Dechargeur batt IUT Aisne

Projet du travail de réalisation :
TESTEUR DE BATTERIE A LAMPES (DE 8 A 20V)
Décharge de 30A à courant régulé
Étudiants : M. CHARLOT Olivier
M. MIKUSIAK Stephen
Professeur : M. SIVERT Arnaud
Promotion 2009/2010

Sommaire :
Présentation du testeur de batterie Page : 3
Schéma fonctionnel
Modèle équivalent d'une batterie
Page : 4
Page: 5-6
Étude de la carte déchargeur But de la carte déchargeur
Schéma de câblage réalisé sous ISIS
Schéma de câblage réalisé sous ARES
Étude du transistor TIP122
Étude du convertisseur 12V-5V (7805)
Étude de la mesure du courant
Étude d'un potentiomètre de consigne
Programme du test des transistors
TIP122 un par un
Programme de la régulation du courant
Simulation du programme
Programme linéarisation de la régulation
Simulation du programme de
linéarisation
Programme final de la carte déchargeur
Schéma de simulation sous ISIS
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Page : 18-23
Page : 24
La carte micro-contrôleur But de la carte micro
Schéma de câblage réalisé sous ISIS
Schéma de câblage réalisé sous ARES
Liste des entrées-sorties du micro
Configuration du logiciel CCS
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La carte afficheur But de la carte afficheur
Schéma de câblage réalisé sous ISIS
Schéma de câblage réalisé sous ARES
Étude du bouton poussoir BP4
Programme pour le bouton poussoir
Conclusion
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Page : 35
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Page : 36
Page : 36
Conclusion du déchargeur à lampe
Déchargeur avec ventilateur de
voiture
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Page : 37

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PRESENTATION:
De nos jours, nous utilisons de plus en plus de système autonome en énergie
électrique. Par conséquent, les batteries sont de plus en plus utilisés (appareil photo,
baladeur mp3, lampe de poche, téléphone portable, capteur pour alarme, réveil, PC
portable, bloc de sécurité, voiture, chariot élévateur électrique, outillage sans fil…).
Donc nous allons réaliser un testeur de batterie qui permettra de tester la capacité
énergétique des batteries. Ce testeur sera réglable.
Objectifs :
Notre objectif est de connaitre la capacité énergétique d’une batterie pour savoir si elle est correcte.
En effet nous avons remarqué que de nombreuse batteries avait une tension correcte et pouvait
fournir de grand courant, mais que leur capacité énergétique était de 5A.H à la place de 50 A.H.
Le but de notre travail est donc de réaliser un testeur de batterie qui sera totalement réglable en
courant de décharge (limitation à 30 Ampères) et aussi en tension minimal car la batterie ne doit pas
se décharger totalement sous peine de destruction, il faudra donc la recharger aussitôt. Notre
système sera autonome car il sera alimenter directement par la batterie et ainsi il pourra être
facilement transportable et sans problème d'alimentation par prise secteur.
I) Présentation de l’alimentation et cahier des charges techniques
- Courant constant de décharge à 30A avec réglage du courant Max .
- Affichage LCD sur 4 lignes pour l'indication simultanée de tous les paramètres essentiels tels que
courant, tension, temps de décharge, et bien entendu capacité énergétique.
- Utilisation simple grâce à 2 potentiomètres qui permettent de régler le courant de décharge et la
tension d'arrêt du système.
- Utilisation d’un interrupteur pour la mise en marche du système.
- Utilisation d'un interrupteur pour la mise en marche des ventilateurs du système.
Remarques : Le testeur sera principalement centrer sur un courant traversant des lampes de type
halogène, bien sûr on pourrait prendre des résistances mais ces dernières devrait être très
encombrantes vu la puissance qu'elles devraient supporter ( 20W à 50 W). De plus, il est possible de
récupérer gratuitement dans une casse auto des lampes de 20W et 50W.
Par ailleurs on utilisera un µControleur qui permettra d'une part de commander des transistors afin
d'alimenter les lampes en fonction de la consigne de courant que l'on désire et d'autre part de réguler
le courant, afficher la tension et la capacité énergétique sur un afficheur LCD. Pour tester une
batterie il suffit de la décharger (en utilisant des lampes halogène pour notre système) et de faire un
calcul d'intégrale du courant en fonction du temps pour connaître sa capacité énergétique. Tout ceci
sera effectué par notre µcontrôleur. Notre déchargeur est prévu pour tester des batteries au plomb de
12V, de 10Ah à 100Ah. Cependant, il sera possible de tester des batteries ayant une tension de 8V à
20V. Maintenant que le cahier des charges est posé, nous allons présenter le schéma fonctionnel de
notre testeur de batterie.

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Schéma fonctionnel
Pour présenter simplement un système, on utilise le schéma fonctionnel qui est représenté sur la
figure suivante :
Les ventilateurs ainsi que le système sont commandés par des interrupteurs totalement
indépendants. Les consignes courant et tension seront réalisées par deux potentiomètres. La mesure
du courant permettra de réguler et connaître le courant de décharge de la batterie. La mesure de la
tension permettra la comparaison avec la tension de consigne et donc d'arrêter le système ou non.
Deux ventilateurs permettront de refroidir les transistors et les lampes du système. On remarquera
les différents organes du cahier des charges. Maintenant que la présentation globale a été effectuée.
Nous allons voir comment vont se dérouler les travaux de réalisation.
Le chargeur sera donc réalisé par 3 cartes électroniques.
- La carte PIC 16F877
- La carte LCD (4 lignes, 32 caractères) raccordée au port RD (connecteur J2).
- La carte déchargeur raccordée aux ports A,B et C.
Avant de voir l’étude du déchargeur, nous allons voir comment ce comporte les
batteries.

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Modèle électrique équivalent des batteries
Une batterie est un convertisseur électro-chimique. En fonction de sa constitution (valeur, surface
des électrodes, dialectique, type d'électrode...) . Ces paramètres électriques sont bien évidement
différents.
Le modèle le plus simple est une FEM en série avec une résistance c'est le modèle d'un générateur
de tension.
Nous allons utiliser un modèle électrique très dépouillé de la batterie correspondant à une résistance
R
B
(Ω) et une force électrochimique E
B
(V). Il faut savoir qu’en fonction de la capacité énergétique
la valeur de R
B
et E
B
varie.
Pour connaître ces variations, il est possible de trouver ces courbes très facilement sur internet pour
chaque type d’accumulateur. Il faut savoir aussi que plus la batterie a une capacité énergétique
importante est plus sa résistance interne R
B
sera faible.
La force électrochimique E
B
est très facile à connaître car elle correspond à la tension de la batterie
à vide. De même la résistance R
B,
peut être déterminée par l’équation suivante :
Équation 1: R
B
=
B
BmoyB
I
EU −
Figure 1 : modèle statique d’une batterie
U
B
U
B
=E
B
-R
B
I
B
Lorsque la batterie se décharge la tension U
B
diminue progressivement comme on peut l'apercevoir
sur le graphique ci-dessous, de même pour la charge.
E
B
R
B
I
B