Moteur électrique alimenté par énergie solaire (3): la solution Miller

Voici ma troisième tentative fructueuse de faire tourner un moteur électrique avec une petite cellule photovoltaïque de 5 V.  Alors que mes circuits précédents utilisaient une diode zener et une LED clignotante, voici maintenant le mythique "Miller Solar Engine", mis au point par Andrew Miller en 1995.

Mes premiers essais semblent confirmer que ce circuit est un peu plus performant que les deux précédents. La principale difficulté, c'est mettre la main sur le "superviseur de tension" responsable de vider le contenu du condensateur lorsque ce dernier contient une charge suffisante. Presque toutes les sources documentaires concernant le "Miller Solar Engine" font référence au superviseur de tension MN1381-J de Panasonic, qui n'est plus en production.  J'ai plutôt utilisé le TC54 de Microchip qui est encore fabriqué, bien que pas nécessairement facile à trouver.

Prenez soin de vous procurer la version "Push-Pull" (TC54VC), plutôt que la version "Open-Drain" (TC54VN).  La parution de l'article que vous lisez présentement a été retardée de 2 semaines parce que j'avais commandé le mauvais modèle...

Le superviseur de tension TC54 ressemble à un petit transistor (boîtier TO-92) muni de 3 pins:  Vout, Vin et Vss (ground).  Son comportement dans le circuit est simple (et vous pouvez facilement le vérifier si vous en avez un exemplaire sous la main):  la tension de sortie "Vout" demeure nulle aussi longtemps que la tension d'entrée "Vin" est plus petite que la tension de référence, et la tension de sortie "Vout" devient égale à la tension d'entrée "Vin" si cette dernière est plus grande que la tension de référence.

Pour mon "Miller Solar Engine", j'ai obtenu d'excellents résultats avec les modèles TC54VC2702EZB (tension de référence:  2,7 volts) et TC54VC3002EZB (tension de référence:  3 volts).  

Voici le schéma du circuit:

Le graphique ci-dessous montre la tension aux bornes de la cellule photovoltaïque (et du gros condensateur) en fonction du temps:  le condensateur se charge progressivement, jusqu'à ce que la tension d'entrée du TC54 atteigne sa tension de référence; à ce moment, le TC54  met sous tension la base du transistor, ce qui permet au condensateur de se vider (partiellement) à travers le moteur.

Ce deuxième graphique montre la tension aux bornes du moteur en fonction du temps.  Le moteur fonctionnait par courtes impulsions intermittentes pendant que la cellule solaire se trouvait à quelques centimètres d'une ampoule incandescente de 60 W.

Pour d'autres informations sur le "Miller Solar Engine", je vous conseille de consulter le site solarbotics .

Pour lire mes articles précédents sur d'autres circuits permettant de faire tourner un moteur par énergie solaire:
Circuit à base de diode zener
Circuit à base de LED clignotante

Yves Pelletier (Twitter: @ElectroAmateur)