension (dû à la dynamo qui ne fournit en fonction de la vitesse de rotation) risque de l'abîmer ou non.
En bref, tester ma dynamo est une priorité dans le projet !
Merci encore. Je vous tiens au courant!
L'éclairage d'un vélo fonctionne sous 6V.
Cela veut dire que si tu redresses cette tension tu vas obtenir 6V * √2 = 8.5V
Si tu utilises un redresseur à base de diodes 1N5817 par exemple, la tension directe VF = 0.45V. Chaque alternance est redressée par 2 diodes, donc il te reste :
8.5V - (2 x 0.45V) = 7.58V
Avec deux diodes classiques il restera :
8.5V - (2 x 0.7V) = 7.1V
Il faudra placer un condensateur assez gros (1000µF) en aval du pont de diodes.
D'après mes petites recherches du jour, un TP4056 ne permet pas de charger une batterie tout en l'utilisant pour alimenter un système en même temps.
Enfaite, une batterie est soit en charge, soit en décharge, et l'échange chimique (li-ion) ne peut pas se faire dans les 2 sens en même temps.
Cela étant dis, j'ai trouvé des composants dont voici quelques exemples, qui semblent permettre de charger une batterie tout en l'utilisant. Un peu comme un téléphone, on peut l'utiliser quand il est branché.
Ce dernier semble plus adapté à mon projet étant donné le voltage en entrée 4.5V-8V.
La dynamo fournissant 6V. Je ne l'ai pas encore testé, je ne suis pas encore sûr de ces specs.
Le TP4056 est un chargeur de batterie et il ne fait que ça. Il est d'ailleurs utilisé sur la carte du 2nd lien que tu donnes. La seule limitation avec ce circuit, c'est qu'il délivre un courant constant pendant une bonne partie de la charge. Donc si on tire sur la batterie pendant que l'on charge une partie du courant ira vers l'utilisation et le reste chargera la batterie.
Le premier lien que tu proposes ne gère pas la charge c'est uniquement un step up qui élève la tension de la batterie à 5V.
L'alternateur peut fournir au maximum 2.4W, donc 2.4W / 6V = 400mA
Si les LEDs sont allumées à leur luminosité maximale pendant la recharge de la batterie, et que l'alternateur fournit son courant maximal, tout le courant sera absorbé par les LEDs.
Si tu règles la luminosité des LEDs à 50%, 200mA seront absorbés par les LEDs, et 200mA seront utilisés par la TP4056 pour recharger la batterie.
Petite remarque : le temps de charge de la batterie à 400mA (LED éteintes) sera de 2000mAH / 400mA = 5H.
Les 2000mAH correspondent à une petite 18650.
Pour être plus précis. Utiliser un TP4056 pendant qu'il charge une batterie semble "perturber" les protections de surcharge car comme l'a dit @fdufnews une partie sert à l'alimentation. Et il semblait faire soit l'un soit l'autre, mais jamais en même temps. (Je ne vais pas rechercher tous les liens où j'ai trouvé cette information).
Mais si je me trompe, des sources sont toujours agréable pour comparer les informations.
Le step-up serait utilisé pour délivrer 5V et 1A.
Donc avec 1A je suis large pour éclairer mes LED. Mais en effet, il s'agit là de quelque chose à prendre en considération.
Un ami m'a donné une batterie 703048 de 1000mAH, qui a un circuit de protection intégré.
EDIT : je post par écrit mes réflexions, écrire permet de mieux réfléchir et de garder une trace aussi de m'assurer que je comprends vos réponses. Je suis loin d'être un expert en électronique! Désolé si cela est décousu.
Si je comprends bien, tu me mets en garde que la batterie va tirer plus qu'elle ne recharge.
Voici ce que je comprends :
L'alternateur, suivi d'un pont de diode et tous autres composants nécessaires pour transformer de AC à DC, va alimenter un TP4056, ou un "boost step-up" pour recharger la batterie en envoyant 400mA (LED éteintes). 1000mAH / 400mA = 2,5H
Si la batterie de 1000mAH alimente mon ESP8266 et mes LED en passant par l'output du TP4056 ou du "boost step-up" à 1A. Dans ce cas, la batterie va se décharger bien plus vite qu'elle ne se chargera, mais je devrais quand même avoir la possibilité de donner 1A à mon circuit ? Et donc d'avoir théoriquement un éclairage pendant 1h à l'arrêt si la batterie est pleine ?
Mais la batterie ne sera jamais pleine car elle tire plus qu'elle ne charge.
1000mAH / (1A-400mA) = 1,66H pour se décharger complètement.
Dans ce cas un interrupteur pourrait être utile pour couper l'alimentation du ESP afin de permettre à la batterie de se charger lors de mes trajets de jour. (Pédaler pendant 2h30 pour une charge complète... mon trajet quotidien est de 2x30min, l'aller se fait de jour, et le retour de nuit)
Le problème est que la batterie soit vide et incapable de se recharger car le ESP + LED tire trop de courant.
La programmation pourrait empêcher de tomber en panne de lumière. Par exemple, limiter l'éclairage des LED à un total de 200mA si ma batterie tombe à 30%, et reprendre un éclairage normal une fois les 60% atteint (d'après mes calculs...1,5h plus tard. J'avoue que c'est pas super).
Donc soit je limite la consommation à la même valeur que la recharge. Soit je recharge la batterie à la maison (et la dynamo est inutile).
Merci pour cette réflexion qui change pas mal tout!
Utiliser 2 batteries!
Ainsi la dynamo recharge la batterie qui n'est pas utilisé par les LED. Et le switch se ferait lorsque la batterie est pleine pour recharger l'autre. De cette façon j'aurais un système autonome et pas de besoin de charger la batterie à la maison (étant tête en l'air c'est sûr que j'oublierai de la recharger).
Pas si mal, pas si sûr ?
Cela va fonctionner une fois lorsque la seconde batterie neuve sera chargée à fond. Ensuite, si le temps de charge totale est supérieur au temps de consommation, très rapidement, la batterie active sera déchargée et la batterie en charge n'aura pas encore atteint les 100%.
Plus sérieusement, ton alternateur a une puissance faible. Si tu veux une autonomie supérieure, oriente-toi sur des LEDs à très haut rendement.
Pour l'avant, tout dépend si tu veux voir la route ou simplement être vu. Pour ma part je ne pense pas que les ws2812b aient un rendement suffisant pour réaliser un éclairage. Même une seule LED blanche à haut rendement ferait mieux.
