Bonjour,

Je suis un étudiant désirant réaliser un projet via Arduino dans un objectif pédagogique. J’aimerais beaucoup avoir votre avis sur mon idée, et si possible quelques pistes. Mon projet consiste à étudier l’usure des batteries rechargeables (accumulateurs) à travers des cycles répétés de charge et de décharge. Pour cela, je prévois de créer un circuit électronique automatisé via un Arduino, capable de gérer la charge, la décharge et la mesure de capacité d’une batterie rechargeable (Li-Ion ou autre)
Après de nombreuses recherches en ligne, je n’ai trouvé que des tutoriels et des forums traitant des mesures de capacités de piles via une décharge de celles-ci. Cependant, je souhaite automatiser les deux processus (charge et décharge) afin de pouvoir réaliser de nombreux cycles — depuis une batterie neuve jusqu’à son épuisement complet (malgré les contraintes de temps qui m’obligent à commencer dès que possible).

En ce qui concerne mes ambitions, j’aimerais charger différents types de batteries (lithium-ion, Ni-Cd, etc.) afin de comparer leur usure. Je ne suis pas sûr qu’il soit possible de gérer plusieurs modules de charge avec un seul Arduino, auquel cas je me contenterai pour le moment d'un seul. J’aimerais aussi contrôler les différents "types" de charge — en comparant des cycles complets/profond de charge(5–100 %) à des cycles partiels (15–90 %) (peut être en interrompant éventuellement la charge du module de charge avant 100 % pour varier le niveau de charge maximal?).
Pour y parvenir, je pensais utiliser un Arduino Nano (j’espère que ce petit modèle suffira), deux modules de charge différents (par exemple, le TP4056 pour les batteries lithium-ion et le CN3085 pour les Ni-Cd/NiMH), pourquoi pas un écran pour afficher les données en temps réel, des résistances et des modules de mesure (tension, courant, température avec le LM35). Mon objectif est de construire quelque chose de similaire au montage présenté dans cette vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=Eg3p1XFAcG8&ab_channel=learnelectronics

J’ai vu que des relais ou MOSFETs pourraient être aussi nécessaires pour basculer entre les modes charge et décharge. Comme les modules de charge cités ci-dessus ne gèrent pas la décharge, je prévois de programmer l’Arduino pour qu’il commence la charge, puis, une fois la charge terminée, que la pille se décharge dans un résistance. Je compte également enregistrer les données mesurées (tension, courant, capacité calculée, température, etc.) sur un ordinateur ou un autre support, bien que je n’aie pas encore déterminé quels paramètres seraient les plus pertinents d'enregistrer.

Peut-être que des composants supplémentaires (dissipateurs thermiques, Amplificateurs Opérationnels, condensateurs, etc.) seraient nécessaires. Je vois joins un 2nd projet qui m'a inspiré qui ne réalise pas la charge mais dont tout le reste ressemble à ce que j'aimerais faire: https://testeurdepiles.top/11-etapes-pour-tester-la-capacite-dune-batterie-avec-larduino/
Je ne souhaite pas construire un système trop complexe, mais plutôt un dispositif suffisamment robuste pour fournir des mesures fiables et exploitables.

Je dois également mentionner que j’ai peu de connaissances en électronique ou en Arduino (je n’ai travaillé qu’avec Python jusqu’à présent), mais j’espère que mon projet n’est pas trop technique et que je pourrai le mener à bien avec un peu d’aide extérieure.
Serait-il donc possible d’avoir votre avis sur la faisabilité et les contraintes d’un tel projet, si possible en MP si les réponses deviennent un peu longue pour ne pas encombrer l'espace discussion.
Je serais également très reconnaissant pour tout conseil que vous pourriez me donner afin de bien démarrer avant d’investir dans l’achat de nombreux composants.

Merci d’avance pour le temps que vous consacrerez à me répondre et pour votre réponse.
Cordialement,
Zebananos

Voici quelques réponses à tes questions :

...

Comme tu le dit, un MOSFET ou un relais peut parfaitement être utilisé pour commuter le chargeur ou la résistance de décharge.

Dans les deux cas, cela se commande par une simple pin GPIO et la fonction digitalWrite de Arduino.

Si tu veux pouvoir gérer simultanément 4 cellules, le calcul est vite fait, tu auras besoin de :

- 4 modules chargeurs (4 modules TP4056 pour des batteries lithium)

- un bloc alimentation 5V pour fournir l'énergie aux chargeurs

- 4 modules de décharge (4 grosses résistances par exemple)

- 4 mosfet canal P ou 4 relais (au choix), et les quelques composants qui vont autours

- 8 pins GPIO pour commander tout ça

...

Tu parles de condensateurs, ça peut effectivement être une bonne.

En mettre un petit en parallèle de la batterie ne ferait pas de mal.

...

Tu évoques aussi un ventilateur, ça ne peut pas faire de mal.

Tes chargeurs ainsi que tes résistances de décharge vont avoir de l'énergie à dissiper et vont donc chauffer.

Un petit ventilateur pour refroidir tout ça pourrait s'avérer nécessaire, à moins de bien dimensionner l'ensemble avec des composants assez gros de sorte qu'ils puissent dissiper par eux même la chaleur sans nécessiter de ventilateur.

...

Pour les mesures, il va te falloir aussi un peu d'électronique.

Une tension est assez facile à mesurer, une ou deux résistances et un condensateur et ça suffit.

En revanche, pour ce qui est du courant, c'est plus compliqué, mais il existe des module tout fait pour ça.

Je me permet tout de même d'attirer ton attention sur la précision du 5V de l'arduino :

- si celui-ci est alimenté par USB, alors son 5V correspond à ce que lui donne le PC, soit un 5V précis à plus ou moins 5%.

- si celui-ci est alimenté par le VIN, alors son 5V correspond à ce que génère le régulateur interne, plus ou moins 1%.

Dans les deux cas, la précision est clairement pas génial pour un système destiné à faire de la recherche.

En effet, 5% de précision, ça veut dire que lorsque le chargeur aura terminé et que ta batterie sera à 4.2V, l'arduino peut très bien mesurer une valeur comprise entre 3.99V et 4.41V.

Quand à la décharge, si tu décide de stopper le cycle quand l’Arduino mesure 3V (batterie lithium vide), celle-ci peut en faite avoir une tension comprise entre 2.85V (elle va pas aimer...) et 3.15V (batterie pas vraiment vide, il reste 10%).

Si tu veux vraiment faire des mesures précises, il faut opter pour un ADC externe avec référence de tension assez précise.

-
Edité par lorrio 3 avril 2025 à 10:54:13