Batteries pour Stepduino2

[Fredlab]

Hello

A la création de mon topic montrant les différentes pièces d'un Stepduino2 (designed by Christian), JMP76, nous a interpelé sur les batteries choisies.

Voici le modèle que j'utilise.



Daniel, qui a un Stepduino qui fonctionne depuis pas mal de mois, utilise une "T-1268A" (12 V - 6800 mAh), la même que celle qui est utilisée par Christian - voir [urlhttp://www.lenaturaliste.net/forum/viewtopic.php?f=284&t=10469&p=75408&hilit=stepduino+batterie#p52927]ICI[/url]

Voici les précisions, précieuses, apportées par JMP76

(...) intervenir ici pour prévenir d'être prudent en ce qui concerne les batteries lithium. La batterie proposée me semble trop légère et dangereuse. Il est normalement interdit de transporter (par avion) des batteries ayant une capacité supérieure à 100 Wh. Et celle proposée dépasse cette valeur. (12x9.8) Les commandes peuvent être saisies en Douane pour destruction, ou retournées.
Il y a aussi un problème de sécurité concernant la charge de l'accu. On doit normalement avoir un système de charge par éléments, avec possibilité d'équilibrage. Or ici, on a des batteries en série // sans protection.
Voir ce document http://www.dvxuser.com/V6/showthread.php?283393-12v-9800mah-battery-from-ebay qui décrit bien la situation (et qui m'évite d'écrire une réponse longue)
La batterie serait composée de 6 éléments de ce type http://sz-haosheng.en.alibaba.com/product/718950732-212746622/3000_mAH_li_po_battery_with_leading_wire_3_7V_3766125.html donc sans protection de surcharge, ni de court circuit.

Il vaudrait mieux trouver une batterie utilisée pour le modélisme, et avoir un chargeur spécialisé genre iMAX B6-AC http://www.ebay.fr/itm/Neuf-iMAX-B6-AC-B6AC-Lipo-NiMH-3S-RC-Batterie-Balance-Charger-Chargeur-Battery-/221483845475?pt=LH_DefaultDomain_71&hash=item3391774763 Prenez une version avec liaison 220v.
Les bonnes batteries comportent 2 câbles/connecteurs. L'un pour l'utilisation=sortie 12v, l'autre pour la charge [(Nb_cellules +1) contacts) Ce chargeur est compatible avec des batteries 4v, 8v, 12v, ... le connecteur de charge est étudié pour.
Malheureusement cela coûte plus cher que prévu, mais ce sera le prix pour la sécurité.
Je suis très prudent concernant le lithium, car professionnellement j'ai analysé un incendie important d'une usine d'informatique, et prouvé que le départ du feu était fort probablement dû à une petite batterie lithium de PC... et pourtant les plastiques avaient du retardant. On cite également qqs incendies à bord d'avion (Gilles?) d'où les restrictions citées par le chapitre 19 (<100Wh, pas de batteries en soute)...

Bref, si vous voulez monter un Stepduino2, il faudrait sans doute envisager de changer de modèle de batterie.

En tout cas, ne montez jamais une batterie contenant du lithium qui serait déformée et/ou qui aurait un emballage détérioré.
De même, en faisant votre montage, évitez de mettre les restes de composant électronique qui dépassent sous le circuit imprimé, au contact du corps de la batterie, en prenant le risque de percer l'enveloppe.
-> incendie, explosion...

Autrement, pour le moment, je prends soin de charger ce genre de batterie avec une alim de faible puissance, en restant toujours à proximité (je débranche tout quand je dois m'absenter ou quand je vais me coucher). La batterie est isolée sur le carrelage, idem pour le chargeur au bout d'une multiprise... en éloignant ce qui pourrait être inflammable.

[speculoos]

Je ne comprends pas le fantasme de Fred sur les risques de sinistres occasionnés par le chargement d'accus au lithium en particulier les Li-ion .

J'en utilise depuis plus d'un an pour mes divers drones et, pour qui connaît ce genre de marotte, saura que ça recharge dans tous les coins !
Comme l'écrit JMP, il faut le chargeur dédié (iMax = 50-60 euros )! Point ! et pas autre chose, surtout pas de bidouille à 2 balles !

[Daniel]

Sans exagèrer les risques, Il vaut mieux prévenir que guérir...

Après ces messages, je ferai plus attention à l'avenir aux conditions de recharge des batteries du Stepduino.
(mais il faut avouer que dans notre société, nous avons en permanence de nombreux petits objets qui rechargent leurs batteries au lithium dans nos appartements )

Je me pose plus de questions sur le recyclage. J'espère une longue durée de vie, en tout cas meilleure que celle des accus cadmium nickel d'antan. Mais ou jette t on ces batteries au lithium? en mélange avec les autres piles alacalines ou cadmium ou y a t il une filière spécifique?

[JMP76]

nous avons en permanence de nombreux petits objets qui rechargent leurs batteries au lithium

Et chaque objet a son chargeur plus ou moins sophistiqué. Les meilleurs ont une puce spécialisée (coût 1 ou 2 $). Les accus bâton peuvent aussi comporter une puce de sécurité (limite de tension, et limite de courant style fusible pour certaines batteries. d'où décès de l'accu bâton, alors qu'en réalité seul le circuit de protection est mort. Et certains accus lâchent à 2A -cela dépend des marques)
Les moins bons chargeurs ne fournissent que 4.2v (ou 4.1) ce qui limite de facto la charge. (reste à être sûr du 4.2V fourni)
Le problème de la batterie de Fred est que le chargeur est du type 12.6v (ou 12v) ce qui assure une sécurité pour la charge de 3 batteries parfaitement identiques. Mais le jour où un déséquilibre apparaitra, un élément risque de dépasser 4.2V et là on approche la zone de danger. Alors on fournit un chargeur 12V pour plus de sécurité, et là vos batteries ne font absolument pas la capacité annoncée.

Un problème identique peut apparaitre à la décharge.

Pour avoir une réelle autonomie, et une sécurité, il faut un bon chargeur (universel) capable entre autre de rééquilibrer les cellules pour un parfait fonctionnement. Le chargeur cité est capable de faire tous les accus: 1S, 2S, 3S, 4S, 5S, ... J'ai trouvé le mien pour 31€ livré.

recyclage

Il existe des boites pour piles/accus dans les grandes surfaces. Le tri se fera (en principe) en usine.

Multimètre pour accus LiPo

5€ voir http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/%5F%5F19945%5F%5FH%5FKing%5FCellmeter%5F6%5FLipo%5FLife%5FLi%5Fion%5FCell%5FChecker%5FAlarm.html

Alim stabilisée

Pour certains montages, il peut être nécessaire d'avoir une tension 12v irréprochable. (ou une plus grande autonomie) Dans ce cas l'achat d'un accus de 16v (4S ) ou plus peut-être la solution. On le fait suivre par un "step down" qui offre un bon rendement (genre 90%) Il vaut mieux des accus en série (nS) que des séries-// Le choix du modèle se fait en fonction des besoins réels. On pourra en discuter ici.

Danger

1- Le lithium s'enflamme spontanément au contact de l'humidité
2- Une batterie de 100wh peut fournir plus de 30 fois sa capacité en intensité. Genre 1000W pendant 6 mn. Un radiateur de 1000 w sans thermostat dans une petite enceinte confinée... Idéal pour un départ de feu! (d'où les restrictions en soute)
3- Un court-circuit dans un circuit d'alimentation avec un fil classique bidouille, fait rougir le fil et met le feu à tout ce qui touche le fil. Penser également au plastique isolant qui fond... vapeurs...

Il faut donc impérativement un fusible calibré. Ex 2A pour un moteur 1A.
A part cela il ne faut pas non plus trop stresser inutilement. Faire simplement attention, avec du bon sens.

Faites quand même de beaux rêves! Et n'hésitez pas à demander des conseils.

[JMP76]

Bonjour,

Pour les plus tordus d'entre vous, il reste possible d'utiliser des batteries d'ordinateurs portables... (ou de téléphones) et d'utiliser des step-down (ou step-up) pour créer la bonne tension désirée. Reste à résoudre le problème du connecteur qui est très particulier.
L'ordinateur servant évidemment comme chargeur. Un vieux système peut donc être recyclé! ou une seconde batterie achetée. (25€)
Enfin tout cela risque de ne pas être pratique... mais cependant très sûr.
C'étaient mes 5 mn de délire arduinesque.

Cordialement

[Christian]

Hello,
Juste une remarque, la batterie citée ici contient un petit BMS (battery managenent system), il protège des sous ou sur tensions et s'occupe de l'équilibrage des cellules à la recharge. Le mien est aussi bridé à ~1A max en décharge.
Le chargeur fourni avec est une simple petite alim stabilisée (transfo) 12.6V, 1A, le BMS intégré gérant le reste.
Comme mon transfo a pété ... je la recharge avec mon alim de labo réglée sur ces valeurs (avec un peu moins d'ampères pour la faire durer).
Attention, il faut régler la tension à vide ! (sans brancher la batterie)

Donc pas trop de soucis à avoir de ce coté ... c'est plus sur la qualité et la capacité des cellules qu'il y a eu des progrès... celle-ci étant il faut dire assez bas de gamme, mais d'un prix et d'un format intéressant.
Pour la récup et surtout le recyclage des batteries lithium, c'est une autre paire de manches...

[Fredlab]

Hello

J'ai quelques soucis avec ma batterie.
Je ne sais jamais si elle est correctement chargée.
La batterie est munie d'un interrupteur et d'une LED rouge qui s'allume quand elle est sur "ON".

La batterie est livrée avec un chargeur.
Ce chargeur (un transfo...) est muni d'une LED.

Quand je branche le chargeur sur la batterie et que la batterie est sur "IN", la LED est en vert.
Si je mets la batterie sur "OFF", la LED du chargeur s'éteint.
Si je branche le chargeur sur le secteur avec la batterie est sur "OFF", la LED du chargeur est en vert et la LED de la batterie s'allume.
Si j'allume la batterie, la LED du chargeur passe au rouge (et la LED de la batterie reste allumée)
Le chargeur chauffe (même beaucoup) quand la LED est rouge (batterie "IN")... pas la batterie
Quand la batterie est "OUT", le chargeur ne chauffe pas (il ne charge pas ?)

Comme il n'y a pas de mode d'emploi, j'ai bien des questions sur l'usage de ces deux trucs.
Dois-je charger la batterie alors qu'elle est sur "OUT" ?
(et quand elle est totalement chargée, la LED du chargeur passe au vert ?)

[Gérard Weiss]

Bonsoir Frédéric,

Question idiote : lorsque tu charges ta batterie, est-elle connectée au circuit Arduino ou non ?

D'après ce que tu décrits, le IN et le OUT semblent correspondre à la charge "supposée intelligente" de la batterie et non à son utilisation. Donc, si tu la charges alors que qu'elle continue à débiter dans le circuit Arduino, le chargeur doit délivrer un courant beaucoup plus important, ce qui pourrait expliquer sa surchauffe et le voyant rouge qui pourrait être un indicateur de court-circuit.

Mais se ne sont que des suppositions à vérifier...

[Fredlab]

Hello

Disons que la batterie était incluse dans mon Stepduino2 et que je n'arrivais pas à la charger.
Alors j'ai tout déballé, démonté et là, ce que je décris, c'est la batterie seule avec son chargeur.


(en tout cas, merci pour le coup de main-

[Pascal03]

Bonjour

Quelques considérations sur les batteries Lithium-ion :

Pour simplifier il existe 2 technologies très proches mais différentes, toutes deux nommées "Li-ion" (abusivement pour l'une d'elles) :

Li-Ion (le vrai) : tension nominale 3,6V, charge à 4,1V (par élément)
Lithium-polymère (Li-Po) : tension nominale 3,7V, charge à 4,2V

Regardez vos batteries (PC portable, smartphone, etc...) : Si les tensions sont 3,6 - 7,2 - 10,8 ou 14,4 V c'est du Lithium-Ion.
Si elles sont de 3,7 - 7,4 - 11,1 ou 14,8 V c'est du lithium polymère (Li-Po).

La différence est minime, mais énorme : cette technologie ne supporte absolument pas la surcharge !
Si on dépasse la tension de charge de 0,1V, il y a surchauffe accompagnée d'un dégagement d'hydrogène (besoin de vous faire un dessin ? )

Si on charge du Li-Ion sur un chargeur Li-Po, on risque d'avoir quelques soucis...

Les chargeurs et accus haut de gamme sont munis de prises d'équilibrage : en effet si des éléments branchés en série n'ont pas exactement les mêmes caractéristiques ou ne vieillissent pas à la même vitesse on s'expose à des problèmes : 2 Li-Po en série doivent être chargés à 8,4 V. mais si un élément affiche 4,1V et l'autre 4,3 V la somme fera bien 8,4V mais un élément sera en surcharge. un chargeur avec équilibreur surveille la charge de chaque élément et coupe la charge lorsque un élément atteint sa tension maximale (mon Hypérion 720i interromps la charge 3 secondes chaque minute pour mesurer la tension de chaque élément à vide). Lorsqu'un élément est plein commence la phase d'équilibrage : la charge des autres éléments se poursuit mais via l'équilibreur (courant de charge beaucoup plus faible). il n'y a plus de courant traversant l'ensemble du pack, l'élément chargé (les éléments chargés) reste(nt) au repos.

Pour le fantasme des batteries de PC qui prennent feu, voir sur Youtube, il y en a plein... Probablement mises en surcharge pour l'occasion et peut-être même court-circuitées car ces batteries sont sur-protégées vu les risques : quand on récupère les éléments d'une de ces batterie H.S. certains sont à la bonne tension et d'autres complètement déchargés. mais les éléments déchargés peuvent être récupérés par une recharge individuelle (j'utilise ces éléments pour alimenter mon éclairage spéléo : gratuit et bien plus fiable que les accus 18650 vendus sur ebay. même format mais pas la même qualité de fabrication)

Pour JMP76 : les chargeurs chinois sont optimistes ! Mon hypérion mesure des tension supérieures à 4,2V. J'ai mesuré les tension avec plusieurs multimètres numériques (dont un métrix de table) et tous ont donné des mesures conformes à mon chargeur hypérion, à 0,03 V près. le multimètre le plus pessimiste donnait 4,2V tout rond. les chargeurs chinois (une bonne quinzaine testés à ce jour) surchargent en moyenne de 0,05V (ce qui est la limite haute acceptable avant d'avoir potentiellement des ennuis), certains surchargeraient de 0,07V mais là c'est peut-être une erreur de mesure des multimètres.
Pour remettre en service un accu protégé, il suffit de le brancher en parallèle avec un accu chargé : un chargeur ne détectera pas la présence de l'accu (qui ne débite plus) et n'enverra pas de tension; par contre un accu chargé délivrera une tension qui "réarmera" le PCB de protection - bon à savoir !

Bon à savoir aussi : la majorité des accus 18650 "protégés" vendus sur ebay ne le sont pas ! (j'en ai désossé quelques poignées qui avaient rendu l'âme : aucun PCB à l'horizon ! La "protection", c'est comme la capacité annoncée : du vent !)

1- Le lithium s'enflamme spontanément au contact de l'humidité
Tu ne confond pas avec le sodium ?


Fred : pour ton chargeur

"Quand je branche le chargeur sur la batterie et que la batterie est sur "IN" (ON ?), la LED est en vert."
Le chargeur n'est alimenté que par la batterie : il considère que la tension de sortie est égale ou supérieure à sa tension d'entrée (qui est égale à 0 dans le cas présent)

"Si je mets la batterie sur "OFF", la LED du chargeur s'éteint."
Aucune tension ni en entrée ni en sortie : c'est tout éteint et c'est normal ! (sinon tu inventes le mouvement perpétuel et tu as le prix Nobel toutes catégories !)

"Si je branche le chargeur sur le secteur avec la batterie est sur "OFF", la LED du chargeur est en vert et la LED de la batterie s'allume"
Le chargeur - alimenté sur secteur - détecte une tension en sortie égale ou supérieure a sa tension nominale de charge. Le circuit de la batterie détecte un courant de charge et allume la LED

"Si j'allume la batterie, la LED du chargeur passe au rouge (et la LED de la batterie reste allumée)"
La batterie est allumée : son circuit consomme du courant. donc le chargeur débite des (milli)ampères. sa LED passe au rouge car il considère que la batterie n'est pas totalement chargée.

"Le chargeur chauffe (même beaucoup) quand la LED est rouge (batterie "IN")... pas la batterie
Quand la batterie est "OUT", le chargeur ne chauffe pas (il ne charge pas ?)"

La il faudrait en savoir plus....
Utilises ta batterie jusqu'à ce qu'elle n'ait plus rien a donner (sur le stepduino car il ne faut pas qu'elle se décharge en dessous d'un certain seuil - typiquement 2,5V. Le stepduino devrait la protéger contre les décharges profondes et couper avant la tension basse fatidique)
Branches ton chargeur sur le secteur, connectes y ta batterie sur "out" et laisse comme ça toute la nuit; le lendemain réutilise ton stepduino, tu verras bien si tu tombes en rade rapidement ou si ça a rechargé.

- Une batterie LI-ion ou Li-Po en charge ne chauffe pas (si c'est le cas c'est anormal : arrêter immédiatement !). le chargeur si ! (il dissipe la régulation)
- >Une batterie Li-Ion chargée affiche 4,1V au multimètre (4,2V pour une Li-Po). une batterie qui affiche 2,5V est totalement déchargée. en dessous de 2,5V, elle a souffert et est susceptible de lâcher à tout moment ! (en théorie elle est morte, en pratique j'en ai récupéré qui affichaient moins de 2V)

Tout ceci est valable pour un élément. si on a plusieurs éléments en série il faut multiplier, et tester les éléments un par un .

Source biblio : http://www.ni-cd.net/accusphp/theorie/lithium/index.php
Et pas mal de bidouille et de pratique de ma part ! (je n'ai pas fait que recopier bêtement : ça fait quelques années que je récupère des éléments Li-Po pour alimenter mes LEDs Spéléo; et j'en suis au stade où je trace les courbes de décharge de mes accus pour vérifier leur état de santé)

Pascal