L'éolienne : Différence entre versions
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{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
−
|Type=Tutoriel
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|Main_Picture=L_olienne_Equipe_et_Eolienne_c_Laurent_Sardi.jpg
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|Area=Énergie
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|Description=Créer une éolienne à partir de moteurs pas à pas d'imprimente
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Créer une éolienne à partir de moteurs pas à pas d'imprimante</translate>
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{{Introduction
 
{{Introduction
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|Introduction='''Au fou et au vent il faut livrer passage'''
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|Introduction=<translate><!--T:2-->
−
 
+
'''En Afrique, près de 600 millions de ruraux n’ont pas accès à l’électricité.'''
−
''Proverbe Espagnol''
 
  
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<!--T:3-->
 
CONTEXTE :
 
CONTEXTE :
  
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L’accès à l’énergie et plus particulièrement l’accès à l’électricité est une condition indispensable pour le développement économique et sanitaire d’un pays. Or si la consommation d’énergie finale a presque doublé depuis les années 1970, la part des pays pauvres n’a cessé de se contracter. Aujourd’hui, on estime à 2 milliards le nombre de personnes qui ne disposent pas d’un accès à l’énergie suffisant pour vivre dans des conditions correctes, et à 1,6 milliards le nombre de personnes n’ayant pas accès à l’électricité. En Afrique, ce sont 80% de la population rurale, soit quelque 600 millions de personnes, qui n’ont pas accès à l’électricité. Avec des conséquences sanitaires et environnementales dramatiques. Les énergies renouvelables, comme l'éolien pourraient être une solution : '''Une éolienne converti l’énergie cinétique du vent en énergie électrique.'''
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L’accès à l’énergie, et plus particulièrement l’accès à l’électricité, est une condition indispensable pour le développement économique et sanitaire d’un pays.  
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Or, si la consommation d’énergie mondiale a presque doublé depuis les années 1970, la part des pays pauvres n’a cessé d’augmenter. Aujourd’hui, on estime à 2 milliards le nombre de personnes qui ne disposent pas d’un accès à l’énergie suffisant pour vivre dans des conditions correctes, et à 1,6 milliards le nombre de personnes n’ayant pas accès à l’électricité. Ce qui a des conséquences sanitaires et environnementales dramatiques. Les énergies renouvelables, comme l’éolien pourraient être une solution : '''Une éolienne convertit l’énergie cinétique du vent en énergie électrique.'''
  
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L'EOLIENNE INDUSTRIELLE :
 
L'EOLIENNE INDUSTRIELLE :
  
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Une éolienne industrielle d'une puissance de 2 Mégawatt produit annuellement environ 4400 mégawatt/heures, soit la consommation électrique d'environ 2000 personnes.  
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<!--T:6-->
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Les éoliennes industrielles sont remplies de capteurs, de pièces mobiles, de régulateurs et de pièces mécaniques en tout genre. Elles sont complexes de fabrication et leur impact environnemental à la construction est loin d'être neutre. De plus il n’est aujourd’hui pas possible de réparer ces éoliennes avec des moyens locaux.  
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Une éolienne industrielle d'une puissance de 2 mégawatts produit annuellement environ 4400 mégawatts/heure, soit la consommation électrique d'environ 2000 personnes.  
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Les éoliennes industrielles sont remplies de capteurs, de pièces mobiles, de régulateurs et de pièces mécaniques en tout genre. Elles sont complexes de fabrication et leur impact environnemental à la construction est loin d'être neutre. De plus il n’est aujourd’hui pas possible de réparer ces éoliennes avec des moyens locaux.
  
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<!--T:7-->
 
L'EOLIENNE LOW-TECH :
 
L'EOLIENNE LOW-TECH :
  
−
Une Éolienne low-tech à moins de 10€, très simple à fabriquer à partir de matériaux de récupération, c’est possible ! De plus faible puissance que les éoliennes industrielles elle peut être utilisée pour des applications locales : charger un téléphone, allumer des LED, actionner une petite pompe… Pour de telles applications, quelques watts seulement suffisent.  
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Une éolienne low-tech à moins de 10€, très simple à fabriquer à partir de matériaux de récupération, c’est possible ! De plus faible puissance que les éoliennes industrielles elle peut être utilisée pour des applications locales : charger un téléphone, allumer des LED, actionner une petite pompe… Pour de telles applications, quelques watts seulement suffisent.
  
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Cette éolienne peut donc être très utile pour les régions reculée n’ayant pas accès à l’électricité du réseau et bénéficiant de vents favorables. Au Sénégal, par exemple, seul 40% de la population est reliée au réseau électrique en zone urbaine et seulement 10% en zone rurale. La possibilité pour les populations de pouvoir générer de l’électricité à partir d’une éolienne auto-construite serait une belle opportunité.
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Cette éolienne peut donc être très utile pour les régions reculée n’ayant pas accès à l’électricité du réseau et bénéficiant de vents favorables. Au Sénégal, par exemple, seul 40% de la population est reliée au réseau électrique en zone urbaine et seulement 10% en zone rurale. La possibilité pour les populations de pouvoir générer de l’électricité à partir d’une éolienne auto-construite serait une belle opportunité.</translate>
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{{TutoVideo
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|VideoURLYoutube=https://www.youtube.com/watch?v=2_YYA9O0f6M&vl=fr
 
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{{Materials
 
{{Materials
−
|Material=<u>Eolienne :</u>
+
|Step_Picture_00=L_olienne_Mate_riel_-_circuit_e_lec.png
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|Step_Picture_01=L_olienne_Mate_riel_-_Eolienne.png
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|Material=<translate><!--T:10-->
 +
<u>Eolienne :</u>
  
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<!--T:11-->
 
1 - Une planche de bois (au moins 10 mm d’épaisseur)
 
1 - Une planche de bois (au moins 10 mm d’épaisseur)
  
 +
<!--T:12-->
 
2 - Une plaque de fer plate (au moins 2 mm d’épaisseur)
 
2 - Une plaque de fer plate (au moins 2 mm d’épaisseur)
  
 +
<!--T:13-->
 
3 - Un moteur pas à pas d’imprimante (avec sa broche de connexion)
 
3 - Un moteur pas à pas d’imprimante (avec sa broche de connexion)
  
 +
<!--T:14-->
 
4 - Un tube PVC (55 mm < diamètre < 100 mm ; et au moins 3 mm d’épaisseur)
 
4 - Un tube PVC (55 mm < diamètre < 100 mm ; et au moins 3 mm d’épaisseur)
  
−
5 - Des vis à bois
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<!--T:15-->
 +
5 - Une chambre à air de vélo
 +
 
 +
<!--T:16-->
 +
6 - Des vis à bois
 +
 
 +
<!--T:17-->
 +
<u>Circuit électrique :</u>
 +
 
 +
<!--T:18-->
 +
3 - Le moteur pas à pas d’imprimante
 +
 
 +
<!--T:19-->
 +
8 - Un support en plastique pour accueillir les différents éléments du système (récupérable sur une partie plate du boîtier de l'imprimante)
 +
 
 +
<!--T:20-->
 +
9 - Deux redresseurs de tension ou pont de diodes {{W|Redresseur}}
 +
 
 +
<!--T:21-->
 +
10 - Un condensateur 1000µF 16V {{W|Condensateur (électricité)}}
 +
 
 +
<!--T:22-->
 +
11 - Un régulateur de tension{{W|Régulateur de tension}} LM7805 pour fixer la tension à 5V, on peut aussi utiliser le LM7812 pour fixer la tension à 12V
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 +
<!--T:23-->
 +
11' - A la place du régulateur de tension on peut utiliser un rehausseur de tension ou Booster DC/DC ou encore Step Up qui fournira une tension de sortie de 5V (USB) avec une tension d'entrée allant de 0,9 à 5V.
 +
 
 +
<!--T:24-->
 +
12 - Un connecteur USB
 +
 
 +
<!--T:25-->
 +
13 - De l’étain pour la soudure
 +
 
 +
<!--T:26-->
 +
14 - Du fil électrique
 +
 
 +
<!--T:27-->
 +
Retrouvez globalement la maquette 3D de cette éolienne [https://cad.onshape.com/documents/e2f661f83cf12a82e9ecb8f5/w/cd00be7c7cf2b2a8cc586f3c/e/b08da6447db094a9319da5fe en suivant ce lien]</translate>
 +
|Tools=<translate><!--T:28-->
 +
<u>Eolienne :</u>
 +
 
 +
<!--T:29-->
 +
a - Un étau
 +
 
 +
<!--T:30-->
 +
b - Une scie à bois et à métaux
  
−
6 - Des dominos (pour relier des câbles entre avoir recours à la soudure)
+
<!--T:31-->
 +
c - Une règle
  
−
7 - Une chambre à air de vélo
+
<!--T:32-->
 +
d - Une visseuse
  
 +
<!--T:33-->
 +
e - Un voltmètre
 +
 +
<!--T:34-->
 +
f - Des pinces crocodile
 +
 +
<!--T:152-->
 +
-  Un poste à souder à l'arc
 +
 +
<!--T:35-->
 
<u>Circuit électrique :</u>
 
<u>Circuit électrique :</u>
  
−
8 - Deux redresseurs de tension
+
<!--T:36-->
 +
g - Une pince coupante
 +
 
 +
<!--T:37-->
 +
h - Un fer à souder</translate>
 +
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
 +
|Attachment=L_olienne_Eolienne_low_tech_5V___12V.pdf
 +
}}{{Tuto Attachments
 +
|Attachment=L_olienne_Affiche_Eolienne20W_FR.pdf
 +
}}
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=<translate><!--T:38-->
 +
Fonctionnement</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:39-->
 +
'''Ce tutoriel montre comment fabriquer une petite éolienne à partir de vieux moteurs pas à pas d’imprimantes ou de photocopieurs. Elle permettra par exemple de recharger un téléphone portable.'''
 +
 
 +
<!--T:40-->
 +
'''1 - La rotation des pales'''
 +
 
 +
<!--T:41-->
 +
Sous l’effet du vent, l’hélice, aussi appelée rotor, se met en marche.
 +
Ses pales tournent.
 +
 
 +
<!--T:42-->
 +
Le rotor à 4 pales est placé en haut d’un mât pour prendre plus de vent.
 +
 
 +
<!--T:43-->
 +
'''2 - La production d’électricité'''
 +
 
 +
<!--T:44-->
 +
L’hélice entraîne un moteur pas à pas d’imprimante.
 +
 
 +
<!--T:45-->
 +
Grâce à l’énergie fournie par la rotation des pales le moteur pas à pas produit
 +
un courant électrique alternatif.
 +
 
 +
<!--T:46-->
 +
'''3 - Le circuit électrique'''
  
−
9 - Un condensateur
+
<!--T:47-->
 +
Le circuit sert à « traiter » le courant en sortie du moteur, afin qu’il puisse être
 +
utilisé pour charger un téléphone, ou un autre appareil à partir d’un port USB.
  
−
10 - Un régulateur de tension LM7805 pour fixer la tension à 5V, on peut aussi utiliser le LM7812 pour fixer la tension à 12V.
+
<!--T:48-->
 +
Il est composé :
  
−
11 - Un connecteur USB
+
<!--T:49-->
 +
- De redresseurs qui « redressent » la tension à la sortie du moteur afin
 +
de récupérer un courant continu.
  
−
12 - Du fil électrique
+
<!--T:50-->
 +
- D’un condensateur permettant de redistribuer l’électricité de façon constante, car le vent fournit une énergie non continue.
  
−
13 - De l'étain pour la soudure
+
<!--T:51-->
 +
- D’un régulateur de tension qui limite
 +
la tension du courant électrique produit par le moteur au voltage voulu, ici 5V.
  
−
14 - Un support en plastique pour accueillir les différents éléments du système
+
<!--T:52-->
−
|Tools=<u>Eolienne :</u>
+
La rotation de l’éolienne nécessite une vitesse de vent minimale d’environ 10 à 15 km/h pour démarrer.</translate>
 +
|Step_Picture_00=L_olienne_Eolienne_-_Fonctionnement.jpg
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
|Step_Title=<translate><!--T:53-->
 +
Etapes de fabrication</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:54-->
 +
'''L'éolienne'''
  
−
a - étau
+
<!--T:55-->
 +
1 - Préparation du moteur
  
−
b - scie à bois et à métaux
+
<!--T:56-->
 +
2 - Axe du moteur
  
−
c - règle
+
<!--T:57-->
 +
3 - Préparation des pales
  
−
d - Visseuse
+
<!--T:58-->
 +
4 - Aileron et base des pales
  
−
e - Voltmètre
+
<!--T:59-->
 +
5 - Assemblage
  
−
f - Pinces crocodile
+
<!--T:60-->
 +
'''Le circuit électrique'''
  
−
<u>Circuit électrique :</u>
+
<!--T:61-->
 +
1 - Redresseurs
 +
 
 +
<!--T:62-->
 +
2 - Condensateur
 +
 
 +
<!--T:63-->
 +
3 - Régulateur de tension
  
−
g - 1 fer à souder
+
<!--T:64-->
 +
4 - Raccordement du port USB
  
−
h - 1 pince coupante
+
<!--T:65-->
 +
Protection du moteur</translate>
 
}}
 
}}
−
{{Separator}}
 
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=L'éolienne - Préparation du moteur
+
|Step_Title=<translate><!--T:66-->
−
|Step_Content=1 - Couper les 6 fils sortant du moteur pas à pas, les dénuder et les torsader.
+
L'éolienne - Le moteur</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:67-->
 +
'''Choix du moteur'''
 +
 
 +
<!--T:146-->
 +
De manière générale, plus le moteur a de pas (steps en anglais), moins la vitesse de rotation sera élevée à tension constante. Les caractéristiques techniques importantes dans le choix du moteur sont :
 +
- La tension maximale ou nominale (mesurée en volts) : Vmax
 +
- Le courant par phase (mesuré en ampères / phase) : A/ph
 +
- Le nombre de pas ou l'angle de pas (mesuré en °)
 +
 
 +
<!--T:147-->
 +
Par exemple, un moteur pas-à-pas dont l'angle est de 3.6° aura 360/3.6 = 100 pas, un moteur à 1.8° aura 360/1.8 : 200 pas... Si vous deviez choisir entre deux moteurs aux caractéristiques (Vmax et A/ph) identiques, préférez le moteur avec le plus grand nombre de pas (ici le moteur à 1.8° puisqu'il a 200 pas), il nécessitera une vitesse de rotation moins importante pour délivrer une tension satisfaisante.
 +
 
 +
<!--T:148-->
 +
Le choix du moteur sera aussi conditionné par la tension maximale (Vmax). Un moteur caractérisé à 3V délivrera une puissance nettement inférieure à un moteur caractérisé à 50V à vitesse de rotation égale. Choisissez votre moteur (dans la limite du choix disponible) en fonction de l'application souhaitée et de la puissance demandée.
 +
 
 +
<!--T:149-->
 +
1 - Couper les 6 fils sortant du moteur pas à pas, les dénuder et les torsader.
 +
 
 +
<!--T:68-->
 +
A partir de la deux méthodes possibles :
 +
 
 +
<!--T:69-->
 +
'''Méthode #1'''
 +
 
 +
<!--T:70-->
 +
Afin de savoir lesquels des 6 fils a
 +
la tension de sortie la plus haute, il faut tester tous les couples possibles
 +
de sortie du moteur, et sélectionner
 +
les deux plus élevés.
 +
 
 +
<!--T:71-->
 +
2 - A l’aide d’une visseuse, d’un voltmètre réglé sur « alternatif » et de pinces
 +
crocodiles, tester les couples de fils.
 +
Noter la tension pour chacun des couples. ''(image 1)''
 +
 
 +
<!--T:72-->
 +
3 - Sélectionner les deux couples de fil ayant la tension de sortie la plus élevée (ici 10V, cela peut varier en fonction
 +
du moteur). Ce sont eux qui seront ensuite connectés au circuit électrique de l’éolienne.
 +
 
 +
<!--T:73-->
 +
''* Astuce : Marquer d’un scotch de couleur les deux couples retenus pour ne plus les mélanger aux autres.''
 +
 
 +
<!--T:74-->
 +
'''Méthode #2'''
 +
 
 +
<!--T:75-->
 +
En fait les moteurs pas-à-pas (stepper en anglais) sont constitués schématiquement de deux ou quatre bobines :
 +
 
 +
<!--T:76-->
 +
(image 2)
 +
 
 +
<!--T:77-->
 +
Comme décrit dans l'image, dans le cas d'un 6 fils on ne va pas utiliser le point milieu. On va en fait cumuler deux bobines pour n'en faire qu'une et générer plus de tension.
 +
 
 +
<!--T:78-->
 +
A partir de la c'est finalement très simple :
  
−
On veut savoir lesquels des 6 fils ont la tension de sortie la plus haute. Pour cela, il faut tester tous les couples possibles de sortie du moteur, et sélectionner les deux plus élevés.
+
<!--T:79-->
 +
1) Il suffit de placer son multimètre en mode ohmètre, ou encore mieux en mode détection de contact (vous savez quand il fait "BBIIIIPPPPP !!" quand les deux sondes se touchent ;) ).
  
−
2 - A l’aide d’une visseuse, d’un voltmètre sur « alternatif » et de pinces crocodiles, tester les couples de fils. Noter la tension pour chacun des couples
+
<!--T:80-->
 +
2) Il s'agit tout d'abord de séparer les deux jeux de fil pour chacune des bobines.
  
−
3 - Sélectionner les deux couples de fil ayant la tension de sortie la plus élevée (ici 10V, cela peut varier en fonction du moteur). Ceux sont eux qui seront ensuite connectés au circuit électrique de l'éolienne.
+
<!--T:81-->
 +
Pour un 4 fils du coup c'est très simple : vous prenez un fil sur une sonde, et avec l'autre sonde vous touchez les autres fils. Quand il y en a qui fait "BBBIIIIIPPPPP !!!" ou que la résistance mesurée devient faible (tout dépend du moteur mais une fourchette large serait 1 à 50 ohms) vous êtes bon vous avez trouvé votre bobine et par élimination les deux fils qui restent sont pour l'autre bobine.
  
−
''Astuce : Marquer d'un scotch de couleur les deux couples retenus pour ne plus les mélanger aux autres.''
+
<!--T:82-->
 +
Pour un 6 fils c'est à peine plus complexe : on applique la même méthode pour déterminer les jeux de 3 fils par bobine. Ensuite on passe en mode ohmètre et cherche quelle paire de fils par bobine donne la pllus grande résistance ==> bingo vous avez trouvé les bons fils pour une bobine, répétez l'opération pour l'autre et vous êtes bons ;)
 +
 
 +
<!--T:83-->
 +
Note : il existe aussi des 8 fils. En fait c'est un 6 fils (donc 4 bobines) mais avec 4 bobines indépendantes (comme un 4 fils donc ...). Utilisez alors la méthode du 4 fils mais plus de fois ;)</translate>
 +
|Step_Picture_00=L_olienne_1_-_Tester_les_couples_de_fils.jpg
 +
|Step_Picture_01=Mini__olienne_30W_4ou6fils-e49e5.jpg
 +
|Step_Picture_02=L_olienne_Module5v.png
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=L'éolienne - Axe du moteur
+
|Step_Title=<translate><!--T:84-->
−
|Step_Content=1 - Découper et percer une plaque de métal selon les indications ci-contre.
+
L'éolienne - Axe du moteur</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:85-->
 +
1 - Découper une plaque métallique
 +
de 80x30 cm. La percer de 5 trous de diamètre 4.
  
−
2 - Souder la plaque de métal à l’axe du moteur au niveau du trou central.
+
<!--T:86-->
 +
''* Astuce : Vous pouvez vous aider
 +
du schéma 1 ci-dessus pour découper et percer la plaque.''
 +
 
 +
<!--T:87-->
 +
2 - Souder la plaque de métal au niveau de son trou central à l’axe du moteur.
 +
''(image 2)''</translate>
 +
|Step_Picture_00=L_olienne_Support_moteur.jpg
 +
|Step_Picture_01=L_olienne_2_-_Souder_pales_plaque_me_tal.png
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=L'éolienne – Préparation des Pales
+
|Step_Title=<translate><!--T:88-->
−
|Step_Content=1 - Dans un tube PVC, dessiner et découper les pales.  
+
L'éolienne – Préparation des pales</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:89-->
 +
A partir de la formule reliant la vitesse du vent, une surface donnée et la puissance du vent sur cette surface :
 +
 
 +
<!--T:90-->
 +
[[Fichier:L olienne - quipe des l phants - Hack le Lab Formule puissance vent.gif|100px]]
 +
 
 +
<!--T:91-->
 +
On peut établir cette formule, permettant de calculer la longueur des pales de l'éolienne :
 +
 
 +
<!--T:92-->
 +
[[Fichier:L olienne - quipe des l phants - Hack le Lab Relation longueur pale - vitesse vent.gif|200px]]
 +
 
 +
<!--T:93-->
 +
Où :
 +
* L = longueur de la pale en m
 +
* P = puissance caractéristique du moteur en W
 +
* V = vitesse du vent en m/s (en fonction de la localisation)
 +
 
 +
<!--T:94-->
 +
Dans les conditions courantes, la Longueur de la pale doit être de 35 cm.
 +
 
 +
<!--T:95-->
 +
1 - Dessiner et découper les pales dans un tube PVC. ''(image 3)''
 +
 
 +
<!--T:96-->
 +
''* Astuce : Vous pouvez vous aider
 +
du schéma 2 ci-dessus pour dessiner  
 +
la forme des pales.''
  
−
''Astuce : Vous pouvez vous aider du schéma ci-contre pour dessiner la forme.''
+
<!--T:97-->
 +
Le schéma 3 indique le sens de la découpe.
  
−
2 - Poncer les bords de chacune des pales : le bord d’attaque doit être arrondi, et le bord de fuite doit être aiguisé.
+
<!--T:98-->
 +
2 - Poncer les bords de chacune des pales : le bord d’attaque doit être arrondi, et le bord de fuite aiguisé.
  
−
3 - Percer les pales aux emplacements indiqués. Le perçage s’effectue au plus proche du bord de fuite afin que ce dernier puisse être fixé à plat sur la plaque qui porte les pales.
+
<!--T:99-->
 +
3 - Percer les pales : le perçage  
 +
s’effectue au plus proche du bord  
 +
de fuite afin que ce dernier puisse être  
 +
fixé à plat sur la plaque qui porte  
 +
les pales.'' (image 4)''
  
−
Vos pales sont prêtes !
+
<!--T:100-->
 +
Vos pales sont prêtes !</translate>
 +
|Step_Picture_00=L_olienne_3_-_De_couper_pales.png
 +
|Step_Picture_01=L_olienne_Eolienne_-_De_coupe_pa_les.jpg
 +
|Step_Picture_02=L_olienne_-__quipe_des__l_phants_-_Hack_le_Lab_Vue_pale_sens_d_coupe.png
 +
|Step_Picture_03=L_olienne_4_-_Percer_les_pales.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=L'éolienne - Aileron et base des pales
+
|Step_Title=<translate><!--T:101-->
−
|Step_Content=1 - Dans une planche de bois, dessiner et découper l’aileron.
+
L'éolienne - Aileron et base des pales</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:102-->
 +
1 - Dans une planche de bois, dessiner  
 +
et découper l’aileron. ''(image 5)''
 +
 
 +
<!--T:103-->
 +
''* Astuce : Vous pouvez vous aider du
 +
schéma 3 ci-dessus pour dessiner
 +
la forme de l’aileron.''
  
−
''Astuce : Vous pouvez vous aider du schéma ci-contre pour dessiner la forme.''
+
<!--T:104-->
 +
2 - Dans cette même planche découper un carré de la taille de votre moteur
 +
(ici 80x80cm) qui servira à accueillir
 +
les pales précédemment découpées
 +
afin de les solidariser entre elles.
 +
''(schéma 3 - base des pales)''
  
−
2 - Dans cette même planche découper un carré de la taille de votre moteur qui servira à accueillir les pales précédemment découpées afin de les solidariser entre elles.
+
<!--T:105-->
 +
3 - Sur l’aileron, marquer l’emplacement du moteur de façon à ce qu’il puisse s’encastrer de force dans la forme.
 +
''(schéma 3 - moteur)''
  
−
3 – Sur votre aileron, marquer l’emplacement du moteur de façon à ce qu’il puisse s’encastrer de force dans la forme (les dimensions de cette partie dépendent donc de votre moteur).
+
<!--T:106-->
 +
''* Remarque : Les dimensions de cette  
 +
partie dépendent de la taille de votre moteur.''
  
−
4 - Poncer les rebords de l'aileron pour un meilleur aérodynamisme et un meilleur rendu.
+
<!--T:107-->
 +
4 - Poncer les rebords de l’aileron pour un meilleur aérodynamisme et un  
 +
meilleur rendu. ''(image 5)''</translate>
 +
|Step_Picture_00=L_olienne_5_-_Aileron.jpg
 +
|Step_Picture_01=L_olienne_De_coupe_aileron.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=L'éolienne - Assemblage
+
|Step_Title=<translate><!--T:108-->
−
|Step_Content=1 - Visser les pâles (découpées à l'étape 3) sur leur base (découpée à l'étape 4).
+
L'éolienne - Assemblage</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:109-->
 +
1 - Visser les pales (découpées  
 +
à l’étape 3) sur leur base (découpée  
 +
à l’étape 4).
  
−
2 - Visser la base des pales sur la plaque en métal.
+
<!--T:110-->
 +
2 - Visser la base des pales sur la plaque en métal. Utiliser les trous percés dans la plaque métallique à l’étape 2. ''(image 6)''
  
−
3 - Vérifier que l’on ai le même angle entre chacune des pales.
+
<!--T:111-->
 +
3 - Vérifier qu’il y ait le même angle entre chacune des pales.</translate>
 +
|Step_Picture_00=L_olienne_6_-_Assemblage.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Le circuit électrique - Redresseur
+
|Step_Title=<translate><!--T:112-->
−
|Step_Content=Le circuit électrique est celui du schéma ci-contre. Il sert à « traiter » le courant sortant du moteur, afin qu'il puisse être utilisé pour charger de téléphone, ou autre appareil à partir d'un port USB.
+
Le circuit électrique - Redresseurs</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:113-->
 +
Le circuit électrique est celui du ''schéma 4''.
  
−
En sortie du moteur, on obtient du courant alternatif. Or, pour charger une batterie ou allumer une lampe, il est nécessaire d'avoir du courant continu. Pour transformer du courant alternatif en courant continue on utilise deux redresseur : ils « redressent » la tension à la sortie du moteur.
+
<!--T:114-->
 +
En sortie du moteur, on obtient du courant alternatif. Or, pour charger une batterie ou allumer une lampe, il est nécessaire d’avoir du courant continu. Pour transformer du courant alternatif en courant continu on utilise deux redresseurs : ils « redressent » la tension à  
 +
la sortie du moteur.
  
 +
<!--T:115-->
 
Chaque redresseur dispose de 4 pattes :
 
Chaque redresseur dispose de 4 pattes :
 
Les deux pattes centrales sont les pôles alternatifs du condensateur
 
Les deux pattes centrales sont les pôles alternatifs du condensateur
 
Les deux pattes extérieurs sont les pôles positifs et négatifs du condensateur
 
Les deux pattes extérieurs sont les pôles positifs et négatifs du condensateur
  
−
''Astuce : sur la tête du redresseur chacun de ces 4 pôles sont indiqués.''
+
<!--T:116-->
 +
''* Astuce : sur la tête du redresseur  
 +
chacun de ces 4 pôles sont indiqués.''
  
−
1 - Souder les sorties tension du moteur pas à pas (précédemment sélectionnés) aux entrées alternatives de chaque redresseur. Le premier couple avec les pôles alternatifs du premier redresseur, et le deuxième couple avec les pôles alternatifs du deuxième redresseur.
+
<!--T:117-->
 +
1 - Souder les sorties tension du moteur pas à pas (précédemment sélectionnées) aux entrées alternatives de chaque redresseur : le premier couple avec les pôles alternatifs du premier redresseur, et le deuxième couple avec les pôles alternatifs du deuxième redresseur.
 +
''(image 7)''
  
−
''Astuce : Il est possible d'utiliser de la gaine thermorétractable pour couvrir les connections et protéger le système.''
+
<!--T:118-->
 +
''* Astuce : Il est possible d’utiliser de la gaine thermorétractable pour couvrir les connections afin de protéger le système.''
  
−
2 – Souder les sorties moins des deux redresseurs entre elles, puis relier les sorties plus des deux redresseurs entre elles également.
+
<!--T:119-->
 +
2 – Souder les sorties négatives des  
 +
deux redresseurs entre elles, puis souder les sorties positives des deux redresseurs entre elles. ''(image 8)''</translate>
 +
|Step_Picture_00=L'éolienne_Sch_ma_lec_olienne_Dakar.png
 +
|Step_Picture_01=L_olienne_Circuit_e_lec_moteur_pas_a_pas.jpg
 +
|Step_Picture_02=L_olienne_7_-_Souder_moteur_redresseur.jpg
 +
|Step_Picture_03=L_olienne_8_-_Souder_redresseurs_entre_eux.jpg
 +
|Step_Picture_04=L_olienne_-__quipe_des__l_phants_-_Hack_le_Lab_20170305_151123.png
 +
|Step_Picture_05=L'éolienne_Sch_ma_lec_olienne_Dakar.png
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Le circuit électrique – Condensateur
+
|Step_Title=<translate><!--T:120-->
−
|Step_Content=L'énergie fournie par l'éolienne n'est pas constante car la vitesse du vent varie en permanence. Il faut donc stocker provisoirement le trop plein, la surcharge, afin de pouvoir la redistribuer de façon constante. On utilise pour cela un condensateur.  
+
Le circuit électrique – Condensateur</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:121-->
 +
L’énergie fournie par l’éolienne n’est pas constante car la vitesse du vent varie  
 +
en permanence. Il faut donc stocker  
 +
provisoirement la surcharge afin de  
 +
pouvoir la redistribuer de façon constante. On utilise pour cela  
 +
un condensateur.
  
 +
<!--T:122-->
 
Le condensateur est un composant polarisé :  
 
Le condensateur est un composant polarisé :  
 +
- la borne positive est la tige la plus longue
 +
- la borne négative est la tige la plus courte
  
−
*La borne plus est la tige la plus longue
+
<!--T:123-->
 +
''* Astuce : Il est également possible
 +
de se référer au symbole “-” inscrit sur
 +
la borne moins.''
  
−
*La borne moins est la tige la plus courte
+
<!--T:124-->
 +
1 - Souder les pôles négatifs entre eux puis les pôles positifs entre eux en sortie de redresseur. ''(image 9)''
  
−
Il est également possible de se référer au symbole “-” inscrit sur la borne moins.
+
<!--T:125-->
−
 
+
''* Astuce : si les tiges de vos différents  
−
1 - Souder les moins en sortie de redresseur au moins du condensateur. Puis souder les plus en sortie de redresseur au plus du condensateur.
+
composants sont trop courtes pour  
−
 
+
se souder entre elles, vous pouvez les relier à l’aide de fils électriques.''</translate>
−
''Astuce : si les tiges de vos différents composants sont trop courtes pour se souder entre elles, vous pouvez les relier à l'aide d'un fil électrique.''
+
|Step_Picture_00=L_olienne_9_-_Redresseur_de_tension_a_condensateur.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Le circuit électrique – Régulateur de tension
+
|Step_Title=<translate><!--T:126-->
−
|Step_Content=Le régulateur de tension permet de récupérer un courant 5V en sortie.
+
Le circuit électrique – Régulateur de tension ou rehausseur de tension</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:127-->
 +
Le régulateur de tension permet  
 +
de récupérer un courant 5V en sortie.
  
−
''Remarque : Chaque régulateur est différent, si vous voulez une sortie en 12V, par exemple, achetez votre régulateur en conséquence. Ici pour connecter un port USB nous prendrons du 5V.''
+
<!--T:128-->
 +
''*Remarque : Chaque régulateur est ''
 +
différent, si vous voulez une sortie en 12V,  
 +
par exemple, achetez votre régulateur  
 +
en conséquence. Ici pour connecter  
 +
un port USB nous prendrons du 5V.
  
−
Le régulateur de tension à 3 tiges différentes :
+
<!--T:129-->
−
*1 entrée
+
Le régulateur de tension à 3 tiges  
 +
différentes :
 +
- 1 entrée
 +
- 1 commun
 +
- 1 sortie
  
−
*1 commun
+
<!--T:130-->
 +
1 - Souder le pôle négatif du condensateur avec le commun du régulateur de
 +
tension. Souder le plus du condensateur
 +
à l’entrée du régulateur de tension.
 +
''(image 10)''
  
−
*1 sortie
+
<!--T:131-->
−
 
+
Alternative : utiliser un rehausseur de tension  qui fournira une tension de sortie de 5V (USB) avec une tension d'entrée allant de 0,9 à 5V.</translate>
−
1 - Souder le moins du condensateur avec le commun du régulateur de tension. Souder le plus du condensateur à l'entrée du régulateur de tension.
+
|Step_Picture_00=L_olienne_10_-_Souder_condensateur_-_Re_gulateur_de_tension.jpg
 +
|Step_Picture_01=L'éolienne_Booster_DCDC.png
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Le circuit électrique – Raccordement du port USB
+
|Step_Title=<translate><!--T:132-->
−
|Step_Content=Lorsque vous posez votre connecteur sur une table avec la lamelle plastique vers le dessus, la patte de droite est votre borne plus, et la patte de gauche votre borne moins.
+
Le circuit électrique – Raccordement du port USB</translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:133-->
 +
Lorsque vous posez votre connecteur sur une table avec la lamelle plastique vers le dessus, la patte de droite est votre borne positive, et la patte de gauche votre borne négative.
  
−
1 – Relier un fil rouge à la borne plus et un fil noir à la borne moins. Ce seront les fils de sortie de votre éolienne, auxquels vous pouvez connecter une batterie, une ampoule... et dans le cas présent un port USB.
+
<!--T:134-->
 +
1 – Souder un fil rouge à la borne positive et un fil noir à la borne négative. Ce seront les fils de sortie de votre éolienne, auxquels vous pouvez connecter une batterie, une ampoule, etc,et dans le cas présent un port USB. ''(image 11)''
  
−
2 – Souder le fil rouge avec la sortie du régulateur et le fil noir avec le commun du régulateur.
+
<!--T:135-->
 +
2 – Souder le fil rouge avec la sortie du régulateur et le fil noir avec le commun du régulateur. ''(image 12)''
  
−
Votre circuit est prêt à fonctionner vous pouvez y brancher un téléphone, à condition qu'il y ai du vent bien sûr.
+
<!--T:136-->
 +
Votre circuit est prêt à fonctionner vous pouvez y brancher un téléphone, à condition qu’il y ait du vent bien sûr.
 +
''(image 13)''</translate>
 +
|Step_Picture_00=L_olienne_11_-_Raccord_USB.jpg
 +
|Step_Picture_01=L_olienne_12_-_Entre_e_re_gulateur.jpg
 +
|Step_Picture_02=L_olienne_13_-_Circuit_fini.jpg
 +
}}
 +
{{Tuto Step
 +
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 +
Protection du moteur</translate>
 +
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 +
Couvrir le moteur et le circuit électrique de chambre à air : cela permettra de les protéger de la pluie ou des embruns.
 +
''(image 14)''</translate>
 +
|Step_Picture_00=L_olienne_14_-_Prote_ger_syste_me.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Protection du moteur
+
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−
|Step_Content=Couvrir le moteur et le circuit électrique de chambre à air : cela permettra de les protéger de la pluie ou des embruns.
+
Utilisation</translate>
 +
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 +
Brancher un téléphone portable ou autre appareil comportant une connexion USB
 +
au circuit électrique et laisser recharger quelques heures.
 +
Par vent moyen compter 5 heures de charge pour une batterie de téléphone.</translate>
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
−
|Step_Title=Utilisation
+
|Step_Title=<translate></translate>
 +
|Step_Content=<translate><!--T:153-->
 +
'''Vous avez une minute ? Que vous souhaitiez ou non réaliser cette low-tech, votre réponse à [https://framaforms.org/votre-avis-sur-ce-tutoriel-du-low-tech-lab-1589450161 ce formulaire] nous aiderait à améliorer nos tutos. Merci d'avance pour votre aide !'''
 +
 
 +
<!--T:154-->
 +
Comme tout le travail du Low-tech Lab, '''ce tutoriel est participatif''', n'hésitez pas à ajouter les modifications qui vous semblent importantes, et à partager vos réalisations en commentaires.</translate>
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}}
 +
{{Tuto Step
 +
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 +
Contenu pédagogique à télécharger</translate>
 +
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 +
Vous pouvez télécharger une fiche pédagogique créée par le Low-tech Lab dans la partie "Fichiers" du tutoriel (onglet au niveau de la section "Outils-Matériaux").</translate>
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|Step_Picture_00=L_olienne__olienne.JPG
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}}
 +
{{Notes
 +
|Notes=<translate><!--T:141-->
 +
- N'hésitez pas à commenter, partager, et agrémenter le tutoriel d'informations utiles à son amélioration.
 +
 
 +
<!--T:151-->
 +
- RETROUVEZ LE TUTORIEL DE SKAVENJY, inspiré de ce modèle: https://www.skavenji.fr/wp-content/uploads/2019/09/TUTORIEL-EOLIENNE-LOW-TECH-SKAVENJI.pdf
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<!--T:157-->
 +
- Retrouver des informations détaillées sur les éoliennes auto-construites sur le site internet [http://www.kdwindturbines.nl/ www.kdwindturbines.nl]. De nombreux rapports sont disponibles, et le document https://kdwindturbines.nl/wp-content/uploads/2021/05/Sequence-of-KD-reports-for-self-study.pdf donne un aperçu des rapports conseillés pour étudier les différentes parties techniques d'une éolienne. Pour plus d'informations sur différents types de systèmes qui protègent le moteur en cas de forts vents, vous pouvez consulter le [https://kdwindturbines.nl/wp-content/uploads/2020/02/KD-485.pdf public report KD 485].</translate>
 
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Version du 20 septembre 2021 à 10:43

Tutorial de avatarLow-tech Lab | Catégories : Énergie

avatarLow-tech Lab

L olienne Equipe et Eolienne c Laurent Sardi.jpg
https://wiki.lowtechlab.org/wiki/L%27%C3%A9olienne
Dernière modification le 20/09/2021


Difficulté
Moyen
Durée
1 jour(s)
Coût
10 EUR (€)

Description

Créer une éolienne à partir de moteurs pas à pas d'imprimante

Créer une éolienne à partir de moteurs pas à pas d'imprimante

Difficulté
Moyen
Durée
1 jour(s)
Coût
10 EUR (€)
Autres langues :
British English • ‎English • ‎français

Sommaire

Licence : Attribution-ShareAlike (CC BY-SA)

Introduction

En Afrique, près de 600 millions de ruraux n’ont pas accès à l’électricité.

CONTEXTE :

L’accès à l’énergie, et plus particulièrement l’accès à l’électricité, est une condition indispensable pour le développement économique et sanitaire d’un pays. Or, si la consommation d’énergie mondiale a presque doublé depuis les années 1970, la part des pays pauvres n’a cessé d’augmenter. Aujourd’hui, on estime à 2 milliards le nombre de personnes qui ne disposent pas d’un accès à l’énergie suffisant pour vivre dans des conditions correctes, et à 1,6 milliards le nombre de personnes n’ayant pas accès à l’électricité. Ce qui a des conséquences sanitaires et environnementales dramatiques. Les énergies renouvelables, comme l’éolien pourraient être une solution : Une éolienne convertit l’énergie cinétique du vent en énergie électrique.

L'EOLIENNE INDUSTRIELLE :

Une éolienne industrielle d'une puissance de 2 mégawatts produit annuellement environ 4400 mégawatts/heure, soit la consommation électrique d'environ 2000 personnes. Les éoliennes industrielles sont remplies de capteurs, de pièces mobiles, de régulateurs et de pièces mécaniques en tout genre. Elles sont complexes de fabrication et leur impact environnemental à la construction est loin d'être neutre. De plus il n’est aujourd’hui pas possible de réparer ces éoliennes avec des moyens locaux.

L'EOLIENNE LOW-TECH :

Une éolienne low-tech à moins de 10€, très simple à fabriquer à partir de matériaux de récupération, c’est possible ! De plus faible puissance que les éoliennes industrielles elle peut être utilisée pour des applications locales : charger un téléphone, allumer des LED, actionner une petite pompe… Pour de telles applications, quelques watts seulement suffisent.

Cette éolienne peut donc être très utile pour les régions reculée n’ayant pas accès à l’électricité du réseau et bénéficiant de vents favorables. Au Sénégal, par exemple, seul 40% de la population est reliée au réseau électrique en zone urbaine et seulement 10% en zone rurale. La possibilité pour les populations de pouvoir générer de l’électricité à partir d’une éolienne auto-construite serait une belle opportunité.

Video d'introduction

Matériaux

Eolienne :

1 - Une planche de bois (au moins 10 mm d’épaisseur)

2 - Une plaque de fer plate (au moins 2 mm d’épaisseur)

3 - Un moteur pas à pas d’imprimante (avec sa broche de connexion)

4 - Un tube PVC (55 mm < diamètre < 100 mm ; et au moins 3 mm d’épaisseur)

5 - Une chambre à air de vélo

6 - Des vis à bois

Circuit électrique :

3 - Le moteur pas à pas d’imprimante

8 - Un support en plastique pour accueillir les différents éléments du système (récupérable sur une partie plate du boîtier de l'imprimante)

9 - Deux redresseurs de tension ou pont de diodes W

10 - Un condensateur 1000µF 16V W

11 - Un régulateur de tensionW LM7805 pour fixer la tension à 5V, on peut aussi utiliser le LM7812 pour fixer la tension à 12V

11' - A la place du régulateur de tension on peut utiliser un rehausseur de tension ou Booster DC/DC ou encore Step Up qui fournira une tension de sortie de 5V (USB) avec une tension d'entrée allant de 0,9 à 5V.

12 - Un connecteur USB

13 - De l’étain pour la soudure

14 - Du fil électrique

Retrouvez globalement la maquette 3D de cette éolienne en suivant ce lien

Outils

Eolienne :

a - Un étau

b - Une scie à bois et à métaux

c - Une règle

d - Une visseuse

e - Un voltmètre

f - Des pinces crocodile

- Un poste à souder à l'arc

Circuit électrique :

g - Une pince coupante

h - Un fer à souder

L_olienne_Eolienne_low_tech_5V___12V.pdf
L_olienne_Affiche_Eolienne20W_FR.pdf

Étape 1 - Fonctionnement

Ce tutoriel montre comment fabriquer une petite éolienne à partir de vieux moteurs pas à pas d’imprimantes ou de photocopieurs. Elle permettra par exemple de recharger un téléphone portable.

1 - La rotation des pales

Sous l’effet du vent, l’hélice, aussi appelée rotor, se met en marche. Ses pales tournent.

Le rotor à 4 pales est placé en haut d’un mât pour prendre plus de vent.

2 - La production d’électricité

L’hélice entraîne un moteur pas à pas d’imprimante.

Grâce à l’énergie fournie par la rotation des pales le moteur pas à pas produit un courant électrique alternatif.

3 - Le circuit électrique

Le circuit sert à « traiter » le courant en sortie du moteur, afin qu’il puisse être utilisé pour charger un téléphone, ou un autre appareil à partir d’un port USB.

Il est composé :

- De redresseurs qui « redressent » la tension à la sortie du moteur afin de récupérer un courant continu.

- D’un condensateur permettant de redistribuer l’électricité de façon constante, car le vent fournit une énergie non continue.

- D’un régulateur de tension qui limite la tension du courant électrique produit par le moteur au voltage voulu, ici 5V.

La rotation de l’éolienne nécessite une vitesse de vent minimale d’environ 10 à 15 km/h pour démarrer.

L olienne Eolienne - Fonctionnement.jpg




Étape 2 - Etapes de fabrication

L'éolienne

1 - Préparation du moteur

2 - Axe du moteur

3 - Préparation des pales

4 - Aileron et base des pales

5 - Assemblage

Le circuit électrique

1 - Redresseurs

2 - Condensateur

3 - Régulateur de tension

4 - Raccordement du port USB

Protection du moteur

Étape 3 - L'éolienne - Le moteur

Choix du moteur

De manière générale, plus le moteur a de pas (steps en anglais), moins la vitesse de rotation sera élevée à tension constante. Les caractéristiques techniques importantes dans le choix du moteur sont : - La tension maximale ou nominale (mesurée en volts) : Vmax - Le courant par phase (mesuré en ampères / phase) : A/ph - Le nombre de pas ou l'angle de pas (mesuré en °)

Par exemple, un moteur pas-à-pas dont l'angle est de 3.6° aura 360/3.6 = 100 pas, un moteur à 1.8° aura 360/1.8 : 200 pas... Si vous deviez choisir entre deux moteurs aux caractéristiques (Vmax et A/ph) identiques, préférez le moteur avec le plus grand nombre de pas (ici le moteur à 1.8° puisqu'il a 200 pas), il nécessitera une vitesse de rotation moins importante pour délivrer une tension satisfaisante.

Le choix du moteur sera aussi conditionné par la tension maximale (Vmax). Un moteur caractérisé à 3V délivrera une puissance nettement inférieure à un moteur caractérisé à 50V à vitesse de rotation égale. Choisissez votre moteur (dans la limite du choix disponible) en fonction de l'application souhaitée et de la puissance demandée.

1 - Couper les 6 fils sortant du moteur pas à pas, les dénuder et les torsader.

A partir de la deux méthodes possibles :

Méthode #1

Afin de savoir lesquels des 6 fils a la tension de sortie la plus haute, il faut tester tous les couples possibles de sortie du moteur, et sélectionner les deux plus élevés.

2 - A l’aide d’une visseuse, d’un voltmètre réglé sur « alternatif » et de pinces crocodiles, tester les couples de fils. Noter la tension pour chacun des couples. (image 1)

3 - Sélectionner les deux couples de fil ayant la tension de sortie la plus élevée (ici 10V, cela peut varier en fonction du moteur). Ce sont eux qui seront ensuite connectés au circuit électrique de l’éolienne.

* Astuce : Marquer d’un scotch de couleur les deux couples retenus pour ne plus les mélanger aux autres.

Méthode #2

En fait les moteurs pas-à-pas (stepper en anglais) sont constitués schématiquement de deux ou quatre bobines :

(image 2)

Comme décrit dans l'image, dans le cas d'un 6 fils on ne va pas utiliser le point milieu. On va en fait cumuler deux bobines pour n'en faire qu'une et générer plus de tension.

A partir de la c'est finalement très simple :

1) Il suffit de placer son multimètre en mode ohmètre, ou encore mieux en mode détection de contact (vous savez quand il fait "BBIIIIPPPPP !!" quand les deux sondes se touchent ;) ).

2) Il s'agit tout d'abord de séparer les deux jeux de fil pour chacune des bobines.

Pour un 4 fils du coup c'est très simple : vous prenez un fil sur une sonde, et avec l'autre sonde vous touchez les autres fils. Quand il y en a qui fait "BBBIIIIIPPPPP !!!" ou que la résistance mesurée devient faible (tout dépend du moteur mais une fourchette large serait 1 à 50 ohms) vous êtes bon vous avez trouvé votre bobine et par élimination les deux fils qui restent sont pour l'autre bobine.

Pour un 6 fils c'est à peine plus complexe : on applique la même méthode pour déterminer les jeux de 3 fils par bobine. Ensuite on passe en mode ohmètre et cherche quelle paire de fils par bobine donne la pllus grande résistance ==> bingo vous avez trouvé les bons fils pour une bobine, répétez l'opération pour l'autre et vous êtes bons ;)

Note : il existe aussi des 8 fils. En fait c'est un 6 fils (donc 4 bobines) mais avec 4 bobines indépendantes (comme un 4 fils donc ...). Utilisez alors la méthode du 4 fils mais plus de fois ;)

L olienne 1 - Tester les couples de fils.jpg
Mini olienne 30W 4ou6fils-e49e5.jpg
L olienne Module5v.png


Étape 4 - L'éolienne - Axe du moteur

1 - Découper une plaque métallique de 80x30 cm. La percer de 5 trous de diamètre 4.

* Astuce : Vous pouvez vous aider du schéma 1 ci-dessus pour découper et percer la plaque.

2 - Souder la plaque de métal au niveau de son trou central à l’axe du moteur. (image 2)

L olienne Support moteur.jpg
L olienne 2 - Souder pales plaque me tal.png



Étape 5 - L'éolienne – Préparation des pales

A partir de la formule reliant la vitesse du vent, une surface donnée et la puissance du vent sur cette surface :

L olienne - quipe des l phants - Hack le Lab Formule puissance vent.gif

On peut établir cette formule, permettant de calculer la longueur des pales de l'éolienne :

L olienne - quipe des l phants - Hack le Lab Relation longueur pale - vitesse vent.gif

Où :

  • L = longueur de la pale en m
  • P = puissance caractéristique du moteur en W
  • V = vitesse du vent en m/s (en fonction de la localisation)

Dans les conditions courantes, la Longueur de la pale doit être de 35 cm.

1 - Dessiner et découper les pales dans un tube PVC. (image 3)

* Astuce : Vous pouvez vous aider du schéma 2 ci-dessus pour dessiner la forme des pales.

Le schéma 3 indique le sens de la découpe.

2 - Poncer les bords de chacune des pales : le bord d’attaque doit être arrondi, et le bord de fuite aiguisé.

3 - Percer les pales : le perçage s’effectue au plus proche du bord de fuite afin que ce dernier puisse être fixé à plat sur la plaque qui porte les pales. (image 4)

Vos pales sont prêtes !

L olienne 3 - De couper pales.png
L olienne Eolienne - De coupe pa les.jpg
L olienne - quipe des l phants - Hack le Lab Vue pale sens d coupe.png
L olienne 4 - Percer les pales.jpg


Étape 6 - L'éolienne - Aileron et base des pales

1 - Dans une planche de bois, dessiner et découper l’aileron. (image 5)

* Astuce : Vous pouvez vous aider du schéma 3 ci-dessus pour dessiner la forme de l’aileron.

2 - Dans cette même planche découper un carré de la taille de votre moteur (ici 80x80cm) qui servira à accueillir les pales précédemment découpées afin de les solidariser entre elles. (schéma 3 - base des pales)

3 - Sur l’aileron, marquer l’emplacement du moteur de façon à ce qu’il puisse s’encastrer de force dans la forme. (schéma 3 - moteur)

* Remarque : Les dimensions de cette partie dépendent de la taille de votre moteur.

4 - Poncer les rebords de l’aileron pour un meilleur aérodynamisme et un meilleur rendu. (image 5)

L olienne 5 - Aileron.jpg
L olienne De coupe aileron.jpg



Étape 7 - L'éolienne - Assemblage

1 - Visser les pales (découpées à l’étape 3) sur leur base (découpée à l’étape 4).

2 - Visser la base des pales sur la plaque en métal. Utiliser les trous percés dans la plaque métallique à l’étape 2. (image 6)

3 - Vérifier qu’il y ait le même angle entre chacune des pales.

L olienne 6 - Assemblage.jpg




Étape 8 - Le circuit électrique - Redresseurs

Le circuit électrique est celui du schéma 4.

En sortie du moteur, on obtient du courant alternatif. Or, pour charger une batterie ou allumer une lampe, il est nécessaire d’avoir du courant continu. Pour transformer du courant alternatif en courant continu on utilise deux redresseurs : ils « redressent » la tension à la sortie du moteur.

Chaque redresseur dispose de 4 pattes : Les deux pattes centrales sont les pôles alternatifs du condensateur Les deux pattes extérieurs sont les pôles positifs et négatifs du condensateur

* Astuce : sur la tête du redresseur chacun de ces 4 pôles sont indiqués.

1 - Souder les sorties tension du moteur pas à pas (précédemment sélectionnées) aux entrées alternatives de chaque redresseur : le premier couple avec les pôles alternatifs du premier redresseur, et le deuxième couple avec les pôles alternatifs du deuxième redresseur. (image 7)

* Astuce : Il est possible d’utiliser de la gaine thermorétractable pour couvrir les connections afin de protéger le système.

2 – Souder les sorties négatives des deux redresseurs entre elles, puis souder les sorties positives des deux redresseurs entre elles. (image 8)

L'éolienne Sch ma lec olienne Dakar.png
L olienne Circuit e lec moteur pas a pas.jpg
L olienne 7 - Souder moteur redresseur.jpg
L olienne 8 - Souder redresseurs entre eux.jpg
L olienne - quipe des l phants - Hack le Lab 20170305 151123.png
L'éolienne Sch ma lec olienne Dakar.png

Étape 9 - Le circuit électrique – Condensateur

L’énergie fournie par l’éolienne n’est pas constante car la vitesse du vent varie en permanence. Il faut donc stocker provisoirement la surcharge afin de pouvoir la redistribuer de façon constante. On utilise pour cela un condensateur.

Le condensateur est un composant polarisé : - la borne positive est la tige la plus longue - la borne négative est la tige la plus courte

* Astuce : Il est également possible de se référer au symbole “-” inscrit sur la borne moins.

1 - Souder les pôles négatifs entre eux puis les pôles positifs entre eux en sortie de redresseur. (image 9)

* Astuce : si les tiges de vos différents composants sont trop courtes pour se souder entre elles, vous pouvez les relier à l’aide de fils électriques.

L olienne 9 - Redresseur de tension a condensateur.jpg




Étape 10 - Le circuit électrique – Régulateur de tension ou rehausseur de tension

Le régulateur de tension permet de récupérer un courant 5V en sortie.

*Remarque : Chaque régulateur est différent, si vous voulez une sortie en 12V, par exemple, achetez votre régulateur en conséquence. Ici pour connecter un port USB nous prendrons du 5V.

Le régulateur de tension à 3 tiges différentes : - 1 entrée - 1 commun - 1 sortie

1 - Souder le pôle négatif du condensateur avec le commun du régulateur de tension. Souder le plus du condensateur à l’entrée du régulateur de tension. (image 10)

Alternative : utiliser un rehausseur de tension qui fournira une tension de sortie de 5V (USB) avec une tension d'entrée allant de 0,9 à 5V.

L olienne 10 - Souder condensateur - Re gulateur de tension.jpg
L'éolienne Booster DCDC.png



Étape 11 - Le circuit électrique – Raccordement du port USB

Lorsque vous posez votre connecteur sur une table avec la lamelle plastique vers le dessus, la patte de droite est votre borne positive, et la patte de gauche votre borne négative.

1 – Souder un fil rouge à la borne positive et un fil noir à la borne négative. Ce seront les fils de sortie de votre éolienne, auxquels vous pouvez connecter une batterie, une ampoule, etc,et dans le cas présent un port USB. (image 11)

2 – Souder le fil rouge avec la sortie du régulateur et le fil noir avec le commun du régulateur. (image 12)

Votre circuit est prêt à fonctionner vous pouvez y brancher un téléphone, à condition qu’il y ait du vent bien sûr. (image 13)

L olienne 11 - Raccord USB.jpg
L olienne 12 - Entre e re gulateur.jpg
L olienne 13 - Circuit fini.jpg


Étape 12 - Protection du moteur

Couvrir le moteur et le circuit électrique de chambre à air : cela permettra de les protéger de la pluie ou des embruns. (image 14)

L olienne 14 - Prote ger syste me.jpg




Étape 13 - Utilisation

Brancher un téléphone portable ou autre appareil comportant une connexion USB au circuit électrique et laisser recharger quelques heures. Par vent moyen compter 5 heures de charge pour une batterie de téléphone.

Étape 14 -

Vous avez une minute ? Que vous souhaitiez ou non réaliser cette low-tech, votre réponse à ce formulaire nous aiderait à améliorer nos tutos. Merci d'avance pour votre aide !

Comme tout le travail du Low-tech Lab, ce tutoriel est participatif, n'hésitez pas à ajouter les modifications qui vous semblent importantes, et à partager vos réalisations en commentaires.

Étape 15 - Contenu pédagogique à télécharger

Vous pouvez télécharger une fiche pédagogique créée par le Low-tech Lab dans la partie "Fichiers" du tutoriel (onglet au niveau de la section "Outils-Matériaux").

L olienne olienne.JPG




Notes et références

- N'hésitez pas à commenter, partager, et agrémenter le tutoriel d'informations utiles à son amélioration.

- RETROUVEZ LE TUTORIEL DE SKAVENJY, inspiré de ce modèle: https://www.skavenji.fr/wp-content/uploads/2019/09/TUTORIEL-EOLIENNE-LOW-TECH-SKAVENJI.pdf

- Retrouver des informations détaillées sur les éoliennes auto-construites sur le site internet www.kdwindturbines.nl. De nombreux rapports sont disponibles, et le document https://kdwindturbines.nl/wp-content/uploads/2021/05/Sequence-of-KD-reports-for-self-study.pdf donne un aperçu des rapports conseillés pour étudier les différentes parties techniques d'une éolienne. Pour plus d'informations sur différents types de systèmes qui protègent le moteur en cas de forts vents, vous pouvez consulter le public report KD 485.

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