Tutorial de Olivier Leman | Catégories : Habitat, Énergie
Restauration et amélioration d'un module de poche audio Bluetooth pour casque filaire. Augmentation de l'autonomie + accumulateur remplaçable.
Restauration et amélioration d'un module de poche audio Bluetooth pour casque filaire. Augmentation de l'autonomie + accumulateur remplaçable.
accumulateur, LiFePO4, Bluetooth, boîtier de piles
Module Bluetooth miniature pour casque filaire, accumulateur IFR14500 avec bouton au pôle positif, module miniature "Battery Management System" BMS 1S 4A pour accumulateur Li-Ion (peut être récupéré dans une batterie d'ancien téléphone mobile à batterie amovible), module convertisseur DC-DC MT3608, boîtier de piles 3xAA avec interrupteur, fil de wrapping, scotch électricien, marqueur permanent
Fer à souder, pistolet à colle, mèches de perceuse (bois, métal, à étages), cutter
Le boîtier original de mon module était simplement maintenu fermé par des clips, il s'est ouvert en glissant un ongle entre les deux parties du boîtier.
à l'aide d'un multimètre, identifier les pôles + et - de l'accumulateur Li-Po d'origine, et les marquer sur la platine du module Bluetooth au marqueur permanent. Si vous n'avez pas de marqueur vous pouvez employer du vernis à ongles bleu ou noir (-) et rouge (+). N'hésitez pas à prendre une photo du module car lors des manipulations ces marquages pourraient s'effacer. Dans mon cas, l'accumulateur présentait une tension de 1.6V seulement, il était donc endommagé et on utilisation aurait pu être dangereuse, car l'emballement thermique peut survenir lors d'une recharge par exemple, et les accumulateurs Li-Po sont caractérisés par un emballement thermique très exothermique présentant un risque d'incendie. Les accumulateurs LiFePO4 tels que celui que nous allons mettre en œuvre sont comparativement peu dangereux, même s'ils sont capables de délivrer un courant intense en cas de court-circuit ce qu'il faudra éviter. Notez l'antenne Bluetooth indiquée par l'absence de plan de masse dans le coin supérieur droit du circuit imprimé : dans la mesure du possible il faut éviter de placer des objets métalliques à toute proximité. La prise jack est en haut à gauche. La prise USB de recharge originale est en bas à gauche : elle ne sera dorénavant plus utilisée.
J'ai prévu d'installer le module Bluetooth de telle sorte que le corps de la prise jack soit enfoncé dans le boîtier de piles. De cette façon les contraintes mécaniques reportées sur la prise sont amoindries et je m'attends à ce que l'embase jack du module Bluetooth dure plus longtemps. Penser au placement du module par rapport à l'accumulateur, et au fait que l'antenne Bluetooth ne doit pas se trouver trop près d'un élément métallique. Ici l'accumulateur se trouvera derrière le module Bluetooth dans un des logements du boîtier de piles.
J'ai découpé une cloison au cutter pour pouvoir positionner le module tel qu'anticipé à l'étape précédente. J'ai ôté les une partie des contacts / fils du boîtier de piles dont je n'avais pas besoin.
Si le module Bluetooth disposait d'un bouton poussoir flottant : identifier son diamètre et sa position puis percer le boîtier de piles. Si le module Bluetooth comporte un microphone, percer à son emplacement un trou d'environ 2mm avec une mèche à métal.
Mettre en place le bouton et le module dans le boîtier et identifier le positionnement qui permet un bon actionnement du bouton sans qu'il risque de sortir de son logement. Estimer et marquer l'emplacement du centre du trou de passage de la prise jack à l'aide d'une pointe. Identifier le diamètre du corps de la prise jack : percer le trou au bon diamètre à l'aide de la mèche à étages ou d'un forêt à bois.
Avant toute chose, anticiper les endroits où de la colle au pistolet sera appliquée et rayer la surface du plastique à ces endroits là avec le cutter : ceci rendra le collage plus solide. Placer le bouton poussoir dans son trou puis le module Bluetooth dessus à sa place et brancher la prise jack. Bien positionner le module : vérifier que le poussoir peut être correctement actionné / ne risque pas de quitter son logement, et que la prise jack peut être branchée sans efforts, sinon retoucher avec le cutter. Appliquer de la colle au pistolet, en prenant garde de ne pas coller le bouton poussoir ni occulter le microphone.
Couper les fils en prévoyant 2cm de marge. Couper la lamelle de contact du pôle positif de l'accumulateur en deux.
S'il y était, enlever l'accu LiFePO4 du boîtier. Souder le pôle B+ du BMS avec le pôle + du boîtier de piles (lamelle) avec un fil rouge, le pôle B- avec le - (ressort). Le + du Bluetooth va au P+ ou B+ avec un fil rouge. Le - va au P- du BMS. Bien "aérer" l'ensemble afin d'éviter tout risque de court-circuit qui pourrait détruire tout ou partie des composants! Remettre l'accu dans son logement puis allumer le module Bluetooth ; attention : le module BMS peut ne pas autoriser l'alimentation du Bluetooth lors de l'insertion de l'accu : on mesurera alors une tension très faible entre les bornes d'alimentation du Bluetooth (très inférieure à la tension d'accu). Si ça se produit, vérifier la tension de l'accu : si elle est inférieure à 3.3V le BMS peut refuser d'alimenter le Bluetooth, et il faudra tenter de recharger l'accu avant de l'insérer à nouveau. Ensuite, si ça ne fonctionne toujours pas, ne pas s'énerver : laisser l'accu en place pendant quelques minutes, puis si ça ne fonctionne toujours pas, l'enlever et le remettre aussitôt en place jusqu'à mesurer la même tension aux bornes de l'accu et du module Bluetooth. Ceci peut aussi se produire lorsqu'on remet l'accu en place après recharge. Conclusion partielle : dans mon cas, cet assemblage a posé problème car la tension nominale de cellule LiFePO4 est de 3.2V tandis que celle d'une LiPo est 3.7V : le module Bluetooth fonctionne mais il émet des bips pour car il détecte une tension d'alimentation trop faible : il n'est pas exploitable. Peut être cependant que d'autres Bluetooth pourraient tolérer une alimentation compatible avec la tension d'un accu LiFePO4, donc ça vaut la peine d'essayer cet assemblage simple. Remarque sur l'emploi d'un BMS : En principe, le BMS est inutile, car la platine Bluetooth (l'unique circuit intégré qui y est soudé) comporte en principe les mêmes moyens de surveillance d'état de charge de l'accu que le BMS. Cependant, cette platine Bluetooth a été capable de détruire l'accumulateur LiPo d'origine : on peut donc remettre en question l'efficacité de sa protection intégrée. En revanche, à l'étape suivante, le BMS devient indispensable avec le rajout du MT3608.
Enlever l'accu LiFePO4. Attention : le réglage par défaut du module MT3608 peut détruire le module Bluetooth : dans mon cas il était de 11.5V ! Il faut d'abord souder le MT3608 en sortie du BMS : VIN+ avec B+, VIN- avec P- ; et dessouder le + du Bluetooth du BMS, remettre l'accu, régler sa tension de sortie à 3.7V (tension nominale d'un accu LiPo). Puis enlever l'accu et souder le + du module Bluetooth avec VOUT+ du MT3608. Le composant orange soudé aux bornes d'alimentation du Bluetooth est un condensateur électrochimique, que j'avais installé pour découpler l'alimentation comme tentative avant d'installer le MT3608, mais sans succès, et comme il n'apportait rien et que j'avais besoin du volume qu'il occupait je l'ai enlevé. Test final : remettre l'accu et vérifier que le module bluetooth fonctionne correctement.
Si tout fonctionne correctement, proprement arranger les fils (sans tension mécanique) et correctement protéger / isoler chacun des modules BMS et MT3608 avec de l'adhésif électricien ou un adhésif similaire renforcé. L'adhésif maintiendra les fils en place et protégera les soudures de la casse, et il empêchera tout courts-circuit qui pourraient détruire les composants et l'accu. Il m'a été nécessaire de découper une cloison pour pouvoir installer le MT3608. J'ai collé l'interrupteur en place avec de la colle au pistolet, de sorte à ce que le levier ne dépasse pas de la façade du boîtier.
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