Bonjour,

J'essaye de mettre en pratique un régulateur Zener afin d'ajuster la tension venant d'un panneau solaire dont la tension varie de 0 à 12V.

Pour cela je voudrai mettre en place un simple régulateur Zener:

Pour cela je dispose d'une diode 5V6 (http://be.farnell.com/vishay/bzx55c5v6-tap/diode-zener-5-6v-0-5w-5-do35/dp/1779202) et d'un transistor NPN (http://be.farnell.com/jsp/search/productdetail.jsp?sku=1703990). Je pense que mon circuit doit consommer entre 0.2 et 0.5A ( il s'agit en fait d'un arduino UNO avec shield gsm et quelques composant). Ma question est la suivante: quelle doit être la valeur de la résistance dans mon système. Un grand merci d'avance

si j'ai bien compris la tension d'entrée varie de 0 à 12V selon l'ensoleillement. adapter la tension c'est très complexe, ce serais donc préférable de sortir en courant (générateur de). mais c'est quoi la charge, des batteries ?

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Edité par Anonyme 24 juillet 2014 à 16:41:24

Je veux juste réduire la tension des panneaux, j'ai déjà mis en place se système mais avec la première résistance que j'ai trouvé (1k) ça fonctionnait mais j'aimerai quand même trouver la résistance idéale. La charge c'est un Arduino avec un shield gsm et des composants.

ha si c'est pour juste abaisser la tension et augmenter le courant c'est le bon montage mais as tu as vérifié que :

Puissance du panneau solaire     >     ( Puissance d'un Arduino+shield+des composants )

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Edité par Anonyme 24 juillet 2014 à 19:17:06

Oui j'ai vérifié je sais juste pas comment on calcule la résistance ( difficile de sortir plus de 100W avec module arduino même bien équipé)

Pour ça je pense qu'il faut que tu fixes la charge , c'est à dire choisir une tension et un courant cohérent avec ton utilisation de l'arduino (je dirais au pif 8V / 300 mA mais c'est plutôt toi qui doit me dire en fonction de l'utilisation que tu envisage); ensuite le calcul ne devrait pas être trop long. Ta diode 5V6 parait trop faible car tu n'auras que 5V en sortie, est-ce que l'arduino se contente de si peu ? c'est marqué "Input Voltage (recommended)7-12V" sur leur site. On devra plutôt prendre 8.2V ou 9.1V comme diode Zener pour alimenter correctement l'arduino.

EDIT : En fait ce qui est délicat c'est que la tension d'entrée n'as pas de valeur limite minimal, en effet si Vin=<Vz ça pose un souci car le courant s'inverse (commutation de la diode), du coup pour faire le calcul c chaud...Si tu rajoutes à cela le fait qu'il y a zéro protection, je pense que mieux c'est d'employer un circuit spécialisé pour ce genre de cas, on en parle ici : http://books.google.fr/books?id=uhbBU96Q750C&pg=PA111&lpg=PA111&dq=icl+7655&source=bl&ots=FcVj9cKV2b&sig=AyAE10toDRJZ5PkdFOK9IAjTq5U&hl=fr&sa=X&ei=zZXTU_HnGcaR0AX89IDQAg&ved=0CCIQ6AEwAA#v=onepage&q=icl%207655&f=false

téma la figure 7315 !. Ce c.i. te permet de fixer deux seuil mini et maxi pour Vin, c'est le pnt diviseur qui règle le tout (cf le datasheet pour les détails) ça pourrait faire ton bonheur qui sait ..

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Edité par Anonyme 27 juillet 2014 à 0:57:16

Le fait est que je l'alimente avec un module USB 5V en aval de cette protection, pour mieux comprendre, voici le montage complet de mon système

Oh ! Ok ben ça change peut être la donne. En fait, faudrait trouver le datasheet de ce truc : "module strp-up USB 5V" quelque part, également les caractéristiques de ton panneau solaire.

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Edité par Anonyme 27 juillet 2014 à 23:26:07

Voila ce que j'utilise comme module. http://www.kibuck.com/module-step-up-5v-usb.html

Le panneau lui est un panneau 12V 100W. A charge ( c'est une électrolyse) il donne toute sa puissance sous forme de courant ( 5A en plein soleil) avec une tension  de 2 à 4 V

100 Watts ! wow c'est un monstre lol. 

Je pense que tu me donne les valeur 5A et 3V en charge nominal quand le régulateur et le module step ne sont pas inclus dans le circuit.

Ici puisque c'est la charge qui fixe le pt de fonctionnement, ton circuit ne consomme que 18W pour une charge équivalente à 0.72 ohms donc le panneaux suffisamment dimensionné dans le cas plein soleil. le courant bouffé par l'arduino est négligeable comme c'est donc l’électrolyse LA charge vu de la cellule solaire, c'est déjà plus clair (renseignement pris, quand l'intensité lumineuse chute cela n'a pas d'incidence sur la tension, en revanche l'intensité dispo chute, c'est a dire la puissance).

Il faudra donc bien booster la tension en charge 3-4V pour alimenter le arduino avec le module step, ça me parait logique. le transistor du régulateur semble surdimensionné et puis le schéma est étrange car tu n’utilise qu un fil de l'alim.. Quoi qu'il en soit pour le calcul de R c'est expliqué ici http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/la-diode-zener-transistor-ballast-serie

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Edité par Anonyme 28 juillet 2014 à 8:10:50

Voila j'ai mis une résistance de 1K ça avait l'air d'être maintenant j'ai un petit souci sur ce montage ( toi qui parlais du transistor surdimentionner. Je viens de mesurer que la consommation de mon circuit était de 0.652A avec une tension de +-7V. Si je réfléchis 0.5 sec je peut dire que mon transistor doit dissipé (7-5) *0.652 = +-1.3W donc tu as raison mon transistor 10W est bien trop grand. Seulement après 3 secondes mon transistor est BRULANT ( si tu me crois pas demande à mon doigt). Comment est ce que ça se fait??

surdimensionné mais ceci dit ça fonctionnera quand mm puisque un transistor se commande en tension. Juste la conséquence c'est que le Beta de la doc ne va pas correspondre a ton montage il sera donné pour une utilisation nominal des 10W du T soit +- 3/6 A  du coup pour ton calcul de R c gênant - et en pratique tu peux toujours mesurer le Beta et refaire les calculs si tu souhaites une polarisation au top ; ici ce n'est pas nécessaire car on veut juste soulager la diode au niveau de la puissance dissipée, cela ne requiére pas une polarisation pointue.. Mais t'as câblé suivant quel schéma : le 1er schéma (correct) ou le second (très étrange).

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Edité par Anonyme 28 juillet 2014 à 15:57:12

Le second mais je me rends compte qu'il ne fonctionne pas. je devrait plutôt mettre l'ensemble en "parallèle" mais j'ai peur ne pas crée suffisamment de différence de potentiel pour alimenter mon système. Enfin je vais essayer ( retour à la soudure!!!)

En fait c'est l'inverse deux circuit en // sur l'alim partage la même tension, deux circuit en serie sur l'alim partage le même courant. Ainsi le 1er schema relie le bidule en // sur l'alim et c'est pourquoi il est correct. Avant de ressouder vérifie que ton transistor n'est pas grillé : http://www.sonelec-musique.com/electronique_bases_verification_composant.html

en video ça donne : https://www.youtube.com/watch?v=suxiD7c0FdQ

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Edité par Anonyme 29 juillet 2014 à 15:35:35

J'ai mis les 2 circuit ( partie électrolyse et partie arduino) en parallèle et malgré tout le transistor chauffe, est ce normal?? le problème est il juste un manque de refroidisseur ou est-ce anormal cette chaleur?

Il chauffera de toute façon car il est là pour ça, pour pas que ce soit la diode qui ai a dissipé la chaleur. tu rajoutes une petite plaque d'alu si tu veux être tranquille mais si ton courant est 0.5 A c'est vraiment pas nécessaire vu que c'est un transistor de puissance 15A, 110W, il y a une sacré marge. Si tu veux connaitre précisément  la puissance dissipée par ton transistor il te suffit de mesurer le courant Ic , la tension Vce et multiplier ces deux valeurs entre elles. ce type de bébête ça claque pas avant 180 ou 200°C. monter sur dissipateur sur ce type de boitier TO3 c'est un peu galère (faire 4 trous T_T, en isoler 2...) arghh. Bon lorsque que ça se mettra à fumer ou sentir le chacal.. faudra tout de même penser à s'inquiéter

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Edité par Anonyme 30 juillet 2014 à 0:33:53

Ok ok je verrai bien lorsque tout sera monté et que ça fonctionnera ce qu'il raconte. En attendant le problème est que c'est l’électrolyse qui fixe la tension du circuit ( j'ai mesuré ça vaut 2.7V) et donc le module arduino ne démarre pas ( même avec la step up)...

ha il ne démarre pas car ton Vin < Vz. Or Vin doit etre + grand que ton Vout sur un régulateur en tension ; ici où le montage est un regu à transistor ballast, lorsque la tension Vout de sortie a tendance à augmenter, avec notre tension zener Vz constante, on aura alors Vbe qui va diminuer ce qui va entrainer Ib et par conséquent Ic dans sa chute ainsi que Iout (le courant vers le module setp out) et donc ceci va entrainer une réaction rabaissant Vout à sa valeur d'origine, c'est la logique du process de régulation en tension.

En gros si tu attaques le régulateur en tension avec du Vin = 2.7V ben tu doit ressortir moins en Vout afin de respecter la condition Vout < Vinor ici ton choix de diode zener ne le permet pas. Au final c'est la Zener qui fixe la tension de régulation, ce n'est pas Vin bien qu'il détermine un seuil minimale pour celle-ci.

Tu devrais donc cabler en conséquence avec une diode zener de valeur inférieur à Vin. Perso je verrais bien une diode zener 2.4V, ce qui te fixera ta tension de sortie à 2.4V - 0.6 soit 1.8V pour Vout, tu devrais ainsi respecter la condition Vin > Vout pour une large gamme de charge électrolytique. A défaut intervertir avec une diode 2.2V mais pas moins car sinon le module step up se chargeant de remettre la tension au niveau du 5V demander par l'arduino (sous 0,5 A à la louche) ne sera plus capable fournir la puissance requise à ce dernier ou m^me de démarrer la commande du convertisseur de tension. Au niveau puissance le transistor devra dissiper (Vin-Vout)*I soit en gros 0,5W

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Edité par Anonyme 30 juillet 2014 à 12:59:20

Ok je vais essayer ça, ça à l'air d'être un bonne solution en espérant que le module step up fonctionne correctement car le descriptif dit qu'il peut donner au maximum 600mA et encore lorsqu'il a suffisament de tension( combien je ne sais pas) je vais essayer d'aller chercher des zener rapidement.

N'y aurait il pas moyen par une méthode simple de créé une tension suffisamment élevée pour alimenté le circuit?? mettre une résistance en série avec l'électrolyse par exemple ( je m'en fou d'avoir des pertes inutiles, je veux que ça fonctionne! ça commence doucement à me pomper  et à me déprimer ce truc....

Ben prends des Zener de valeurs  2.4V 2.7V 3V pour rentrer dans un maximum de cas possible.
Si tu as une alim variable en tension, tu peux aussi tester le module en le débranchant du panneaux solaire et en le reliant à celle ci. et trouver la valeur limite, ce doit être prés de 2v je pense, cela dépend du C.I. qu'il utilise, par exemple le LT1300 c'est 2V minimum pour un courant de 0.5A en gros ce genre de bidules sont dimensionnés pour 2 piles rechargeable 1.2 V soit 2.4V. c'est pourquoi faut privilégié la zener 2.4V et essayer..

Edit : sinon tu te prend un régulateur ajustable style LM317T et tu le règles à 2v et voilà, c'est la solution de facilité mais pourquoi pas

Pour ce qui est de modifier la charge c'est tout à fait faisable et si tu ajoute en série une résistance l'intensité va baisser et la tension va remonter. Ceci dit le process électrolytique sera ralenti d'autant et sans oublié qu'il faut que ta résistance soit suffisamment dimensionnée au niveau puissance pour dissipé les pertes d'énergie en sécurité.

pour rappel : P = R I² donc par exemple tu veux ajouter 2 ohms sous moins de 4,5A en prenant une marge à 5A il faudra donc une résistance de minimum P = 2 x 25 = 50 W soit un réseau série //de 10 résistances bobinées 5W 1,0 Ω  Mais bon c'était juste un exemple au pif

En pratique pour faire un truc précis faudrait que tu mesures les caractéristiques réel (et pas constructeur) de ton panneaux solaire à l'éclairage habituel avant de te lancer dans un tel couplage de charge. Donc de mesurer la tension à vide et le courant de court circuit. Ce qui permettra de tracer une caractéristique à la louche avec ces 3 points (le 3eme étant ton point de fonctionnement en charge). Puis d'y inclure l'autre caractéristique de la droite de charge, l'intersection des deux étant le point de fonctionnement actuel. De choisir un autre point de fonctionnement suivant la valeur plus élevé de tension désirée, d'en déduire la nouvelle résistance de la charge, puis enfin la valeur de la résistance à ajouter en série au circuit.

Faut voir aussi que les variations imprévisibles liée à la résistance variable de ton électrolytique et celle lié à l'ensoleillement ne soient pas un obstacle, l'expérience te le dira.

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Edité par Anonyme 30 juillet 2014 à 22:58:57