Lampe de poche rechargeable par induction

Un bon exemple de produit rechargeable par induction est celui où l'énergie est produite par le mouvement d'une pile à combustible. aimant à travers une bobine, illustrant ainsi la loi de Faraday. Pas de batterie, qu'elle soit rechargeable ou non, donc pas de déchets ni de produits chimiques : un beau produit écologique vert.

La conception

Le produit a un construction très intéressante: à l'exception de l'objectif et du bouchon de fermeture, tous les composants ne sont pas montés sur le corps principal, mais sur un châssis interne amovible, ce qui facilite l'assemblage ou la réparation.

D'après nos tests, l'aimant choisi est très faible. Un aimant fritté à bas prix, avec une peinture argentée minimale. Cela permet de retarder sa dégradation mécanique et d'avoir une belle apparence puisque le corps de la lampe est transparent.

Deux butoirs en caoutchouc situés aux extrémités de la trajectoire de l'aimant lissent la fin des moments et protègent les pièces en plastique et l'aimant de la destruction.

L'interrupteur est constitué d'un petit bouton en plastique coulissant, poussant une plaque métallique soudée sur le PCB en dessous.

Une seule diode électroluminescente (DEL) - ancien style maintenant = pas SMD - crée la lumière principale, tandis qu'une feuille de métal réfléchissante sur le fond limite les pertes de lumière.

Une petite batterie - vraisemblablement du NiCd - pour permettre de la vider complètement sans l'endommager, de l'autre côté du PCB, retient le courant produit. 4 diodes assurent une polarité correcte pour la batterie comme pour la LED.

Les petits détails qui facilitent la fonction d'induction magnétique :

• un trou à chaque extrémité du châssis pour éviter de piéger de l'air pendant le mouvement de l'aimant
• une certaine forme dans le plastique pour éviter un contact de friction circulaire complet avec l'aimant qui le ralentirait.

note : un corps transparent ou au moins une fenêtre est indispensable dans un tel produit, pour indiquer clairement à l'utilisateur de déplacer l'aimant.

Un corps non transparent donnerait l'impression que quelque chose est cassé et flotte librement à l'intérieur, surtout si la lampe de poche n'est pas rechargée et ne s'allume pas.

Conclusion

Un produit traditionnel, très moderne dans le sens écologique, dans sa version low-cost, mais avec une belle construction -le châssis- et performant pour un tel prix.

Un tel produit nécessite une conception mécanique robuste, mais pour fonctionner très efficacement,

a besoin d'un choix très fin de composants électroniques à très faible courant.

(une diode conduisant trop de courant ou une mauvaise batterie ruinera le système ou obligera l'utilisateur à secouer sa lampe de poche en permanence).

Notez qu'une telle induction peut être calculée et simulée

Entre autres, des logiciels comme COMSOL Multiphysics: calcul de la bobine peut simuler et calculer l'induction qu'un aimant en mouvement produit dans une bobine.

Améliorations et innovations

Les petites améliorations qui changeraient facilement la perception qu'a l'utilisateur final d'un produit bon marché

• un meilleur choix de LED, pour augmenter la lumière ET/OU diminuer la consommation d'énergie, augmentant ainsi l'autonomie.
• définitivement un meilleur interrupteur : non seulement l'interrupteur donne maintenant une sensation de mauvaise qualité, mais si le corps est transparent, un tel métal corrosif
• une meilleure conception du capuchon avant : dans cette gamme de prix, le principe d'un capuchon vissable est acceptable, mais le capuchon et le corps pourraient mieux s'emboîter, sans coût supplémentaire autre que quelques heures de CAO.
• diminuer, encore plus, la friction de l'aimant : 3 ou 5 nervures de chose dans le châssis moulé

Un produit complètement optimisé pourrait être réalisé en

• rendre le boîtier étanche : la technologie de l'induction pourrait être utilisée à cet effet, car il y aurait un joint de moins à prévoir pour le compartiment de la batterie.

Bien que nous suggérions cette amélioration, ces produits ne seront jamais destinés à la plongée, car les mouvements rapides sous l'eau seront toujours difficiles et consommeront beaucoup d'oxygène pour les plongeurs.

• supprimer le passage/trou dans le corps pour l'interrupteur : une bague externe amovible par l'utilisateur avec un aimant pourrait fermer le contact d'une interrupteur à lames à l'intérieur, ce qui permet d'obtenir un produit complètement scellé qui n'aurait jamais besoin d'être ouvert (le vide ou l'hélium à l'intérieur améliorerait même légèrement le mouvement de l'aimant).
• Améliorer la qualité de l'aimant et la bobine pour plus d'efficacité
• Beaucoup d'espace/volume/longueur pourrait être gagné dans ce produit, soit pour réduire la longueur du produit, soit pour mettre plus de batterie, de bobine, d'aimant ... A droite :
  • en rouge = un gain direct = longueur qui n'est absolument pas utilisée
  • En orange = volume dans lequel certaines fonctions ou certains composants peuvent s'insérer (électronique, plus de bobine, forme spéciale de l'aimant...). 
• un indicateur de charge ; afin de ne pas consommer l'énergie juste en indiquant ( !) soit
  • la charge est indiquée uniquement lorsque le bouton est pressé
  • ou l'utilisation d'une encre électronique, qui donne de bien meilleurs résultats, mais qui nécessiterait des partenariats car elle est actuellement brevetée et n'est pas disponible dans le commerce.

Des méthodes plus innovantes pourraient être obtenues à partir de la loi de Faraday : le champ visible doit être modifié d'une manière ou d'une autre ; cela peut être obtenu de différentes manières.

• déplacer l'aimant (l'exemple de la lampe de poche ci-dessus)
• mais aussi le déplacement de la bobine par toute translation ou rotation
• et aussi en changeant l'intensité du champ magnétique (≈un aimant variable).