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Pour suivre le projet : Le blog d'Open Source Energy[[http://opensourceenergy.wordpress.com]] - Avec les images en plus !
Boitiers modulables et réplicables
Sortie USB
Remplacement des éléments issus du rétro-engineering par des composants séparés, intégrés au sein de systèmes open-source (Arduino, impression 3D des pièces mécaniques…).
- Abordable au regard des services rendus.
2 signaux de sortie : 12V / USB
Moteur pas à pas d’imprimante / Moteur DC (modélisme) /génératrice asynchrone ?
Après le recadrage du cahier des charges, il faut bien commencer par un bout. Le plus pertinent est de définir quel(s) élément(s) permet(tent) de fournir les 12V demandés avec le minimum d’effort.
Voici les pistes envisagées ainsi que leurs ''avantages et leurs inconvénients :''
{|border="1"!Type !Avantages !Inconvénients|-|Moteur CC (imprimante) |Prix – couple faible – encombrement |Vitesse de rotation élevée – ampérage très faible – difficile à identifier (absence de marquage)|-|Moteur CC (modélisme) |Couple faible – encombrement |Prix – Vitesse de rotation élevée – ampérage très faible – voltage faible (6 -12V)|-|Moteur CC (visseuse sans fil) |Prix (récup) – voltage 12V ou plus |Vitesse de rotation élevée – ampérage très faible – difficile à identifier (absence de marquage)|-|Moteur brushless CC (modelisme) |Usure minimale |Prix – Vitesse de rotation élevée – sortie triphasée à redresser|-|Moteur pas à pas (imprimante/reprap (nema)) |Vitesse de rotation basse – prix (si récup) |Sortie triphasée à redresser|-|Générateur coaxial à aimant permanents (type Piggot) |Modularité – conception totalement ouverte – vitesse de rotation basse – puissance – couple faible |Fabrication longue – Prix (aimants néodymes) – sortie à redresser|-|Dynamo (cc) pour vélo (6 ou 12V) |Approvisionnement facile - |Vitesse élevée (V en fonction de la vitesse de rotation) / puissance très faible|-|Alternateur 12V (auto ou moto) |Prix (casse auto) – fort ampérage |Vitesse de rotation élevée – couple élevé|}
Une première cession de test a été réalisée avec une sélection de moteurs CC de 6 à 14V. Deux types d’entrainement ont été choisis : un banc d’essai à manivelle (environ 3600 tr/min) et une visseuse sans fil (environ 1500 tr/min).
'''{|border="1"!Moteur / !Entrainement / !Vitesse de rotation / !Voltage / !Ampérage / !Courant'''|-|CC 6V (visseuse Black et Decker – 1987) |Banc à manivelle |~3600 tr/min |2V |0,1 Amp |continu|-|Moteur CC – 14,4V (Visseuse Bosch) |Visseuse |~1500tr/min |0,5V |0,1 Amp |continu|-|Moteur imprimante (R35445PA14233R – TD375824 – 00FM-S29 – diam 3cm) |Visseuse |~1500tr/min |8,6V |1,5 Amp |continu|-|Moteur imprimante (diam sup à 4cm) |Visseuse |~1500tr/min |6,5V |4,3 Amp |continu|-|Moteur imprimante (diam 2,7 cm) |Visseuse |~1500tr/min |2,2V |2 Amp |continu|-|Moteur imprimante (diam 3,6 cm) |Visseuse |~1500tr/min |6,2V |2 Amp |continu|-|Moteur imprimante (diam 3,1 cm) |Visseuse |~1500tr/min |7,7V |1,25 Amp |continu|-|Visseuse Bosch 14,4V + réduction (train d’engrenage) – gros effort à fournir (couple important) |visseuse |~1500tr/min |15,5V |?? aucune sortie mesurable |continu|}
Les moteurs CC de visseuses ne donnent pas satisfaction car ils sont prévus pour tourner à des vitesses très élevées. Les moteurs CC issus des imprimantes (entrainement des feuilles et de la tête d’impression) ont des rendus biens plus intéressants. Pour le moment les 12V ne sont pas atteints mais la piste est intéressante. L’étape suivante sera de tester les moteurs pas à pas. L’alternateur auto/moto est pour le moment écarté à cause du couple trop important. Le générateur type Piggot est mis de coté pour le moment du fait du coût élevé de construction.
Afin d’atteindre la vitesse de rotation du moteur/générateur il faudra avoir recours à une démultiplication simple limitant les pertes.
Seule la tension a été testée pour le moment. L’ampérage sera évalué ultérieurement en utilisant la loi d’Ohm => U=RI où U est la tension en Volts, R une résistance connue en Ohms et I l’intensité en ampères.
===Résultats===
Moteur à 5 sorties
{|border="1"
!Sorties connectées
!Ampleur de la courbe (nb de divisions)
!Tension (volts)
|-
|5+4
|3
|15
|-
|3+5
|4,5
|22
|-
|2+5
|2,5
|12
|-
|1+5
|3
|15
|-
|1+4
|5
|25
|-
|3+4
|3
|15
|-
|2+4
|2,5
|12,5
|-
|2+3
|2,2
|12,5
|-
|1+3
|4
|20
|-
|1+2
|2,5
|12,5
|}
Moteur à 6 sorties
{|border="1"
!Sorties connectées
!Ampleur de la courbe (nb de divisions)
!Tension (volts)
|-
|1+6
|4
|20
|-
|1+5
|?
|0.5
|-
|1+4
|8
|40
|-
|1+3
|?
|0.5
|-
|1+2
|?
|0.5
|-
|2+3
|8
|40
|-
|2+4
|?
|0.5
|-
|2+5
|4
|20
|-
|2+6
|?
|0.5
|}
===Interprétation===
Les données récoltées font état de voltages importants pour une force contre électromotrice faible. Il est nécessaire d’attendre l’évaluation de l’ampérage pour tirer les conclusions sur la puissance que l’on peut en attendre.
L’évaluation de ces moteurs a mis en évidence des disparités entre les différents modèles. Le manque d’information sur chaque moteur rend difficile leur identification précise. C’est un élément problématique dans notre démarche puisqu’il freine la réplicabilité du générateur que nous concevons.
Après de longues réflexions, nous avons décidé d’explorer une voie jusque là écartée : la conception d’un générateur à aimants permanents afin d’éviter l’écueil de l’approvisionnement en moteurs.
Une nouvelle voie : Le générateur à aimant permanents.
Un modèle particulier de ce type de générateur est très utilisé parmi les autoconstructeurs d’éoliennes : le générateur créé par Hugh Piggott (Axial Flux Permanent Magnet Generator).
Hugh Piggott ([http://www.scoraigwind.com/]) un écossais qui habite sur la presqu'île de Scoraig (en). Disposant de plus de 30 ans d'expérience dans le domaine de l'éolien et d'une expérience pratique très complète acquise à travers l'installation et la maintenance de nombreux modèles d'aérogénérateurs sur la presqu’île de Scoraig, il est aujourd'hui reconnu comme l'un des experts mondial du petit éolien. (source : Wikipedia).
Il a créé un modèle (open source) de générateur en forme de disque qui a fait ses preuves parfaitement adapté aux petites éoliennes. Dimensionné pour être compatible avec le réseau de distribution d’électricité (tension du secteur et plusieurs ampères), il est très couteux à construire et assez encombrant. Notre cahier des charges ne nécessite qu’une tension de 12V pour une puissance d’une dizaine de watts minimum afin de charger la ou les batteries.
Notre idée est de partir du design de Hugh Piggott en le dimensionnant tant dans la taille que dans les coûts de fabrication. Des premières ébauches ont été réalisées pour étudier les différentes possibilités à notre portée.
Afin de réduire les coûts, nous avons décidé de prendre comme base matérielle des plaques de matériau homogène et résistant qui seront travaillées à la fraiseuse CNC ou aux outils à main.La modélisation suivra.
L'équipe d'OSE
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===Un cahier des charges pour l’ENERCAN (24/04/13)===
Au fil des rencontres et des échanges, le projet Open Source Energy se construit pas à pas. Des grandes lignes du projet sont nées des choix technologiques plus précis.
Le tout a été rassemblé dans une première version d’un cahier des charges complet détaillant les caractéristiques, la nomenclature et les schémas directeurs des deux modules ENERCAN. Pour le télécharger : [http://opensourceenergy.files.wordpress.com/2013/04/enercan-v2-cahier-des-charges2.pdf]
Aujourd’hui nous avons d’un regard critique extérieur pour nous aider à lever le nez du guidon. Vous êtes familier avec un aspect du projet (mécanique, électricité, usinage, électronique…), vos remarques et vos idées sont les bienvenues, notamment pour la partie électronique.
Merci d’avance.
L’équipe d’Open Source Energy
===L’Enercan: du dessin à la maquette (28/05/2013)===
En laissant momentanément de coté les détails internes, nous avons travaillé sur l’ergonomie du module générateur. La maquette à l’échelle 1 de cet élément a permis de valider les différentes idées en les confrontant à la réalité de ses futurs usages (déplacement, fixation, rangement…).
L’échelle du module permet à la fois une utilisation nomade et sédentaire.
Les découpes permettent une assise parfaite de l’ensemble.
Les boulons d’assemblage sont prolongés pour faciliter la fixation sur les futurs systèmes.
Une poignée légère permet de ranger le câble tout en assurant un transport facile.
Nous nous attelons maintenant à la validation des montages électroniques pour démarrer au plus vite la production des prototypes.
L’équipe d’Open Source d’Energy
===Essais de construction pour le prototype : c’est parti pour le bobinage (18/06/2013)===
C’est parti, après des mois de conception, après avoir peaufiné tous les détails, nous avons débuté les tests pour la construction du prototype.
Nous avons commencé par le processus de fabrication des bobines de cuivre qui formeront le cœur du générateur. A partir des techniques des autoconstructeurs d’éoliennes, nous avons élaboré un outil et un processus adapté à taille des bobines (80 tours de fils de cuivre de 1,2mm de diamètre) et réalisé quelques essais.
La partie électronique sera construite après quelques prises de mesures sur le générateur assemblé.
L’équipe d’Open Source Energy
[[Catégorie:Projets]]
