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Vendredi, octobre 26 2012

DIY – Un séchoir solaire

Je sais pas pourquoi, mais j’ai toujours été intéressé par la conservation des aliments. Après avoir testé le fumage, et le salage, je voulais me lancer dans le séchage des aliments. Il est bien sûr de trouver facilement dans le commerce des séchoirs électriques, mais je préférais de loin un modèle solaire. Après avoir cherché un peu le meilleur principe de fonctionnement, j’ai finalement trouvé un concept qui me plaisait bien : une rampe inclinée est chauffée par le soleil, menant sur le séchoir. L’air chaud monte, ce qui crée un courant d’air par convection. L’avantage, est double : ça ne cuit pas les aliments, et il suffit de très peu de soleil pour créer le courant d’air. (Bien sûr, ça fonctionnera tout de même mieux avec un vrai soleil…)
Ayant toujours accès à une découpeuse laser, je décide de l’utiliser pour mener à bien ce projet. Tout d’abord la conception des plans. Comme pour la fraiseuse, les plans seront réalisés avec Librecad, et un assemblage Solidworks sera fait pour économiser de la matière.

Vue en coupe du séchoir

Vue en coupe du séchoir

Les dimensions sont assez réduites, de manière à tenir assez facilement sur mon balcon. De toutes manières, ce n’est pas pour traiter des quantités industrielles.
Afin de protéger les aliments des insectes, toutes les ouvertures sont protégées avec de la moustiquaire. Celle-ci est collée à même le bois.

La protection des ouvertures

La protection des ouvertures

Une fois toutes les faces faites, on peut commencer l’assemblage. Alors attention, il y a un sens, (je recommande d’ailleurs un montage « à vide » pour voir que les différentes plaques sont dans le bon sens, et ne pas coller les moustiquaires aux mauvais endroits).

L'assemblage

L’assemblage

Une fois l’assemblage terminé, on a déjà une bonne idée du résultat final :

Le séchoir assemblé

Le séchoir assemblé

Il reste maintenant à noircir la rampe de chauffe. J’ai pas mal hésité sur la meilleur méthode, mais c’est finalement le prix et la difficulté à trouver de la peinture noire alimentaire qui m’auront décidé : une feuille de papier canson noir, pliée et collée sur le bois. J’ai ensuite passé deux couches de vernis alimentaire sur toutes les faces extérieures. Le séchoir n’est pas destiné à rester en extérieur en permanence, mais il n’est pas à l’abri d’un orage, donc autant le protéger un peu.

Le séchoir terminé

Le séchoir terminé

Pour les pieds, je suis partis sur du « light » : 4 vis à têtes rondes, de 120mm. Le résultat est plutôt sympa, et très stable au final.

Détail sur les pieds

Détail sur les pieds

Dernier point, et pas des moindres, où poser les aliments. J’avais prévu initialement trois étages, mais en réalité, le premier se montre inutilisable car trop bas (il arrive sous le flux d’air). Les 2 autres, en revanche, se composent de cadres en bois, venant reposer sur des petits « taquets » faisant la longueur du séchoir. Les cadres sont remplis de moustiquaire afin de ne pas gêner la circulation du flux d’air. Les cadres sont bien évidemment amovibles.

Détail sur un des cadres, installé

Détail sur un des cadres, installé.

Voilà, si ça vous a plu et que vous souhaitez vous lancer dans l’aventure, les plans sont en téléchargement ci-dessous, amusez vous bien, et n’hésitez pas à me faire vos retours ! (Faites enregistrer sous…)

 

Sechoir_V1.dxf

Mardi, septembre 4 2012

DIY – un Pc Ecolo

Une des idées que j’avais derrière la tête en construisant mon panneau solaire, était de pouvoir travailler en toute autonomie, uniquement à l’énergie solaire. Pour arriver à ce résultat, exit les solutions à base de pc classiques, il fallait obligatoirement que je regarde du côté des machines basses consommation. Aussi, lorsque sur linuxfr un utilisateur postait une annonce où il se séparait d’une carte Efika, j’ai sauté sur l’occasion, et me disant que ça serais une bonne occasion de tester ça. En effet, la « bête » consomme 9W en utilisation normale.

La première difficulté a été de trouver l’alimentation qui va bien : pas question de transformer mon 12v en 220v, pour ensuite le ramener à 12 ! Exit donc les alimentations ATX classique, il me fallait quelque chose qui puisse fonctionner à partir du 12v. J’ai fini par trouver ces petits trucs géniaux, appelés Pico PSU

Pico psu

Pico psu

Ce truc correspond parfaitement à ce dont j’ai besoin : il s’alimente en 12v, est largement suffisant pour ma carte mère, et permet d’alimenter un disque dur :)

Bon, ensuite, reste à mettre tout ça en boîtier, car la carte arrive nue, et trouver un boîtier au bon format n’est pas particulièrement facile. Etant dans l’idée d’un pc écolo, je me suis dit pourquoi ne pas le faire en bois. J’ai découvert cette année une technique de découpe laser qui permet de plier une planche de bois, en le rendant très souple et élastique. Je me suis donc servis de ce procédé pour réaliser une petite boite sur mesure, adaptée à ma carte mère.

La mise en boite

La mise en boite

Histoire d’être le plus compact possible, toutes les connectiques sont rassemblées sur une seule face, alimentation comprise, ce qui permet accessoirement de poser la machine verticalement.

La configuration au complet

La configuration au complet

Pour l’écran, je n’ai malheureusement pas encore trouvé de solution d’écran en 12v (en fait, si, je viens d’en trouver sur ebay US, mais disons que pour le moment, je n’en ai pas sous la main). Le tout est bien sûr installé sous linux, la machine n’étant pas une bête de course, mais suffit largement pour de la bureautique / internet.

Niveau autonomie sur batterie, je n’ai pas encore le recul suffisant pour le dire, d’autant que pour mes tests d’aujourd’hui, l’écran était branché sur le secteur, mais dans cette configuration j’ai pu tenir 2h sans problème, avec une batterie 10Ah, et le panneau qui chargeais en //.

Dimanche, août 28 2011

DIY – Chargeur solaire pour batteries au plomb

Vous vous en doutiez, je n’allais pas me contenter de juste mon panneau solaire, pour pouvoir en tirer tout son potentiel, j’allais devoir charger une (des) batterie. Après m’être documenté sur la charge des différents modèles de batterie, il s’avère que les plus simple dans le cas d’un panneau solaire sont les batteries au plomb. Il faut leur appliquer une tension constante pendant la charge (ce qui est le cas avec le panneau solaire), le courant peu lui varier. Les seules choses à faire attention sont la fin de charge (ne pas surcharger la batterie), et le début de la charge (ne pas la laisser se vider trop)

Au cours de mes recherches, je suis tombé sur un ingénieux montage, à base de NE555, qui fait exactement ça : controller le début et la fin de la charge. Le montage d’aujourd’hui n’est donc pas de moi, je me suis « contenté » de faire le PCB, et les tests qui vont avec :)

Schema chargeur solaire

Schema chargeur solaire

Le NE555 n’est absolument pas utilisé ici de manière « conventionnelle », mais en tant que comparateur de tension (voir le schéma interne de la datasheet), les seuils haut et bas sont réglés via les 2 trimmers R1 et R2. Lorsque le seuil bas est atteind, le mosfet est rendu passant, ce qui « ferme » le relai, et autorise donc la charge.

Placement des composants chargeur solaire

Placement des composants

Pour régler le montage, il faut (à l’aide d’une alimentation réglable par exemple) alimenter le montage via la connection batterie (+) et la masse tout d’abord avec 11,9v. Il faut régler le potentiomètre R1 jusqu’à mesurer 1,667v  entre le point marqué TP1 sur le PCB (JP1 sur le schéma) et la masse. Il faut ensuite alimenter en 14,9v, et jouer avec le potentiomètre R2 jusqu’à mesurer 3,333v entre le point TP2 et la masse (JP2 sur le schéma)
Les valeurs 11,9 et 14,9v sont des valeurs « génériques » qui passent bien pour les batteries type onduleur. Si vous connaissez les spécifications de votre batterie, n’hésitez pas à adapter.

Typon chargeur solaire

Connection du chargeur à l'installation solaire

Connection du chargeur à l'installation solaire

Lorsque la tension de la batterie passe sous les 11,9v, la charge s’active. Lorsqu’elle dépasse les 14,9v, elle s’arrête. Entre les 2, les 2 boutons poussoir vous permettent de passer d’un état à l’autre.

Bon, et comme je vous avais promis une petite nouveauté pour la rentré, la voici : Les personnes intéréssées par ce montage peuvent l’acheter sous forme de kit à assembler :)

J’ai même travaillé le packaging ;) (oui, je sais, y’a encore du boulot côté design….)
Pour les intéréssés donc, le kit coûte 33€, auquels il faut ajouter 4€ de frais de port. (une version moins chère mais sans le relais est également disponible sur demande)

Le kit chargeur solaire

Le kit chargeur solaire, 33€ttc


Jeudi, juillet 14 2011

DIY – Faire son panneau solaire maison

Après vous avoir présenté il y a quelques temps déjà mes premiers pas avec des cellules solaires photovoltaiques, il était grand temps de passer aux choses sérieuses !Aujourd’hui, je vous présente la réalisation de mon panneau solaire 36 cellules, soit environ 60W.

Panneau photovoltaique maison

Panneau photovoltaique maison

La première étape consiste à construire la structure du panneau. Mon objectif étant de réaliser un panneau « low-cost », la structure sera entièrement réalisée en bois, pas d’aluminium contrairement aux réalisations professionnelles. Je vais donc construire un cadre en contreplaqué, dans lequel viendront s’encastrer 2 planches de medium 5mm sur lesquelles seront collées les cellules. L’avantage de cette construction est de limiter les déformations liées aux changements de température et d’humidité.

Plan de construction du panneau

Plan de construction du panneau

Les rebords sont réalisés à l’aide de tasseaux de pin de 10mm, vissés sur la planche principale. Une fois la construction achevée, j’ai passé 2 couches de peinture blanche, et 2 couches de vernis marin sur l’ensemble de la structure ainsi que sur les 2 panneaux de médium.

La structure du panneau solaire avant peinture

La structure du panneau solaire avant peinture

La structure sera recouverte à la fin par un panneau de plexyglass de 2mm, afin de protéger les cellules des intempéries. L’épaisseur n’a pas d’importance ici car la structure apporte la rigidité nécéssaire, et le 2mm reviens nettement moins cher ;)

Vient ensuite la partie un poil plus « pénible » : la soudure de 2 fils d’alu (plat de 2mm) sur la face avant de chacune des 36 cellules…. Si vous avez lu mes précédentes péripéties, vous vous souviendrez que ce n’est pas une vraie partie de plaisir, mais avec un peu d’habitude, ça finit par aller assez bien. L’astuce qui change tout : mettre un peu de soudure sur la zone blanche du panneau (argent) : ça adhère bien à cet endrois, et du coups vos soudures tiendront à coups sûr.

On met de la soudure sur le "fil" blanc

On met de la soudure sur le "fil" blanc

On soude le plat d'aluminium

On soude le plat d'aluminium

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Concernant la longueur des plats d’alu : pour être tranquille, vous devez souder au moins 3cm sur la surface de la cellule, et ils doivent dépasser d’au moins la largeur d’une autre cellule, ce qui nous fait environ 10cm en tout.

Une fois toutes les cellules soudées, il va falloir les relier entre elles, avec un espacement assez cohérent si on veux garder un aspect assez esthétique. Si vous avez des croix de carreleur, vous pouvez les utiliser, mais dans mon cas, comme je n’en avais pas, j’ai tracé mes emplacements au crayon sur les plaques de médium, ce qui permet de bien visualiser l’emplacement des cellules.

Le tracé de l'emplacement des cellules

Le tracé de l'emplacement des cellules

Vient ensuite le moment de relier ensemble toutes les cellules. L’objectif ici est d’obtenir une tension utilisable pour charger une batterie. Chaque cellule produit 0.5v, en relient les 36 cellules en série, j’obtiens donc une tension de 18v, ce qui correspond à ce dont j’ai besoin pour charger ma batterie, magique non ? :)

Relier les cellules en série revient donc à souder les fils d’alus qui viennent du dessus d’une cellule sous une aute cellule.

Connection des cellules en série

Connection des cellules en série

 

Cellules photovoltaiques en série

Cellules photovoltaiques en série

Une rangée de cellules en cours de connection

Une rangée de cellules en cours de connection

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les fils d’alu seront soudés sur les petits carrés d’argent (les carrés blanc au dos des cellules). Une fois une rangée complété, il faut coller les cellules au panneau de medium. Pour ce faire, j’utilise de la colle néoprène (qui reste souple même après séchage), et je les colles par un point central. Attention, il est important de ne faire qu’un point central, et de ne pas encoller plusieurs endroit de la cellule. Avec la dilatation dûe à l’augmentation de la chaleur, la cellule casserais immanquablement  !

On colle les cellules par un point central

On colle les cellules par un point central

Un premier demi-panneau de terminé

Un premier demi-panneau de terminé

Les rangées de cellules seront reliées entre elles grâce à un plat d’alu de 5mm.

Le plat d'aluminium pour relier deux rangées

Le plat d'aluminium pour relier deux rangées

Une fois toutes les rangées reliées entre elles, il ne reste plus qu’à passer à l’assemblage final :)

Le panneau en phase final d'assemblage

Le panneau en phase final d'assemblage

2 – 3 petites choses à faire encore, et il sera entièrement terminé ! Premièrement, ajouter une diode. On pourrais l’ajouter à l’extérieur du panneau, mais j’avais de la place à l’intérieur, et les diodes sont plus performantes quand la température augmente, donc l’intérieur du panneau semble tout indiqué… Il faut ensuite percer le fond du panneau, de manière à faire sortir les cables de racordement (faire un noeud juste avant  le trou, pour éviter l’arrachement accidentel)

La diode (sous le scotch) et la sortie du cable de raccordement

La diode (sous le scotch) et la sortie du cable de raccordement

Et voilà, un beau panneau fait maison terminé :) il ne reste plus qu’à attendre un beau soleil pour tester sa puissance ! (mais j’ai déjà mes 18v aux bornes…. et même un peu plus ;) )

Panneau photovoltaique maison

Et voilà le résultat :)

Dimanche, mars 13 2011

Faire son panneau solaire, premiers pas et premiers essais

Ca fais un bon bout de temps que je m’intéresse à l’énergie solaire, tout en étant rebuté par les prix pratiqués… alors il y a quelques temps, j’ai craqué en voyant une offre sur internet, 36 cellules solaires à monter soi-même, pour un prix plus que raisonnable.
Et pour une fois, bonne surprise, je n’avais pas 36 cellules dans le paquet, mais 40 ! voilà qui va me permettre quelques expérimentations :)

cellule solaireMa première manipulation d’une cellule m’a ammené à découvrir à quel point elles étaient fragiles ;) (Je vous rassure, elles arrivent entières…)

Les cellules font 3″x6″ (soit en gros 7,5cm x 15cm), et délivrent 0,5V et 3,5A au maximum. La surface correspond au pôle (-), l’arrière de la plaque au pôle (+).  Le voltage est très bien pour monter un « gros » panneau (36 cellules en séries), mais si vous avez l’intention d’utiliser une seule plaque pour alimenter un petit montage, ça ne fonctionnera pas. Ma petite maladresse m’aura au moins permis de vérifier qu’une cellule cassée produisait toujours le même voltage, seule l’intensité était affectée.

Mon premier essai sera donc de découper « proprement » ma cellule cassée en plusieurs petits morceaux, et les réassembler de manière à avoir une tension plus adaptée (3-5v)

Découpe disque diamantAfin de découper la cellule proprement, j’utilise ma Dremel équipée d’un disque diamant (Oui, ça coute un oeil ces trucs là !)
Je n’avais pas pris le temps / la précaution de me faire un support de guidage, et le résultat en a été à la hauteur : quelques casses, et surtout des cellules qui ne font pas du tout la même dimention au final. Bon, on dira que pour un premier essai, ça ira, mais pour la prochaine fois, un joli plan de guidage. Pour éviter les petits éclats de sillicium, il faut faire tourner la Dremel à vitesse maximum.

La cellule photovoltaïque découpée

La cellule photovoltaïque découpée

Un petit passage au multimètre après découpe, histoire de vérifier qu’il n’y a pas de cours-circuits… Et petit nettoyage à l’alcool à 90° : ça enlève la poussière de silicium qui s’est déposé, et les trasses de doigts qui vous aurez certainement laissé dessus (et on le verra par la suite, ça aide pas, donc note pour la prochaine fois : mettre des gants en latex !)

Je me retrouve donc avec 6 morceaux produisant au max 0,5v, ce qui peut me laisser espérer 3v une fois mis en série. Pour les relier, j’utiliserais du ruban d’aluminium étamé :

Ruband d'alluminium étamé

Ruban d'alluminium étamé

et afin de « faciliter » l’accroche sur la cellule, du « flux » de soudure, que vous pouvez trouver en pot, bombe, stylo, etc…

Flux de soudure

Flux de soudure

Alors autant le dire tout de suite, même « facilité » par le flux, la soudure sur une cellule photovoltaïque reste une horreur (pour pas dire autre chose…). En gros, il faut pas mal batailler pour réussir à faire tenir son petit bout de ruban, sans trop appuyer au risque de casser la cellule qui est décidement TRES fragile (oui, j’en ai cassé une autre dans la manoeuvre…).
Quelques trucs tout de même pour vous faciliter la vie :

  • NE PAS METTRE LES DOIGTS – sur rien du tout, pas même le ruban ! utilisez une pince à épiler, ou mettez des gants. Si vous avez mis les doigts, nettoyez tout à l’alcool, et repassez du flux
  • Ayez un fer bien chaud, ça facilite les choses
  • N’hésitez pas à mettre une bonne couche de flux, ça facilite quand même les choses ;)
  • utilisez une pince à épiler pour maintenir appuyé les deux extrémité du ruban d’alu, le temps de le souder
  • Pour souder, il suffit de faire passer son fer chaud sur le ruban, et « normalement » ça colle
  • Si après tout ça, ça colle vraiment pas, ou que l’étain sur le ruban ne veut pas fondre, repassez un coups de flux sur le ruban, ou remettez un peu de soudure à l’étain
  • Evitez de trop manipuler les cellules après soudure, ça se détache facilement !!

Voilà, une fois toutes ces galères passées, vous arrivez à ça :

Cellule soudée

Cellule soudée

Rassurez vous, on prend quand même assez vite le coups de main, et une fois qu’on a compris le truc, mis à part 1 ou 2 récalcitrantes, ça va mieux. Reste ensuite à assembler les différentes cellules entre elles : en série dans mon cas, pour augmenter la tension. Le ruban du dessus de la première cellule va donc être soudé sur la face arrière de la seconde, etc…

Une fois l’assemblage fait, il ne vous reste plus qu’à coller les cellules sur un support adapté (une planche de balsa dans mon cas)
Voici le résultat (presque) terminé, il ne me reste plus qu’à coller la seconde rangée :

cellules assemblées

cellules assemblées

 

Dimanche, janvier 24 2010

Chargeur solaire pour gadgets USB ( téléphone, GPS… )

Mon premier projet 2010, tout simple mais bien utile: un chargeur de téléphone autonome. Le montage est basé sur une batterie Lithium polymère d’un élément (3.7v) qui alimente un « Mintyboost » transformant le 3.7v en 5V pour charger un périphérique USB. La charge de la batterie est assurée par un courant entre 3 et 6v au travers d’un MAX1555. Ce courant peut provenir de 3 sources:

  • Un port USB d’ordinateur.
  • Un chargeur secteur 5v.
  • Un panneau solaire.

Le montage se base sur 2 cartes open hardware provenant de 2 fournisseurs bien connus sparkfun et Adafruit industries.

L’une des cartes sert de support au MAX1555. Elle comporte 2 entrées et 2 sorties.

En entrée:

  • Un port d’alimentation 2.1mm.
  • Un mini usb.

En sortie:

  • La batterie Lipo.
  • la sortie 3.7v vers le mintyboost.

Elle est disponible préassemblée chez sparkfun

La batterie provient aussi de chez Sparkfun. C’est une batterie 1 élément de 2000 mAh.

L’autre partie, est un kit de chez Adafruit. Le mintyboost. Il n’a qu’un but: élever la tension de la batterie de 3.7v à 5v. Le kit est très simple, il faut moins de 15 min pour l’assembler.

Les instructions d’assemblage, les schémas et tout la documentation sont en ligne sur le site de ladyada.

Le panneau solaire provient lui aussi de chez adafruit.

Dernière étape: assembler l’ensemble dans un boitier de petite taille. J’ai choisi un boitier robuste en aluminium qui n’aura aucun mal à trainer dans un sac à dos.

Inside the box

L’intérieur du boitier. Comme vous pouvez le constater, on peut encore réduire un peu l’encombrement.

It work's !

Mon téléphone en charge. Le chargeur peut assurer à peu près une charge et demi du téléphone sans l’aide du panneau solaire. Avec le panneau il faut une dizaine d’heures pour recharger complètement la batterie du chargeur. Le chargeur est suffisamment petit pour rester dans un sac à portée de main. Quand vous partez en randonnée, il suffit juste d’emporter en plus le panneau solaire que l’on fixera sur le dessus du sac à dos par exemple.

L’avantage c’est qu’il peut être utilisé avec ou sans la partie solaire. Celle-ci assure une totale autonomie: rechargement de la batterie « tampon » dans la journée et charge des périphériques USB la nuit par exemple.

En se qui concerne la facture, elle est relativement élevée: ~90$ Ce chiffre pourrait être fortement réduit  en faisant nous même le circuit. Comme il s’agit d’un prototype, j’ai préféré rester sur le kit, plus simple à assembler.