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Rohmer Maxime
2025-12-12 17:42:18 +01:00
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commit 65f859dc2a
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14905
Rohmer_Maxime_Chargeur/Rohmer_Maxime_Chargeur_Kicad.kicad_pcb Normal file
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Rohmer_Maxime_Chargeur/Rohmer_Maxime_Rapport_Chargeur.pdf Normal file
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58
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@@ -70,7 +70,7 @@ Je pense que ce chip est parfait pour notre use case.
#### Schematic #### Schematic
![Diagramme](./TP4057_DIAGRAM.png "Diagramme trouvé dans la documentation UMW") ![Diagramme trouvé dans la documentation UWM](./TP4057_DIAGRAM.png "Diagramme trouvé dans la documentation UMW")
Pour les valeurs de capacitées, j'ai du aller chercher sur la datasheet d'un autre constructeur qui propose exactement le même composant. (En l'occurence UMW) Pour les valeurs de capacitées, j'ai du aller chercher sur la datasheet d'un autre constructeur qui propose exactement le même composant. (En l'occurence UMW)
@@ -102,13 +102,13 @@ L'input peut-être entre 2.7 et 5.5V
Il a un duty cycle possible de 100% ce qui veut dire qu'il peut ouvrir complètement les vannes quand on est trop proches de 3.3v ce qui évite d'avoir le moindre drop ce qui est trop cool. Il a un duty cycle possible de 100% ce qui veut dire qu'il peut ouvrir complètement les vannes quand on est trop proches de 3.3v ce qui évite d'avoir le moindre drop ce qui est trop cool.
![Diagramme](./MCP1603_DIAGRAM.png "Diagramme du composant") ![Diagramme du composant](./MCP1603_DIAGRAM.png "Diagramme du composant")
Dans notre cas le composant que l'on veut c'est le : MCP1603BT-330I/OS Dans notre cas le composant que l'on veut c'est le : MCP1603BT-330I/OS
Pour l'indutance, on nous propose 4.7uHenry pour une bonne balance. Je vais leur faire confiance mais au cas ou le calcul est le suivant : Pour l'indutance, on nous propose 4.7uHenry pour une bonne balance. Je vais leur faire confiance mais au cas ou le calcul est le suivant :
![Calcul](./BuckConverterInductanceCalculation.png "Calcul inductance") ![Calcul inductance](./BuckConverterInductanceCalculation.png "Calcul inductance")
#### Step Up (Boost) #### Step Up (Boost)
@@ -116,7 +116,7 @@ Cette fois je suis allé sur Mouser et j'ai trouvé ce composant de la famille X
C'est un Boost converter Qui peut ajuster sa tension de sortie entre 1.8V et 5.5V et qui prend en entrée 0.65V à 6V et il peut atteindre 500ma à 5V donc c'est nikel. C'est un Boost converter Qui peut ajuster sa tension de sortie entre 1.8V et 5.5V et qui prend en entrée 0.65V à 6V et il peut atteindre 500ma à 5V donc c'est nikel.
![Diagramme](./XC9141_DIAGRAM.png "Diagramme du composant") ![Diagramme du composant](./XC9141_DIAGRAM.png "Diagramme du composant")
Dans notre cas le composant que l'on veut c'est le : XC9141B50DMR-G (en fait non) Dans notre cas le composant que l'on veut c'est le : XC9141B50DMR-G (en fait non)
@@ -150,7 +150,7 @@ Pour ca j'ai trouvé sur Mouser un modèle le MCP10X-315 qui "trip" vers 3.075V
Il nous faut la version MCP100T-315I/TT Mais je pense que on va prendre les deux au cas ou. Les polarités de mes buck et boost sont de la sorte : 1 = enable et si j'ai bien compris le MCP100 est à 1 quand on est au dessus du treshold. Il nous faut la version MCP100T-315I/TT Mais je pense que on va prendre les deux au cas ou. Les polarités de mes buck et boost sont de la sorte : 1 = enable et si j'ai bien compris le MCP100 est à 1 quand on est au dessus du treshold.
![Diagramme](./MCP101_DIAGRAM.png "Diagramme du composant") ![Diagramme du composant](./MCP101_DIAGRAM.png "Diagramme du composant")
Un capa de 100nF pour eviter les problèmes (valeur arbitraire car non representée dans la doc et en principe pas besoin de plus) Un capa de 100nF pour eviter les problèmes (valeur arbitraire car non representée dans la doc et en principe pas besoin de plus)
@@ -277,9 +277,9 @@ Ici pas forcément de gros problème. Ca a simplement été un processus qui a d
La version qui a été envoyée en production est la suivante : La version qui a été envoyée en production est la suivante :
![PCB_KICAD](./PCB_FINAL.png "Pcb vue KICAD") ![PCB layout](./PCB_FINAL.png "Pcb vue KICAD")
![PCB_KICAD_3D](./PCB_FINAL_3D.png "PCB vue 3D") ![PCB vu en 3D](./PCB_FINAL_3D.png "PCB vue 3D")
Je suis content de ce que j'ai pu faire et je pense que ca devrait marcher du premier coup ! (famous last words) Je suis content de ce que j'ai pu faire et je pense que ca devrait marcher du premier coup ! (famous last words)
@@ -304,7 +304,7 @@ Donc à part les composants passifs classiques qui sont déja en stock à l'éco
Pour le montage on peut utiliser le plugin ibom qui nous donne une vue comme ca : Pour le montage on peut utiliser le plugin ibom qui nous donne une vue comme ca :
![IBOM_HTML](./ibom.png "IBOM_HTML") ![IBOM HTML pour l'aide au montage](./ibom.png "IBOM_HTML")
## Montage ## Montage
@@ -320,6 +320,8 @@ Une autre petite erreur a été de monter tous les composants non SMD en même t
Sinon une chose qui pourrait être intéressante pour les prochains designs serait de mettre une marge sur le stencil pour que les dépots de pâte soient plus petits que les pads. En effet, sur le pads USB-C ca pouvait baver un peu parfois. Sinon une chose qui pourrait être intéressante pour les prochains designs serait de mettre une marge sur le stencil pour que les dépots de pâte soient plus petits que les pads. En effet, sur le pads USB-C ca pouvait baver un peu parfois.
![PCB monté](./PCB.jpeg "PCB monté")
## Test du PCB ## Test du PCB
### Test 1 : Test d'alimentation USB input ### Test 1 : Test d'alimentation USB input
@@ -348,17 +350,17 @@ Cela se traduit par une coupure de la décharge alors que au repos la batterie e
Ici on vient tester le boost 5V avec une batterie chargée à 3V (ce qui avec notre watcher fonctionnel n'est pas possible) Ici on vient tester le boost 5V avec une batterie chargée à 3V (ce qui avec notre watcher fonctionnel n'est pas possible)
![Graphique](./graphs/BoostVD3V.png "IBOM_HTML") ![Graph #1](./graphs/BoostVD3V.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/BosstEff3V.png "IBOM_HTML") ![Graph #2](./graphs/BosstEff3V.png "IBOM_HTML")
On peut voir que l'efficience est assez basse quand la tension de la batterie est faible et la charge aussi On peut voir que l'efficience est assez basse quand la tension de la batterie est faible et la charge aussi
Ensuite on vient la tester à sa tension nominale Ensuite on vient la tester à sa tension nominale
![Graphique](./graphs/BoostVD37V.png "IBOM_HTML") ![Graph #3](./graphs/BoostVD37V.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/BoostEff37V.png "IBOM_HTML") ![Graph #4](./graphs/BoostEff37V.png "IBOM_HTML")
La on voit que l'efficience est encore pire sur les faibles charges (<200ma) La on voit que l'efficience est encore pire sur les faibles charges (<200ma)
@@ -366,9 +368,9 @@ Ensuite on peut tester avec une batterie chargée
4.2 Batterie chargée 4.2 Batterie chargée
![Graphique](./graphs/BoostVD42V.png "IBOM_HTML") ![Graph #5](./graphs/BoostVD42V.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/BoostEff42V.png "IBOM_HTML") ![Graph #6](./graphs/BoostEff42V.png "IBOM_HTML")
Et la on voit que l'efficience n'a plus rien à voir. On ne déscend pas en dessous de 90% quelque soit la charge. Et la on voit que l'efficience n'a plus rien à voir. On ne déscend pas en dessous de 90% quelque soit la charge.
@@ -380,9 +382,9 @@ En voyant ca, si je devais faire un autre chargeur j'irais peut-être chercher v
En plus je n'ai pas graphé le bruit car les valeurs objective sont inutilisable, mais on avait un bruit qui pouvait vraiment monter selon la charge sur le boost : En plus je n'ai pas graphé le bruit car les valeurs objective sont inutilisable, mais on avait un bruit qui pouvait vraiment monter selon la charge sur le boost :
![Graphique](./graphs/BoostBr37.png "IBOM_HTML") ![Graph #7](./graphs/BoostBr37.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/BoostBr42.png "IBOM_HTML") ![Graph #8](./graphs/BoostBr42.png "IBOM_HTML")
Comme j'en parle dans la rubrique bruit, les chiffres en eux mêmes sont sûrement surestimés, les valeurs sont quand mêmes énormes et augmentent significativement avec la charge sur le composant. Comme j'en parle dans la rubrique bruit, les chiffres en eux mêmes sont sûrement surestimés, les valeurs sont quand mêmes énormes et augmentent significativement avec la charge sur le composant.
@@ -396,11 +398,11 @@ J'ai utilisé la charge active plutôt que la resistance variable pour avoir un
Cela m'a aussi justement permis de pousser un peu plus l'équipement pour voir ce qu'il avait dans le ventre. Cela m'a aussi justement permis de pousser un peu plus l'équipement pour voir ce qu'il avait dans le ventre.
![Graphique](./graphs/BoostLimEff42V.png "IBOM_HTML") ![Graph #9](./graphs/BoostLimEff42V.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/BoostLimEff37V.png "IBOM_HTML") ![Graph #10](./graphs/BoostLimEff37V.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/BoostLimEff3V.png "IBOM_HTML") ![Graph #11](./graphs/BoostLimEff3V.png "IBOM_HTML")
On peut voir qu'ici je n'ai pas hesité à pousser un peu plus pour voir ce que mon PCB pouvait supporter. On peut voir qu'ici je n'ai pas hesité à pousser un peu plus pour voir ce que mon PCB pouvait supporter.
@@ -414,9 +416,9 @@ La on va réitèrer l'exercice que l'on a fait avec le Boost en testant les perf
Ici on teste avec 3V Ici on teste avec 3V
![Graphique](./graphs/BuckVD3V.png "IBOM_HTML") ![Graph #12](./graphs/BuckVD3V.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/BuckEff3V.png "IBOM_HTML") ![Graph #13](./graphs/BuckEff3V.png "IBOM_HTML")
La on voit un phénomène très intéressant avec un voltage drop catastrophique. La on voit un phénomène très intéressant avec un voltage drop catastrophique.
@@ -428,7 +430,7 @@ L'efficience ici n'a pas bien d'intérêt vu que de toute facon la sortie n'est
Ensuite on passe au test à 3.7V la tension nominale de la batterie. Ensuite on passe au test à 3.7V la tension nominale de la batterie.
![Graphique](./graphs/BuckEff37V.png "IBOM_HTML") ![Graph #14](./graphs/BuckEff37V.png "IBOM_HTML")
Ici je n'ai pas ajouté le voltage drop car la tension reste presque parfaitement à 3.3V tout le long quelque soit la charge. Ici je n'ai pas ajouté le voltage drop car la tension reste presque parfaitement à 3.3V tout le long quelque soit la charge.
@@ -438,7 +440,7 @@ On peut voir cependant que l'efficience, un peu comme dans le cas du Boost, comm
Finalement le test avec la batterie chargée Finalement le test avec la batterie chargée
![Graphique](./graphs/BuckEffi42V.png "IBOM_HTML") ![Graph #15](./graphs/BuckEffi42V.png "IBOM_HTML")
La on a pas le même résultat que avec le boost. On commence avec une bonne efficience, mais on descend petit à petit avec la charge. La on a pas le même résultat que avec le boost. On commence avec une bonne efficience, mais on descend petit à petit avec la charge.
@@ -450,11 +452,11 @@ Je dirais donc que ce buck n'est pas non plus très efficient en général à mo
Ici aussi je suis revenu à la charge avec un deuxième jour de mesures pour pousser un peu plus loin mon materiel. Ici aussi je suis revenu à la charge avec un deuxième jour de mesures pour pousser un peu plus loin mon materiel.
![Graphique](./graphs/BuckLimEffi3V.png "IBOM_HTML") ![Graph #16](./graphs/BuckLimEffi3V.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/BuckLimEffi37V.png "IBOM_HTML") ![Graph #17](./graphs/BuckLimEffi37V.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/BuckLimEffi42V.png "IBOM_HTML") ![Graph #18](./graphs/BuckLimEffi42V.png "IBOM_HTML")
Ici on peut voir que on peut aussi en demander pas mal plus que les 500ma indiqués sur la datasheet mais que l'efficience prend un coup même avec une batterie bien chargée Ici on peut voir que on peut aussi en demander pas mal plus que les 500ma indiqués sur la datasheet mais que l'efficience prend un coup même avec une batterie bien chargée
@@ -464,9 +466,9 @@ Ici on peut voir que on peut aussi en demander pas mal plus que les 500ma indiqu
Ici c'est assez intéressant car c'est la chute de tension qui détermine le comportement de notre composant. Ici c'est assez intéressant car c'est la chute de tension qui détermine le comportement de notre composant.
![Graphique](./graphs/Charge.png "IBOM_HTML") ![Graph #19](./graphs/Charge.png "IBOM_HTML")
![Graphique](./graphs/ChargeVD.png "IBOM_HTML") ![Graph #20](./graphs/ChargeVD.png "IBOM_HTML")
Deja, si le retour de tension de la batterie est à 4.2V. La charge s'arrête. On a la led qui s'allume et on ne peut rien tirer. Deja, si le retour de tension de la batterie est à 4.2V. La charge s'arrête. On a la led qui s'allume et on ne peut rien tirer.