[Tuto] Comment fabriquer l’éolienne low-cost


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Source article par Victor Didelot : http://www.makery.info/2017/05/16/comment-fabriquer-leolienne-low-cost-du-low-tech-lab/
Source infos : http://lowtechlab.org/

Le Low-tech Lab est un projet de recherche et de documentation collaborative visant à diffuser et promouvoir les low-tech, comme l’éolienne qu’il présentait sur son stand au Fablab Festival à Toulouse. De plus faible puissance que les éoliennes industrielles, elle peut être utilisée pour charger un téléphone, allumer des LEDs, actionner une petite pompe, grâce aux quelques watts qu’elle produit… En voici le tuto.

L’éolienne de récup’ sur le stand du Low-tech Lab à Toulouse. © Makery

Matériel

– Une planche de bois (10mm d’épaisseur minimum) ;
– Une plaque en métal (2mm d’épaisseur minimum) ;
– Un moteur pas à pas (récup’ : moteur d’imprimante/photocopieur) ;
– Un tube PVC (diamètre compris entre 50mm et 100mm) ;
– Quelques vis à bois ;
– 2 redresseurs de tension ;
– Un condensateur et un régulateur de tension (type LM7805 pour 5V) ;
– Un connecteur USB ;
– Un support en plastique pour les composants électriques ;
– Un fer à souder (+ étain et fils électriques) ;
– Une scie à bois et à métaux ;
– Une visseuse ;
– Un voltmètre et des pinces crocodiles ;
– Une pince coupante.

Etape 1: préparation des pales et de l’aileron

Pour les pales, découpez un tube de PVC de 35cm de long. Coupez le tube dans sa longueur en 4 parties identiques. Poncez les bords de chaque pale : le bord d’attaque doit être arrondi et le bord de fuite doit être aiguisé. Percez deux trous à la base des pales (l’un à 10mm de la base et un autre à 30mm de la base).

Les pointillés indiquent où il faut couper chaque pale. © Low-tech Lab CC-by-SA

Dans la planche en bois, dessinez et découpez l’aileron (comme ci-dessous). Dans cette même planche découpez un carré de la taille de votre moteur (ici 80x80mm), il servira de base pour les pales. Sur l’aileron, marquez l’emplacement du moteur afin qu’il puisse s’encastrer de force dans la forme. Poncez les bords de l’aileron pour un meilleur aérodynamisme.

Un modèle simple d’aileron, mais les fantaisies sont acceptées tant qu’elles restent aérodynamiques. © Low-tech Lab CC-by-SA

Etape 2: préparation du moteur

Coupez les six fils du moteur, dénudez et torsadez-les. A l’aide d’une visseuse, d’un voltmètre (réglé sur « alternatif ») et de pinces crocodiles, testez et notez la tension de chaque couple de fils (cf. photo). Sélectionnez les deux couples de fils avec la tension de sortie la plus élevée, ils seront utilisés pour le circuit électrique.

Pour ne pas se perdre dans toutes ses données. © Low-tech Lab CC-by-SA

Découpez la plaque en métal de 80X30mm et percez un trou au centre et un trou dans chaque coin. Soudez ou fixez le trou central de la plaque à l’axe du moteur.

Le schéma pour la plaque en métal (l’unité utilisée est le millimètre). © Low-tech Lab CC-by-SA

Etape 3: le circuit électrique

Schéma du circuit électrique de l’éolienne low-tech. © Low-tech Lab CC-by-SA

Les redresseurs. 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 cela, on utilise deux redresseurs : ils « redressent » la tension à la sortie du moteur. Chaque redresseur dispose de quatre pattes : les deux pattes centrales sont les bornes alternatives du redresseur et les deux pattes extérieures sont les bornes positives et négatives du redresseur (les bornes sont indiquées sur la tête du redresseur).

Soudez les couples de fils en sortie du moteur (sélectionnés lors de l’étape précédente) aux bornes alternatives des redresseurs (un couple de fils par redresseur). Soudez les bornes négatives des redresseurs entre elles puis soudez les bornes positives des redresseurs entres elles.

Le 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.

En sortie du redresseur, soudez la borne négative à celle du condensateur (la tige la plus courte) et soudez la borne positive à celle du condensateur (la tige la plus longue). Si les tiges des composants sont trop courtes pour les souder ensemble, utilisez des fils électriques pour les relier.

On peut utiliser le fond d’une bouteille en plastique comme support. © Low-tech Lab CC-by-SA

Le régulateur de tension. Chaque régulateur est différent : si vous voulez une sortie en 12V, par exemple, achetez votre régulateur en conséquence. Pour connecter un port USB, on a choisi du 5V (type LM78xx). Le régulateur possède trois tiges différentes en vue de face : 1 entrée (+), 1 commun (masse), 1 sortie (–).

Soudez la borne négative du condensateur à la masse du régulateur puis soudez la borne positive du condensateur à l’entrée du régulateur. Ensuite, soudez un fil rouge à la sortie du régulateur et un fil noir à la masse. Ce seront les fils de sortie de votre éolienne, auxquels vous pouvez connecter une batterie, une ampoule ou un port USB.

Le connecteur USB. Lorsque vous posez votre connecteur USB à plat avec la lamelle plastique vers le haut, la patte de droite est la borne positive, et la patte de gauche, la borne négative.

Le connecteur USB. © Low-tech Lab CC-by-SA

Soudez le fil rouge sur la borne positive et le fil noir sur la borne négative du connecteur USB.

Etape 4: assemblage

Vissez les pales sur leur base. Avant de serrer au maximum, vérifiez qu’il y ait le même angle entre chacune des pales. Vissez enfin la base des pales sur la plaque en métal. Couvrez le moteur et le circuit électrique avec une chambre à air de vélo pour les protéger des intempéries.

Votre éolienne low-tech est fin prête pour de grandes aventures au gré du vent. La rotation de l’éolienne nécessite un vent de 10 à 15km/h minimum pour démarrer. Vous pourrez alors brancher n’importe quel appareil muni d’une connexion USB, mais il faudra patienter quelques heures : compter 5 heures de charge pour une batterie de téléphone par vent moyen.

Le tuto du Low-tech Lab en vidéo:

Le tuto du Low-tech Lab au format PDF