Une solution parfaite pour « onduler » vos montages Raspberry Pi pour 2€ ?

J’ai fait les frais d’une coupure électrique assez problématique il y a quelques jours. Problématique car, si la plupart des mes machines sont protégées par un onduleur, ce n’est pas le cas de toutes et parmi les plus sensibles, mes montages Raspberry Pi ou Arduino. La plupart du temps ce n’est pas un souci mais quand on installe un système sur une Pi et que cela prend des heures, une coupure à quelques minutes de la fin est légèrement gênante.

Et puis je me suis dit que ce n’était pas si grave parce que je pouvais relancer le processus. Mais qu’en est t-il de ces montages Arduino, Raspberry Pi ou autre qui pilotent des opérations sur le long terme ? Des stations météo ? Des systèmes anti sismiques, des machines qui font des relevés d’information ou autre ? Je me suis donc mis à la recherche d’une solution pour protéger ce genre de montage. Ma première idée a été de fabriquer moi même la solution : Une petite batterie 18650, un composant pour charger, un autre pour ajuster le voltage nécessaire… J’ai tout ça dans mes tiroirs déjà. Je sais qu’il existe des HAT et des solutions pour contourner ce problème mais je voulais garder mes broches libres et surtout je voulais conserver mon boitier actuel.

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Et puis j’ai regardé en ligne si des conseils existaient pour mener à bien cette opération. Un schéma existant même si il n’est pas sorcier. Des trucs à savoir pour optimiser la charge et la décharge de la batterie, la protéger etc. Et je suis finalement tombé sur des commentaires conseillant de laisser tomber le montage pour s’orienter vers une solution prête à l’emploi qui ne coûte que 1.81€CNX Software en parlait il y a quelques jours mais je n’avais pas fait le rapprochement…

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Il s’agit d’un simple support de module 18650 qui se recharge grâce à une prise MicroUSB et qui permet ensuite d’alimenter divers appareils sous divers voltages. La prise USB Type-A délivre du 5V en 2A ce qui semble parfait pour onduler une Raspberry Pi et de nombreuses autres cartes du genre. Mais il est également possible de souder des broches pour alimenter d’autres montages en 3V et 1A grâce aux 6 emplacements situés de part et d’autre du support batterie. Il est même possible de dessouder la prise USB Type-A pour gagner de la place.

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L’idée semble revenir à un certain Travis Lin qui l’a proposé sur Tindie.com et qui a arrêté la production. Un fabricant Chinois l’a sans doute remarqué, copié et fabriqué en masse puisqu’on retrouve le même produit  sur des pages complètes de AliExpress.

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Un interrupteur permet de couper l’alimentation de son montage en laissant la batterie se recharger, une LED témoin vire du rouge au vert quand la batterie est pleine. Celle-ci est protégée contre la surcharge et contre une décharge trop complète. Bref, c’est en théorie tout ce qu’il me faut, avec une batterie 18650 bien sûr, pour protéger mes montages en cas de coupure. J’en ai commandé une paire, je vous ferai un retour à réception. Il n’est pas dit que cela soit trop juste pour onduler une Pi ou autre, ou que cela ne soit pas trop « chaud » à l’usage ? Cela sera surement très suffisant pour des solutions Arduino… On verra bien.

41 commentaires sur ce sujet.
  • fpp
    1 février 2018 - 14 h 23 min

    S’il en faut beaucoup, c’est sûrement une bonne solution « apacher » (encore qu’il faille ajouter le coût des accus)…

    Sinon, pour quelques euros de plus mais prêt à l’emploi et sans bidouille, une bonne vieille batterie USB un peu joufflue, qui aura plusieurs sorties 5V et qu’on pourra recharger tout en alimentant les appareils.

    C’est ce que j’utilise pour alimenter la Raspi et son écran 7″ de mon « music center » de chevet : au départ c’était surtout pour éviter les parasites du secteur et avoir un fond « bien noir », mais c’est surtout extrêmement pratique (bouton on/off général, jauge de charge, une seule alim secteur).

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  • 1 février 2018 - 14 h 24 min

    J’ai longtemps cherché ce genre de choses, pour les mêmes raisons.

    Mais ce genre de produit semble avoir un gros défaut, il ne sait pas gérer tout seul charge et décharge. il faut couper l’alimentation d’un appareil pour le charger. Du coup, pas un onduleur….

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  • 1 février 2018 - 14 h 25 min

    je regardais justement qqch comme cela pour mon Rpi@Jeedom !

    car si le NAS est le plus « précieux », le plus sensible au micro-coupures (que l’on à pas mal en campagne… à chaque fois qu’il démarre un nouveau lotissement, nous avons notre petite dizaines de coupure…) est le Rpi et sa carte uSD !

    tiens nous rapidement au courant une fois reçu ;)
    mon idée serait que la batterie ne se décharge pas à l’usage… qu’il ne faille pas jouer de l’interrupteur !

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  • 1 février 2018 - 14 h 45 min

    @fpp: Je suis intéressé par le modèle de la batterie USB que tu utilises Grr.
    Il est assez difficile d’être sûr avant un achat de vérifier la capacité de ses batteries à être rechargée en même temps qu’elles fournissent du courant sur leurs ports USB.
    Merci.

    P.S. Je suis sur un projet de PI et/ou Arduino embarqué dans un véhicule donc avec bonne gestion de l’énergie ;)

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  • 1 février 2018 - 15 h 13 min

    @fpp: La batterie je fait déjà mais 1 batterie par Pi ou Arduino ca finit par couter cher et surtout c’est hyper encombrant !

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  • 1 février 2018 - 15 h 21 min
  • 1 février 2018 - 15 h 41 min

    @JulO: 2,5 x 7,8 x 12,6 centimètres. C’est bien mais par rapport à un Arduino Micro de 4.8 sur 1.8 cm c’est beaucoup :)

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  • 1 février 2018 - 16 h 22 min

    @Grrr: Tu l’as déjà testé pour savoir ça ?
    En tout cas, même s’il acceptait la charge durant la décharge, il ne charge qu’à 5v 0.5A , alors qu’en décharge on est à 1-2A potentiel avec le raspberry pi 3.
    Sinon il y a des boitier tout fait pour 1 ou 2 accu lithium, genre : https://www.aliexpress.com/item/hot-Portable-Universal-USB-2X-2-18650-Battery-Charger-DIY-Power-Bank-Box-Case-5600mAh-5V/32756814681.html
    Ou avoir boitier et module de charge :
    https://fr.aliexpress.com/item/5-Pcs-New-18650-Battery-3-7V-Clip-Holder-Box-Case-Black-With-Wire-Lead/32566308106.html
    Ici, tu as l’avantage d’avoir le convertisseur 3v en plus du 5v intégré par contre :)

    Mais de mon avis, 1 seul élément 18650 pour générer 5v 2A… Ca me parait très juste, ca fait 10w, avec un rendement idéal de 80%, si ton élément est à 3.7v c’est 3.38A… Tu vas vite épuiser l’accu et l’user. Et je ne tiens pas compte que ces chargeurs ne charge presque jamais à 100% l’accu car ils sont imprécis et certains sont parfois « calibrés » sur 90%.
    Mais pour un Arduino pas de problème ^^

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  • Jay
    1 février 2018 - 16 h 56 min

    Mais qu’est ce qui empêche de brancher un pi sur un onduleur ?

    Répondre
  • 1 février 2018 - 17 h 09 min

    J’en ai aussi commandé 3 lundi suite à la lecture de l’article de CNXSoft. Ça à l’air simple et pratique pour tester rapidement de petits protos pour lesquels des batteries sont trop encombrantes.

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  • 1 février 2018 - 17 h 18 min

    @Jay:
    1 : Le prix ?
    2 : Le poids ?
    3 : L’encombrement ?

    Répondre
  • 1 février 2018 - 17 h 18 min

    Avec une entrée en 5V/500mA, je doute que le circuit puisse agir en onduleur…Si l’on tire plus que ce qu’il charge, c’est la batterie qui va se decharger.
    Je pense que le fonctionnement ne permet pas de partager la charge entre la batterie et l’entrée en micro USB.

    Répondre
  • 1 février 2018 - 17 h 24 min

    @Eric: J’en suis conscient, l’idée c’est de sauver le circuit pendant quelques minutes le temps de remettre les plombs après avoir fait sauter son circuit en bran,chant une vieille alim… Pas de tenir 5 heures.

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  • 1 février 2018 - 17 h 49 min

    @Pierre Lecourt: est ce au moins sur qu’il peut être branché au secteur en même temps qu’au rpi/arduino ? Et que l’accu prendra bien le relais ?

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  • 1 février 2018 - 17 h 58 min

    @Belgotux: Non, d’où l’idée de vous faire un retour :)

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  • 1 février 2018 - 18 h 37 min

    ça me fait tout bizarre de lire « onduleur » pour un appareil qui prend une tension continue pour produire… une tension continue.

    Les « onduleurs », on les appelle comme ça parce qu’ils peuvent reproduire le 240V du réseau pour maintenir les appareils électrique en vie, donc ils crée une tension alternative qui ondule. Mais ça ? Bah ça fait convertisseur DC-DC Boost, quoi. Je comprends que la finalité est la même, mais électriquement c’est étrange. C’est mon grain de sel.

    Allez, vous m’excuserez la citation mais elle était de circonstances
    « Vous voulez m’apprendre qu’il pleut ou qu’il neige, dites ‘Il pleut, il neige’. » – La Bruyère

    Répondre
  • 1 février 2018 - 19 h 23 min

    @Yattoz: J’ai pas dis que c’était un onduleur, j’ai dit qu’il pouvait « onduler » avec les guillemets dans le titre. Je suis bien conscient de l’énorme différence entre les deux, je voulais juste faire comprendre l’idée retenue avec un seul mot dans un titre qui ne peut pas en comporter 40 :p

    Répondre
  • Tof
    1 février 2018 - 19 h 28 min

    @Pierre Lecourt: attention il faut vraiment relativiser ce module. Comme discuté dans les commentaires de cnx-software.com, ne cherchez pas à alimenter un Raspberry PI avec ce module !

    Il ne sera pas capable de délivrer plus de 1A, alors que la Fondation Raspberry Pi recommande une alimentation de 2A.
    Et même à 1A de charge, à cet ampérage attention à la surchauffe de la puce TP4056 placée juste au-dessus de la batterie, car elle sera au max du max de sa capacité…
    Pour résumer, si utilisé avec un Rpi 2/3:
    – risques de problèmes multiples par sous-alimentation de la carte
    – risque de surchauffe du module et de la batterie -> et donc les conséquences d’une batterie 18650 en surchauffe permanente: vie réduite de la batterie et éventuellement explosion/feu.

    Bref: à vos risques et périls mais si vous le branchez sur un Raspberry Pi je vous conseille de l’avoir à l’oeil en permanence. Ce n’est pas le genre de truc que je laisserai branché chez moi sans surveillance.

    Il a existé d’autres batteries pour Raspberry PI, mais elles utilisent des composants plus appropriés et des boosters (condensateur) pour fournir l’ampérage nécessaire au boot.

    Ce module est à mon avis approprié uniquement pour des modules de faible consommation: Arduino, ESP8266, ESP32.
    Pour des Pi Zero, par contre je pense que ça peut le faire.

    @fpp:
    « (encore qu’il faille ajouter le coût des accus) » -> démonte un vieille batterie de laptop qui ne tient plus la charge. Sur les multiples batteries 18650 à l’intérieur, la plupart fonctionneront encore.
    Ces batteries de portable s’alignent sur la cellule (batterie) la plus faiblarde, donc si une seule cellule ne tient plus la charge, c’est tout ta batterie qui est à la ramasse pour charger le laptop.

    Répondre
  • fpp
    1 février 2018 - 19 h 41 min
  • fpp
    1 février 2018 - 19 h 44 min

    @Pierre Lecourt: Oui, d’où la première phrase de mon commentaire :-)
    Dans mon cas c’est une installation sédentaire (écouter ma musique et/ou une webradio le soir en lisant au lit :-), donc pas de problème…

    Répondre
  • fpp
    1 février 2018 - 19 h 51 min

    @Tof: Oui, la récup’ de 18650 est le sport favori du hacker, j’en ai trouvé dans des endroits improbables (un rasoir Philips, une torche à LED de garagiste…).
    Mais comme j’avais sous la main cette brique USB peu utilisée, qui fait bien le job (Raspi3 + LCD 7″), et qui a de plus l’avantage d’un look discret « wife-compatible », j’ai pas cherché plus loin :-)

    Répondre
  • Tof
    1 février 2018 - 20 h 16 min

    @fpp: j’ai des 18650 dans une grosse « brique » capable de sortir du 2A.
    Le problème: elle n’est pas capable de charger ET donner du jus en même temps :/ C’est con…

    Je voulais avec « stabiliser » l’alimentation de mon PI3 + DAC: pas directement lié au réseau électrique (la batterie faisant tampon) et lui éviter des coupures de courant que j’ai eu régulièrement et qui ont fini par tuer une carte SD.

    @Drooss:
    Regarde du côté des modules ESP32 + batterie, comme celui-ci si ça peut convenir à ton projet : https://www.aliexpress.com/item/WEMOS-WiFi-Bluetooth-Battery-ESP32-development-tool-ESP32-battery-esp8266-ESP-WROOM-32-ESP32/32819459737.html
    Tu auras plus de puissance et de possibilités qu’avec un Arduino tout en utilisant les même outils de programmation (Arduino IDE) et sketchs.

    Répondre
  • fpp
    1 février 2018 - 21 h 19 min

    @Tof: c’est exactement mon usage avec ma « brique » USB, sauf que le but est plutôt d’éliminer les ronflements, boucles de masse et autres parasites qui arrivent souvent aux oreilles avec les alimentations 5V basiques.
    J’utilise rarement la recharge de la brique pendant l’utilisation (uniquement quand j’ai oublié de mettre en charge entre deux écoutes :-) mais ça fonctionne très bien. Il reste un très très léger souffle dans les écouteurs, qui s’entend uniquement dans les silences entre deux morceaux, inaudible sinon.
    Sur l’entrée d’alimentation et le câble du transfo j’ai mis un de ces raccords USB magnétiques (façon Maglite) qui se connectent dans les deux sens, pour brancher/débrancher sans me prendre le chou :-)

    Répondre
  • 1 février 2018 - 23 h 53 min
  • Tof
    2 février 2018 - 2 h 00 min

    @Alainjds: Ah ben oui sans problème, du moment que le jus que tu tires derrière n’est pas trop puissant (genre quelques centaines de milli-Ampères).
    Du 9V en 400/500mA ou 12V en 200/300mA tu dois pouvoir. Il faut que tes équipement soient donc à faire consommation

    De toute façon dans le module présenté dans cet article il y a déjà un DC-DC Step-Up, car la batterie en elle-même a un nominal de 3.7V et oscille entre 4.2V (pleine charge) et 1.2 (déchargé), donc il faut bien un « booster » pour sortir du 5V en permanence.

    D’ailleurs avant qu’il y ait ce genre de module tout intégré, généralement les modules de batterie pour les DIYer c’était en deux parties comme sur la photo: https://imgur.com/a/4KfaK
    A gauche le module qui gère la batterie et fourni du 1A (en voltage DC variable selon la charge de la batterie) et à gauche le module qui sort du 5V (mais lui en 600/700mA max).

    Répondre
  • Tof
    2 février 2018 - 2 h 01 min

    @Tof: correction: à faire consommation > à faible consommation

    Répondre
  • 2 février 2018 - 9 h 17 min
  • 2 février 2018 - 9 h 59 min

    Oui c’est min 2.5v l’élément et ca dépend encore lesquels ! Il y en a pas mal qui ne tolère que min 3v. Après tu détruits ton élément !

    @tof Si tu descends jusque 1.2v je ne donne pas cher de ton accu… Et tu le rends instable.

    Répondre
  • 2 février 2018 - 11 h 00 min
  • Tof
    2 février 2018 - 11 h 04 min

    @dyox @Belgotux: Merci de la correction. Ouaip, je me suis planté sur le voltage déchargé.

    J’ai du confondre avec un autre truc, probablement avec le voltage nominal des AA/AAA NiMH.

    Répondre
  • 2 février 2018 - 13 h 47 min

    J’en ai acheté 1 pour test. Il alimente sans problème un RPi 2 avec un module SIM 2G pendant plus de 3h (l’idée est d’envoyer un SMS en cas de coupure de courant).
    Le seul soucis est qu’effectivement il ne semble pas être capable de recharger la batterie pendant qu’il alimente le Rpi.

    Répondre
  • 2 février 2018 - 17 h 06 min

    @fpp @Tof : Merci beaucoup pour vos réponses.
    Je ne connaissais pas les modules ESP32 (et notamment les ESP-WROOM-32) avec batterie, ça colle parfaitement avec mon projet !

    Répondre
  • 4 février 2018 - 19 h 33 min
  • Tof
    5 février 2018 - 10 h 00 min

    @fpp: Super merci pour l’astuce ;)
    Je viens de commander un raccord USB magnétique.

    Le port micro-USB des PI semblent bien soudé, mais j’ai déjà eu le cas sur une autre carte du port micro-USB qui lâche très rapidement (et vas-y la galère pour ressouder ce genre de truc de lilliputien).

    Répondre
  • Tof
    12 février 2018 - 14 h 10 min

    Reçu ce matin, juste eu le temps de tester que très sommairement.
    De grosses traces de pâte à souder (soldering flux) au niveau du port USB de sortie, du bouton ON/OFF, et des connecteurs de batterie (ça a du être fait à la main), le reste du circuit est propre (fait par une machine).

    Bonne nouvelle: le module semble être capable de charger et alimenter en même temps :)

    Il y a un peu de chauffe quand même.

    Ce module serait idéal s’il y avait des entrées pins +5V et Ground pour l’alimentation en plus du port micro-USB, afin de le rendre intégrable dans certains montages.

    Répondre
  • 19 février 2018 - 18 h 24 min

    Salut

    j’en ai aussi reçu une paire aujourd’hui mais pas encore testé.
    effectivement le circuit d’entrée/charge est confié à un TC4056A dont on peut régler le courant de charge avec la résistance qui se trouve sur sa pin2.

    la sortie est assurée par un FP6298 qui est censé pouvoir sortir 4.5A max mais je ne trouve pas pour quelle tension et les deux diodes en parallèle sont des SS24 données pour 2A et la self est pas énorme, donc il semble judicieux de ne lui demander de sortir le maximum .

    par contre , le petit switch on/off ne doit pas pouvoir encaisser des masses de courant…

    pour ce qui est des pin +5V et Gnd , gratter les pistes juste derrière le port micro usb et y souder une paire de fils devrait faire l’affaire sans trop de difficulté.

    reste à trouver comment brancher ça sur la bestiole car à première vue tout transite par le TC4056A qui lui ne sera pas capable de fournir le jus nécessaire.
    il faudrait trouver une solution pour que le biniou prenne le relai uniquement si l’alim générale coupe.

    à tester mais dans l’ensemble ça fait plutôt bien construit et ça semble tout a fait utilisable pour « onduler » un pi qui consommerait dans les 2/3A sous 5v.

    Répondre
  • 10 mars 2018 - 16 h 07 min

    Bonjour,

    je viens d’en recevoir un et je teste.
    On ne peut pas l’utiliser pour faire onduleur pour un RPi car l’entré ne prends que 0,5A, donc l’utilisation en onduleur n’est possible que pour un circuit qui consomme moins de 0,5A.

    l’interrupteur ne sert QUE pour la sortie USB. les ports 5V et 3V reste actif tout le temps.
    Bonne nouvelle le 3V sort en fait 3,25V ce qui est parfait pour les ESP8266 qui ont besoin de 3,3V.

    Le montage peut sans problème alimenté un RPi, le coté clef en main est très bien.

    Pour le prix ( env 2,20 € ) c’est très raisonnable, c’est bien sur plus chers qu’un couple TP4056 + DC-DC booster ( env 0,5€ ) mais là c’est clef en main et il y a aussi le support de la batterie.

    Merci Pierre pour cet article, je ne l’avais pas vu.

    Répondre
  • 10 avril 2018 - 22 h 35 min

    Il ne semble pas vraiment y avoir de solution assemblé tout en restant simple et raisonnable en tarif (<5€, voir <10€)
    Quand on voit des solutions qui valent une RPi voir 2 .. what ?
    De mon côté, j'étais parti du côté du ML106 (~7€, basé sur l'IP5206 http://www.injoinic.com/doc/IP5206_brief.pdf / http://www.injoinic.com/doc/pdf/IP5209%20datasheet%20v1.0_en.pdf), annoncé comme possible UPS dans http://lygte-info.dk/review/Review%20Charger%20Miller%20ML106%20UK.html, alors effectivement charge+décharge fonctionne, si plus de charge ça passe bien en décharge, mais il y a malheureusement une microcoupure (je dirais 150 ms max) de l'alimentation qui suffit à faire rebooter la Pi malheureusement.
    Puisqu'il semble y avoir d'autres personnes à se pencher sur la question, une idée de comment combler cette microcoupure le temps que la batterie prenne le relais ?
    Je pensais aussi me piquer sur une des LED pour avertir la RPi via GPIO que la batterie est en décharge, mais le montage n'est pas aussi simple que je l'aurais pensé (courant (faible) arrivant aux bornes des LED, resistance des LED inconnue, et je suppose qu'il faut une résistance pour choisir le voltage et ne pas cramer le GPIO de la RPi) :/

    Répondre
  • 10 avril 2018 - 23 h 22 min

    @Alexandre: un condensateur :) calculer sa capacité en fonction du courant max demandé et du fameux temps de coupure
    Tu peux aussi prendre un composant pour voir le courant consommé qui fonctionne en i²c

    Répondre
  • 11 avril 2018 - 8 h 16 min
  • 11 avril 2018 - 15 h 37 min

    C’est la même chose, c’est juste 2 circuit au lieu d’un seul, et la limite en entré est de 0,5A.

    Répondre
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