Figure 1 : Prototype de trottinette électrique DIY. Un projet accessible aux passionnés d'électronique et de mécanique.
Bienvenue sur Genie Electronique ! La trottinette électrique est bien plus qu'un simple jouet : c'est un moyen de transport urbain propre, silencieux et économique. Face à la pollution et aux embouteillages, elle s'impose comme une solution d'avenir agile et pratique.
Dans ce guide complet, nous allons détailler la construction d'une patinette électrique capable d'atteindre 20 à 25 km/h avec une autonomie d'environ 30 km. Ce projet est parfaitement réalisable pour tout passionné d'électronique disposant de notions de base en mécanique et d'un outillage minimal.
⚡ Spécifications de Notre Réalisation
Pour ce projet, nous avons opté pour une configuration éprouvée et robuste :
- Moteur : Courant continu (DC) 36V, 180W (consommation ~5A).
- Alimentation : 3 batteries au plomb-gel étanches de 12V / 7Ah montées en série (Total : 36V). (Note : Pour une version plus légère et moderne, un pack Li-ion 36V avec BMS est fortement recommandé).
- Contrôle : Régulateur de vitesse PWM (Modulation de Largeur d'Impulsion) fait maison.
- Performance : 20-25 km/h (selon la charge), autonomie de 1h30 à pleine puissance, ou >2h en conduite modérée.
🔧 Le Régulateur de Vitesse PWM
Le secret d'une accélération douce et d'un rendement optimal réside dans le contrôleur PWM. Au lieu de faire chuter la tension avec des résistances (ce qui génère une chaleur énorme), le PWM allume et éteint le moteur très rapidement (ici, environ 5 à 6 kHz).
En faisant varier le rapport cyclique (le temps "ON" par rapport au temps "OFF") de 0% à presque 100%, on applique au moteur une tension moyenne efficace variant de 0 à 36V. Cela garantit un couple constant, même à bas régime.
Architecture du Circuit
- Génération du signal : Basée sur un comparateur LM339 (U1) et des portes NAND à trigger de Schmitt (CD4093, U2) pour une oscillation stable.
- Réglage : Les trimmers R2 et R6 permettent de calibrer la course du potentiomètre des "gaz" (P1) pour une progression linéaire de l'arrêt à la vitesse max.
- Puissance : Les transistors T1/T2 pilotent la gâchette d'un MOSFET canal N de puissance (ex: RFG70N06 ou IRFZ44N), capable de supporter 60V et 70A, largement suffisant pour notre moteur de 5A.
- Sécurité : Un relais 24V coupe l'alimentation principale. Un poussoir Normalement Fermé (NF) est intégré au levier de frein : quand on freine, le moteur est immédiatement coupé, protégeant le contrôleur et améliorant le freinage.
🔌 Le Chargeur à Découpage (Switching)
Pour recharger efficacement nos batteries depuis le secteur 220V, nous utilisons une alimentation à découpage (basée sur le contrôleur PWM TL3842), bien plus légère et efficace qu'un vieux transformateur fer-silicium.
Le circuit redresse le 220V en ~300V DC, puis un MOSFET (IRF840) découpe cette tension à haute fréquence (57 kHz) à travers un transformateur en ferrite personnalisé. Un circuit de régulation (LM324) surveille le courant de charge : une LED passe du rouge au vert quand le courant chute sous 100mA, indiquant que la batterie est pleine et maintenue en "tampon" (float charge).
Ce circuit travaille avec des tensions secteur mortelles (300V DC). L'isolation galvanique entre le primaire (haute tension) et le secondaire (basse tension) via le transformateur et l'optocoupleur est cruciale. Ne manipulez ce circuit que hors tension et après décharge des condensateurs.
📦 Liste des Composants Clés
(Pour la liste complète des résistances et condensateurs, référez-vous aux schémas détaillés du projet original ou téléchargez le fichier PDF associé).
🛠️ Assemblage Mécanique
La partie mécanique est aussi importante que l'électronique. Voici les points clés de notre réalisation :
- Le Châssis : Réalisé en tubes d'acier soudés et profilés. Un compartiment central abrite les batteries et le contrôleur pour abaisser le centre de gravité.
- La Transmission : Roues de 2,5 x 4" (environ 20 cm de diamètre). La roue arrière est entraînée par une chaîne métallique reliant un pignon sur l'axe du moteur à une couronne fixée sur le demi-moyeu de la roue.
- Le Freinage : Un frein à tambour de 80 mm est fixé au châssis (partie statique) et au demi-moyeu opposé (partie mobile), offrant un freinage puissant et indépendant de la transmission.
- Le Guidon : Récupéré d'un vieux cyclomoteur. Il intègre le levier de frein (avec le contacteur de coupure moteur) et une poignée potentiométrique pour contrôler la vitesse.
🚀 Allez Plus Loin : Modernisez Votre Trottinette !
Le montage décrit ci-dessus est une base analogique robuste. En tant que passionnés de TechFix Hub, voici comment vous pouvez la moderniser :
- Tableau de Bord Numérique : Ajoutez un ESP32 avec un écran OLED pour afficher la vitesse (via un capteur Hall), le niveau de batterie (via un diviseur de tension) et la température du contrôleur.
- Sécurité Batterie : Si vous passez au Lithium, l'ajout d'un BMS (Battery Management System) 36V est obligatoire pour protéger les cellules contre la surcharge, la décharge profonde et les courts-circuits.
- Éclairage Intelligent : Utilisez des bandes LED adressables (WS2812B) contrôlées par l'ESP32 pour des clignotants et un éclairage avant/arrière synchronisé.
🔗 Pour Aller Plus Loin sur Genie Electronique
Ce projet fait appel à plusieurs concepts que nous avons déjà explorés en détail :
- 🔋 Indicateur de Niveau de Batterie : Indispensable pour surveiller votre pack 36V.
- ⚡ Alimentation Variable LM317 : Pour tester vos circuits de commande avant de les connecter au moteur.
- 📱 Projets ESP32 : Pour ajouter une connectivité et un affichage moderne à votre trottinette.
✅ Conclusion
Construire sa propre trottinette électrique est un projet incredibly gratifiant qui combine mécanique, électronique de puissance et conscience écologique. En maîtrisant le contrôleur PWM et en respectant les règles de sécurité électrique, vous obtiendrez un véhicule personnalisé, fiable et bien plus économique que les modèles du commerce.
Note légale : Vérifiez toujours la législation locale concernant l'homologation, la vitesse maximale et les lieux de circulation autorisés pour les engins de déplacement personnel (EDP) dans votre pays.
🛠️ Un projet de mobilité en tête ?
Vous avez des questions sur le dimensionnement du MOSFET, le choix des batteries ou l'ajout d'un module ESP32 ? Posez votre question dans les commentaires ci-dessous, la communauté Genie Electronique se fera un plaisir de vous aider !
%20.jpg){kind=tracking}
){kind=link}