Régulateur/controleur de charge d'alternateur

Voici un article technique destiné surtout à des bricoleurs avec des bases en électronique, ou à des personnes qui auraient une bestiole de ce genre, généreux de leur temps libre, dans leur entourage ou même, tout simplement, à des curieux.
Cette article présente la réalisation d’un chargeur/contrôleur d’alternateur à deux sorties indépendantes 10 x moins cher que celui de chez ChipChip.
Jusqu’ici, rien de très nouveau (quoique moins habituel pour les deux sorties). L’intérêt est surtout de se rendre compte de la faisabilité d’un appareil qui fonctionne, évoluable, et....., pas bien cher !!

Petit rappel :
Nos véhicules motorisés habituels sont équipés d’alternateurs qui rechargent nos batteries à une tension régulée et fixe d’environ 14.4v.
Cette tension est celle qui est nécessaire à nos batteries acide/plomb pour être rechargées à 100%.
Une fois ce niveau atteint , cette tension devrait redescendre à 13.4v (ou 13.6v selon les batteries), Ce qui n’est pas le cas pour nos alternateurs conventionnels.
Sans quoi leur durée de vie s’en voit décroitre.
Pour une voiture qui fait des trajets de moins d’une heure, ce problème est plus négligeable que pour un bateau qui navigue au moteur pendant 30hrs.
Voici pourquoi certaines firmes répondent à cette demande avec des chargeurs d’alternateur, ou des régulateurs d’alternateur intelligents, qui surveillent et exécutent des modes de charge selon les besoins des batteries.

En ce qui me concerne, c’est un point technique que j’avais mis de coté lors de la préparation de mon bateau pour un grand voyage, car n’ayant pas beaucoup d’expérience en navigation à ce moment, je pensais, naïvement, que je n’utiliserai mon moteur essentiellement que pour les entrées et sorties des ports.
Pffff... La météo hivernale en méditerranée m’a rafraichit l’esprit avec quelques seaux d’eau.

Bref voici le projet :
Un appareil qui s’installe entre l’alternateur (ou deux) et les deux parcs de batteries.
Il utilise un petit nombre de composant électronique.
il est basé sur une carte Arduino.
Il m’est revenu à moins de 40€ (en comptant les deux cartes Arduino que j’ai grillées, mais c’étaient des génériques low coast).

Quézako l’Arduino ? Pour les pakonésseurs, c’est une petite carte électronique qui possède des entrées et sorties, qu’elle utilise comme le demande le programme que l’on lui a injecté.
Cela rend l’appareil modifiable, évoluable et réglable (ne serait ce que pour les tensions d’absorption ou floating, en fonction du type de batterie utilisée).

Alors, n’ayez pas peur, si l’électronique vous attire vers l’aventure mais que la programmation vous donne des boutons, je vous livre le programme sur un plateau, ainsi que le schéma électronique, la liste des composants et un peu d’explication :
Pour chaque sorties, le controleur utilise des transistors « mosFets » avec un système PWM (modulation de largeur d’impulsion) qui régule la tension fournie par l’alternateur, en tension d’entretien pour la batterie lorsqu’elle est en mode « Float ».
Des relais de puissance sont utilisés pour laisser passer la puissance habituelle de l’alternateur aux batteries , en mode « Absorption ». (Pas de mode Boost, juste ce que l’alternateur donnerait si le contrôleur n’était pas installé)

A titre d’information : je ne connaissais rien à la programmation et je ne suis pas électronicien.
Mais après de nombreuses heures de recherche et d’auto-apprentissage, bah ça marche quoi... !
Du coup ce petit dossier vous dispense des prises de tête que j’ai surmontées.

Petit détail qui me turlupine à propos des chargeurs dit « intelligents »:
En géneral, les chargeurs de quai ou d’alternateur à plusieurs étapes (et même, les contrôleurs de charge de panneaux solaire , éolienne et tout ce qui charge dit « intelligent"), changent d’ étapes au long de leur cycle en fonction de l’intensité à leurs sorties.
Exemple : en dessous de 10% de l’intensité nominale, les chargeurs passent du mode « Absorption » au mode « Float » car ils considèrent la batterie rechargée.

Un exemple réel : mon chargeur de quai de 40A, devrait attendre que le courant de charge soit inférieur à 4A pour passer au mode « Float » . Seulement, mon frigo consomme à lui tout seul ces 4 Ampères.
Et je ne parle pas de l’ordinateur de bord, des lumières....
Bref, l’ampèremètre intégré dans les chargeur ne différencie pas l’intensité consommée par l’utilisateur et celle de la batterie, et ne passera pas au mode de charge d’entretien « Float » tant que le courant de consommation + le courant de charge sont inférieurs à ces 4 Ampères !
Toujours dans cet exemple concret, la batterie restera tout au long de la soirée en mode Absroption alors qu’elle est a 100% depuis déjà 3 hrs. Et cela se répète chaque jour !
J’ai donc utilisé cet argument pour me simplifier la vie en asservissant les modes de charge sur le temps et les tensions des batteries.
(Ouai je sais, il m’en a pas fallu beaucoup)

On pourrait immaginer en terme d’évolution :
.Des sorties batterie suplémentaire ( ex : batterie guindeau)
.Un bouton déporté pour renvoyer un cycle complet.
.Un Ecran LCD déporté annonçant les modes et tensions de chaque parc.
.Sonde de température sur dissipateur de chaleur des transistors pour une ventilation forcée.
.Des sondes de température pour chaque parc afin de compenser les tensions de charge.
.Une sonde de température pour protèger l’alternateur.
.Une sonde d’intensité pour chaque parc batterie. Afin d’asservir le controleur et meme de reporter cette information sur l’écran , à condition que ces sondes soient externes pour ne mesurer que le courant de charge (moi je dis ça, je dis rien..).
.Un déclencheur pour cafetière électrique 12v ou machine à glaçons...ect...

Pour finir : ce module a été réalisé en fonction de mes besoins, il est évident que certain trouveront à redire sur les détails et c’est justement le but de vous le présenter, afin de l’adapter.