Calcule d'une tension en sortie d'un transducteur piezo-céramique

[holllandais volant]

Bonjour, dans le cadre du projet de terminale SI, notre groupe étudie la récupération d'énergie à l'aide d'une dalle piezo-électrique.

Notre système est composé : de 4 transducteurs piezo-céramique en série reliés à un pont de diode afin de redresser la tension dans le but d'alimenter un condensateur qui pourrait redélivrer la tension à une LED grâce à un bouton poussoir.

Pour déterminer les composants dont nous avons besoin, il nous faudrait calculer la tension en sortie d'un transducteur.
Nous avons trouvé une formule :
U= k*h*p
avec u la tension délivrée en volt, k la constante piezo, h la largeur du cristal en mètre, et p la pression exercée en pascal.

Ce qu'on cherche depuis un moment c'est la constante piezo et si la formule était finalement correct.

Référence du transducteur trouvé sur Conrad : Transducteur piézo céramique sans circuit électronique 1000 ? 30 V/AC 1 ± 0.5 kHz KEPO FT-41G-1.0A1-479.

Si vous avez des idées ou des pistes de recherche, merci de votre aide.

[Victor]

Par curiosité vous récupérez quoi comme énergie?
de l'ordre du microwatts? Milliwatts?

[holllandais volant]

Pour l'instant, notre but est de seulement déterminer l'énergie électrique fournie par un transducteur (de l'ordre du millivolt serait plus cohérent avec la piezo), pour alimenter une LED en continue.
Donc on récupère de l'énergie électrique. Ou j'ai peut être mal compris ce que tu me demandais ? Merci de t'y intéresser en tout cas.

[Victor]

L'énergie en joules c'est UI le produit tension courant, Vous dites que c'est de l'ordre du millivolt, ça doit fournir des intensité très faibles de l'ordre de 10-8 Ampère... En connaissant l'énergie, la puissance c'est l'énergie fournie par seconde en watts

[Victor]

Puis question du pont de redressement que vous mettez à la sortie,
je ne suis pas sûr que ça marche avec des tensions aussi faibles
C'est en dehors des caractéristiques de fonctionnement des diodes

[Victor]

En réfléchissant j'ai déjà utilisé des briquets piézoélectriques ça donnait des étincelles de l'ordre de 2 à 3 mm, connaissant le champs électrique et l'effet de pointe utilisée qu'il faut pour faire une étincelle et la longueur de l'étincelle il doit être possible de calculer la tension électrique fournie par le système piézoélectrique des ces briquets.... Soit le champs électrique pour faire des étincelles dans l'air 3600 kV/m soit 3600 000v/m si je transforme en mm je divise par 1000 et ça donne 3600V/mm si j'ai des étincelles de 3mm ça donne une tension de 10 000 V on est loin de vos Millivolts par contre ça donne des intensités très faibles comme tous les générateurs de tensions électrostatiques...deuxième bonne nouvelle c'est du continu pas de l'alternatif alors pas besoin de redresser ça va direct dans le condensateur qui doit pouvoir supporter 10.000V

[macland]

..deuxième bonne nouvelle c'est du continu pas de l'alternatif alors pas besoin de redresser ça va direct dans le condensateur qui doit pouvoir supporter 10.000V...

...Pas si sûr, j'ai vu un croquis qui explique que la polarité des tensions de sortie s'inverse suivant le sens de l'effort mécanique appliqué...

[Victor]

Bien sûr que ça marche en alternatif
mais d'après ce que j'ai compris ça fonctionne
en compression dû au doigt et plus lente
et en relâchement très rapide qui donne les 10 000V

[macland]

Bien sûr que ça marche en alternatif mais d'après ce que j'ai compris ça fonctionne
en compression dû au doigt ...

...ou avec le poids d'un individu, quand la pression s'effectue, il en ressort une tension polarisée qui s'inverse quand la pression se relâche, d'ou la nécessité d'un pont redresseur...

[Victor]

Je suis pas sûr qu'il y en ait besoin, ça donne une impulsion complétement dissymétrique entres les 2 phases,Pour qu'il y ait une étincelle il faut une dissymétrie entre les 2 phases, il faudrait plutôt un filtre pour lisser l'impulsion avant le condensateur

[macland]

Je suis pas sûr qu'il y en ait besoin, ça donne une impulsion complétement dissymétrique entres les 2 phases,Pour qu'il y ait une étincelle il faut une dissymétrie entre les 2 phases, il faudrait plutôt un filtre pour lisser l'impulsion avant le condensateur

...au départ, le système est composé : de 4 transducteurs piezo-céramique en série reliés à un pont de diode afin de redresser la tension dans le but d'alimenter un condensateur qui pourrait redélivrer la tension à une LED grâce à un bouton poussoir...

[Victor]

Je sais pas trop si le système tel que le décrit Le hollandais volant soit fiable
je raisonne avec un système piézoélectrique de briquet
Il y a des grosses différences dans les systèmes
On ne récupère pas de l'énergie sur un quartz
on veut que ça oscille avec une fréquence donnée
Pour l'utiliser comme référence de temps

[bongo1981]

Et pour allumer une LED, il ne faut pas une tension seuil ? quelque chose comme 0.8 V ?

[macland]

Je sais pas trop si le système tel que le décrit Le hollandais volant soit fiable
je raisonne avec un système piézoélectrique de briquet Il y a des grosses différences dans les systèmes
On ne récupère pas de l'énergie sur un quartz on veut que ça oscille avec une fréquence donnée
Pour l'utiliser comme référence de temps

Victor, je pense que tu montes une usine à gaz: Le problème, dans l'énoncé, est de charger un condensateur en partant d'un ensemble de transducteurs piezo-céramiques… La fréquence de la tension de sortie est purement aléatoire et directement liée au nombre d'impulsions mécaniques reçues par les transducteurs...

[Victor]

Pour te répondre Transducteurs Céramiques ?
ça veut dire des truc inertes avec de hautes impédances
qu'on utilise dans des fréquences relativement élevées
du genre Lignes à retards dans des postes de TV

[macland]

Pour te répondre Transducteurs Céramiques ?
ça veut dire des truc inertes avec de hautes impédances qu'on utilise dans des fréquences relativement élevées
du genre Lignes à retards dans des postes de TV

...De ce que j'ai compris de ce composant: quand on lui applique une tension, il se met à vibrer mais si on lui "tortille la couenne", il produit une tension... Il me semble que c'est cette tension (et sous quelle intensité ?) qu'il faut définir pour, ensuite, charger un condo...
@ Victor: je pense que tu vois ce composant comme un quartz qui pilote une horloge ou un oscillateur et non comme une source possible de courant...
La piézoélectricité est la propriété que possèdent certains corps de se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu’on leur applique un champ électrique. Les deux effets sont indissociables. Le premier est appelé effet piézoélectrique direct ; le second effet piézoélectrique inverse. Cette propriété trouve un très grand nombre d’applications dans l’industrie et la vie quotidienne. Une application parmi les plus familières est l’allume-gaz. Dans un allume-gaz, la pression exercée produit une tension électrique qui se décharge brutalement sous forme d’étincelles : c'est une application de l’effet direct. De manière plus générale, l’effet direct peut être mis à profit dans la réalisation de capteurs (capteur de pression etc.) tandis que l’effet inverse permet de réaliser des actionneurs (injecteurs à commande piézoélectrique en automobile, nanomanipulateur…).Wiki

[Victor]

Je suis d'accord mais il y a des différences entre les systèmes piézoélectriques c''est comme comparez des condensateurs, des piles, des accus et des générateurs avec transfos.... question d'impédances et de tensions ils sont tous différents