Déchargeur Capacimètre pour Accu Ni-Cad


Contrôleur de décharge polyvalent [4]
 
 

    Pour prévenir et quelquefois guérir un effet mémoire, il faut décharger complètement les batteries Ni-Cad. La solution la plus évidente serait de mettre une résistance entre les 2 bornes de la batterie et de laisser faire. Mais ce serait beaucoup trop simple car cette manière de faire possède un effet pervers. En effet chaque élément d'une batterie n'a pas exactement la même capacité que les autres, ce qui fait que si l'on décharge complètement une batterie, l'élément de plus faible capacité va être déchargé avant les autres, puis va subir un courant de décharge imposé par les autres éléments avec une inversion de polarité, ce qui n'est pas très bon pour la durée de vie de l'élément en question.

Il faut donc que le système de décharge coupe celle-ci avant qu'il ne soit trop tard, c'est à dire aux environs de 1 volt par élément.
 
 

Le schéma électronique suivant s'explique facilement.
 
 
Contrôleur de décharge polyvalent, Schéma de principe
Pour télécharger le schéma en image tif 300 ppp cliquez ici L’ensemble fusible plus diode à l’entrée protège le montage contre des branchements inverses, la diode court-circuitant la batterie montée à l’envers et faisant immédiatement fondre le fusible. De plus la diode 1N4148 protège l’entrée inverseuse du CA3140 contre des tensions inverses; le montage est donc protégé contre d’éventuelles inversions de polarité au branchement. La diode Zener de 6,2 V associée au condensateur de 100 nF donne après division par le pont de résistances, une tension de référence ajustée à 1V. Cette tension est comparée à une fraction de la tension de la batterie, fraction réglable en fonction du nombre d’éléments. Quand la fraction de tension batterie descend en dessous de la tension de référence, la sortie du comparateur passe à zéro, ce qui bloque le transistor 2N1711 qui cesse d’alimenter le relais qui décolle et arrête la décharge.

Le bouton fugitif " Start " court-circuite le relais et commence la décharge. La diode LED sert de témoin de décharge et peut être ramenée sur la face avant du boitier.
 
 

Le premier réglage consiste à régler la tension de référence à 1V ce qui représente la tension de fin de décharge d’un élément Ni-Cad. Ensuite il faut régler le potentiomètre de 2,2kW de manière à ce que le relais décolle pour une tension de 10,5V lors de la décharge d’une batterie au plomb de 12V et 5,25V pour une batterie de 6V
 
 


 
 

Contrôleur de décharge polyvalent, C.I. et Schéma d’implantation des composants

Circuit imprimé et schema d'implantation en tif 300 ppp cliquez ici
  Le circuit imprimé est réalisé simplement par des transferts Mécanorma sur une plaque d'époxy cuivré découpée à la bonne taille, puis plongée dans une solution de perchlorure de fer. Vous pouvez aussi réaliser (ou faire réaliser dans une boutique spécialisée) un film mylar qui permettra de réaliser rapidement plusieurs circuits sur plaque époxy photosensibilisée. Les perçages seront fait à l'aide d'une mèche de 0,8 mm sauf les trous pour les pattes du relais et les fils de la batterie qui seront de 1 mm.
 
 

Le dessin en noir représente le circuit imprimé côté face cuivrée, l’autre est le schéma d’implantation des composants.

Les liaisons seront faites avec du fil en nappe sauf les connexions de la batterie qui seront en fil d'au minimum 1,5 mm2

La LED pourra être reportée sur la face avant du coffret plastique dans lequel vous mettrez le montage.

Le connecteur 7 positions sera installé sur la face avant et relié au circuit par du fil en nappe.

L’inverseur Ni-Cad/Pb sera reporté sur la face avant, ainsi que l’interrupteur de choix 6/12V

Les prises de connexion de la batterie seront installées sur la face avant pour des raisons de commodité.

Une petite alimentation 12 V accessoire est nécessaire pour l’alimentation du comparateur
 
 

Il ne faut pas être effrayé par cette réalisation qui n'utilise que des composants bon marché et faciles à trouver. Le circuit imprimé est simple et certains revendeurs de composants électroniques s'en chargent pour un coût modique.

Matériel
 
 
13x 1 kW 5% ¼ W 2x 3,3 kW 5% ¼ W 1x 5,6 kW 5% ¼ W
1x ajustable 1 kW 1x ajustable 2,2 kW  
1x 100 nF céramique   2x diodes 1N4001
1x diode 1N4148 1x diode Zener 3,6V 1x diode LED verte
1x transistor 2N1711 1x CA3140 un relais 12V 4 contacts RT format Europe
1x bouton poussoir contact fugitif 1x inverseur simple 1x contacteur rotatif 8 positions
  1 porte fusible de tableau 1 fusible 4 A lent
    1 circuit imprimé

  Déchargeur à courant réglable
 
 

Comme on l’a vu, les accumulateurs Ni-Cad doivent être déchargés à un courant correspondant à 1/10 de leur capacité en Ampère-heure ( 0,1 A pour un accumulateur de 1 Ah ). Comme il existe de multiples capacités il faut prévoir des résistances différentes, avec toutes les difficultés que cela présente au niveau de la manipulation. C’est la raison de ce montage destiné à être couplé au moniteur de décharge.

Il s’agit d’un régulateur de courant réglable par le biais d’un contacteur 5 positions ainsi qu’un interrupteur x1 ou x2,5 de manière à s’adapter aux différents courants de 0,1A à 2,5A..
 
 

Le schéma en est le suivant:
 
 

Déchargeur de batterie à courant réglable à FET-MOS, Schéma de principe
schéma en tif 300 ppp cliquez ici
 
  Le fonctionnement est simple. La tension aux bornes d’une résistance de 2 ohms dans laquelle circule le courant de décharge de la batterie à décharger est comparée à une tension de référence choisie par le rotacteur. Si la tension aux bornes de la résistance est supérieure à la tension de référence, c’est donc qu’il y circule un courant trop fort, le niveau de sortie du comparateur baisse, le transistor BUZ 10 conduit moins, ce qui diminue le courant de décharge. Le processus est inverse si la tension est trop faible.
 
 

Le réglage en est très simple: mettre une batterie en décharge avec un ampèremètre en série. Le courant 0,5A étant sélectionné, régler le potentiomètre pour lire 0,5A sur l’ampèremètre, c’est fait.


 


Déchargeur de batterie à courant réglable , C.I. et schéma d’implantation

Circuit imprimé et schéma d'implantation en tif 300 ppp cliquez ici
 
  Le montage du système dans un boîtier isolant facilite la mise en oeuvre du système. Les 2 rotacteurs sélectionnant le nombre d’éléments et celui sélectionnant le courant de décharge seront reportés en face avant ainsi que la LED témoin de décharge et les inverseurs Ni-Cad/Pb et courant de décharge x1-x2,5 (double monté en parallèle pour des raison d’intensité de courant).

Il est possible avec le déchargeur régulé de constituer un capacimètre: le temps de décharge donne la capacité de la batterie, 10 heures équivalent à 100%, 8 à 80 %, 12 à 120%.

Il suffit pour cela d’utiliser un réveil à pile du commerce et de l’alimenter à travers le relais du déchargeur réglable selon le schéma de montage général. Il suffit alors de remettre les aiguilles à 0 puis de démarrer la décharge. L’heure d’arrêt de la pendule donne le temps de décharge. C’est simple et permet de contrôler la capacité réelle de vos accumulateurs; les surprises ne sont pas rares.
 
 

Matériel
 
 
7x 1 kW ¼ W 5% 1x 3,3 kW ¼ W 5% 2x 1 W 1/2 W 5%
2x 0,82 W 3 W 5%   1x ajustable 1 kW
  1x 100 nF céramique  
1 diode Zener 3,6V 1x CA3140 1x transistor Mos-Fet BUZ 10
  1 contacteur 5 positions 1 inverseur double (utilisé en parallèle)
  1 circuit imprimé  
éventuellement une pendulette électrique du commerce