Cette semaine, on continue à chercher la batterie USB idéale pour alimenter des systèmes construits avec des modules Yoctopuce et on a trouvé un modèle vendu par Waveshare qui semble mériter qu'on s'attarde un peu dessus.
Pour rappel, le problème de la plupart des batteries USB modernes, c'est que, étant essentiellement conçues pour charger des appareils, elles s’éteignent complètement dès qu'elles se rendent compte qu'on tire peu ou pas de courant sur leur sortie. Évidement, ce comportement interfère avec la fonction de sommeil des Hubs WiFi et GSM.
Waveshare Solar Power Manager (variante C)
La batterie Solar Power Manager (C) vendue par Waveshare se présente sous la forme d'un boîtier métallique de 11x7x2.5cm pour un poids d'environ 170g à vide. Sur une des tranches, on trouve un interrupteur ON/OFF, une sortie USB-A, une prise USB-C qui permet d'alimenter un appareil ou de charger la batterie. La prise USB-C est compatible avec les chargeurs disposant de la fonction Power delivery, permettant ainsi une charge rapide. Enfin, on trouve un connecteur pour un panneau solaire, en effet cette batterie est capable de se recharger depuis un panneau solaire pour peu qu'il fournisse entre 6 et 24V.
La batterie Solar power manager (C) de Waveshare
Ce boiter métallique est assemblé avec des vis et se démonte très facilement. A l'intérieur, on trouve bien sûr l'électronique, mais aussi un porte pile pour trois accus li-ion au format 18650, qui ne sont pas fournis. On a choisi d'utiliser 3 accus li-ion de 3400 mAh, soit une capacité totale de 3.7V*3.4Ah*3 = ~37Wh. Le fait que l'électronique soit aussi facilement accessible présente un gros avantage, en cas de besoin, il sera très facile de tropicaliser la batterie pour améliorer sa résistance à l'humidité.
Le boîtier se démonte très facilement
On lancé la même expérience que la dernière fois, à savoir alimenter un Yocto-Meteo-V2 via YoctoHub-Wireless-n. Le hub se réveille toutes les 10 minutes, envoie les mesures du Yocto-Meteo à un serveur VirtualHub-for-Web et se rendort aussitôt. Contrairement à la dernière fois, on obtient un résultat tout à fait honorable: l'expérience a tourné sans interruption pendant 19.4 jours avant que la batterie ne décide de couper sa sortie USB, elle est cependant restée encore allumée pendant quatre jours avant de s'éteindre complètement.
La batterie a tenu 19 jours et 10 heures
Le Yocto-Meteo et le YoctoHub-Wireless-n consomment à eux deux environ 100mA à 5V et que le Hub reste allumé environ 10 secondes pour chaque callback. Un callback consomme environ 10s*5v*0.1A/3600s = 1.4mWh. Sur une durée de 19.4 jours, à raison de 6 callbacks par heure, l'électronique Yoctopuce a consommé environ 4Wh sur les 37Wh disponibles. Sachant qu'en sommeil la consommation du YoctoHub-Wireless-n de 15µA est négligeable, on en conclut que la consommation interne de la batterie est le principal facteur influant sur l'autonomie de l'expérience. On peut même facilement calculer cette consommation (37-4)Wh / 19.4j / 24h / 5V = ~17mA en supposant que la consommation une fois la sortie USB coupée est négligeable.
On a vérifié, après s'être éteinte à court d'énergie, la batterie est capable de se rallumer toute seule dès qu'on la recharge avec un panneau solaire ou un chargeur USB. Autrement dit, une installation solaire basée sur cette batterie qui meurt, faute de soleil suffisant, devrait être capable de ressusciter toute seule dès le retour des beaux jours.
Le fait que cette batterie fonctionne avec des accus de format standard peut être intéressant dans la mesure où cela permet de fabriquer un appareil basé sur cette batterie et de l'expédier sans accus n'importe où dans le monde sans avoir à se soucier de la législation sur le transport de batteries au lithium. A l'arrivée, l'utilisateur pourra facilement se procurer ces accus localement.
Vendu environ 22 dollars, cette batterie semble très bon marché, mais attention, le coût des trois accus li-ion au format 18650 va très vite faire monter la facture.
Waveshare Solar power manager (variante B)
Il existe une variante B de la batterie Solar Power Manager qui fonctionne avec une batterie lithium polymère 10000mAh pré-installée. Cette batterie lipo d'environ 37Wh est constituée de deux cellules câblées en parallèle. Le boîtier est 11mm plus court que la version (C) mais reste est strictement identique pour un poids total d'environ 290g.
La batterie Solar power manager (B), les seules différences sont l'accu et la longueur du boîtier.
Seulement voila, lorsqu'on a testé cette batterie, on s'est rendu compte qu'elle s'éteint systématiquement quelques secondes après que le YoctoHub-Wireless-n se soit endormi. En résumé, malgré son apparence identique au modèle (C), le modèle (B) est apparement inutilisable pour notre application. On a contacté le support de WaveShare pour en savoir plus. Ils nous répondu avec beaucoup de retard que les variantes (B) et (C) fonctionnent de manière identique. Après que nous leur ayons prouvé que ce n'était pas le cas, ils ont fini par nous avouer qu'il existe en fait deux versions de la variante (B), une qui s'éteint et une autre, plus récente, qui ne s'éteind pas. Le support Waveshare ne semble pas trop ne savoir quand le changement a été introduit (2023 ou 2024) Apparement le seul moyen de les différencier, c'est d'essayer.
Waveshare Solar power manager (variante D)
Il existe aussi une variante D du Solar power manager de Waveshare, il s'agit d'une carte électronique que l'on suppose équivalente à celles présentes dans les variantes B et C, mais équipée de borniers connecteurs à vis. Cette version nue, équipée de trous de montage, pourrait peut-être simplifier une intégration dans un projet. On n'avait initaliement pas prévu de le tester, mais au vu de la différence de comportement entre les version (B) et (C), on va en commander une pour en avoir le coeur net.
La batterie Solar power manager, variante D (source: waveshare)
Conclusion
La batterie Solar Power Manager (B) est difficilement utilisable pour nous, mais la variante Solar Power Manager (C) est une très bonne surprise. On ne sait pas trop comment cette batterie bon marché se comportera sur le long terme, mais c'est une excellente candidate pour alimenter une expérience Yoctopuce installées au beau milieu de nulle part. De plus, alimentée par un panneau solaire de taille modeste, elle devrait permettre de faire tourner indéfiniment une installation pas trop gourmande.
(Edité le 16/09 avec la réponse du support de Waveshare).