Dans le cadre de mes expérimentations sur le solaire, j’ai rapidement été amené à devoir utiliser un régulateur de charge pour stocker l’énergie sur mes batteries. Un certain nombre de régulateurs sont disponibles sur le marché et pour des prix plutôt raisonnables (pour les régulateurs simples bien sur 8-)), donc je n’ai pas opté pour la fabrication maison 😀
En revanche, sur la base d’un régulateur simple, j’ai quand même voulu disposer d’informations sur la charge de la batterie et sur la consommation faite. J’ai donc utilisé un régulateur du commerce comme base pour un régulateur finalement un peu fait maison.
Le régulateur de charge
Le modèle que j’utilise est un modèle simple que je me suis procuré chez Conrad. Ce modèle permet de gérer des charges jusqu’à 4 ampères (ce qui est largement suffisant pour mes besoins). Ce modèle possède également une sortie qui est coupée des lors que l’état de charge de la batterie descend en dessous d’un certain seuil (évitant ainsi la décharge profonde de la batterie).
La photo représente le modèle sans protection contre la décharge profonde. Le modèle que j’utilise possède deux borniers de plus au milieu.
Sur la base de ce régulateur, j’ai donc ajouté un voltmetre et un ampèremetre pour avoir une information sur la tension aux bornes de la batterie ainsi que la consommation/charge faite. Une mesure positive indique que la batterie est en train de se charger, tandis qu’une mesure négative indique que l’on est en train de consommer de l’énergie sur la batterie (dans le cas d’une charge pendant que l’on utilise la batterie, les valeurs s’additionnent).
Ajout d’un voltmètre
Pour avoir une mesure de la tension aux bornes de la batterie, j’ai utilisé un petit mimli-voltmetre sous forme de module LCD. Il s’agit d’un module PM-438 (trouvé chez Selectronic). Ces petits modules sont tres simples à manipuler et coutent à peine 5 euros. La seule chose à prévoir est une alimentation pour le module car il n’est pas capables de s’alimenter sur la source qu’il mesure. Nous utiliserons donc une pile de 9V.
ATTENTION : Le PM-438 n’est pas protégé contre les inversions de polarité sur son alimentation. Si vous inversez la polarité, le circuit se détruit ! (c’est du vécu) Alors veillez bien à vos branchements.
Le PM-438 est capable de mesurer des tensions comprises entre :
* 0 → 199.9 mV
* 0 → 19.9 V
* 0 → 199 V
Il suffit de régler le pont diviseur à l’aide de résistances pour choisir la plage de mesure souhaitée. Pour des batteries de 12V nous utiliserons le calibre 19.9V.
L’entrée du voltmètre sera connectée aux bornes de la batterie.
Ajout de l’ampèremetre
Pour réaliser l’ampèremetre, nous utiliserons également un module PM-438. Nous utiliserons pour cela la célèbre formule que tout bon électronicien connais : ‘U = R x I’
Afin de connaître l’intensité qui entre ou sort de la batterie, il suffit de faire passer le courant par une résistance dont la valeur est connue et de mesurer la tension aux bornes de cette résistance. Du coup avec un voltmètre on peut mesurer une intensité 😀
Maintenant on passe aux calculs…
Pour avoir une mesure directe sans devoir effectuer de calculs, il faut que la tension mesurée corresponde à une valeur ‘compréhensible’ (pas une valeur qu’il faut ensuite multiplier ou diviser pour avoir la mesure).
Prenons comme hypothèse une résistance de 1 ohms :
* U = R * I
* U = 1 * I
* U = I
Cette hypothèse est intéressante car on peut facilement mesurer des intensités allant jusqu’à 20A si on utilise le calibre 20V du PM-438. Cependant, la précision de la mesure sera au centième d’ampère. En revanche ce n’est absolument pas utilisable dans la mesure ou la résistance devrait encaisser une dissipation de ( 12V * 20A = 240W ) et la chute de tension à ses bornes serait beaucoup trop importante.
Prenons maintenant une résistance de 0.1 ohms :
* U = R * I
* U = 0.1 * I
* U = I / 10
Dans ce cas on obtient une tension 10 fois inférieure à l’intensité. Nous ne pourrons mesurer que des intensités allant jusqu’à 2A si l’on choisi le calibre 200mV du PM-438. Cette fois ci la précision de la mesure sera du millième d’ampère (mA).
Dans mon cas, c’est la solution que j’ai choisie car mes panneaux ne délivrent pas plus de 2A et que la consommation que je compte faire non plus.
NOTA : il existe des résistances (shunts) de 0.01ohms pour d’autres mesures, ou on peut également utiliser du fil résistif pour faire ses propres calibres.
La résistance sera placée entre le régulateur et les bornes de la batterie pour avoir la consommation réelle sur la batterie.
Utilisation de la batterie
Pour pouvoir profiter des 12V produits par la batterie, j’ai acheté dans le commerce un doubleur de prise allume-cigare et coupé le cable contenant la prise male. J’ai ensuite relié ce cable au bornier ‘utilisation’ de mon régulateur afin d’avoir deux prises 12V standard pour y connecter mes chargeurs ou autres appareils fonctionnant au 12V (j’ai bien évidemment mis un interrupteur pour activer ou couper ces prises au besoin)
Schéma de fonctionnement
Voici un petit schéma illustrant l’installation.
Et voici maintenant quelques photos de la version mise en boîtier 😀
J’ai utilisé des borniers d’enceintes pour les connexions électriques. Puis j’ai mis un petit interrupteur pour allumer les petits modules PM-438 qui sont alimentés par une pile de 9V. Les deux fils qui sortent et passent à travers un interrupteur sont reliés au doubleur de prise allume-cigares.
Sur la photo qui suit, les modules sont alimentés et le boîtier est relié à une batterie de 12V. On constate donc qu’au repos, le régulateur solaire consomme 2mA.
