Conception d'une alimentation portative pour Raspberry Pi

[clement]

Bonjour à  tous,

Aujourd'hui je me tourne vers vous concernant un besoin que j'ai et que je n'arrive pas à  résoudre.
Mon projet électronique est basé sur un Rapsberry Pi 3 possédant un «hat».

Mon besoin est le suivant:

1) Pour allumer et éteindre le Raspberry je souhaite un comportement similaire à  celui d'un PC de bureau. Pour allumer votre ordinateur vous appuyez sur un bouton et pour l'éteindre soit vous appuyez à  nouveau sur ce bouton, apparaît alors une fenêtre vous demandant ce que vous souhaitez faire (Redémarrer, Arrêter, Mettre en veille...) soit via le menu adéquate vous faite apparare cette même fenêtre pour faire votre choix.

Note: Avec un Raspberry c'est différent: on branche la prise USB: il s'allume, vous débranchez la prise USB: il s'éteint et là ... c'est la cata si jamais l'OS était en train d'écrire sur la carte SD vous risquez de corrompre la carte SD, ou bien si vous avez un programme/script qui fait des choses il peut ne pas être bon qu'il se coupe en plein milieu (imaginez un Raspberry qui héberge un serveur MySQL et que vous coupez l'alimentation au moment où une requête d'écriture/modification est faite dans la base de donnée: vous risquez de corrompre l'intégralité de la base de donnée.

2) Je veux que le Raspberry Pi puisse fonctionner entre 30 minutes et 2 heures sans source d'alimentation externe.

3) Je veux pouvoir alimenter le Raspberry Pi avec une alimentation 5V ou 12V ou 28V, le Raspberri Pi aura besoin de 3 Amps (un «hat» est connecté au Rapsberry Pi)


Les solutions étudiés:

1) Concernant la possibilité de démarrer/arrêter le Raspberry Pi de façon «propre» j'ai acheté une carte «ATX Raspi».

À l'aide d'un script installer sur le Raspberry cette petite carte semble répondre à  mon besoin. Elle s'alimente en 5V et fournit la tension 5V nécessaire au Raspberry lorsqu'un bouton est pressé, le Raspberry démarre, un port GPIO se met alors à  l'état HIGH c'est comme ça que la carte sait que le Raspberry a démarré. Une nouvelle pression sur ce bouton enverra une impulsion au Raspberry Pi sur un autre port GPIO ce qui permettra au Raspberry de détecter que l'utilisateur souhaite interagir.
Libre à  moi alors d'afficher une fenêtre demandant ce que veut faire l'utilisateur, si l'utilisateur choisi d'arrêter le Raspberry alors le pourt GPIO qui état à  l'état HIGH passe à  l'état LOW ce qui indique à  la carte qu'elle peut désormais couper l'alimentation.

2) Concernant le fonctionnement sans source d'alimentation externe j'ai acheté une carte «RPi PowerPack v1.2».
Elle s'allimente en 5V et fournit une tension de 5.22V lorsque la batterie n'est pas en charge, et 4.57V lorsque la batterie est en charge.


3) Concernant la plage d'alimentation entre 5V et 28V j'ai acheté un buck-boost converter similaire à  celà :



Je ne suis pas certain que cet achat réponde a mon besoin... c'est à  étudier.


Lorsqu'une alimentation externe est disponible (5V à  28V) j'aimerai que la batterie se charge tout en ayant la possibilité d'alimenter le Raspberry Pi. Le problème est que la carte «RPi PowerPack» ne fournit que 4.57V pendant la charge de la batterie ce qui est insuffisant pour alimenter le Raspberry Pi. Cependant si la batterie me donne 4.57V... c'est qu'elle est en charge... si elle est en charge... ça veut dire que j'ai une alimentation externe de disponible: j'aimerais donc pouvoir utiliser l'alimentation externe pendant le chargement de la batterie.

En pièce jointe vous trouverez le montage que j'ai en tête mais qui ne devrait pas être fonctionnel à  cause de la chute de tension induite par les diodes D1 et D2. Et c'est là  que j'ai besoin de votre aide.
La diode D1 est là  pour que la batterie n'alimente pas le Buck-Boost converter par la sortie du Buck-Boost converter.
La diode D2 est là  pour que le Buck-Boost converter n'alimente pas la carte de la batterie par la sortie de la carte de la batterie.

Je me demande si je ne peux pas remplacer les diodes D1 et D2 par un transistor. Ce transistor aurait alors pour fonction de séléctionner l'alimentation du ATXRaspi soit depuis la carte de la batterie soit directement depuis le Buck-Boost converter selon si l'alimentation externe est présente ou non.

À terme j'aimerais faire produire le circuit d'alimentation afin d'avoir un seul circuit au lieu d'acheter des cartes faite par d'autre que je ne fais que assembler.

Avez-vous des idées ? Quelle solution metteriez-vous en place ? Quelle conception ? pour répondre à  ce besoin.

J'espère que le temps que j'ai pris à  exposer et illustrer mon propos permettront à  ceux qui savent d'échanger leur savoir  ;)
Et si vous avez besoin d'informations supplémentaire pour m'apporter des réponses, n'hésitez pas à  me demander.

Bien cordialement

[Curiosus]

Bonjour,

J'ai pas tous compris mais tu dis :

Je veux que le Raspberry Pi puisse fonctionner entre 30 minutes et 2 heures sans source d'alimentation externe.

Si tu n'as aucune source pour alimenter ton montage, il s'éteint, il te faut une alimentation extérieur.

Explique toi mieux, car c'est pas très claire, un petit schéma serait le bienvenue. ;)

A+





 

[clement]

Bonsoir,

Lorsque je parle de source externe je parle de courant 220v ou d'une batterie de voiture (prise allume-cigare 12v)

Mon projet possède une source d'alimentation interne (c'est le PowerPack que j'ai décrit et dont j'ai mis un lien + une photo) qui utilise une batterie de 3.7v.

Pour être plus clair: votre smartphine n'a pas besoin d'être brancher à  une prise électrique (alimentation externe) pour fonctionner puisqu'il a une batterie (alimentation interne)

Concernant le schéma je vous invite à  consulter la pièce jointe de mon premier message puisqu'il contient très précisément ce que vous demandez. Peut être que le forum a un problème et vous ne pouvez pas voir ma pièce jointe ou alors vous êtes tout simplement passé à  côté.

Cordialement

[Électro-Bidouilleur]

Vous pourriez évidemment utilisr des MOSFETS de canal P.
Mais est-ce que l'usage de diodes Schottky (chûte de tension de 0,2 à  0,3V) ne règlerait pas votre problème?
Sinon, un simple relai ferait aussi le travail. Vous le connecteriez pour que l'enroulement ne soit pas énergisé lors du fonctionnement sur batterie.

[clement]

Bonjour,

Concernant la solution avec des MOSFET j'ai étudié cette possibilité et j'en suis arrivé à  réaliser cette simulation: http://tinyurl.com/y8unnrso

Suite à  quelques recherches je suis tombé sur la «Smart Bypass Diode» de chez Texas Instrument: http://www.ti.com/product/SM74611/description

J'ai aussi trouvé ce document décrivant l'utilisation d'un tel composant répondant à  ma problématique: http://www.ti.com/lit/an/snva699/snva699.pdf
Ils y décrivent 3 solutions: la diode Schottky, le MOSFET, et cette fameuse «Smart Bypass Diode»

Je pense donc m'orienter vers cette 3ème solution. Et vos conseils sont toujours les bienvenus.

Cordialement,