Il y a quelques temps, ma dernière batterie au plomb a lâché. Je n’avais donc plus de source d’énergie 12V transportable capable de délivrer plusieurs ampères.
Certes, ce n’était plus une batterie de première fraîcheur. C’était une des anciennes batteries 12V 7Ah encore bonne au moment de la retirer de mon onduleur lorsque j’ai remplacé ses deux batteries il n’y a un moins d’un an.
Quand j’ai voulu m’en servir un jour, elle était déchargée avec une tension de 10,1V.
J’ai tenté de la recharger mais elle prenait que quelques mA de courant.
En la laissant en charge « pour voir », c’est monté vers 400/500mA mais pas tellement plus.
Lorsque le courant est redescendu vers quelques mA, j’ai mesuré sa tension pouvoir jusqu’à combien elle s’était chargée mais elle n’arrivait pas à dépasser les 11V.
C’était le signe comme quoi c’était fini pour elle.
Donc il a fallu trouver un remplacement.
Une batterie au plomb, ça coûte un peu cher à l’achat, c’est très lourd et il faut l’amener obligatoirement à la déchetterie pour la recycler.
Mais dernièrement j’ai fabriqué pour Isobel un petit boîtier permettant d’accueillir 3 accumulateurs lithium au format 18650 3,7V pouvant fournir 12,6V à pleine charge.
L’avantage de ces petits accumulateurs au lithium est qu’ils sont léger, d’une bonne capacité de nos jours et abordables.
Pour les recycler, il suffit de les déposer au coin recyclage des piles au supermarché.
Les accumulateurs utilisés dans mon précédent boîtier était des Sony VTC6, avait une capacité de 3Ah, pouvait délivrer de manière continue jusqu’à 20A.
En terme de poids réduit, de capacité suffisante et de possibilité de délivrer un fort courant, c’était pas mal et bon remplacement d’une batterie au plomb !
Mais ce boîtier simple avait quelques défauts :
- Il n’y avait pas de BMS (Battery Management System) donc impossible d’utiliser le boîtier pour recharger les accumulateurs 18650. Il faut forcément les sortir pour les charger et utiliser un chargeur externe mais je n’en ai pas.
- Les connexions étaient juste des fils, ce qui n’est pas toujours pratique voir dangereux en cas de court circuit.
- Sans un voltmètre avec soit, on a aucune idée de l’état de charge des accumulateurs. Si la tension descend en dessous des 3V par élément, cela peut endommager les accumulateurs irrémédiablement.
Donc pour ce nouveau boîtier, il va y avoir :
- toujours 3 cellules 18650
- un BMS pour la gestion de charge, la protection de surcharge, sous-charge et de court-circuit
- j’ai retiré le fusible car le BMS au fait office de protection contre les court-circuits
- un testeur rapide intégré pour ne pas avoir à avoir à trimballer et à sortir le multimètre à chaque fois
- des connecteurs d’alimentation au lieu de fils
Comme cellules 18650, j’ai commandé des Sony VTC6 d’une capacité de 3Ah, pouvant débiter 20A en continu.
Ces cellules sont les 18650 les plus courantes chez les vapoteurs et sont donc trouvables à des prix très corrects voir en promotion par moment dans les boutiques de vape.
Batterie chez KumulusVape : https://www.kumulusvape.fr/accus/2785-imr-vtc6-18650-3000-mah-30a-sony.html
Pour les contacts des cellules, j’ai repris les même que j’avais utilisé pour le précédent boîtier et pour la batterie pour magnétoscope Akai VT :
Lien eBay : https://www.ebay.fr/itm/274947658336
Pour le BMS, je vais réutiliser le même que celui que j’ai utilisé dans ma batterie de remplacement pour magnétoscope Akai VT.
Il peut gérer 3 cellules 18650 et peut supporter jusqu’à 10A ! Assez pour de quoi s’amuser déjà.
Il n’est pas très cher et m’a déjà montré qu’il marchait bien dans mon magnétoscope Akai VT.
J’en avais précédemment commandé deux, il m’en reste un. Il fera donc parfaitement l’affaire.
Lien eBay : https://www.ebay.fr/itm/323599360220
Pour le testeur, j’ai voulais essayer de trouver au début une sorte de voltmètre LCD miniature mais j’avais peur que cela finisse par trop consommer en permanence car ce voltmètre sera forcément alimenté par les cellules 18650 en plus de mesurer leur tension.
Au final, j’ai trouvé ce petit testeur tout simple existant pour différentes configurations de batteries et indiquant par tranche de 25 % l’état de la batterie lorsqu’on appuie sur un bouton. Vu le prix et ce qu’il faisait, c’était super !
Lien Aliexpress : https://fr.aliexpress.com/item/1005001413728853.html
Pour les connexions, j’ai pensé utiliser des borniers où on peut coincer des fils. Mais je souhaite également qu’on puisse y mettre des fiches bananes 4mm.
Comme cela, je peux raccorder directement mon boîtier à mon alimentation de laboratoire pour le charger.
Donc les exigences suivantes :
- Pouvoir y connecter directement des fils.
- Pouvoir y connecter des fiches bananes 4mm.
- Il faut un contour en plastique pour éviter les court-circuits si le boîtier est rangé dans un sac avec un objet métallique (exemple : clés).
- Pas cher.
En cherchant un bon moment sur Aliexpress, j’ai trouvé mon bonheur avec ces borniers revenant à 1,42€ l’unité au moment de l’achat :
Lien Aliexpress : https://fr.aliexpress.com/item/32730175233.html
Le câblage sera du fil 18AWG de récupération qui permet se faire passer théoriquement jusqu’aux alentours de 15 A.
Vu les longueurs de fil nécessaire et que ce permet ce diamètre de fil, ça sera suffisant.
Cette nouvelle version est donc une version « luxe » par rapport à l’ancienne mais pas trop chère à fabriquer quand même.
Quelques temps après avoir commandé toutes les pièces, j’ai tout reçu :
J’ai voulu tout de suite tester le testeur sur mon alimentation de labo pour voir ce qu’il donnait.
Pas de doute, c’est des LEDs bleus chinoises, ça se voit bien à la luminosité qui explose la rétine ! :D
J’ai mesuré la tension à chaque palier :
- La LED « 25 % » s’allume à partir de 10,2V.
- La LED « 50 % » s’allume à partir de 10,8V.
- La LED « 75 % » s’allume à partir de 11,4V.
- La LED « 100 % » s’allume à partir de 12,0V.
Ça fait mal aux yeux même sur les photos ! :D
J’ai vérifié combien il consommait en fonctionnement et à l’arrêt.
En marche avec toutes les LEDs actives, la consommation est de 10 mA.
A l’arrêt, mon ampèremètre indique 0 mA. La consommation n’est sûrement pas nulle mais elle doit être de moins de 500 µA.
Avec toutes les pièces en main, j’ai pu commencer le design du nouveau boîtier à imprimer en 3D dont le design de base a été repris à partir de l’ancien boîtier.
Je voulais mettre les borniers et le testeur sur le côté où il y avait auparavant le trou pour les fils sur l’ancien boîtier.
J’ai dessiné un truc sur un bout de papier puis j’ai fait péter la calculette pour déterminer les dimensions.
Il fallait aussi de quoi faire tenir le BMS dans le boîtier sans qu’il ne bouge.
L’épaisseur du BMS incluant la PCB et les puces fait 2,8mm.
- les supports de cellules.
- ce qu’il faut pour faire tenir le BMS.
- les trous pour visser les borniers.
- la découpe pour faire glisser et tenir en place le testeur entre les deux borniers.
- un couvercle avec ouverture si on veut pouvoir retirer les accumulateurs quand on a plus besoin du boitier.
- un couvercle sans ouverture si on souhaite laisser les accumulateurs tout le temps dans le boîtier ou qu’on ne souhaite pas que les cellules puissent partir par mégarde.
J’ai choisi ce couvercle pour moi. :)
J’ai repris l’idée d’un couvercle sans vis qui reste en place par friction. Ça marchait plutôt bien avec l’ancien boitier.
Et hop, ça part à l’impression !
Paramètres d’impression :
- Imprimante : Creative Ender 3 V2
- Filament PLA Geeetech violet
- Largeur d’impression : 0,2mm
- Température d’impression : 200°C
- Température du plateau : 60°C
- Densité de remplissage : 15 %
Temps d’impressions estimés :
- Pièce principale : 7h15
- Couvercle avec ouverture : 1h45
- Couvercle sans ouverture : 2h30
Puis j’ai tout monté et câblé. Tout marche bien ! :)
Comme d’habitude avec ce BMS, quand on met les accumulateurs il n’y a rien qui sort immédiatement.
Il faut envoyer une tension sur les entrées/sorties principales du BMS, comme pour lancer une recharge, pour l’activer.
J’ai mis à charger les cellules en envoyant 13V avec mon alimentation de laboratoire reliée par des connecteurs banane.
Une vue sur les borniers avec la possibilité de mettre des fils ou des fiches bananes 4mm :
Et voilà !
En utilisation, il suffit juste d’appuyer sur le bouton de test pour pouvoir savoir où en est l’état des batteries.
Je sais qu(avec les accumulateurs au lithium la décharge n’est pas linéaire mais en partant du charge complète j’ai obtenu auto-décharge entre 20 et 30 mV par jour.
En évolution, je pourrai :
- changer de BMS. Celui que j’ai utilisé est celui de base. On en trouve d’autres tout aussi facilement qui peuvent gérer bien plus d’ampères.
- mettre des cellules 18650 en parallèle pour double/tripler/… le courant continu maximal possible ainsi que la capacité.
Comme d’habitude, un service qualité a veillé à ce que tout soit parfait ! :D
