Trike Steintrikes Mungo électro-solaire

Ajout d'une commande au pouce en bout de guidon pour le contrôle de l'orientation des panneaux et les clignotants.

L'inverseur du milieu est un modèle à trois positions et agira sur l'orientation du panneau en association avec le potentiomètre (bouton du bas):
- position gauche: mode automatique. Le panneau s'incline automatiquement en cherchant à être au maximum face au soleil. Le potentiomètre sert alors à limiter l'angle d'inclinaison maximal (du minimum (horizontal) au maximum possible (+/- 45°).
- position centrale: retour horizontal immédiat
- position droite: mode manuel. L'angle est réglé avec le potentiomètre.

L'inverseur du haut a trois positions également et commande les clignotants de façon classique.

Le câblage est le suivant avec seulement 4 fils de liaisons pour l'ensemble (3 signaux plus GND).
C'est pas trop mal pour un signal analogique et 9 codes numériques possibles.


Chaque fonction sera reliée à une entrée analogique de la carte de gestion (arduino).

J'avance doucement mais surement...

Je m'attaque à l'électronique embarqué qui va apporter son lot de gadget

- Gestion de l'orientation du panneau (manuel / automatique)
- Clignotant à base de bande de leds neopixel
- autres fonctions à définir

La gestion est confiée à une carte du type arduino nano (pour la compacité)
Le prototype fonctionnant sur plaque d'expérimentation (avec une maquette en lego technique), j'ai pu me lancer dans le routage de la carte
J'aurai pu câbler l'ensemble sur une plaque à trou mais tant qu'a faire j'ai tout placer sur un circuit imprimé double face à trous métalisés dont la fabrication est confié à JLCPCB pour un cout modique.

Voici à quoi ça va ressembler dans la boite: (seul le couvercle est imprimé, j'attend d'avoir câbler la carte pour imprimer le fond   )



On remarque l'intégration des deux convertisseurs à découpage générant respectivement du 12V pour la motorisation (le 5V alimentant la carte est fabriqué à partir de ce 12V) et du 5V pour alimenter les bandeaux de leds Neopixel (300 leds, ça consomme !)


Le circuit en cours de fabrication chez jlcpcb:



Je n'ai pas su comment indiquer dans les fichiers gerber (c'est le format numérique des fichiers de fabrication des circuits imprimés) comment faire la découpe rectangulaire située au milieu de la carte... Ces découpes permettront de refroidir passivement les convertisseurs via une plaque placée à l'arrière du boitier. Les tests n'ont pas montrés d'échauffement important (le rendement mesuré des convertisseurs étant de l'ordre de 80%), mais sous forte chaleur, il vaut mieux prévoir que guérir...

Autre précaution prise: Les deux convertisseurs étant du type buck (abaisseur) et non isolé, une défaillance a de forte probabilité de générer en sortie une tension proche de celle de la batterie
Il y a sur la carte, pour chaque convertisseur, un circuit du type crowbar qui protège le circuit d'une telle anomalie. Le principe est simple, si la tension de sortie atteint un seuil mesuré trop haut, un thyristor court-circuite la sortie, un fusible entre en action et rien d'autre n'est détruit (en principe)

A noter aussi la présence de zones de pastilles qui permettront de câbler quelques composants s'il faut modifier le prototype.

Pour ceux que ça intéresse, voici le schéma de la carte (des valeurs de composants sont encore à changer): schéma Control Mungo

Et pour les encore plus intéressés, voici le schéma global de câblage (en deux parties). le bloc présent au milieu du premier schéma c'est le boitier avec les convertisseurs et la carte électronique):

partie 1
partie 2

J'ai claqué quelques convertisseurs chinois parce qu'ils n'étaient pas protégés contre les retours de la sortie vers l'entrée me semble t'il.

Snickers a écrit:J'ai claqué quelques convertisseurs chinois parce qu'ils n'étaient pas protégés contre les retour de la sortie vers l'entrée me semble t'il.

Bonne remarque ! Si un retour se produit, la tension de sortie va augmenter, le crowbar va s'activer et le fusible grillera sans autre conséquence. Mais cela ne doit pas normalement se produire, je n'ai pas de générateur en sortie.
Je vais néanmoins tenir compte de ton expérience pour ajouter des diodes de protection placée entre l'entrée et la sortie (cathode vers l'entrée !) pour empêcher la tension d'entrée de devenir plus basse que la tension de sortie lors de la coupure de la tension d'entrée.
Cela se produit quand en sortie il y a un condensateur de capacité élevée qui maintient la tension alors que la tension d'entrée disparait (coupure via un inter), certaines alim n'aiment pas cette situation que je n'ai pas vraiment testé !
Les zones de pastilles vont donc déjà êtres mises à contribution  

J'ai aussi fait quelques progrès dans l'intégration des composants en vue 3D dans Proteus (Ces composants sont soient dessinés sous SolidWorks soient importés du net)
Grabcad notamment est une ressource très intéressante ! lien: https://grabcad.com/library
J'y ai trouvé par exemple le modèle 3D des module DC/DC que j'utilise: https://grabcad.com/library/buck-converter-module-200w-1
Une fois importé dans SolidWorks au format STEP, il a été possible de 'déshabiller' la carte, d'enlever les connecteurs et le dissipateur pour avoir un modèle 3D 'nu' de la carte tel que je l'utilise. J'ai pu ensuite ajouter a ce modèle, le bloc alu pour transférer la chaleur à l'extérieur du boitier  





Prochaine étape, exporter le modèle 3D complet de la carte vers SolidWorks pour vérifier l'intégration dans le boitier (positionnement, découpes du boitier)

Export de la carte vers le logiciel de conception mécanique (SolidWorks) et modification du boitier (découpes, insert --/...) en utilisant les dimensions du circuit imprimé:





et... carte reçue de chez JLCPCB (soit 12 jours à partir du dépôt des fichiers)
Comme d'habitude, qualité de fabrication extra, et bonne surprise, la découpe rectangulaire à été usinée