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vendredi, 27 décembre 2019

Surveiller l'état et la charge d'une batterie 12 Volts

Par makoto doushite le vendredi, 27 décembre 2019, 19:53 - Energies Renouvelables

Monitorer la vitesse du vent et la rotation de l'éolienne, c'est fait !!

Cependant quid de l'état de la batterie ?
Combien d'énergie la génératrice produit-elle ?
Cela est-il suffisant pour recharger la batterie ?

J'avais acheté un appareil pour mesurer ça en local, mais en définitive je ne m'en sert pas… Pas utile à moins d'aller au fond du jardin pour le consulter…

J'ai donc entrepris de construire un nouvel appareil de mesure, sur la même idée que l'Anémomètre Radio (Arduino + HC-12), avec transmission des données pour statistiques sur Grafana via InfluxDB (NodeMCU).

Attention cependant, Si on souhaite faire fonctionner l'Anémomètre et le Monitoring en même temps, il faudra prendre soin de différencier les canaux de fonctionnement des modules HC-12 (Voir la section Setup de chaque programmes)

Le monitoring Batterie, partie émetteur :

J'ai donc câblé un nouveau circuit :

Matériel requis :

- 1 Arduino Pro Mini 5V.
- Un ordi avec port USB et le soft Arduino IDE.
- 1 plaquette HC-12 et son antenne.
- 1 diode 1N4007.
- 1 Régulateur Négatif 9V L7909CV.
- 1 condensateur électrochimique polarisé de 220µF.
- 1 condensateur électrochimique polarisé de 2,2µF.
- 1 condensateur électrochimique polarisé de 1µF.
- 1 module ACS712 (20A) (Attention cependant !! > Je sais que mon générateur ne dépassera pas 5A, à moins d'une tempête de vent de fin du monde…).

Principe de fonctionnement :
- À intervalle régulier, l'Arduino va envoyer les valeurs lues sur les entrées analogiques A0 et A1, sur le port série du HC-12.
- A0 pour mesurer la valeur de la tension aux bornes de la batterie ( On a fabriqué un voltmètre très précis câblé en parallèle ).
- A1 pour mesurer le courant sortant du générateur ( Un Ampèremètre câblé en série ).

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lundi, 9 septembre 2019

Une éolienne à axe vertical -16-

Par makoto doushite le lundi, 9 septembre 2019, 18:30 - Energies Renouvelables

Suite de l'ouvrage précédent :

Deux chantiers étaient prévu cette fois-ci, la modification de l'anémomètre avec les nouvelles fonctionnalité de supervision, et remplacer la pièces cassée du générateur.

J'avais donc modifié et imprimé les « rotors brace v1.3 » que voici.

J'ai percé une nouvelle tige avec un forêt de 2,2 mm, car j'avais justement un cintre métallique qui mesurait 2 mm de diamètre sous la main pour servir de goupille centrale. Des méplats ont été limé sur la tige afin de pouvoir aussi permettre un blocage efficace des deux vis.

Ça devrait être suffisamment costaud cette fois !

Le système de supervision fonctionne à merveille, j'ai eu l'occasion de corriger quelques petits dysfonctionnement du programme Arduino et de peaufiner le tout, ce qui donne ceci :

La génératrice est donc connectée via le régulateur de charge à la batterie de voiture 12 Volts.
C'est une poulie 12 dents qui est installée lors de cette mesure, et on peut donc constater qu'il faut un vent de 20 Km/h pour démarrer l'éolienne, qui tourne alors aux alentour de 20 rpm.

Grâce à cette table, on sait déjà qu'on ne produit rien, il faudra au moins 30 rpm pour espérer produire un peu d'électricité.

La poulie 8 dents permettrait une rotation plus élevée, mais demande aussi plus de force pour lancer la rotation, sans compter qu'elle est si petite qu'elle « crante » pas mal, augmentant le frottement avec la courroie.

Je prévoie donc d'imprimer une poulie de 10 dents pour voir ce que ça donne.
Autre projet en vue, superviser la production électrique pour l'intégrer aux graphiques.

À suivre…

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vendredi, 30 août 2019

Un anémomètre WiFi -3- … ha bah non, Radio !

Par makoto doushite le vendredi, 30 août 2019, 16:40 - Energies Renouvelables

Suite de l'étude précédente :

Retour sur l'usage de l'anémomètre à base de NodeMCUv3 LoLin (puce ESP8266).
Après quelques mois d'utilisation que peut-on conclure ?
Et bien il fonctionne bien, mais… Il présente plusieurs défauts :

- Problème de portée, de temps en temps on perd la connexion avec le routeur WiFi.
- Je n'ai pas beaucoup creusé, mais à priori le code que j'ai écrit finit par planter.
- Il consomme beaucoup d'énergie si on envisage de rendre son alimentation autonome (batterie).
- Une seule connexion est possible. C'est à dire que c'est soit le module récepteur qui affiche les données, soit la page web avec le manomètre.
- J'aurais voulu « grapher » des statistiques, et je me voyais embarqué dans du développement complexe et laborieux pour mes maigres compétences.

Sur une suggestion de Chrismart, j'ai donc décidé de revoir le projet dans une version plus fiable et proche de mes attentes.

Fonctionnalités revues et corrigées :

- Exit l'ESP8266 pour la transmission de data, ça va se passer en Radio 433Mhz grâce à un module HC-12 afin de gagner en portée.
- Sans le WiFi qui réclamait une connexion permanente, on va pouvoir mettre les appareils en économie d'énergie lorsqu’il n'y a pas de vent.
- La réception des data, va donc aussi se passer en Radio, pour se voir affichée sur le module d'affichage client avec un rafraîchissement temps réel.
- Dans le boîtier Client, on garde l'ESP8266, qui sera chargé d'envoyer les data à un serveur Web afin de « grapher » des statistiques à l'aide d'une BDD InfluxDB et du grapheur Grafana.
- Ce qui ne change pas, c'est la partie mécanique, vue dans le premier billet.

Nous allons voir tout ça étape par étape.

L'anémomètre, partie émetteur :

J'ai donc câblé un nouveau circuit :

Matériel requis :

- 1 Arduino Pro Mini 5V.
- 1 plaquette HC-12 et son antenne.
- 1 condensateur électrochimique polarisé de 220µF.
- 1 diode 1N4007.
- 1 résistance 10kΩ.
- 1 Capteur à effet Hall US1881.
- Un ordi avec port USB et le soft Arduino IDE.

Pour permettre au montage de s'intégrer en lieu et place du NodeMCUv3 LoLin , j'ai tout fixé sur un morceau d'époxy.

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jeudi, 6 juin 2019

Une éolienne à axe vertical -15-

Par makoto doushite le jeudi, 6 juin 2019, 21:11 - Energies Renouvelables

Suite de l'ouvrage précédent :

Et donc il était à nouveau temps de retourner sur la modélisation 3D afin de confectionner des poulies pour la courroie T10 choisie. (Courroie dentée en polyuréthane 2360 mm de long et 10 mm de large.)
L'une se retrouverait inséré dans la jante de la roue de vélo, et l'autre sur l'axe de la génératrice.

Après un essai infructueux c'est une poulie géante affublée d'une dent supplémentaire (177 dents) qui ferait l'affaire.

Pour le coup j'ai été bien aidé par le travail de droftarts via Thingiverse pour son travail de générateur de poulie paramètrique sur OpenScad.
J'ai donc remixé son design pour le modifier afin de créer cette simple « couronne » pourvue de creux pour épouser les têtes de vis des rayons de la roue.

J'ai dû tronçonner la couronne en 9 morceaux pour en permettre l'impression sur ma RepRap, avant de pouvoir la confronter avec la courroie :

Pour les poulies, j'ai modifié le diamètre de l'axe et le système de blocage à vis, puis imprimé un modèle à 8 dents, un autre à 12 dents, 16 dents, 24 dents, 32 dents, et enfin 48 dents.
Entre temps nous recevions le contrôleur de charge 12V, chargé de réguler et redresser la tension générée par la génératrice en 12V continu.

Tout est prêt maintenant hein, on va faire des Watts !?
Eh bien, à vrai dire, non…

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Surveiller l'état et la charge d'une batterie 12 Volts

Le monitoring Batterie, partie émetteur :