Brunni joue de la batterie - Page 1

Zerosquare a souhaité poursuivre une discussion dérivée dans un nouveau sujet. La discussion initiale a eu lieu dans le sujet topics/120904-les-questions-a-la-con/216#post-6453 tandis que la discussion dérivée continue dans le sujet topics/187619-brunni-joue-de-la-batterie où les messages en rapport ont été copiés.

Tiens en me renseignant sur les batteries des portables j'ai remarqué que les fabricants choisissaient des batteries avec des tensions assez différentes dans des machines qui paraissent similaires. Parfois on trouve du 7.6V, parfois du 11.4V, parfois autre chose. Ca signifie qu'on a forcément un convertisseur de tension dans chaque alim d'ordi portable ? Pourquoi ne pourrait-on pas avoir une batterie qui livre directement du 12 Volts utilisable ?

pourquoi 12V et pas 5V ou 3.3V ?

Ensuite, la tension affichée sur une batterie n'est pas nécessairement constant dans le temps quand elle se décharge... donc mettre plus de 5V et un régulateur derrière est plus "simple"

parce qu'aucun ordi n'utilise de 12V depuis des années?

en général il leur faut du vcore (0.9 - 1.2V), du 2.5V et du 3.3V, et un peu de 5V pour l'USB.

le +-12V ca servait avant au RS-232 (et aux disques durs préhistoriques), et le 5V au core en direct, donc sur les fixes on utilise ca encore pour faire le reste, mais par exemple, ATX a amené du 3.3V direct et tous les composants "de puissance" autour du CPU servent a convertir les tensions en valeurs encore plus basses, mais avec beaucoup d'ampères.

Donc comme toutes les tensions requises sont <5V, tu peux partir de n'importe quelle tension de batterie et la descendre directement a ce qu'il faut, passer par un intermédiaire 12V serait inefficace car il faudrait une double conversion. Ces conversions ont un rendement bon mais pas idéal (genre 80-85% de tête)

tous ces convertisseurs sont bien évidemment des convertisseurs a découpage, jamais des régulateurs linéaires qui grillent toute différence de tension en pure chaleur...

Voilà, et en plus on ne peut pas choisir librement la tension d'une batterie : c'est une constante qui dépend de la chimie. Par exemple pour les batteries lithium-ion/polymère, la tension moyenne est aux alentours de 3.8 volts pour chaque élément, quelle que soit sa taille (et donc sa capacité).

Pour augmenter la capacité, les packs de batteries contiennent plusieurs éléments en série et/ou en parallèle. Les 7.6 V que tu cites c'est 2 x 3.8 V, et 11.4 V c'est 3 x 3.8 V.

Squalyl > c'est pas tout-à-fait vrai. Les alims ATX utilisent du 12 V pas parce qu'il faut du 12 V (y'a effectivement des convertisseurs), mais parce que sinon il faudrait des fils beaucoup plus épais pour la même puissance.

Pour la tension c'est un truc que j'ai explique recement completement ailleurs sur les chargeur, mais ca s'applique aussi ici.

Un fil n'est pas un objet magique avec une resistance nulle, loin de la.
Ce qui est important pour les batteries est la mesure en Watt Heure (Wh) et non Ah car celle ci est dependante de la tension, et en fait se revele fausse.

Ce qui est important ce sont le nombre de joules qui rentrent dans la batterie, 1W = 1J/s donc on va rester sur les watt maintenant, sinon les equations vont etre mortellemetn ennuyeuses deja que je doit etre TRES ennuyeux la.

Bref, prenont un exemple concret, pour recharger une batterie X en 1h, il faut la charger a 30W.
Comme on veux charger avec un chargeur USB car on est des flemmard, et qu'on sais que P=UI, on sais aussi I = P/U, donc il faut un chargeur de 6A sur 5V vu qu'on travaille en USB.

Probleme, le cable entre le chargeur et la batterie n'a pas une resistance nulle, mais de 0.1Ω, qu'est-ce qui se passe?

C'est simple, 6A a travers 0.1Ω (U=R*I) on a une tension au bornes du fil de (6A * 0.1Ω = 0.6V, ca parait rien, mais ca veux aussi dire qu'on a plus que 5V-0.6V = 4.2V au bornes du chargeur interne de la batterie. Et la puissance "utilisable" par le chargeur n'est plus que de 4.2V * 6A = 25.2W

Maintenant imaginons que le chargeur interne de la batterie supporte aussi des tensions plus importantes, tout en gardant la meme puissance.

On a un bloc d'alim capable de sortir 15V, 30W/15V = 2A, on a toujours le meme cable pourris, 0.1Ω * 2A = 0.2V, deja la tension au borne du fil est largement inferieur, il va aussi moins chauffer, on se retrouve au borne du chargeur avec 15V-0.2V = 14.8V, ce qui donne une puissance utilisable de 14.8V * 2A = 29.6W

Maintenant quelle est la meilleur solution?

Je vous laisse chercher, vous avez 42 heures.

(oui c'est super schematise, 0.1Ω est un vraiment mauvais cable, enfin en meme temps les RaspberryPi originales avec beaucoup de probleme parceque la tension chutais en dessous de 4.8/4.6V au niveau du connecteur microUSB et le regulateur n'aimait pas ca quand la carte demandais de la puissance, et ce en dessous de 1 a 1.5A)

Donc le probleme existe reelement

Merci des explications je vois. Je pensais que le 12 V servait toujours (et elle serait une bonne idée basé sur ce que dit Godzil ??).
C'est con pour le soft je voudrais proposer une estimation plus correcte de la consommation (%/h me paraît une bonne idée), mais la capacité de la batterie est reportée en Ah et non en Wh. Il n'y a pas, semble-t-il, moyen d'obtenir cette information. De même, on peut lire l'ampérage, et aussi la tension actuelle, donc en multipliant on peut avoir la puissance. Ca a l'air d'être relativement fiable, à +/- 10% peut être -- quand la batterie est déchargée le courant augmente légèrement plus vite que la tension ne descend. Le post de Godzil au sujet de la résistance pourrait expliquer cela (?).

Dans tous les cas il semblerait que je doive demander à l'utilisateur la tension nominale s'il est impossible de l'obtenir, et que je fasse mieux de calculer le pourcentage restant et l'utilisation en fonction de la puissance plutôt. Si par exemple la batterie indique une capacité de 8 Ah, a une tension nominale de 11.4 V, entièrement chargée elle livre du 13 V, et presque déchargée 10 V. Donc si la batterie indique 1 Ah de "charge restante" il y a en fait moins de 12.5% disponibles, car à 10 Volts l'Ampère-heure restant sera "consommé" plus vite.
Est-ce juste de dire donc que ma batterie, pourtant spécifiée 11.4 V, 8 Ah, 91.2 Wh, lorsqu'elle livre du 13 V pleine a une capacité de 104 Wh, mais que la tension moyenne, 11.4 V est une meilleure représentation de la durée de vie effective ?
Je me demande si je pourrais indiquer simplement à l'utilisateur un pourcentage basé sur la puissance initiale (113 Wh), donc dans le cas des 10V/1Ah pour une batterie de 8Ah, l'OS reporterait 12.5%, mais en réalité ce serait (10*1)/(13V*8Ah)=9%, mieux représentatif du temps de décharge restant.
En revanche, pour indiquer la consommation instantanée, je ne peux pas faire ça. Parce qu'il n'y a pas réellement 113 Wh de disponibles, mais quelque chose de moyen, et il me faudrait cette moyenne, qui doit probablement correspondre à la tension nominale spécifiée par le fabricant (11.4 V) si je comprends bien.
Donc je peux me servir de la multiplication (Ah_restant*V_actuel) pour donner une estimation réaliste du pourcentage restant. Mais pour indiquer une estimation de la consommation instantanée, j'ai besoin de la tension nominale, ou de faire une estimation après un premier run complet (pas pratique). Ou alors deviner la tension, par tranches de 3.8 Volts une fois que la batterie est chargée (floor(13 / 3.8) * 3.8 = 11.4)

Non a pleine charge avec 13V ta batterie a une capacité de 91.2Wh, c'est pour ca que certains pousse a changer en Wh plutôt que Ah, Ah depends de la tension alors que Wh non.

La tension nominal est la tension moyenne de la batterie, mais elle va (surtout a vide) etre differente suivant l'état de charge.
Si tu veux savoir les tension min/max theorique ce n'est pas tres compliqué, tu prends nominal / 3.7V (tension nominal standard d'une batterie IonLi) tu auras le nombre d'element, en l'occurrence 3 dans ton cas a 11.4V, ensuite pour la tension max du fait 3*4.2V (c'est la valeur moyenne max que j'ai rencontré sur des batterie type IonLi, ca peux etre un peu plus ou un peu moins, mais ca traine dans ces valeurs la, ce qui fait une tension max d'environ 12.6V

Le cut-off des circuits de protection en decharge pour les batteries IonLi, de mémoire se trouve autour de 3.4V, ce qui fait une tension de 10.2V pour ta batterie.

Pour transformer les Ah en Wh de ta batterie aussi idiot que ca paraisse il faut multiplier par 3.7V * nbelement et non la tension courante.. soit 11.4V dans ton cas :/

Nan c'est très bien comme info. Ca va me permettre d'avancer merci beaucoup
J'ai toujours trouvé con ouais de compter en mAh. C'est quoi l'intérêt ? ça veut tellement rien dire. Ok dans les portables en général toutes les batteries ont le même nombre de cellules, mais …

les Ampère heures sont un multiple du coulomb ( 1Ah = 3600 C) (1C=1As)

C'est une unité de charge électrique, c'est a dire de nombre d'électrons stockés dans ta batterie.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Amp%C3%A8re-heure

Une batterie de capacité 50 Ah peut délivrer 50 ampères pendant une heure ou 25 ampères pendant deux heures, etc.

c'est plutot lié a la capacité a fournir un courant donné, quelle que soit la tension.

mais ca prend pas en compte le fait que la tension chute, justement, alors ca représente pas exactement ce qu'on pense que ca représente

Voila, une batterie c'est un generateur a courant constant mais pas a tension constante.
D'ailleurs c'est vrai pour deux choses, plus ton courant augmente, plus la tension va chuter (c'est pas lineaire, ca va chutter d'un coup), mais aussi la tension chute quand la batterie se vide, mais ce n'est pas aussi clair, la tension n'est jamais une information fiable sur la capacité restante dans la batterie, d'ou les gas gauge qui mesurent tension ET courant pour savoir combien de coulomb entrent et sortent de la batterie.
Cest le seul moyen relativement fiable de savoir combien il reste dans la batterie.

(prend un pile, decharge la, tu va voir la tension chuter chuter, puis laisse la pile tranquille pour quelques heures/jousr et tu va voir que la tension remonte.
Elle ne se recharge pas! C'est juste que la tension a vide a tendance a chercher a aller vers la tension nominale, mais une fois en charge ca va re chuter

En fait l'unité la plus pertinente dépend du type de charge qu'on branche sur la batterie. Y'en a principalement 3 :
1) charge qui consomme un courant proportionnel à la tension
2) charge qui consomme un courant constant
3) charge qui consomme une puissance constante

Les Ah sont pertinents pour le cas 2, les Wh le sont pour le cas 3. Pour les appareils électroniques actuels (à part certains qui consomment vraiment très peu, ou qui sont conçus avec des bouts de ficelles), on est dans le cas 3, mais ça n'était pas le cas à l'époque où les Ah ont été choisis comme unité "standard" pour les batteries.

Brunni, Godzil > il faut voir comment est calculée l'indication "capacité restante en Ah". Je suis pas certain que ce soit simplement capacité restante / tension nominale.
Pour aller (beaucoup) plus loin, on peut regarder les circuits de gestion qui sont dans les batteries des Macbook, par exemple :
https://kaspars.net/blog/electronics/macbook-battery-remaining
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq20z655-r1.pdf (il y a la liste des infos fournies par le composant pages 16 et 17)
http://www.ti.com/lit/ug/sluu493a/sluu493a.pdf

Reste à voir si les données fournies par le système sont directement celles que donnent le composant, ou s'il y a des calculs supplémentaires. Une autre piste serait de causer directement au composant, mais je ne sais pas si c'est faisable purement en soft (et ce serait probablement cassé lors des updates majeures de l'OS) :
https://media.blackhat.com/bh-us-11/Miller/BH_US_11_Miller_Battery_Firmware_Public_WP.pdf

(je pense qu'on devrait ouvrir un topic dédié ^^)

Moi je parle d'info provenant des gas gauge et ce sont des compteur de coulombs (une resistance de tres faible valeur pour le courant et mesure de la tension au borne de la batterie)

Mac OS X apriori donne les valeurs en mAh directemetn depuis le gas gauge de la batterie, et pas de tambouille interne, mais je peux me tromper.

Non discuter avec le composant ne devrait pas etre cassant cote OS, car il n'y a pas 36 moyen de le faire, SPI, i2c, ou simplement 1-wire.

A pars la duree restante je vois pas trop ce qu'on peux afire comme calcul hors valeur "brute", lisser a la limite

vince (./6444) :
Y'a surtout que ces datacenters utilisent des doubles circuits (cf le reportage au sein du datacenter ovh au canada). L'idée est parfois de pouvoir fournir le chauffage urbain par les datacenters...

Ce n'est pas incompatible : le CINES utilise du refroidissement à eau tiède, mais récupère la chaleur pour son chauffage propre (et cherche à améliorer la valorisation pour chauffer les établissements autour de lui).

y'a aussi que des mAh c'est des nombres d'électrons, et que ca correspond a la quantité de jaja chimique qu'on bourre dedans.

Godzil (./13) :
Non discuter avec le composant ne devrait pas etre cassant cote OS, car il n'y a pas 36 moyen de le faire, SPI, i2c, ou simplement 1-wire.

Ouais mais j'imagine que l'API pour ça n'est pas publique (c'est vraiment bas niveau, spécifique à des modèles de batteries, et on peut faire des trucs potentiellement dangereux avec).

Je poste juste pour dire à quel point je suis déçu d'avoir cliqué avec un titre aussi racoleur

(moi, je voulais juste écrire "poum tchack", voilà, vous pouvez me ramener dans ma cellule [ohohoh])

cellule, oh, id?

Zerosquare (./16) :

Godzil (./13) :
Non discuter avec le composant ne devrait pas etre cassant cote OS, car il n'y a pas 36 moyen de le faire, SPI, i2c, ou simplement 1-wire.

Ouais mais j'imagine que l'API pour ça n'est pas publique (c'est vraiment bas niveau, spécifique à des modèles de batteries, et on peut faire des trucs potentiellement dangereux avec).

Bas suffit d'avoir acces au busm et je pense qu'on y a acces assez facilement, vu qu'on peux acceder a des infos comme les ventilos & co

Mais ça passe par une API spécifique pour les ventilos, non ? J'imagine mal un concepteur d'OS (surtout si c'est Apple) permettre et encourager les applications à accéder directement au bus sous-jacent...

Je ne sais pas pour les ventilo, mais ce n'est pas un truc "public" je pense qu'il y a plus ou moins acces a des drivers bas niveau

C'est ptet "encapsulé" en IPMI...

Non ce n'est pas normalenment quelque chose que l'OS donne, je ne sais pas exactement dans quel coin des drivers ils recuperent cette info

Bon ben j'ai pris le nombre de cellules (je peux avoir la tension de chacune d'entre elles) et multiplié par 3.8 et j'utilise toujours la puissance, en multipliant le courant reporté par la somme des 3 (dans mon cas) tensions au moment où je le fais. J'utilise cette valeur (qui ne change pas trop au cours du temps pour un usage donné car le courant reporté sera plus élevé mais la tension plus faible) pour la puissance instantanée, moyenne et "roulante" (10 min). Et pour la capacité totale je multiplie les mAh par la tension nominale calculée, pareil pour afficher en %/heure.



Ca fait l'affaire, l'estimation est plus précise et ne change pas lorsque l'ordinateur se décharge Merci !!