Remplacer deux piles jetables par un accu LiFePO4

Olivier Leman

https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Remplacer_deux_piles_jetables_par_un_accu_LiFePO4

Dernière modification le 03/05/2024

Difficulté

Easy Facile

Durée

30 minute(s) minute(s)

Coût

5 EUR (€)

Description

Solution simple pour modifier un appareil conçu pour être alimenté par deux piles jetables AA ou AAA afin de l'alimenter avec un accu LiFePO4 rechargeable. Exemple d'application à une souris sans fils.

Sommaire

accu, LiFePO4, piles, BMS

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Introduction

Un appareil à pile peut être coûteux et pénible à l'usage. Il faut s'approvisionner, les emmener à un point de collecte dédié lorsqu'elles sont usées, surveiller leur date de péremption, il arrive qu'elles fuient de l'électrolyte corrosif et produisent des résidus poussiéreux potentiellement toxiques. Il est possible de régénérer une pile de type alcaline quelques fois avec un appareil approprié, voir le projet "Regenbox". Comme alternative il existe certes des accus NiMH, parfois appelés "piles rechargeables", mais leur tension nominale inférieure (1.2V contre 1.5V pour une pile) les rend parfois incompatibles avec l'appareil. Il existe aussi des accus NiZn, de tension nominale compatible avec celle des piles. La solution que je propose dans ce tutoriel emploie un accu LiFePO4, dont je fais l'expérience depuis plusieurs années. L'accu LiFePO4 se montre fiable dans la durée et simple d'utilisation, il est plus sûr que d'autres technologies d'accus lithium-ion. Une souris informatique sans fil sert d'exemple.

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Matériaux

accu LiFePO4 au format du boitier de piles de l'appareil (AA : IFR14500, AAA : IFR10440, choisir un modèle à bouton au pôle +), BMS 1S 4A, fil de cuivre gainé par exemple "wrapping wire 30 AWG" , diode Schottky 1A SB140 (ou SB130 ou SK120 ...) , bouton poussoir miniature, soudure, ruban adhésif électricien

Outils

fer à souder >5W avec panne en pointe <2mm, brucelles pour manipuler les fils et les composants électroniques lors de la soudure, multimètre numérique quelconque

Étape 1 - Identifier le câblage des piles dans l'appareil

Placer des piles jetables dans les logements. Employer un multimètre numérique en fonction voltmètre tel que dans l'illustration. Faire un dessin du schéma de câblage et le prendre en photo avec l'appareil à côté (documentation utile pour la suite). Remarque : je suppose que l'interrupteur marche/arrêt n'est pas câblé entre les deux piles, je n'ai d'ailleurs jamais rencontré ce cas de figure.

Étape 2 - Schéma de principe pour substituer un accu LiFePO4 à deux piles jetables

Un appareil alimenté par deux piles, tension nominale : 3V, 3.3V max avec des piles neuves. Sûreté : ne pas significativement dépasser 3.3V. Accu LiFePO4 chargé : jusqu'à 3.6V mais baisse rapidement à 3.4V après fin de charge, donc risque d'endommager l'appareil limité. Pour ne prendre aucun risque, une de diode Schottky (SB140) en série a une tension de chute directe d'environ 0.1V à 0.4V pour un courant de 10uA à 300mA, contribue à ramener la tension dans une plage sûre de 2.7V à 3.3V au cours de la décharge de l'accu.

Étape 3 - Assemblage de l'accu dans l'appareil : soudure

à l'aide de la polarité identifiée à l'étape 1, souder le module BMS, la diode Schottky et le poussoir d'initialisation dans le boîtier de piles. Remarque : le poussoir n'a pas été assemblé, il n'est pas forcément nécessaire mais je recommande de l'installer. J'ai réussi à souder les fils de wrapping aux contacts du boîtier de piles sans démonter la souris.

Étape 4 - Assemblage de l'accu dans l'appareil : finalisation

avec du ruban adhésif électricien

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