Moyeu dynamo vélo => chargeur USB

[mil351]

salut à tous !

Je me lance dans le projet express et probablement irréalisable (après recherche internet sommaire) de fournir un tuto pour réaliser un chargeur USB alimenté par moyeu dynamo de vélo.

L'idée est que le circuit soit suffisamment simple pour être réalisé par un néophyte, et en prod d'ici une semaine. (quand j'écris ça, ça me fait peur^^)

En parallèle, j'en profite pour rassembler des connaissances plus solides sur ce qui pourrait constituer un projet réalisable et fiable, sur un temps plus long.
Voici ma todo list :

- Comprendre ce qui sort de la dynamo, en fonction de la vitesse : tension, intensité, puissance. les dynamo sont dites 6v - 3w, mais je ne sais pas à quoi ça correspond exactement : limitation interne du dispositif, qui peut pourtant être soumis à des fréquences de rotation disons de 0 à 300 tr.min-1

- comprendre les transformations possibles du courant : redressement, régulation à 5v, dissipation ou récupération de l'énergie excédentaire

- connaître les normes pour le courant issu de l'USB

Je continue mes recherches sur le net, et je sens qu'il va falloir lire deutsch...

Merci de m'avoir lu Si vous avez des idées ou des retour d'expérience sur ce projet, j'ai hâte de les lire !

Emilien

[mil351]

Bon je m'auto réponds : http://forum.velotaf.com/topic/28489-d% ... ge__st__20

Ya tout je crois, du montage basique pas cher au composant intégré sourcé sur Amazon ! On vit une belle époque quand même...

[treblig]

Ya tout je crois, du montage basique pas cher au composant intégré sourcé sur Amazon ! On vit une belle époque quand même...

Bonjour,

@mil351 :
Je crois que l'USB "standard" c'est 5V et 500mA mais les powerbanks ont des sorties à plusieurs ampères sans que ça pose de problème : c'est le "consommateur" qui prélève ce dont il a besoin. Dans "l'ancien temps" on avait déjà des câbles USB avec 2 connecteurs d'un côté et un seul de l'autre pour pouvoir "sortir" 1A vers l'accessoire utilisé.

Il n'y a pas beaucoup à "gratter" sur les hubs-dynamo de vélo.
Ils sont effectivement généralement donnés pour 6V AC/ 0,5A. Sauf que sans charge le voltage varie de 0 à 30V (probablement plus mais je n'ai pas testé sur dans des descentes genre mont Valérien).
Le voltage variant à l'entrée du "régulateur de voltage", il faudrait probablement un module buck-boost.
Ces modules "apachère" d'amazon, ebay, aliexpress, banggood et autres, ont la mauvaise idée de balancer en sortie un voltage très élevé quand le voltage d'entrée descend vers 3V ou moins (c'est un problème connu dû aux fabricants de ces modules qui simplifient à l'extrême le schéma d'application du fabricant du chip). Ce qu'on met "derrière" doit pouvoir supporter ces pics de voltage. J'avais testé le voltage issu de ce module, un genre de MPPT du pauvre et, bien sûr, il avait ce défaut.
Faute d'oscilloscope (dont je ne sais pas me servir de toute façon), je ne sais pas à quoi ressemblait ce qui sort de ces modules.

Le redressement AC/DC et le module vont "bouffer" une partie des 500mA et du voltage.
La question est : qu'est-ce qu'il reste quand on n'a que 6V AC et 500mA (conditions optimales) en sortie de dynamo ?
Et la question subsidiaire : pour alimenter quoi ?

Treblig

[mil351]

Bonjour treblig, merci pour ta réponse !

Commençons par la fin : l'idée c'est de charger un smartphone sur un vélo de voyage. Problème, le courant ne sera pas très propre, certainement, alors il faudra charger une batterie entre les deux.

J'ai récupéré un vélo équipé d'un moyeu dynamo pour tester le courant qui en sort. J'ai monté une résistance 1 ohm pour simuler ma charge. Bilan, comme j'ai pu le voir sur internet, 6v et 500mA max, à partir de 14kmh.

Naïvement certainement, je me dis que sur un voyage de plusieurs heures, je peux espérer une vitesse de croisière au moins égale à 14kmh. Ce n'est pas moi qui pédale, mais c'est mon hypothèse de travail. Dans ce cas, je me dis qu'il suffit alors de réduire la tension d'un volt après avoir redressé pour pouvoir charger ma batterie de manière raisonnable.

Pour le moment, j'envisage donc la réalisation son montage très simple, un pont redresseur puis une résistance et une diode zener pour obtenir en sortie 5.1 v et 500mA, en espérant ne pas trop en perdre en route. C'est suffisant pour au moins compenser l'énergie consommée par le téléphone en utilisation. Si ce montage fait hurler,je suis friand des critiques pour comprendre ce qui peut coincer.

Il s'agit beaucoup plus pour moi d'un montage expérimental et pédagogique que de la refabrication de ce qu'on peut trouver dans le commerce. Si je suis assez rapide, il sera peut être testé en condition réelle.

Édit: j'ai trouvé ce lien, à la fin ce n'est pas rassurant... Il va falloir que je teste le redressement on dirait https://forum.allaboutcircuits.com/thre ... des.80944/

[NicoM]

Tu ne peux pas faire une alimentation de puissance avec juste une résistance et une Zener. Le principe de fonctionnement, expliqué "avec les mains", c'est que la Zener dérive le courant que la charge ne consomme pas pour maintenir une tension constante. En conséquence, si ta charge consomme 500 mA la Zener ne dérive rien mais si ta charge ne consomme rien, la Zener dérive 500 mA (sous 5V, ça fait 2,5 W)
En ajoutant un transistor NPN on réduit très largement cette dépendance au courant consommé. N'oublie pas d'ajouter un condensateur à la sortie du pont redresseur.

Nico M.

[Flax]

@Emilien : Ah oui, effectivement j'avais oublié ce circuit-là, qui est un régulateur basique. C'est moins précis sur la tension de sortie, mais c'est stable, est raisonnable (genre il n'y a que le transistor qui doit être dans un boîtier un peu gros).

[rude_ulm]

Et un bête 7805 voire même en LDO ?

[treblig]

[...]alors il faudra charger une batterie entre les deux.

Ça me semble une bonne solution parce que ça laisse l'opportunité de la recharger si/lorsque le hub-dynamo ne suffit pas et qu'il n'y a pas d'utilité à laisser le smartphone alimenté en permanence, c'est même plutôt déconseillé.

J'ai ressuscité et modifié un détecteur de présence récupéré dans les encombrants en modifiant son alim d'origine (4*1,5V) en mettant un module à base de TP4056/DW01 pour recharger (avec contrôle de surcharge) des 18650 en parallèle et un module boost pour alimenter le détecteur qui fonctionnait en 6V. Le module TP4056/DW01 autorise la charge et l'utilisation de la batterie en même temps (ce n'est pas le cas de tous).

+5V* --> module TP4056/DW01 --> 4,2V --> 18650 (idéalement des "protected") --> module boost --> 6V --> détecteur
Ce n'est pas beau mais c'était plus pour la science le fun que pour l'utilité. D'accord, c'est un peu dans la droite ligne du marteau-pilon pour casser une noix...

* tous les 2-3 mois, pas via une dynamo dans ce cas précis mais pourquoi pas.

@rude_ulm : les 7805 demandent plus de 6V en entrée.

Treblig

[treblig]

réduire la tension d'un volt après avoir redressé pour pouvoir charger ma batterie de manière raisonnable.

Si ma mémoire n'est pas défaillante, le pont redresseur aura déjà fait chuté la tension. C'était 1,2V de chute "de mon temps" je ne sais pas si on fait des trucs mieux de nos jours.

[mil351]

Déjà merci pour vos messages, je suis content que mon petit projet avance !

Je réponds rapidement:

Rude_Ulm: je n'ai pas creusé le 7805 car trop intégré à mes yeux ; je pense que le composant le plus "complexe" à part les rlc et diode sera le transistor. De plus il me semble avoir lu une histoire de tension d'entrée mini de l'ordre de 7v

Treblig: j'ai bricolé un pont redresseur à partir de 1n4007, qui ont la vertus d'être low drop et de ne faire chuter que de 0.7V mon circuit. Effectivement, j'ai relevé une tension de sortie de l'ordre de 5,3V. Je me dis que du coup, la dissipation d'énergie excédentaire sera plus répartie, mais je me demande combien il en restera à la fin...

A suivre, recherche des condensateur, zener et transistor qui vont bien, et montage ! Ensuite étude des modes et conditions de charges des différents stockages d'energie.