Recharge

On s'était arrêté à la borne de rechargement, plus précisemment au stade du contact de IRBOT avec les rails de la borne de rechargement.

Maintenant, il va falloir gérer la recharge de la batterie de IRBOT. Je rappelle qu'il est équipé d'une batterie NI-MH composée de 5 éléments de 1.2V. Ce qui donne une tension nominale de 6V.

Le principe retenu est le suivant : on charge la batterie jusqu'à une tension maximum, puis on déconnecte le chargeur et on contrôle la tension de la batterie. Dès qu'elle tombe en-dessous d'un seuil minimum, on réactive la charge. Ce qui donne une succession de cycles charge/décharge. La batterie est maintenue à un niveau de charge maxi.
La tension de recharge est fournie par un bloc secteur 6 à 12V continu non stabilisée 500mA.

Pour gérer la recharge, on va utiliser comme d'habitude un PIC16F628. Toujours fidèle à Microchip. Le chargeur et la balise ne font qu'un. Un PIC suffit pour gérer l'ensemble.

Pour mesurer la tension de la batterie on va utisiser un pont diviseur dont le point médian est relié à l'entrée A0 de notre PIC.
Le PIC16F628 est équipé d'un module comparateur de tension et d'un module référence de tension. Ce sont ces 2 modules qui vont nous permette de mesurer la tension de la batterie.
On compare successivement la tension présente sur A0 (tension batterie) avec des seuils de référence de tension interne au PIC (VMAX, VMIN ). En fonction du résultat de la comparaison, on peut déterminer si on doit passer en mode CHARGE ou en mode DECHARGE (le mot DECHARGE correspond à la batterie en l'air, elle se décharge toute seule dans le temps).

On effectue également un deuxième contrôle : la durée de la charge. Si la charge dure trop longtemps, on peut considérer qu'il y a un pb. (la batterie est foutue, elle ne prend plus la charge), on interromp donc la charge.

Le chargeur détecte également la présence de IRBOT à ses bornes. Tant que IRBOT est branché on arrête l'émission du signal IR de la balise, ceci dans le but de ne pas perturber un ordre en provenance de la télécommande.

Une LED de signalisation signale l'état du chargeur :

	en charge : led allumée fixe
	pas en charge : led éteinte
	emission signal IR : led clignotante

Comme promis, voici le schéma et programme de la borne de rechargement.

Quelques explications sur le principe de la recharge.

En l’absence du contact d’IRBOT, la balise émet en permanence un signal IR. La tension de recharge est présente sur les rails.
Dès que IRBOT établi le contact, la balise le détecte par une chute de tension. Elle arrête l’émission du signal IR et passe en mode chargeur de batterie. Elle gère la recharge de IRBOT en mesurant la tension de la batterie et en l’arrêtant dès que la batterie est suffisamment chargée.
Lorsque IRBOT quitte la balise, elle émet à nouveau le signal IR.

Utilisation de la borne de rechargement

La borne doit être placée contre une plinthe dans la même pièce que IRBOT. Il est important qu’elle soit parfaitement immobilisée contre le mur. Elle est reliée au secteur par l’intermédiaire du bloc secteur.
Du choix de son emplacement dépend le bon fonctionnement d’IRBOT. L’emplacement idéal est contre un mur le plus dégagé possible, le champ de vision devant la balise le plus dégagé possible.
Basculer l’interrupteur sur marche pour la mise en route.

LEDs de signalisation

La borne de rechargement est équipée de 2 LED de signalisation.

La LED rouge indique que la borne est alimentée.

La LED verte a plusieurs significations :

	Clignotante : signifie la borne émet le signal IR
	Allumée fixe : signifie que IRBOT est en charge
	Eteinte : signifie que IRBOT est branché et chargé

Les réglages de la borne

Sur la borne vous avez la possibilité de régler

	La puissance d’émission du signal IR (RV1). La puissance doit être réglée juste pour que le faisceau atteigne le mur face à la borne. En pratique, si vous constatez que IRBOT a tendance à aller se coller au mur d’en face, ajuster le réglage de RV1
	La valeur de la tension maximale de charge (RV2), cette valeur dépend de la tension et du type de batterie que vous utilisez. C’est la tension mesurée aux bornes de la batterie de IRBOT en pleine charge (donc juste avant fin de charge).

Le commutateur du bloc secteur doit être positionné en fonction de du type de batterie que vous utilisez. Plus la tension du bloc secteur est supérieure à la tension batterie, plus la charge est rapide. Pour recharger la batterie 6V d'IRBOT, placez le commutateur sur 9V.

Caractéristiques

	Pour batteries au plomb, NiMh, CdNi
	Tensions batteries : 6, 7.5, 9 et 12V
	Fonction charge et maintien de charge
	Coupure automatique si duréee de charge > 3H

Le programme

En temps normal la balise émet toutes les 20ms le signal IR codé. Toutes les 20ms aussi, elle mesure (fonction mesure() )la tension présente sur les rails (ou contacts). En fonction de la valeur de cette tension, on peut déterminer si IRBOT est connecté, s'il est en charge ou non.

Une fraction de la tension batterie est prélevée sur le pont R5, R7, RV2. Cette tension est appliquée à l'entrée RA0 du premier comparateur de tension interne (le deuxième comparateur n'est pas utilisé).
Cette tension est comparée successivment à différentes valeurs de tension de référence interne au PIC.
Une tension au-delà de 9V signifie que IRBOT n'est pas connecté. Une tension inférieure à 7V signifie que IRBOT est connecté et a besoin d'une recharge. etc ...
On commande l'envoi de la tension de charge en activant le relais. Cette tension est directement issue du bloc secteur non stabilisé.
En mode CHARGE, lorsque la tension atteint les 7V, on coupe le relais et on bascule en mode DECHARGE. On mesure toujours la tension batterie, si celle-ci descend en-dessous de 6.5V on repasse en mode CHARGE.
La résistance R12 sert à faire circuler un courant minimum lorsque le contact est ouvert. Ceci permet de mesurer la tension contact ouvert. Il y a une diode côté IRBOT, afin qu'elle soit conductrice, il faut que la tension anode soit supérieure à la tension cathode.

Voilà, avec un tel chargeur IRBOT aura toujours ses batteries gonflées à bloc.

Téléchargement

Téléchargez le programme en C et le schéma de la borne de rechargement : Recharge

Nota: le programme et schéma s'appelle aspi, ceci car pour le kit Aspirateur c'est la même borne.
La borne de face

Les rails sont en alu. Ca se trouve dans les magasins de bricolage. Prenez de l'alu brut, non peint, c'est mieux pour la conductibilité (dimensions : 300 x 15 x 2 mm)
Le trou pour la LED d'émission IR doit avoir la même hauteur au sol que le récepteur IR d'IRBOT. Placer la LED à fleur de surface (elle ne doit pas dépasser).
Dimensions de la borne : 30 x 13 cm



De dos