Dernière étape de la station météo sans fil : l’alimentation solaire avec un panneau photovoltaïque. Elle fournira une tension de 5V pour le capteur de particules fines et une tension de 3.3V pour le capteur BME280. Une cellule lithium-ion assurera la continuité de l’alimentation durant la nuit, elle sera automatiquement rechargée dès que la luminosité sera suffisante.

Schéma du circuit

SC1	Cellule solaire 6V / 2W (136x110mm)
D1	1N4007 ou équivalent
U1	Module TP4056 avec protection (DW01A)
BT1	Cellule lithium-ion 18650 / 2000 à 3000mAh avec son support
U2	Module SX1308 step-up
U3	AMS1117-3.3 ou équivalent
C1, C2	10µF

Typon : SolarCell-B.Cu_.pdf
Masque : SolarCell-B.Mask_.pdf

Le module TP4056

Le TP4056 est un chargeur linéaire à courant constant puis tension constante pour une cellule lithium-ion (une seule en série car il n’y pas de fonction d’équilibrage). La tension de fin de charge est donc fixée à 4.2V.

Il existe deux versions de ce module sur le marché : un sans protection (à gauche sur la photo), et l’autre (celui utilisé ici, à droite sur la photo) avec un module de protection DW01A qui sert à protéger la cellule de toute surcharge ( > 4.2V) ou « sur-décharge » (< 2.4V) qui pourrait gravement l’endommager, la détruire ou la faire exploser. Sur les deux modules le courant de charge est limité à 1A.

Il y a deux LED dessus : une rouge durant la charge et une bleue pour indiquer que la charge est terminée.

La diode entre le panneau solaire et le module sert à empêcher le retour du courant dans le panneau solaire lorsqu’il n’est plus éclairé.

Le module SX1308

La tension de l’accumulateur va varier grosso-modo entre 3.7 et 4.2V en fonction du niveau de charge. Ce module composé d’un sx1308, d’une inductance, d’une diode, d’un potentiomètre pour configurer la tension de sortie et de condensateurs de filtrage permet d’avoir en permanence 5V en sortie.

 

Le boitier

Le boitier se compose de deux parties à coller et à visser (vis à tôle 2.9×8 à 2.9×16). Le panneau solaire viendra sur le dessus et sera étanchéifié avec un joint de silicone sur le pourtour. L’ensemble s’emboite sur le haut du mat (tube PVC de 40mm de diamètre).

Les deux petits supports servent à tenir les pins pour souder le module TP4056 sur le circuit imprimé.

Fichier STL + code source OpenScad : SolarCellHolder_enclosure

Assemblage

Le câble est inséré par le dessous dans le plan incliné puis dans le support du panneau. Ils sont ensuite vissé entre eux. On peut rajouter un joint tout autour pour une bonne étanchéité. L’extrémité du câble peut ensuite être soudée au panneau solaire. Le circuit imprimé est enfiché dans le dessous du plan incliné et vissé, le connecteur peut maintenant être branché. Comme le panneau est censé être exposé aux intempéries, un joint mastique doit assurer l’étanchéité sur le pourtour du panneau photovoltaïque.