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Petite histoire de Pawa

28 novembre 2016

Ces dernières semaines, nous sommes restés silencieux sur l'avancement de Pawa. La raison en est simple, nous attendions nous-mêmes des réponses à certaines questions techniques. Aujourd'hui, je vais revenir sur 7 mois de conception.


Notre idée de Pawa

Pour rappel, notre idée initiale était de concevoir un chargeur intelligent qui pourrait adapter sa charge afin de préserver la batterie. Mettre en oeuvre un tel chargeur impliquait plusieurs contraintes techniques. Le téléphone doit être capable d'allumer et d'éteindre la charge, il doit également être capable de faire varier l'intensité du chargeur afin de charger plus ou moins vite. Il fallait également savoir si une charge moins forte préservait vraiment la batterie, et dans quelle mesure. Enfin, il fallait que les systèmes d'exploitation (essentiellement Android et iOs) nous donnent accès aux informations de la batterie. Voilà les principales contraintes que nous avions en tête lorsque nous avons commencé.


Première preuve de concept

La preuve de concept ou POC (proof of concept) consiste à faire un test rapide afin de montrer qu'une idée semble faisable. C'est la première étape qui évite de perdre son temps avec une idée irréaliste. Dans notre cas, la toute première étape était de savoir comment on pouvait démarrer et arrêter la charge. Nous avons donc élaboré un petit circuit électronique avec un Arduino, un relay (un poil surdimensionné) et un module bluetooth (voir image ci-dessous), le but étant de pouvoir allumer et éteindre un chargeur via une application.
Après quelques LEDs et transistors brûlés, nous avons atteint notre but.

Beaucoup de tests

Suite à cela, nous avons fait énormément de tests. Au départ, nous pensions qu'il était important de couper le chargeur une fois le téléphone chargé pour économiser de l'électricité. Nous avons donc effectué plusieurs tests avec un consomètre, pour comprendre comment est consommée l'énergie d'un téléphone en charge. Nous avons remarqué que le téléphone se charge rapidement, puis un peu plus lentement. Une fois chargé, si on le laisse branché, il se recharge à chaque fois qu'il se décharge, ce qui est plutôt logique.
Nous avons eu la surprise d'apprendre que laisser son téléphone branché la nuit n'augmente pas beaucoup les dépenses en électricité. En fait, d'après un calcul, si on laisse branché son téléphone toutes les nuits pendant un an, cela représente un surplus d'environ 2€.
Bien sûr, cela dépend de plusieurs paramètres, mais nos téléphones sont plutôt actifs la nuit (mails, tweets, messages) donc le test doit être à peu près fiable.

Nous avons mené de nombreuses recherches sur les batteries au lithium afin de comprendre leur fonctionnement, ce qui les abimes, comment bien les recharger etc... Il s'est avéré que les petits cycles de charge/décharge qui ont lieu quand on laisse son téléphone branché même quand il est chargé (notamment la nuit) sont très mauvais pour la batterie.
Avec ces deux informations, nous tenions notre nouvel objectif. Nous voulons concevoir un chargeur qui charge lentement pour préserver la batterie et éviter les cycles de charge/décharge. Ceci est illustré par le graphique suivant (censé représenter la charge d'un téléphone qu'on branche le soir en allant se coucher, et qu'on récupère le matin en se réveillant) :

Réalisation du prototype

La seconde étape consiste à réaliser un prototype fonctionnel. Un prototype ressemble au produit final en terme de fonctionnalités, mais pas forcément en terme de visuel. Nous avons contacté une entreprise spécialisée en électronique pour réaliser le circuit électronique. Cette partie était censée être plutôt rapide (2 mois), mais les ingénieurs ont rencontré plusieurs soucis lors de la conception, notamment pour la fonctionnalité la plus importante du projet : la régulation de l'ampérage (la "vitesse de charge"). Ces problèmes ont retardé la livraison du prototype de 3 mois mais sont aujourd'hui corrigés.

Cette photo représente la première ébauche de prototype, visant à effectuer des tests sur différents modèles de téléphones. Au final, elle n'était pas suffisament efficace, ce qui a conduit a un retard conséquent. La photo ci-dessous représente la version finale du prototype.

Et le design?

En parallèle de la conception du circuit électronique, nous avons contacté un premier designer pour réaliser le boitier du chargeur. Initalement, nous voulions un chargeur autonome (qui se branche sur le secteur), c'est pourquoi le premier design (ci-dessous) est plutôt classique. Nous n'étions pas satisfaits car ce design n'était pas assez innovant, et le chargeur était un peu trop gros. Nous avons donc décidé de laisser tomber le chargeur secteur, et d'opter pour un plug qui se branche sur un chargeur. Pawa n'est donc plus vraiment un chargeur, mais plus un "régulateur". Par simplicité, nous continuons de l'appeler "chargeur".
Initialement, nous voulions proposer un mode charge rapide pour les gens pressés (c'est-à-dire qui charge plus vite qu'un chargeur classique), mais en abandonnant la prise secteur, nous devions également abandonner cette idée. Au final, la charge rapide endommage beaucoup la batterie, donc cette fonctionnalité n'était pas cohérente avec notre objectif. La supprimer est donc une bonne chose. Après quelques rectifications, le design final de Pawa est celui que vous connaissez : un cable qui dispose d'un embout se branchant sur un chargeur.

L'application

Réaliser l'application ne nous a pas trop posé de problèmes puisque c'est notre métier. Sans entrer dans les détails, nous avions d'abord choisi une technologie qui permet de développer une application compatible avec tous les appareils (c'est-à-dire les Android, les iPhones et les windows Phone). Mais ce que nous avons gagné en facilité de développement, nous l'avons perdu en liberté techniques. Cette technologie ne nous permet pas d'accéder à toutes les informations nécessaires, notamment celles relatives à la batterie. Nous avons quand même développé une première version avec un design temporaire, dont voici un aperçu :

Comme la conception du circuit prenait du retard, cela nous a laissé le temps de développer la version android de l'application. Cette version est aujourd'hui quasiment terminée et va servir à faire nos premiers tests en conditions réelles avec le prototype.
La version iOS sera développée très prochainement. Au passage, nous avons refait une passe sur le design, qui est toujours officiellement temporaire...


Conclusion

Ces 7 mois ont été très riches en informations. Nous en avons appris énormément sur les chargeurs et les batteries. Cette idée d'un chargeur intelligent qui protège la batterie est devenue une préoccupation majeure pour nous.
Cette idée est encore renforcée par le constat que tous les chargeurs dit "intelligents" que nous avons trouvé sur le marché pour le moment n'en sont pas vraiment. La moitié sont des chargeurs qui se coupent en fin de charge. L'idée n'est pas mauvaise mais l'argument avancé est l'économie d'électricité. L'autre moitié des chargeurs intelligents sont des chargeurs qui chargent rapidement (souvent appelés QuickCharge). Encore une fois, ce type de chargeurs rapide correspond à un besoin (les gens pressés à court de batterie), mais il n'y a pas d'intelligence là dedans.
Bref, nous avons le sentiment de combler un vrai besoin qui n'est actuellement pas la préoccupation des fabricants. Il n'y a qu'à voir le nombre de possesseur d'iPhones qui se plaignent de l'autonomie de leur batterie, sans parler des batteries Samsung qui s'enflamment. Seul Sony semble avoir pris conscience du problème car ils ont annoncé se pencher sur la manière de charger le téléphone sans abimer la batterie.