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WattMètre pour Chargeur BBS02 avec Arrêt de Charge

Bonjour à tous,

J'ai construit un WattMètre pour contrôler ma batterie (48v 17Ah), de mon vélo équipé d'un moteur BBS02, lors de la Charge.

CORRECTION : le MosFet ne fonctionne pas comme un interrupteur, il y a un retour de courant, c'est plus fait pour commander un moteur
J'ai commandé un simple relais 5V pour couper le '+' au lieu du '-' à cause du MosFet...
Cela me permettra de mesurer la Tension du Chargeur et de la Batterie (de part et d'autre du relais) sur le '+' avec le même montage de pond diviseur de Tension (voir dessous).

Le système de base tourne autour d'un Arduino Nano équipé : d'un afficheur LCD 2 lignes de 16 caractères, d'une Horloge DS3231 plus précise, d'un Convertisseur Analogique/Numérique 16bits à 4 entrées ADS1115, d'une mémoire EEPROM externe de 32Ko, d'un Shunt 5A intelligent ACS712-5 pour mesurer le Courant, d'un commutateur MOSFET 60V relais 5V qui coupera la Charge (sur le '+') et d'un convertisseur 60V/5V pour alimenter tout ce monde. Deux prises rondes d'alimentation 5,5 x 2,5 mm (malle-femelle) permet d'insérer le WattMètre sur la ligne de charge sans couper ou modifier le circuit existant

La matériel


Arduino Nano : Arduino Nano 1€60
Afficheur LCD I2C : Écran LCD I2C 1€70
Horloge DS3231 I2C : Horloge DS3231 I2C 0€90
ADC 16bits ADS1115 I2C : Convertisseur A/D 16 bits 1€50
EEPROM 32Ko Externe I2C : EEPROM 32Ko I2C 0€50
Shunt 5A ACS712-5 : Shunt 5A ACS712-5 1€05
Relais 5V : Relais 5V 0€60
Convertisseur 60V/5V : convertisseur 60V en 5V 1€75
Un Buzzer : Buzzer 0€25
Fiche 5,5 x 2,5 mm : Fiche Alimentation Mal Femelle 5,5mm 1€10

L'investissement sera de l'ordre de 11€ sans la boite...

L'Arduino analyse la Tension de la Batterie et du Chargeur, évaluer le zéro de l'ampèremètre (légèrement flottant) et récupère dans l'EEPROM interne les valeurs précédentes (Numéro de Charge, valeur des anciennes charges, seuil de coupure pleine charge...)

Après un temps de 15s après le démarrage, la charge commence si la Tension de batterie chute en-dessous du seuil de Fin de Charge fixé à 53,8V dans mon cas.

Pour rappel, une sur-tension sur la batterie entraîne une perte de cycle de charge (moins de vie).
Une coupure avant la pleine charge à 53,8V au lieu des 54,6V permet d'augmenter le nombre de cycle de charge d'un coefficient 2 !!!
Voir beaucoup plus, si la décharge reste au-dessus de 3,1V par élément (soit 40,3V). Cela se règle sur le contrôleur du BBS02 du vélo... qu'il est judicieux de reprogrammer si la valeur est trop faible (c'est correcte à l'origine, normalement). Voir : La reprogrammation du BBS02

Les données de la charge sont enregistrés toutes les minutes dans l'EEPROM Externe avec : une information du Delta de changement de Courant et Tension pour limiter la taille dans la mémoire (optimisation)...
Cela peut être récupéré sur un PC pour une analyse fine ultérieur via connecteur USB.

Le code 'C' (documenté) pour l'Arduino Nano : Le Fichier Zip du programme

Le câblage est assez facile, tout est en I2C, donc il faut juste relier les modules entre eux sur le Bus I2C (Arduino A4 -> SDA et A5 -> SLC) du Nano.

Un rappel : le bus I2C est composé de 4 files avec : +5V, GND, (l'alimentation) et SDA et SCL pour la communication série.
Selon la norme, le bus I2C doit être chargé avec une résistance de 10Kohm entre les signaux (SDA et SCL sur le dernier élément I2C) et le positif (+5V), cela reste optionnel avec un Arduino :

+5V----Résistance 10K----SDA
+5V----Résistance 10K----SCL

Pour la mesure de Tension, j'ai monté un deux ponds diviseurs avec une résistance de 100Kohm sur le '+' des 48V (Chargeur et Batterie (new)) et une résistance de 9Kohm sur la masse (GND). Le Point de Mesure (PM) est donc au centre, soit :

+48V Chargeur ----Résistance 100K---PMc---Résistance 9K----GND
+48V Batterie ----Résistance 100K---PMb---Résistance 9K----GND (new)

PMc est connecté à la broche A3 de l'ADC AN1115...
PMb est connecté à la broche A2 de l'ADC AN1115... (new)

La mesure de Courant se fait en connectant la sortie 'OUT' du Convertisseur de Courant (ICL712-5) sur la broche A1 de l'ADC.

On peut mesurer la Tension 5V de l'Arduino avec un pond diviseur d'un rapport deux avec deux résistance de 10Kohm entre le '+5V' et le 'GND', le point de mesure sera connecté à la broche A0 de l'ADC.

Le Buzzer est connecté sur la broche 6 de l'Arduino Nano et sur la masse 'GND'.
Le Relais la commande de l’interrupteur MosFet sur la broche 2 du Nano.

Le Chargeur se branche sur le Relais (pole '+'), la sortie du Relais (pole '+') sera connecté sur la puissance du Shunt ACS712-5 (à droite en regardant la carte composant vers vous), la sortie du shunt va vers la Batterie (pole '+').

Les moins (GND) sont tous relier en communs.

L'alimentation +48V du convertisseur DC-DC 60V -> 5V est connecté sur le '+' du Chargeur (sur le Relais). La sortie du convertisseur aliment l'Arduino en +5V, le GND est commun à tout le montage.

La prise de Tension des deux ponds diviseurs (Chargeur et Batterie) sont connectés à l'entrée et la sortie du Relais (côté puissance).

Je prépare un Schéma propre pour voir cela de visu...

À vous de jouer maintenant
Le proto
Le proto...










Face avant
Le montage quasi fini de face.










Face Arrière
De dos...










Le Début
Fonctionnement de teste avec l'alimentation du Chargeur.










La Charge
La Charge branché sur des résistance de 30Ohms (4 x 7,5 ohm) pour calibrer l’Ampèremètre.










Le Temps
La durée de Charge... et l'Heure Système.








A bientôt,
Jean-Nono


Article précedent: Guide de réparation Batterie VAE en pack 18650 - Tranz-X BL07 sur Matra TX AGT

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Créé le 18-08-2018 à 11h07.
Modifié le 03-09-2018 à 10h00.

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