[Hardware] L'alimentation et la production d'énergie

1- L'alimentation

L'une des choses la plus importante pour tous systèmes autonomes est l'énergie. Sans elle, le système ne fonctionnera pas.
Il est donc intéressant de réfléchir avant de fabriquer son alimentation. Pour cela, il faut connaitre, à l'avance, les actions que notre robot exécutera. A partir de là, il sera possible de trouver quelle solution technologique mettre en place et surtout les besoins en énergie!

On peut venir facilement à la conclusion que si l'on installe une alimentation puissante, notre système fonctionnera bien et long temps. En théorie oui, mais cela a un prix. Outre le fait de détériorer le système qui sera sur-alimenter, si l'on ne prévoit pas un système de protection, il existe un autre paramètre important. La masse!
En effet, plus une alimentation sera puissante plus son volume augmentera et de ce fait sa masse. Un raisonnement assez simple montre une chose intéressante :

Plus on est lourd, plus il faut d'énergie pour alimenter nos moteurs pour se déplacer. Il faut vaincre les frottements!

Le problème est donc là, faire un compromis entre la durée d'utilisation, les besoins du système et donc le type de batterie utilisée.

Heureusement, bon nombre de systèmes disposent d'une documentation (datasheet) qui nous donne les informations pour dimensionner au mieux notre bloc alimentation.

Bon, tout ça c'est bien, mais du coup comment repousser l'échéance de la batterie déchargée?

C'est une bonne question. Bien  sûr, il existe des solutions.

La première consiste à alimenter les moteurs, gros consommateurs, avec leur propre circuit d'alimentation.

La seconde est de les commander de manière intelligente pour diminuer leur consommation.

La troisième a pour but de fabriquer de l’énergie.

C'est trois points, non exhaustifs, peuvent être combinés pour optimiser votre solution finale.

2- La production d'énergie

Pour produire de l'énergie, rien de plus simple. On le voit souvent avec les éoliennes, panneaux solaires etc. De nos jours, des voitures récupèrent l'énergie lors du freinage. C'est pour dire si des techniques existent.

Dans le cas de robots mobiles, on utilise souvent les panneaux solaires. L'avantage de ces derniers est leur faible poids.

Côté électronique, voilà comment ça se passe :

La cellule photovoltaïque est branchée en parallèle des accumulateurs. La diode "D1" joue le rôle de protection pour éviter que les accumulateurs ne détériorent pas la cellule. La résistance est là pour représenter le système qui sera alimenté.
De cette manière, la cellule va charger votre batterie et la batterie va alimenter votre système.

Note : Alimenter un circuit uniquement avec une cellule photovoltaïque sans stockage d'énergie est possible, mais non recommandé!