batterie pour alimenter un arduino (mini pro, mini ou nano)

Bonjour,

J'aimerais faire un système, pas trop gros, qui enregistre les accélérations/choc subis par un appareil à l'aide d'un accéléromètre. ( Accéléromètre 3 axes BMA220 SEN0168 DFRobot - Capteurs spatiaux | GO TRONIC )
Il faudrait donc que le tout soit coller sur l'appareil.
Il me faut donc un système d'alimentation pour rendre tout ça autonome.

je compte mettre une lecteur de carte sd et une horloge temps réel pour enregistrer les données dans le temps.
https://www.gotronic.fr/art-horloge-temps-reel-mt1302-21037.htm
https://www.gotronic.fr/art-module-carte-micro-sd-dev-13743-24810.htm

Pour les cartes Arduino mini si j'ai bien compris il y a des version 3v qui fonctionnent a 8mhz. Si je prend ça, vu que les autres composants peuvent etre alimentés en 3v, je peux alimenter la carte Arduino directement depuis une batterie 3.7v. j'ai bon ?

Si je prend un nano ou un mini 5v, il faut que je passe par un régulateur 5v pour alimenter la carte (Régulateur 5 V S7V7F5 Pololu - Régulateurs de tension fixe | GO TRONIC )

qu'est ce qui est préférable ?

Ensuite pour la batterie je pensais partir sur du Li ion (https://www.gotronic.fr/art-accu-li-ion-3-7-v-1050-mah-5811.htm) et un module pour la charger ( https://www.gotronic.fr/art-chargeur-lipo-mini-usb-21117.htm)

pour ce qui est du montage si je fais ça :

quand je charge la batterie ça va allumer la carte arduino ?

merci d'avance

oui, comme quand tu charges ton smartphone en veille : tu peux continuer à l'utiliser ...
tu peux mettre un interrupteur marche/arret entre la batterie et l'arduino

ewaca:
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Pour les cartes Arduino mini si j'ai bien compris il y a des version 3v qui fonctionnent a 8mhz. Si je prend ça, vu que les autres composants peuvent etre alimentés en 3v, je peux alimenter la carte Arduino directement depuis une batterie 3.7v. j'ai bon ?
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Ensuite pour la batterie je pensais partir sur du Li ion (https://www.gotronic.fr/art-accu-li-ion-3-7-v-1050-mah-5811.htm) et un module pour la charger ( https://www.gotronic.fr/art-chargeur-lipo-mini-usb-21117.htm)
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Bonjour,

Je ferais bien quelques remarques à propos "du 3 V" :

  • Pour "une version 3V" se poser la question de la tolérance; tension admissible entre quelles valeurs ?
  • Parce que la tension nominale 3,7V d'une batterie lithium correspond en réalité à des valeurs variant entre 4,2V (batterie pleine) et 3V (batterie vide)

Pour résumer, la carte "3V" va-telle supporter les 4,2V de la batterie pleine ?

Serge .D

Une ARDUINO NANO 16MHz n'est pas prévue pour fonctionner sous 3.3V.

J'utilise souvent des ARDUINO PRO MINI 3.3V 8MHz, et on peut les faire fonctionner en de 2.7V à 5V sans problème.
Bien entendu, il faut l'alimenter par la broche VCC (9), et non pas par la broche RAW (12).
Tu peux donc directement alimenter une MINI sans passer par un régulateur.
La MINI fonctionne jusqu'à 2.7V, ce qui correspond à la tension minimale d'une batterie NI-MH ou LI-ION. Attention de ne pas laisser la tension de la batterie chuter en dessous de cette valeur, c'est mauvais pour sa santé.
Ils faut faire attention aux composants externes 3.3V qui pourraient ne pas supporter 4.2V. Exemple ; un NRF24L01 ne le supportera pas. Un petit régulateur 3.3V LDO peut être utile dans ce cas.

Mon conseil : une ARDUINO PRO MINI, 8MHz.

La MINI ne possède ni sortie 3.3V ni convertisseur USB/série (FTDI). Mais tu trouveras tout ce dont tu as besoin ici pour l'exploiter et surtout charger le code (un petit blog personnel) :

Tu trouveras également ici le code pour mesurer ta tension d'alimentation, sans pont diviseur :

Jette un œil au chapitre 6 et télécharge le code.

Bonjour,
Comme l'a très bien expliqué hblachetti, il faut vraiment passer par une pro mini 8mhz.
Concernant les batteries, je te conseille les imr18650 25r, elles ont 2500mA tu en mets 2 en parallèle et avec une pro mini tu auras pas mal d'autonomie...
Un petit module de charge ou 2 pour les recharger
Et bien vérifier de ne pas tomber sous les 3v sinon tu risque de les mettre à la poubelle...

Si tu n'as pas besoin de mesures permanentes, utilise watchdog qui te permettra encore d'économiser de de l'énergie

N'hésite pas à utiliser un port analogique pour mesurer la tension de la batterie pour faire une alerte avec un petit budget passif pour prévenir en cas de batterie faible.

Bonne continuation pour ton projet

Aegnor

Dommage de réserver une entrée analogique pour mesurer la tension d'alimentation, en y collant un pont diviseur dont on peut parfaitement se passer.
L'ARDUINO a une fonctionnalité géniale qui consiste à mesurer sa tension de référence interne en utilisant comme référence VCC.

En général on considère qu'une batterie LI-ION supporte une décharge jusqu'à 2.7V, mais il est plus prudent d'adopter effectivement une tension minimale de 3V. Elle ne s'en portera que mieux et cela évitera à l'ARDUINO un plantage magistral.
Bonne suite
@+

Je ne pense pas que tu aies un afficheur connecté sur ton ARDUINO.
Tu peux donc utiliser une LED rouge clignotante pour signaler que la batterie est faible.
Un flash de 50ms toutes les deux ou trois secondes, pour économiser l’énergie.
@+

hbachetti:
L'ARDUINO a une fonctionnalité géniale qui consiste à mesurer sa tension de référence interne en utilisant comme référence VCC. ...

Bonjour hbachetti,

Merci de citer cette méthode pour mesurer la tension d'alimentation qui est une méthode très intéressante puisqu'elle ne demande pas de composant externe et à laquelle on ne pense pas.

Tout à fait d'accord Kamill je n'avais jamais penser à ça non plus... Je passe toujours par un pin analogique!

Merci pour la méthode hblachetti ça fait encore économiser l'énergie plutôt qu'une lecture permanente analogique !

Le Wemos Mini Pro est bien aussi : Wemos : 3.8€ chez Ali. Il est un peu plus cher mais pratique avec le Wifi et les shields empilables.

Effectivement, très intéressante indication pour ne pas avoir à mobiliser une entrée analogique.

Je me suis aussi interrogé sur le fait que la précision du résultat était directement liée à la valeur 1,1V de la référence de tension interne.
En cherchant dans la datasheet du µC j’ai trouvé les infos correspondantes (extrait en PJ)

Capture.PNG

L’écart possible (avec 2,7V) parait important; une incertitude de + ou -10%

Donc envisager un étalonnage ?

Serge .D

10% pour mesurer une tension batterie ... effectivement ça fait beaucoup.
Donc étalonnage, oui. Il va falloir que je revoie mon code.
J'avais en tête de toutes façons de revoir ça pour y introduire une table de correspondance entre la tension mesurée et la capacité restante. Encore faut-il que je trouve une spécification correcte.
Merci pour l'info.
@+

lesept:
Le Wemos Mini Pro est bien aussi : Wemos : 3.8€ chez Ali. Il est un peu plus cher mais pratique avec le Wifi et les shields empilables.

YES, pas mal cette cartounette.
Bien plus petit qu'un NodeMCU, et ça en fait certainement autant.

Bonjour,
De tous mes essais de mesure de tension avec un Arduino, j'en suis arrivé à la conclusion qu'il n'y a aucune méthode permettant une "certaine" précision !
La tension de "référence interne" de 1,1V est à la limite moins précise et stable que la tension d'alimentation qui provient d'un régulateur.
Quelle que soit la méthode, il faut toujours effectuer un étalonnage en mesurant précisément la tension utilisée en référence.

Retour à la case départ !

La méthode la plus efficace est d'utiliser une référence externe, précise et stable. Mais là on sort du débat qui était de faire simple...

C'est vrai que sur les multimètres de mon alimentation j'utilise un TL431.
Mais quand on alimente sur batterie, la seule méthode reste l'étalonnage, car une référence externe consommera trop.

Merci pour toutes ces réponses.
Beaucoup d'info, de remarques a prendre en compte ! Je pensais pas que c'était si compliqué d'alimenter un systeme par une batterie.

Du coup si j'ai bien compris, je ne peux pas compter sur un arduino pro mini pour alimenter mon accéléromètre et mon shield micro sd ? je suis obligé de les brancher directement sur la batterie ?

Pour ce qui est de la mesure de la tension de la batterie, j'avoue que je m'étais pas posé la question de la décharge au delà du raisonnable. A vrai dire au début j'avais surtout pensé a une batterie externe usb comme on en trouve partout. Mais pour réduire la taille je me suis dit pourquoi ne pas utiliser une batterie directement, sans avoir tout "l'habillage".
Si j'ai bien compris, il n'y a pas moyen de faire en sorte que le tout s'arrete tout seul quand la tension devient trop basse, il faut forcément l'intervention de l'utilisateur avec un interrupteur pour stopper tout ça avant d'arriver a une tension trop basse, dangereuse pour la batterie ?

ewaca:
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Pour ce qui est de la mesure de la tension de la batterie, j'avoue que je m'étais pas posé la question de la décharge au delà du raisonnable. A vrai dire au début j'avais surtout pensé a une batterie externe usb comme on en trouve partout. Mais pour réduire la taille je me suis dit pourquoi ne pas utiliser une batterie directement, sans avoir tout "l'habillage".
Si j'ai bien compris, il n'y a pas moyen de faire en sorte que le tout s'arrete tout seul quand la tension devient trop basse, il faut forcément l'intervention de l'utilisateur avec un interrupteur pour stopper tout ça avant d'arriver a une tension trop basse, dangereuse pour la batterie ?
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Les "batteries externes que l'on trouve partout" contiennent aussi un circuit avec un µC associé à une alim à découpage "boost"permettant d'obtenir du +5V à partir de la batterie.
Ce circuit interdit la décharge profonde de la batterie et éventuellement affiche le niveau de charge à partir des leds.
Il est aussi conçu pour que la batterie ne se décharge pratiquement pas dans ce module quand l'alimentation du module est débranchée.

PAR EXEMPLE :

Serge .D

je viens de faire quelque recherche sur le tp4056 si je comprend bien, il se place entre la batterie et le reste du circuit a alimenter.
Des que la tension est a 2.5V il coupe le circuit.

Cependant j'ai un doute. La tension de sortie, ça semble etre celle de la batterie. Mais au moment de la charge, est ce que le 5v d'entré du mini usb arrive dans les bornes de sorties du circuit ou ça se limite à la batterie ?
parce que si les composants sont fait pour fonctionner en 3V et qu'ils supportent pas du 5v, ça risque de faire mal.

ewaca:
Du coup si j’ai bien compris, je ne peux pas compter sur un arduino pro mini pour alimenter mon accéléromètre et mon shield micro sd ? je suis obligé de les brancher directement sur la batterie ?

Pour résumer les tensions d’alimentation :
Ton shield micro sd : 3 à 5 Vcc
Horloge temps réel MT1302 : 2,0 à 5,5 Vcc
Accéléromètre : 2 à 3,6 Vcc

Tu seras obligé de limiter la tension d’alimentation de l’accéléromètre.
D’autre part je vois dans la spécification du BMA220 page 7 qu’il accepte un maximum de VDDIO+0.3V sur ses entées logiques.
Donc ton ARDUINO devra être lui-aussi alimenté avec la même tension sous peine de devoir ajouter un adaptateur de niveau 5V <-> 3.3V sur l’I2C.

Donc pour résumer, je suggérerais d’alimenter tout le monde sous 3.3V. Le choix ARDUINO PRO MINI 3.3V 8MHz s’impose.
Et pour éviter de dépasser 3.3V, un régulateur LowDropOut pour alimenter tout ça à partir du 3.7V à 4.2V (batterie LI-ION) ou 5V (batterie externe USB).
Je peux te suggérer un MIC2940A-3.3 qui a un dropout de 200mV pour 250mA en sortie.

Je te suggère également d’essayer ton montage complet (avec le régulateur) sur une alimentation réglée à 4V et de baisser la tension d’alimentation jusqu’à ce qu’il ne fonctionne plus.
L’ARDUINO MINI devrait tenir jusqu’à 2.7V donc 2.9V en ajoutant le dropout du régulateur.
Horloge temps réel et accéléromètre devraient assurer leur fonctionnement sans problème.
Le premier à décrocher sera sans doute le shield micro sd à 3V donc 3.2V en ajoutant le dropout du régulateur.
Ta batterie ne devra jamais descendre en dessous de 3.2V.
Cela te laisse le libre choix de la batterie LI-ION ou externe USB. C’est pas beau la vie ?

A essayer donc.

@+

ewaca:
je viens de faire quelque recherche sur le tp4056 si je comprend bien, il se place entre la batterie et le reste du circuit a alimenter.
Des que la tension est a 2.5V il coupe le circuit.

Cependant j'ai un doute. La tension de sortie, ça semble etre celle de la batterie. Mais au moment de la charge, est ce que le 5v d'entré du mini usb arrive dans les bornes de sorties du circuit ou ça se limite à la batterie ?
parce que si les composants sont fait pour fonctionner en 3V et qu'ils supportent pas du 5v, ça risque de faire mal.

Il me semble que le TP 4056 est destiné à être inséré entre une source 5V (USB ou autre) pour recharger en CV/CC une batterie lithium, pas entre la batterie et le reste du circuit à alimenter.

Serge .D