La dernière fois qu'on a abordé le sujet, on a trouvé une batterie USB de WaveShare permettant d'alimenter des expériences basées sur des modules Yoctopuce avec des performances tout à fait honorables : 19 jours en continu. Mais on ne va pas lâcher l'affaire pour autant. Cette semaine, on s'intéresse aux produits de Voltaic Systems : à en croire les spécifications publiées sur leur site web, il y a de bonnes chances pour que leurs batteries USB fonctionnent exactement comme on le souhaite.
Résumé des épisodes précédents
Les batteries USB actuelles que l'on trouve un peu partout sur le marché ont surtout été pensées pour servir de chargeurs mobiles. C'est pourquoi ces batteries s'éteignent automatiquement dès qu'elles détectent que l'on tire peu ou pas de courant sur leur sortie. Cela permet d'éviter que l'électronique interne de la batterie ne vide l'accu pendant qu'elle n'est pas utilisée. Par contre, cette fonctionnalité empêche d'utiliser ces batteries pour alimenter des expériences basées sur des YoctoHub-Wirelless ou Yoctohub-GSM parce que ces batteries s'éteignent dès que le hub part en sommeil, l’empêchant ainsi de se réveiller. Ces dernières semaines, on a déterminé que les variantes C et D des batteries Solar Power Manager de Waveshare sont des solutions tout à fait acceptables.
Voltaic Systems V75
Vendue pour environ 60 dollars, la batterie V75 de Voltaic Systems annonce une capacité de 71Wh et se présente sous la forme d'un parallélépipède en aluminium d'environ 150x80x25mm pesant environ 380g. Elle dispose de deux sorties USB-A, d'une sortie micro-USB et d'un connecteur USB-C qui peut être utilisé comme sortie ou comme entrée pour recharger la batterie. Elle est capable de se recharger avec un panneau solaire, et Voltaic Systems vend justement des panneaux solaires et des adaptateurs permettant de construire des systèmes solaires complets.
L'interface utilisateur est réduite au strict minimum : un bouton-poussoir et quatre petites LEDs rouges qui restent éteintes la plupart du temps. Pour connaître l'état de la batterie, il faut appuyer une fois sur le bouton; pour éteindre la sortie, il faut appuyer deux fois; pour rallumer la batterie, il faut appuyer encore une fois. Ce n'est pas forcément très intuitif, mais on peut vivre avec. Il n'y a pas de vis apparentes, il sera probablement difficile de démonter la batterie.
La batterie V75 de Voltaic Systems
Le site web de Voltaic Systems insiste sur le fait que cette batterie reste toujours allumée ("Always On") et si un creuse un peu, on se rend compte que leurs batteries ont clairement été conçues en pensant à un scénario très similaire à celui qui nous intéresse, à savoir alimenter indéfiniment une petite installation en utilisant un panneau solaire pour recharger la batterie.
On a donc lancé notre expérience qui consiste en un Yocto-Meteo-V2 connecté à un YoctoHub-Wireless-n qui se réveille toutes les dix minutes pour envoyer les mesures du Yocto-Meteo à un serveur VirtualHub for Web. Le résultat est spectaculaire.
L'expérience avec la batterie V75 a tenu près de 72 jours
L'expérience a fonctionné pendant 71 jours et 23 heures avant que la batterie ne décide de s'éteindre, ce qui est remarquable. A capacité équivalente, cette batterie tient presque deux fois plus longtemps que les batteries Waveshare.
A raison de 1.4mWh par callback et de 6 callbacks par heure, l'expérience a consommé environ 1.4mWh*6*24h*71.9j = ~14.5Wh, soit à peu près 20% de la capacité de la batterie. On peut en déduire que la consommation de la batterie est d'environ (71Wh-14.5Wh)/71.9j/24h/5V = ~6.5mA.
Un fois la batterie vide, on a aussi vérifié qu'un petit panneau solaire de 18x22cm fournissant un maximum de 6W à 6V permet à la batterie de se rallumer automatiquement et de relancer ainsi l'expérience après quelques heures de soleil.
Un petit panneau solaire et un peu de soleil permettent de recharger la batterie
Voltaic Systems V88
La batterie V88 de Voltaic Systems se présente quant à elle sous la forme d'un gros parallélépipède en aluminium d'environ 220x135x25mm pour poids de 700g. Les vis de montage sont apparentes, il sera probablement possible de l'ouvrir pour, par exemple, appliquer une tropicalisation. La capacité annoncée est de 89Wh. Au vu de la différence de poids et de taille, on se serait attendu à une capacité à peu près double de la version V75, mais en fait le gain n'est que de 25%. Cette batterie sera à vous pour environ 150 dollars.
La batterie V88 de Voltaic Systems
Elle a une sortie USB-A et une prise USB-C qui peut servir de sortie ou de port de charge compatible avec la technologie "Power delivery". Elle a aussi deux prises rondes : une qui sert d'entrée pour brancher un panneau solaire et une seconde pour y brancher une charge. Il est d'ailleurs possible de choisir la tension délivrée sur cette dernière : 12, 16, 19 ou 24V. La batterie dispose aussi un petit écran LCD fort pratique qui affiche la charge, la tension de sortie et le courant de charge. Comme la version 75, la batterie ne dispose que d'un bouton-poussoir, mais comme on peut voir l'effet de chaque pression sur l'écran, c'est moins problématique.
Par défaut la batterie V88 s'éteint toute seule dès qu'il n'y a plus de charge, mais il est possible d'activer la fonction "Always On" en maintenant le bouton enfoncé pendant environ 4 secondes.
Malgré sa taille, la batterie V88 n'a tenu que 16 jours
On lancé notre expérience et elle a pu tourner pendant 16 jours et demi. C'est honorable mais un peu décevant quand on sait que le modèle 75, bien plus modeste à tous points de vue, a tenu pendant plus de dix semaines. Ce qui confirme ce qu'on soupçonnait déjà, pour alimenter un système qui consomme peu, le facteur prépondérant n'est pas la capacité de la batterie, mais sa consommation interne.
Notre panneau solaire fonctionne avec le modèle V88, mais il est un peu petit
A raison de 1.4mWh par callback et de 6 callbacks par heure, l'expérience a consommé environ 1.4mWh*6*24h*16.5j = ~3.3Wh, soit moins de 4% de la capacité de la la batterie. On peut en déduire que la consommation de la batterie est d'environ (88Wh-3.3Wh)/16.5j/24h/5V = ~42mA. ce qui est peut-être un peu beaucoup. Il est possible que le DC/DC pour la sortie 12..24V y soit pour quelque chose.
On a vérifié que notre petit panneau solaire 6V pouvait ressusciter la batterie en le branchant sur la prise USB-C, mais ce n'est clairement pas la méthode de charge la plus efficace : il a fallu une bonne journée de plein soleil pour que la batterie réactive sa sortie USB-A. D'après la documentation, on est normalement censé utiliser un panneau 18-24V branché sur le connecteur rond idoine.
On a contacté le support de Voltaic Systems, pour demander ce qui justifiait une telle différence d'efficacité entre les batteries V75 et V88. Ils nous ont rapidement répondu que la batterie V88 est basée sur une électronique plus ancienne et plus énergivore, et que de toutes façons, le modèle V88 est sur le point d'être abandonné. Évidement, cela tue un peu l'intérêt de cette évaluation, mais si vous trouvez une batterie V88 en promotion, vous saurez à quoi vous en tenir.
Conclusion
Les produits Voltaic Systems sont une bonne trouvaille, ils ont visiblement été pensés pour des applications très semblables aux nôtres : faire marcher indéfiniment un petit système au beau milieu de nulle part en l’alimentant avec une batterie rechargée grâce à un panneau solaire. Voltaic Systems vend d'ailleurs des panneaux solaires de diverses puissances et tous les accessoires nécessaires pour les connecter à leurs batteries.
La seule ombre au tableau est la livrabilité, apparemment le magasin en ligne de Voltaic Systems et tous les distributeurs officiels de la marque refusent de livrer ces batteries en Suisse. Pour obtenir les nôtres, on a du les faire livrer en France puis les ré-exporter en Suisse. Interrogé à ce sujet, le support de Voltaic Systems, très réactif, nous a répondu en nous laissant entendre qu'une expédition vers la Suisse était négociable pour peu qu'on soit prêt à en payer le prix.
