Projets:Contrôleur batterie
Description du projet
Rendre visible la charge d'une batterie afin d'estimer l'autonomie restante.
Cahier des charges
Adapter, modifier, ou remplacer l'afficheur de l'autonomie batterie présent sur le fauteuil, voire la possibilité de le juxtaposer à un autre système de surveillance de l'autonomie restante, car l'afficheur actuellement présent sur le fauteuil est réalisé pour visualiser la tension pour un autre type de batterie (AGM), il ne correspond donc pas avec celle qui est en place (lithium-ion ).
Analyse de l'existant
Cette afficheur d'origine sur le joystick du fauteuil est pour 2 batteries AGM montées en série (2x12v) alors que dans notre cas, la tension pour la batterie en place, au lithium, est beaucoup plus grande : 29,4v
On charge une batterie au lithium contenant 7 cellules à 29,4 V (7 cell x 4,2 V = 29,4 V) avec un ‘Mascot 2440’.
La charge se déroule en trois étapes :
- d’abord à courant limité à 2,5 A, - puis à courant inférieur à 0,8 A et - finalement toujours avec un maintien de la tension pour un courant inférieur à 0,3 A
En fin de charge, après avoir débranché le chargeur, on mesure une tension (TFC) de 29,4 V.
En considérant que la tension de charge est uniforme, chaque élément a donc une TFC de ~ 4,20V.
Globalement la tension diminue pendant la décharge, mais remonte légèrement après une demande de courant dès lors que la batterie n’est plus sollicité.
| date heure | V | cell | Vm | Ah | Ah*V | Ah*V-Wh | Wh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 30/01/21 20:17 | 27,37 | 3,910 | 26,31 | 0,245 | 6,71 | 0,61 | 6,100 |
| 30/01/21 20:17 | 27,39 | 3,913 | 26,31 | 0,245 | 6,71 | 0,61 | 6,100 |
| 31/01/21 09:54 | 27,23 | 3,890 | 26,31 | 0,302 | 8,22 | 0,92 | 7,300 |
| 31/01/21 11:51 | 26,99 | 3,856 | 25,63 | 0,664 | 17,92 | -0,08 | 18,00 |
| 31/01/21 11:59 | 26,68 | 3,811 | 25,31 | 1,031 | 27,51 | 0,31 | 27,20 |
| 31/01/21 12:04 | 26,72 | 3,817 | 25,63 | 1,093 | 29,20 | 0,40 | 28,80 |
| 31/01/21 12:21 | 26,16 | 3,737 | 25,89 | 2,003 | 52,40 | 1,00 | 51,40 |
| 31/01/21 12:23 | 26,18 | 3,740 | 25,89 | 2,003 | 52,44 | 1,04 | 51,40 |
| 31/01/21 12:31 | 26,16 | 3,737 | 25,26 | 2,107 | 55,12 | 1,22 | 53,90 |
| 31/01/21 12:56 | 25,83 | 3,690 | 24,68 | 2,833 | 73,18 | 1,58 | 71,60 |
| 01/02/21 11:24 | 25,33 | 3,619 | 23,95 | 4,379 | 110,92 | -5,18 | 116,1 |
| 01/02/21 20:08 | 25,15 | 3,593 | 23,95 | 5,172 | 130,08 | -11,12 | 141,2 |
| 01/02/21 21:02 | 25,12 | 3,589 | 23,95 | 5,303 | 133,21 | -12,09 | 145,3 |
| 02/02/21 09:27 | 24,98 | 3,569 | 23,95 | 5,597 | 139,81 | -12,69 | 152,5 |
| 02/02/21 10:25 | 24,90 | 3,557 | 23,89 | 5,839 | 145,39 | -12,91 | 158,3 |
| 02/02/21 10:38 | 24,86 | 3,551 | 23,59 | 5,918 | 147,12 | -13,18 | 160,3 |
| 02/02/21 13:28 | 24,74 | 3,534 | 23,59 | 6,242 | 154,43 | -14,57 | 169,0 |
| 02/02/21 17:22 | 24,69 | 3,527 | 23,59 | 6,373 | 157,35 | -14,95 | 172,3 |
| 02/02/21 18:28 | 24,63 | 3,519 | 23,59 | 6,531 | 160,86 | -15,34 | 176,2 |
| 03/02/21 09:51 | 24,21 | 3,459 | 22,77 | 7,268 | 175,96 | -20,34 | 196,3 |
| 03/02/21 11:11 | 24,13 | 3,447 | 22,77 | 7,490 | 180,73 | -21,77 | 202,5 |
| 03/02/21 14:06 | 24,03 | 3,433 | 22,77 | 7,756 | 186,38 | -22,68 | 209,1 |
| 03/02/21 14:34 | 23,98 | 3,426 | 22,74 | 7,852 | 188,29 | -23,61 | 211,9 |
| 03/02/21 17:29 | 23,98 | 3,426 | 22,74 | 7,900 | 189,44 | -24,26 | 213,7 |
- Vm : Tension mesurée en Volt moyennée par le temps d’échantillonnage du système.
- Wp : Puissance en Watt (UxI) en crête (pointe de puissance ou en Anglais : peak).
- Ah : Capacité en Ampère – heure, c’est la quantité d’énergie de la batterie, ou le courant qu’elle peut débiter pendant un temps donné.
- Wh : Énergie en Watt – heure. S’exprime selon la formule Wh = UxIxT , U est la tension de la batterie, I le courant qu’elle débite, T le temps pendant lequel elle débite ce courant.
Ces valeurs sont visibles une minute après avoir modifié/diminué la tension.
Dans la configuration actuelle, le pas entre chaque LED semble être 0,2V ( (25,4V-23,4V)/10 ).
Equipe
- Concepteurs/contributeurs : David Zielinski / Michel Maréchal
- Fabmanager référent : Yohann Véron
Matériel nécessaire
- Moniteur de la capacité de la batterie - Lecteur numérique CC 8-63V
- Mesure réalisée avec un « Peanutaor Moniteur numérique LCD Wattmètre 60V / 100A DC Ampèremètre Haute Précision RC Batterie Amp Analyseur Outil Énergie Énergie Wattmètre »
Outils nécessaires
- Wattmètre (Wh)
Coût
~ 10€
Durée de fabrication du prototype final
- 1 H
Moniteur de la capacité de la batterie
| Joystick | Nouvel afficheur | |
|---|---|---|
| LED | V | % |
| > 25,2 | 29,2 | 100% |
| 27,3 | 75% | |
| 26,8 | 63% | |
| 26,3 | 52% | |
| 25,7 | 39% | |
| 25,6 volts | 36% | |
| *** 25,2 à 25,4 et plus | ||
| ** 25,0 à 25,2 | ||
| * 24,8 à 25,0 | 24,9 | 24% |
| **** 24,6 à 24,8 | 24,7 | 21% |
| *** 24,4 à 24,6 | 24,6 | 20% |
| ** 24,2 à 24,4 | ||
| * 24,0 à 24,2 | 24,0 | 12% |
| *** 23,8 à 24,0 | 23,8 | 10 |
| ** 23,6 à 23,8 | 23,6 | 8% |
| * 23,2 à 23,4 et moins | 23,2 | 5% |
| < 23,4 | 22,9 | 4% |
| 22,8 | 4% | |
| 22,7 | 3% | |
Etapes de fabrication pas à pas
Paramétrage de l'afficheur
Le paramétrage est persistant, il peut donc être effectuer à notre quelle moment. Cependant il est préférable de facile le réaliser avant son câblage définitif, une fois fixé sur la fauteuil.
- Commencer par connecter le - de l'afficheur à la masse d'une batterie de 12v,24, ou 36v, ensuite laisser appuyer sur le bouton de gauche et connecter le + de cette même batterie.
- Ensuite choisir le type de la batterie (batterie plomb-acide (P), batterie au lithium (L), batterie Fe (F)) en appuyant toujours sur le bouton gauche pour faire défilé . Sélectionner L, puis vous validez en appuyant sur le bouton.
- Maintenant vous arrivez sur des chiffres qui clignotent, gradué de 1 à 17 pour les changer il faut appuyer sur le bouton de gauche pour les montés et sur le bouton de droite pour les descendre.
Sélectionner P07 qui correspond au nombre de cellules. Une fois le chiffre trouvé, validé en laissant appuyé sur le bouton de gauche.
- Puis vous arrivez sur 5 paramétrages qui commence par cela :
- 1 choix de la barre de charge
- 2 choix d'affichage, graduation
- 3 choix de l'éclairage de l'afficheur
- 4 choix de l'alternance "Pourcentage/ Tension"
- 5 choix de mise en veille de l'afficheur
Pour changer les paramètres (Bouton de gauche) Pour changer le mode (Bouton de droite)
- Ensuite déconnecter le + de l'afficheur et le rebrancher et c'est terminé .
Fabrication du support
Découper le support avec une découpeuse laser
- Lien vers le fichier DXF pour le fabriquer à partir d'une plaque de PMMA de 3mm à l'aide d'une découpeuse laser
Fixer le support sur le fauteuil
- Le support plastique, découpé au laser, est ensuite scotché sous le joystick.
Connecter l'afficheur à la batterie
- L'afficheur est connecté à la batterie via la prise canon (XLR) du fauteuil.
Par conséquent, là où notre « vu-mètre » à 10 LED présent sur le joystick du fauteuil, nous
renseigne par sa couleur verte, d’une batterie complètement chargée, l'afficheur lui se
montre plus juste. A 25,6 volts là où le « vumètre » à 10 LED indique une pleine autonomie soit 100
%, l'afficheur lui nous donne seulement 36%, il affiche en alternance "Tension/Pourcentage".
- Moniteur de la capacité de la batterie - Lecteur numérique CC 8-63V de chez YGL
