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Bien dimensionner l'alimentation de son robot

Lorsque l'on fabrique un robot pour la première fois, l'alimentation du robot passe au second plan : on se concentre d'abord sur le choix de la carte de commande, des interfaces, des moteurs, du châssis, etc... et en dernier on case ses accus quelques part tant bien que mal... Grossière erreur.... !!

En fait, l'alimentation du robot est un point capital, peut-être même le premier point à considérer lorsque l'on conçoit un robot ludique car il va déterminer d'autres choix essentiels, notamment celui des moteurs, du châssis, etc... Les raisons de l'importance de ce choix sont :

l'intensité maximale en charge :

C'est l'intensité maximale qui sera demandée à l'alimentation à un instant donné. Cette intensité maximale en charge est essentiellement due aux moteurs : ce sont eux les plus gros consommateurs de courant à bord du robot, de l'ordre de 500mA par moteur, à 2 Ampères ou plus selon les cas. La carte de commande ne consommera souvent que quelques dizaines de mA.

Cette intensité maximale en charge va elle-même déterminer la capacité de l'alimentation. En effet, pour un fonctionnement satisfaisant des batteries/accus, il faut que l'intensité en charge ne dépasse par 10 à 20% voire 30% de la capacité des batteries. Ainsi, si les moteurs vont demander en vitesse maximale 2 Ampères chacun, soit 4 Ampères en tout, il faut une capacité de l'alimentation de 4 x 5 = 20 Ah (hypothèse 20%) !!

Le rapport Capacité Totale / Intensité en Charge :

  • intervient sur le bon fonctionnement de batterie comme on vient de le voir
  • mais intervient également sur la durée comme cela est décrit ci-dessous...

Au total, on a 2 bonnes raisons de choisir un rapport Capacité Totale / Intensité en Charge le plus petit possible ( typiquement une intensité en charge de 10 à 20% de la Capacité totale) : ceci garantira un bon fonctionnement des moteurs et une autonomie du robot plus grande.

la capacité de l'alimentation :

C'est la "quantité de courant" que contient l'alimentation. Elle s'exprime en Ampères-Heures (ou milliampères - Heure. Cette capacité correspond à l'intensité x le temps. Ceci veut dire que des accus ou une batterie de 4 Ah (4 ampères-heure) pourra fournir théoriquement une intensité de 4 ampères pendant 1 heure... mais ceci est théorique car dans les faits, çà sera 4 Ampères pendant 45 minutes voire moins... Mais çà sera aussi 2 ampères pendant 2 heures ou 1 ampère pendant 4 heures, ou 500 mA pendant 8Heures... etc... Donc, d'une manière générale, plus la capacité de l'alimentation est élevée, mieux, c'est... sous peine d'avoir un robot qui sèche ses accus en 15 minutes... !

le poids :

La contrepartie d'une capacité élevée de l'alimentation, c'est un poids élevé, car une batterie de 7Ah, çà pèse son poids...

  • En pratique, on a le choix :
    • entre des batteries "lourdes" au plomb mais pas chères : dès 30€ pour une 7Ah par exemple
    • et des batteries au Nickel ou au Lithium "plus légères" ou "moins lourdes" mais chères : compter 100€ ou plus pour 7Ah... !
  • Moi, j'estime qu'on s'en sort bien avec une batterie 7Ah au plomb : taille correcte (15 x 7 x 10 cm), coût acceptable et poids "jouable" sur un robot avec 2 moto-réducteurs 1A/12V.

Conclusion provisoire

Au vu de tout ceci, il apparaît clair que le point crucial du robot va être aussi les moteurs qui devront être le plus puissant possible pour une intensité la plus faible possible...