samedi 25 mai 2013

Livre: Junkbots, Bugbots & Bots on Wheels

Junkbots, Bugbots and Bots on Wheels, Building Simple Robots with BEAM Technology par Dave Hrynkiw et Mark W. Tilden n'est pas un livre récent:  il a été publié en 2002.

Cet ouvrage en anglais traite de la construction de robots "BEAM" ("biology, electronics, aesthetics, mechanics"): des petits robots simples à construire, généralement constitués de technojunk (des composants récupérés dans des appareils électroniques récupérés des ordures) soudés directement les uns aux autres, sans le moindre circuit imprimé.  Ces composants sont d'ailleurs souvent utilisés de façon créative pour remplir une fonction différente de celle pour laquelle ils ont été fabriqués (un amplificateur audio qui contrôle un moteur, par exemple).

Ce livre nous apprend donc comment construire un Symet (essentiellement un moteur alimenté par énergie solaire), un Solarroller (minuscule véhicule à énergie solaire), un Herbie Photovore (attiré par la lumière, mais qui s'enfuit en marche arrière lorsqu'il percute un obstacle), un Bicore Headbot qui pivote en direction de la lumière, un Magbot Pendulum (pendule entretenu par la force magnétique), un robot de combat mini-sumo et un robot marcheur.

Bien entendu, les 10 années écoulées depuis la publication de ce livre constituent une éternité dans le monde de l'électronique, et vous aurez probablement de la difficulté à dénicher un circuit intégré 1381, pierre angulaire du "Miller Solar Engine", ou les 3 exemplaires du 74AC240 qui sont requis pour la construction du robot marcheur.  Malgré tout, les projets proposés, minutieusement décrits, constituent une excellente introduction à la robotique et l'humour des deux auteurs rend très agréable la lecture de ce livre.

Yves Pelletier (Twitter: @ElectroAmateur)

lundi 13 mai 2013

Moteur électrique alimenté par énergie solaire (2): la solution FLED

Voici un deuxième article portant sur l'alimentation d'un moteur au moyen d'une cellule solaire.   Dans mon article précédent, j'ai utilisé avec un certain succès un circuit comportant une diode zener, tout en précisant que les sites spécialisés recommandent plutôt de remplacer la diode zener par une LED clignotante, ou encore par un circuit intégré spécialisé qu'on appelle "superviseur de tension".

Une FLED (pour Flashing Light Emitting Diode) est identique à une LED (voir photo ci-contre).  Mais lorsque vous l'alimentez avec une tension continue, la FLED clignote à la place d'émettre une lumière de façon constante  (tout comme une LED, il faut ajouter une résistance de protection en série avec la LED).

Dans notre circuit conçu pour alimenter un moteur par énergie solaire, la FLED ne sert pas à émettre de la lumière:  il est même préférable de la recouvrir d'un tube thermorétractable (ou autre écran opaque) car en pénétrant dans la FLED, la lumière du soleil pourrait interférer avec le fonctionnement correct du circuit (sur la photographie ci-haut, la FLED, recouverte d'un tube noir, se trouve dans le coin supérieur gauche du breadboard).

L'intérêt de la FLED dans ce circuit, c'est qu'elle laisse circuler le courant, puis l'interrompt, de façon intermittente.  La cellule solaire charge le condensateur pendant un certain temps, puis le condensateur se décharge dans le moteur.

J'ai réalisé le circuit reproduit ci-contre (source:  beamwiki.org) , qui est identique à celui qui contenait la diode zener.  Comme la dernière fois, j'ai utilisé un potentiomètre en guise de résistance, ce qui me permet d'optimiser les performances du circuit en fonction des conditions d'éclairement.  La capacité du condensateur peut être différence de celle qui est indiquée sur le schéma (on recommande au moins 1000 µF).  Le transistor 2N3904 peut être remplacé par un PN2222, et le 2N3906 peut être remplacé par un PN2907.

Ça fonctionne , mais pour l'instant rien ne me permet d'affirmer que les performances sont meilleures qu'avec la diode zener:  en plein soleil le moteur tourne rapidement (mais avec moins de couple que lorsqu'on l'alimente au moyen d'une pile).  Lorsque la luminosité est un peu plus faible, le moteur tourne par intermittence, en s'arrêtant de façon perceptible pendant que le condensateur se recharge.  Lors d'une journée nuageuse, ça ne fonctionne simplement pas.

Il serait probablement intéressant de faire des essais avec d'autres moteurs, ainsi qu'avec des condensateurs de capacité différente.

Il me reste aussi à tester le "Miller Solar Engine", si je peux finir par mettre la main sur le circuit intégré nécessaire!

Pour voir mes autres articles sur alimentation d'un moteur électrique par énergie solaire:
Circuit à base de diode zener
Miller solar engine

Yves Pelletier (Twitter: @ElectroAmateur)

dimanche 12 mai 2013

Livre: Cellules solaires, les bases de l'énergie photovoltaïque


Voici un livre qui commence plutôt mal:  après un chapitre entier consacré aux principes de base de l'électricité (loi d'Ohm, résistances en série et en parallèle, puissance électrique, etc.), les auteurs définissent la lumière en prétendant que "Depuis l'équivalence onde-corpuscule mise en évidence par Louis de Broglie en 1924, la lumière est décrite également comme une onde électromagnétique (...)".  Foutaise! Louis de Broglie a démontré que les particules de matière (comme les électrons) ont elles aussi un comportement ondulatoire; mais la lumière était déjà considérée comme une onde depuis Young et Fresnel...une bonne centaine d'années plus tôt.

Après cette erreur flagrante, on ne s'étonnera pas que les auteurs préfèrent ne pas se lancer dans une explication détaillée du fonctionnement des cellules solaires au niveau microscopique:  il ne s'agit pas d'un livre de physique.

Ils s'en tirent beaucoup mieux dans la description du comportement des cellules (courbes courant/tension), les avantages et les inconvénients de leur utilisation, etc.

Mais ce sont les deux derniers chapitres qui ont réellement éveillé mon intérêt:  on y présente la marche à suivre détaillée de quelques réalisations pratiques:  un circuit qui joue une mélodie lorsqu'il reçoit de la lumière, fabrication d'un luxmètre, liaison sans fil alimentée par photopile (certainement très pratique pour une station météorologique, par exemple), éclairage d'un pas de porte avec détection de présence.


Cellules solaires, les bases de l'énergie photovoltaïque, 5e Édition
par Anne Labouret, Pascal Cumunel, Jean-Paul Braun et Benjamin Faraggi
Dunod, Éditions techniques et scientifiques françaises, 2010

Yves Pelletier (Twitter: @ElectroAmateur)
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