Le CD1 est un CHARGEUR, mais c'est aussi un DECHARGEUR. Il est capable de charger une batterie rapidement, en une demi-heure ou moins, mais également de charger normalement en 14 heures.
Le CD1 s'alimente à partir d'une batterie 12V, donc c'est un modèle de terrain que vous pourrez toutefois utiliser à la maison, si vous avez une alimentation 12V secteur musclée ou si vous y disposez d'une batterie ad-hoc !
Le CD1 est géré par un micro-contrôleur puissant lui permettant des performances qu'il serait bien impossible d'obtenir avec des composants ordinaires. Le µC gère la charge ou la décharge en mesurant en permanence tout ce qui est utile et en affichant les résultats.
Le CD1 est monté dans un coffret de petites dimensions, très robuste. Il ne craint pas les vicissitudes de l'utilisation sur le terrain.
Le CD1 est relativement facile à réaliser par un amateur soigneux. Il ne nécessite pour sa mise au point qu'un multimètre permettant de mesurer les tensions et intensités jusque 10 A.
GENERAL :
Choix de la batterie à traiter parmi 10 possibles mémorisées
Paramètres par batterie :
- Nom de 6 caractères
- Type cadnickel ou NiMh
- Nombre d'éléments
- Capacité
Menu de choix de fonction : Charge, décharge, entretien, cycles décharge-charge
Sortie RS232 vers PC
Utilisation d'un µC : le MC68HC711E9 de MOTOROLA en mono-chip
Dimensions : 17 x 12 x 7 cm
Paramètres par batterie :
- Nom de 6 caractères
- Type cadnickel ou NiMh
- Nombre d'éléments
- Capacité
Menu de choix de fonction : Charge, décharge, entretien, cycles décharge-charge
Sortie RS232 vers PC
Utilisation d'un µC : le MC68HC711E9 de MOTOROLA en mono-chip
Dimensions : 17 x 12 x 7 cm
| CHARGEUR | Charge possible de 4 à 20 éléments Intensité maximale de charge : 5 A Modes charge continue ou pulsée avec temps programmables Arrêt de charge par delta-peak programmable 10 à 30 mV par élément. ( 1/2 pour NiMh ) par timer programmable de 15 mn à 14 h par sonde facultative de température par tension d'entrée insuffisante par tension de sortie anormale Affichage des tensions d'entrée et de sortie, du temps, de la température et de l'intensité de charge Mesure de la tension de sortie par convertisseur AD 12 bits Passage en mode entretien, en fin de charge, avec écran de sortie indiquant la cause de l'arrêt de charge et la capacité emmagasinée |
| DECHARGEUR | Décharge à 2 A maximum sur charge montée extérieurement et adaptable ( de 2.2, 4.4 ou 6.6 W ) Intensité de décharge s'adaptant à la capacité de la batterie Affichage de la tension de sortie, de l'intensité de décharge et de la capacité obtenue Arrêt automatique à 0.9 V par élément. |
DECHARGE CHARGE | Nombre d'actions programmable de 1 à 6 ( ex. n =3 => décharge + charge + décharge ) En fin de cycle, écran donnant le bilan global, avec capacités en mAh pour les n actions |
SCHEMAS:
 |
| Fig. 1 montrant la conception de la section puissance du CD1 |
Remarquons tout d'abord la batterie à traiter au centre de la figure. Elle est reliée aux contacts d'un relais. Le schéma montre le relais au repos. Dans ces conditions la batterie est en mode DECHARGE. Son pôle - est relié à la masse et son pôle + au circuit de décharge à courant constant. Ce circuit est constitué du MOSFET canal N TM2 contrôlé par l'ampli OP IC2B. L'entrée e+ de cet ampli est portée à un potentiel ajustable par le potentiomètre numérique IC4. L'ampli OP va donc agir sur la conduction de TM2 jusqu'à faire passer dans R17 un courant suffisant pour amener à égalité les tensions de e+ et de e-. On peut comprendre qu'en ajustant la tension de e+ par IC4 on va faire varier l'intensité de décharge. L'ajustable P4 permet le tarage de la valeur de l'intensité, lors de la mise au point. Si on laissait à TM2 la charge de supporter seul la courant de décharge, il chaufferait énormément. En effet, si vous déchargez 12 V à 2 A cela donne 24 W ! Il faudrait un énorme radiateur ! Nous avons résolu la question en intercalant les résistances R13 à R15. Ces résistances sont montées à l'extérieur du coffret. Il s'agit de modèles 25 W à boîtier radiateur. La chaleur dégagée ne gagne pas l'intérieur du CD1. De plus, par cavaliers il est possible de choisir très facilement 1, 2 ou 3 résistances pour s'adapter au nombre d'éléments à décharger.
Notons maintenant la présence de IC3 : c'est notre voltmètre de précision ! Il est à 12 bits, donc capable de 4096 points. Nous le calibrerons pour mesurer de 0 à 40.95 V, au 1/100 de volt près. Ce convertisseur requiert une référence externe de 2.5 V. C'est la zener Z ( TL431 ) qui la lui fournit. Le calibrage final se fait par P1. En mode décharge, le - batt est à la masse par le relais, donc la mesure de tension ne pose pas de problème. Les circuits IC3 et IC4 sont à programmation SERIE. C'est donc le µC qui aura la mission de gérer ces deux circuits. IC3 est un MAX1241 de MAXIM. IC4 est un AD8402 ( 10 kW ) de ANALOG DEVICES. Les lecteurs intéressés par le fonctionnement de ces circuits pourront, comme nous l'avons fait, télécharger les fiches de ces circuits sur les sites WEB de ces fabricants.
Passons maintenant au circuit de CHARGE. Il se situe, en haut, à gauche de la figure. Pour la charge, le relais passe en mode travail. Envisageons tout d'abord le cas de la charge d'une batterie à petit nombre d'éléments, par exemple une 4 éléments donc de 4.8 V. Dans ces conditions, la batterie d'entrée de 12V est très largement suffisante pour cette charge. Le circuit IC1 est alors inactif et le courant transite par L1, D1 pour retourner à la masse par le générateur de courant constant construit avec IC2A et TM1. Ce montage étant tout à fait identique à celui de décharge, avec réglage de l'intensité par IC4 et son potentiomètre de 10 kW . Notons que la batterie à charger fera 5.6 V en fin de charge. Si on estime à 1 V la perte de tension dans L1 et D1, Il se développe une tension de 12 - 1 - 5.4 = 5.6 V entre drain de TM1 et masse. Cette tension est injectée sur l'entrée FB ( Feed Back ) de IC1 et comme cette tension est supérieure à 1.25 V, ce circuit est bloqué
Imaginons maintenant une batterie de 12 éléments soit près de 18 V en fin de charge. Cette fois, les 12 V d'entrée sont bien incapables d'imposer leur loi ! Le courant de charge est donc nul à l'instant initial. Cela porte FB à 0 V. Du coup IC1 se réveille et commence son travail !
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| fig. 2 la structure interne de IC1 |
Si nous nous reportons à la structure interne de IC1, voir Fig. 2, nous constatons que la sortie Vsw peut être connectée à la masse par le transistor interne. La conduction de ce transistor est obtenue à l'aide d'un oscillateur interne 40 kHz de rapport cyclique variable et fonction de la tension sur la broche FB. Lorsque le transistor conduit, le 12V retourne à la masse à travers L1. Cette self, dite de stockage, emmagasine de l'énergie sous forme magnétique. Lorsque le transistor se bloque, la dite énergie, se reconvertit en tension électrique ( la fameuse énergie électrique de rupture qui donne des étincelles ! ) de sens tel qu'elle se met en série avec les 12 V d'entrée donnant sur C4 une tension supérieure à 12 V. Pour augmenter cette tension, il faut augmenter le temps de mise à la masse de L1 et inversement. La diode double D1 interdit la décharge de C4 vers L1 et IC1.
Dans notre montage, le LT1070 est asservi à l'intensité de charge. Le LT1070 fait monter la tension de sortie, jusqu'à obtenir dans la batterie à charger, un courant suffisant pour obtenir 1.25 V aux bornes du générateur de courant constant, soit TM1 + R8. Ce système est particulièrement séduisant car la tension sortant du convertisseur boost est toujours juste suffisante pour avoir l'intensité programmée, par le biais de IC4. Finalement, la différence de potentiel entre entrée 12V et +batt reste minimale, ce qui permet d'avoir une dissipation thermique modérée et donc ne nécessite pas de radiateur volumineux.
L'échauffement est minimum quand la batterie à charger a une tension voisine de 12 V, ce qui est le cas des packs de 7 à 10 éléments : Peu de travail pour IC1 et faible chute de tension dans TM1 et R8. Quand le nombre des éléments est faible, aucun échauffement de IC1 mais par contre TM1 encaisse la différence de tension et chauffe plus. Quand le nombre des éléments est supérieur à 10, le LT1070 est mis à contribution et tend à chauffer, mais faible dissipation de TM2 .
Au repos du relais, le LT1070 est alimenté mais le circuit de sortie est ouvert et la tension FB nulle. Dans ces conditions, IC1 va tendre à s'emballer, essayant de faire monter FB, sans succès bien sûr. Sans précaution cela va très vite et IC1 trépasse avec un dégagement significatif de fumée nauséabonde. C'est alors que l'on comprend le rôle de T1 : En le rendant conducteur on bloque le LT1070 et on le sauve du désastre !
La présence du relais peut inquiéter. Risque d'étincelles ? Non, car ce relais est toujours commuté à courant NUL, tant en charge qu'en décharge. Un délai de 1 s est prévu avant et après tout passage ou coupure des courants. Notons la présence de D2 qui interdit à la bobine du relais de créer des surtensions de coupures dangereuses pour T2 . Ici on veut éviter précisément ce que l'on a recherché avec L1 !
IC3 et IC4 sont alimentés sous 5 V par REG1, un 78L05. L2 et C6 effectuent un filtrage du 12V qui est assez perturbé par le découpage que fait IC1.
La tension de la batterie en charge est surveillée très attentivement par notre voltmètre IC3. Toutefois, le -batt n'est pas à la masse mais à une tension souvent voisine de 1.25 V, mais qui peut grimper plus haut avec peu d'éléments à charger ( voir ci-dessus ). Il nous faut donc mesurer la tension de -batt et la déduire de celle de +batt pour avoir la tension batterie exacte. Un second voltmètre est nécessaire. C'est l'une des entrées du convertisseur interne du 711E9 qui a cette mission : PE0. Elle mesure en fait des tensions faibles sous 8 bits, ce qui est suffisant.
Pour avoir l'assurance d'une parfaite précision indispensable avec la technique du DELTA-PEAK, le µC effectue en réalité 16 mesures consécutives de +batt et 16 de -batt. On totalise et on divise par 16 ! Le plus formidable de cela c'est que les 16 + 16 mesures requièrent … 4 ms !
Un autre point important : Les mesures de tension se font courant de charge coupé. La longueur des fils reliant la batterie à charger au CD1 est donc peu critique, ce qui n'est pas le cas de certains chargeurs
commerciaux !
Finalement toutes ces précautions font que les mesures effectués par le CD1 ont une excellente précision, avec des affichages très stables ! Un vrai régal !
La section puissance étant démystifiée, il reste à voir comment tout cela va prendre vie.
 | ||
| Fig. 3. le cœur de CD1, avec un montage très simple. |
Le port A commande l'afficheur, les leds l'activation de IC4
Le port B est dévolu à l'afficheur
Le port C est requis pour le clavier à 4 touches, pour la commande de T1, T2 et le blocage de IC4
Le port D gère les signaux de IC3 et IC4. Une extension RS232 est envisagée.
Le port E est celui du convertisseur AD. Il permet la mesure de -batt, I/charge, I/décharge, 12V/E , °C
Les intensités de charge et décharge sont obtenues par le passage de ces courants dans les résistances R8 et R17 de 0.22 W . Ainsi un courant de 5 A développe une tension de 5 x 0.22 = 1.10 V. Cette tension est trop faible pour couvrir la dynamique de mesure du convertisseur AD qui est de 5 V, donnant 255 points. C'est pourquoi les amplis non inverseurs IC5 ont été ajoutés. Leur gain est de l'ordre de 5 / 1.1, donc compris entre 4 et 5. Ce gain est finalisé par les réglages P6 et P5 par comparaison avec un ampèremètre extérieur. IC5 doit être un ampli CMOS dit
"rail to rail" de manière à fournir une sortie effective allant de 0 à 5V. C'est un LMC662.
Si vous désirez mesurer la température du pack, ce qui n'est pas tellement utile, il faudra ajouter un petit montage semblable pour amplifier les tensions fournies par le capteur LM35. Cela sera décrit par ailleurs.
Bien entendu, le plus intéressant ne se voit pas ! C'est le programme enfoui dans le µC. C'est un programme déjà important comptant plus de 1500 lignes, bien entendu écrit en assembleur. Nous comprenons combien il est frustrant pour un réalisateur de passer à côté de cela, mais nous n'y pouvons rien. Il faut simplement accepter le fait comme vous acceptez d'utiliser n'importe quel circuit intégré sans vraiment savoir ce qui se passe dedans !
COMPLEMENTS:
* Charge annexe. Vous avez sans doute remarqué deux douilles bananes de 2 mm B1 et B2 sur la photo du CD1
Il s'agit des sorties d'un second montage de charge optionnel permettant de charger de 4 à 14 éléments sous une intensité constante de 120 mA. Cette sortie permet donc de redonner un petit coup de charge aux accus du récepteur et/ou de l'émetteur tout en rechargeant la batterie de propulsion. Cette option sera décrite ultérieurement. Elle se monte sur le même circuit imprimé que l'ampli OP de sonde thermique
* Liaison RS232. Le CD1 transmet dans les fonctions Charge et Décharge tous les paramètres utiles à raison de
un envoi chaque minute. Un PC peut alors exploiter ces résultats. Un logiciel est prévu pour obtenir à l'écran une courbe
de charge ou de décharge. Plus de détails ultérieurement.
* Platine BUZZER. Permet d'activer un buzzer en fin de charge ou en alarme, si la batterie à charger est connectée à
l'envers ou si cette batterie se déconnecte accidentellement avec passage instantané en sécurité.
* Extension future. Le CD1 est un chargeur de puissance moyenne ce qui est satisfaisant pour 90% des amateurs,
mais on le sait, certains en veulent toujours plus ! Il sera ultérieurement possible de faire passer le CD1 à la version CD2
plus musclée. La transformation se fera très facilement, en gardant toute la platine de base, sauf le LT1070. Le CD1 est donc dans tous les cas une base de départ sûre.
REALISATION:
LISTE des COMPOSANTS
ACTIF
IC1 LT1070C ED
IC2 LM358N ED
IC3 MAX1241.ACPA ED ou SEL ( réf 20-5667 )
IC4 AD8402.AN10 RS réf 201-8952
IC5 LMC662CN RS réf 189-0703
IC6 MC68HC711E9FN programmé et fourni par l'auteur
ou RS réf 181-9170 puis programmé par l'auteur
REG1 78L05 ED
REG2 78L05 ED
Z TL431C ED
D1 MBR20100CT FAR réf 878-066
D2 1N4007 ED
TM1 IRFZ44N ED
TM2 IRFZ44N ED
T1 BC549B ED
T2 BC549B ED
IC2 LM358N ED
IC3 MAX1241.ACPA ED ou SEL ( réf 20-5667 )
IC4 AD8402.AN10 RS réf 201-8952
IC5 LMC662CN RS réf 189-0703
IC6 MC68HC711E9FN programmé et fourni par l'auteur
ou RS réf 181-9170 puis programmé par l'auteur
REG1 78L05 ED
REG2 78L05 ED
Z TL431C ED
D1 MBR20100CT FAR réf 878-066
D2 1N4007 ED
TM1 IRFZ44N ED
TM2 IRFZ44N ED
T1 BC549B ED
T2 BC549B ED
RESISTANCES ( ED ) CONDENSATEURS ( ED )
R1 10 kW base T1 C1 220 µF/25V radial e/12V
R2 1 kW Vc C2 220 nF LCC e/12V
R3 4.7 kW 1W sortie + C3 1 µF LCC Vc
R4 150 kW e/AD C4 1000 µF/63V radial sortie +
R5 2.2 kW CMS Fb C5 1000 µF/63V radial -batt
R6 2.2 kW g/TM1 C6 470 µF/25V radial 12V
R7 470 W CMS e/358 C7 0.1 µF mc/5 e/AD
R8 0.22 W 10W s/TM1 C8 6.8 µF/16V pt 662/C
R9 470 W CMS mes/Ich C9 0.1 µF mc/5 +5V/AD
R10 4.7 kW mes/-batt C10 10 µF/16V pt +5V/AD
R11 2.2 kW mes/-batt C11 6.8 µF/16V pt réf/AD
R12 10 kW base T2 C12 0.1 µF mc/5 mes/-batt
R13 2.2 W 25W décharge C13 10 µF/16V pt +5V/µC
R14 2.2 W 25W décharge C14 0.1 µF LCC +5V/µC
R15 2.2 W 25W décharge C15 0.1 µF LCC +5V/µC
R16 2.2 kW g/TM2 C16 0.1 µF CMS +5V/µC
R17 0.22 W 5W s/TM2 C17 27 pF CMS Qz
R18 1.8 kW réf/AD C18 27 pF CMS Qz
R19 10 kW e/AD C19 0.1 µF CMS Reset
R20 10 MW CMS Qz C20 0.1 µF CMS 662/D
R21 27 kW CMS Reset C21 0.1 µF CMS PE1
R22 5.6 kW CMS ModB
R23 27 kW CMS °C P1 22 kW genre 64W e/AD
R24 5.6 kW mes/12V P2 500 W genre 75H mes/-batt
R25 24 kW mes/12V P3 47 kW genre 64W I/Ch
R26 470 W CMS mes/Idéch P4 47 kW genre 64W I/Déch
R27 3.3 kW CMS 662/D P5 500 W genre 75H mes/ICh
R28 820 W CMS 662/D P6 500 W genre 75H mes/IDéch
R29 820 W CMS 662/C P7 1 kW genre 75H mes/12V
R30 3.3 kW CMS 662/C P8 22 kW genre 75H contraste
R31 470 W CMS Leds
R32 22 kW CMS PD0 1 Réseau de 4 résistances 22 kW + 1 commun
R2 1 kW Vc C2 220 nF LCC e/12V
R3 4.7 kW 1W sortie + C3 1 µF LCC Vc
R4 150 kW e/AD C4 1000 µF/63V radial sortie +
R5 2.2 kW CMS Fb C5 1000 µF/63V radial -batt
R6 2.2 kW g/TM1 C6 470 µF/25V radial 12V
R7 470 W CMS e/358 C7 0.1 µF mc/5 e/AD
R8 0.22 W 10W s/TM1 C8 6.8 µF/16V pt 662/C
R9 470 W CMS mes/Ich C9 0.1 µF mc/5 +5V/AD
R10 4.7 kW mes/-batt C10 10 µF/16V pt +5V/AD
R11 2.2 kW mes/-batt C11 6.8 µF/16V pt réf/AD
R12 10 kW base T2 C12 0.1 µF mc/5 mes/-batt
R13 2.2 W 25W décharge C13 10 µF/16V pt +5V/µC
R14 2.2 W 25W décharge C14 0.1 µF LCC +5V/µC
R15 2.2 W 25W décharge C15 0.1 µF LCC +5V/µC
R16 2.2 kW g/TM2 C16 0.1 µF CMS +5V/µC
R17 0.22 W 5W s/TM2 C17 27 pF CMS Qz
R18 1.8 kW réf/AD C18 27 pF CMS Qz
R19 10 kW e/AD C19 0.1 µF CMS Reset
R20 10 MW CMS Qz C20 0.1 µF CMS 662/D
R21 27 kW CMS Reset C21 0.1 µF CMS PE1
R22 5.6 kW CMS ModB
R23 27 kW CMS °C P1 22 kW genre 64W e/AD
R24 5.6 kW mes/12V P2 500 W genre 75H mes/-batt
R25 24 kW mes/12V P3 47 kW genre 64W I/Ch
R26 470 W CMS mes/Idéch P4 47 kW genre 64W I/Déch
R27 3.3 kW CMS 662/D P5 500 W genre 75H mes/ICh
R28 820 W CMS 662/D P6 500 W genre 75H mes/IDéch
R29 820 W CMS 662/C P7 1 kW genre 75H mes/12V
R30 3.3 kW CMS 662/C P8 22 kW genre 75H contraste
R31 470 W CMS Leds
R32 22 kW CMS PD0 1 Réseau de 4 résistances 22 kW + 1 commun
NB. Les CMS sont des 1206 pt = perle tantale mc/5 = multicouches pas de 5
LCC condensateurs polyester pas de 5
Les résistances de puissance sont en boîtier radiateur de chassis ( RH10 et RH25 )
Attention, dans MRA, il y a erreur de valeur sur les résistances R8 et R17 ( 2.2 W au lieu de 0.22 W )
LCC condensateurs polyester pas de 5
Les résistances de puissance sont en boîtier radiateur de chassis ( RH10 et RH25 )
Attention, dans MRA, il y a erreur de valeur sur les résistances R8 et R17 ( 2.2 W au lieu de 0.22 W )
DIVERS ( ED sauf indication )
1 Relais/2RT/10A RS réf 253-4088
1 Self de stockage RS réf 192-7029 indisponible
(demander la référence 192-7035)
1 afficheur LCD 2 lignes de 16 caractères
1 connecteur HE10/14 pts/F à sertir
1 barrette 2x7 picots mâles HE10
2 barrettes femelles 1 x 4 pts
1 barrette femelle 1 x 5 pts
2 supports tulipe 2 x 4
1 support tulipe 2 x 7
3 douilles 1 mm RS réf 181-5588
2 picots de 1 mm
1 support PLCC 52 pts
4 touches D6 rondes ( vert, jaune, rouge, bleu)
2 douilles bananes de 4mm ( rouge, bleu )
2 douilles bananes de 2 mm ( rouge, bleu ) pour extension
3 Leds de 3 mm ( rouge, jaune, vert )
1 jack de chassis 3 mm pour extension température
1 quartz 8 MHz
1 inductance L2 de 1 mH RS réf 173-7523
3 jeux d'isolateurs pour TO220
15 cm câble plat 14 cond.
1 boîtier ESM 4008 ED réf HAED1807
1 décor de face avant
2 cosses faston M + F
1 barette de 5 picots 2.54 coudés pour liaison RS232
1 circuit imprimé principal
1 circuit imprimé de clavier
plaque alu 2mm pour radiateurs
visserie de 2 mm, 2.5 mm et 3 mm
fils souples pour connexions
1 Self de stockage RS réf 192-7029 indisponible
(demander la référence 192-7035)
1 afficheur LCD 2 lignes de 16 caractères
1 connecteur HE10/14 pts/F à sertir
1 barrette 2x7 picots mâles HE10
2 barrettes femelles 1 x 4 pts
1 barrette femelle 1 x 5 pts
2 supports tulipe 2 x 4
1 support tulipe 2 x 7
3 douilles 1 mm RS réf 181-5588
2 picots de 1 mm
1 support PLCC 52 pts
4 touches D6 rondes ( vert, jaune, rouge, bleu)
2 douilles bananes de 4mm ( rouge, bleu )
2 douilles bananes de 2 mm ( rouge, bleu ) pour extension
3 Leds de 3 mm ( rouge, jaune, vert )
1 jack de chassis 3 mm pour extension température
1 quartz 8 MHz
1 inductance L2 de 1 mH RS réf 173-7523
3 jeux d'isolateurs pour TO220
15 cm câble plat 14 cond.
1 boîtier ESM 4008 ED réf HAED1807
1 décor de face avant
2 cosses faston M + F
1 barette de 5 picots 2.54 coudés pour liaison RS232
1 circuit imprimé principal
1 circuit imprimé de clavier
plaque alu 2mm pour radiateurs
visserie de 2 mm, 2.5 mm et 3 mm
fils souples pour connexions
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MONTAGE:
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| La Figure 4 montre les composants du recto, |
Si vous ne disposez pas d'un circuit à trous métallisés, le premier travail consiste à faire tous les passages recto-verso non réalisés par les pattes de composants. Utiliser du fil assez gros pour les passages côté puissance et fin pour les autres. Il faut REFLECHIR car certains ne sont pas si évidents. Le plus délicat se situe au niveau du support PLCC. Il faut passer du fil fin dans les trous, rabattre à plat, et souder au recto sur 2 ou 3 mm. Ne pas souder au verso. Quand vous monterez le support PLCC, en faisant très attention à son orientation et à bien passer toutes les pattes, vous souderez en même temps picots et fils fins. Pour les supports tulipe, c'est plus facile, car on peut souder sans difficulté les pattes au recto. Evidemment si vous avez les trous métallisés c'est beaucoup plus simple ! On ne soude qu'au verso !
Installer tous les petits composants en premier, R et C, potentiomètres ajustables, supports DILs et PLCC
Souder les connecteurs HE10 : 4 et 5 femelles pour leds et clavier, 14 picots mâles pour l'afficheur.
Ne pas monter IC1, D1, TM1 et TM2.
Passer au verso. Souder les CMS.
Monter le relais , C4, C5, C6, L2. L1 peut être montée, son sens est indifférent. Deux cosses faston mâles pour les
départs -batt et +batt.
Le connecteur 5 picots RS232 est soudé au verso du circuit imprimé. On notera que 3 lignes y accèdent : la masse,
le +5V et la sortie active PD1.
Le connecteur femelle ne recevra donc que 3 fils et le sens d'enfichage sera indifférent.
Installer tous les petits composants en premier, R et C, potentiomètres ajustables, supports DILs et PLCC
Souder les connecteurs HE10 : 4 et 5 femelles pour leds et clavier, 14 picots mâles pour l'afficheur.
Ne pas monter IC1, D1, TM1 et TM2.
Passer au verso. Souder les CMS.
Monter le relais , C4, C5, C6, L2. L1 peut être montée, son sens est indifférent. Deux cosses faston mâles pour les
départs -batt et +batt.
Le connecteur 5 picots RS232 est soudé au verso du circuit imprimé. On notera que 3 lignes y accèdent : la masse,
le +5V et la sortie active PD1.
Le connecteur femelle ne recevra donc que 3 fils et le sens d'enfichage sera indifférent.
A ce stade, il faut commencer la mise en service.
 |
| Cette photo différe un peu du CD1 définitif |
Ne placer aucun composant sauf les deux 78L05.
Vérifier très soigneusement .
Brancher le 12V sur l'entrée, les fils soudés dessus ( - ) et dessous ( + ) .
Mesurer l'existence du +12V sur 8 de IC2 , le relais.
Mesurer l'existence des + 5 V sur les broches concernées de IC3, IC4 , IC5 et IC6.
Mesurer l'existence du + 2.5V de référence sur le picot 4 de IC3.
Régler P8 pour avoir une tension de + 0.5 V env sur la broche 3 du connecteur d'afficheur
Sertir le câble plat sur le connecteur 2 x 7 d'afficheur. Prévoir une longueur de 10 cm environ . Souder sur l'afficheur en repérant bien le fil n°.
Vérifier très soigneusement .
Brancher le 12V sur l'entrée, les fils soudés dessus ( - ) et dessous ( + ) .
Mesurer l'existence du +12V sur 8 de IC2 , le relais.
Mesurer l'existence des + 5 V sur les broches concernées de IC3, IC4 , IC5 et IC6.
Mesurer l'existence du + 2.5V de référence sur le picot 4 de IC3.
Régler P8 pour avoir une tension de + 0.5 V env sur la broche 3 du connecteur d'afficheur
Sertir le câble plat sur le connecteur 2 x 7 d'afficheur. Prévoir une longueur de 10 cm environ . Souder sur l'afficheur en repérant bien le fil n°.
Les fils se suivent dans l'ordre.Monter les touches de clavier : E ( jaune ), P ( vert ), + ( rouge ), - ( bleu ) sur le circuit imprime installé sue la face avant du boîtier et maintenu par deux boulons de 2 mm avec entretoises de 10 mm. Réaliser le petit cordon à 4 fils souples ( 6 cm ), le souder côté clavier et sur un connecteur HE10 5 picots mâles.
Les leds sont collées à la cyano sur la face avant et munis de 4 fils souples ( 10 cm ) avec connecteur 4 picots mâles.
Faire des repères de sens avec des points de peinture sur ces connecteurs pour éviter les erreurs de branchement car ils ne sont pas détrompés.
Ultime vérification ! Insérer le 711E9 dans le bon sens. On respire et …. On branche le 12V DANS LE BON SENS, en observant l'afficheur. A l'instant initial, la ligne supérieure s'obscurcit, puis le message de copyright s'écrit fugitivement pour faire apparaître l'écran du choix de batterie. Retoucher P8 pour avoir le meilleur contraste. Appuyer sur + pour passer de paramètre à paramètre, puis sur - pour revenir. Appuyer sur P, ce qui fait disparaître le curseur, avec modification possible par +/-. Terminer par P pour retrouver le curseur clignotant. Appuyer sur E pour accéder au menu.
Si tout cela répond normalement, le plus dur est fait : Le CD1 est en vie ! Les leds sont collées à la cyano sur la face avant et munis de 4 fils souples ( 10 cm ) avec connecteur 4 picots mâles.
Faire des repères de sens avec des points de peinture sur ces connecteurs pour éviter les erreurs de branchement car ils ne sont pas détrompés.
Ultime vérification ! Insérer le 711E9 dans le bon sens. On respire et …. On branche le 12V DANS LE BON SENS, en observant l'afficheur. A l'instant initial, la ligne supérieure s'obscurcit, puis le message de copyright s'écrit fugitivement pour faire apparaître l'écran du choix de batterie. Retoucher P8 pour avoir le meilleur contraste. Appuyer sur + pour passer de paramètre à paramètre, puis sur - pour revenir. Appuyer sur P, ce qui fait disparaître le curseur, avec modification possible par +/-. Terminer par P pour retrouver le curseur clignotant. Appuyer sur E pour accéder au menu.
Il faut terminer le montage. Installer les éléments de la section puissance. Mais pour cela, il faut disposer du radiateur que montre la figure ci-dessous, à fabriquer en alu de 2 mm ou plus. Remarquer la contre plaque qui est percée exactement
comme le radiateur, mais avec des trous assez grands pour laisser passer aisément les têtes de boulons qui seront ainsi
noyées dans son épaisseur. La fixation des deux plaques sur le fond de boîtier est assurée par 4 boulons de 3 mm ( trous
notés "f" . On aura avantage à tarauder ceux du radiateur pour une pose aisée.
Le LT1070 est monté directement, mais D1, TM1 et TM2 doivent être isolés dans les règles. Un peu de pâte spéciale radiateur est la bienvenue pour favoriser les échanges thermiques.
Le radiateur et sa contre plaque doivent être montés de manière que leur face arrière arrive exactement au niveau du bord long du circuit imprimé.
Monter l'ensemble sur la platine, les vis peu serrées, ce qui facilitera l'enfilage de toutes les pattes. Vérifier la position et souder. Bloquer les vis. Relier les deux résistances.
La face arrière du radiateur doit être appliquée sur la face arrière du boîtier préparée et sur laquelle elle sera boulonnée
( voir les quatre trous "f" du radiateur ) . Prévoir de la graisse thermique. Le boîtier contribue ainsi à l'effet radiateur.
Installer les résistances de décharge, R13 à R14 sur une plaque alu de 2 mm. Les jonctions entre résistances sont faites avec adjonction de douilles miniatures 1 mm. La plaque est montée sur le fond de boîtier sur entretoises de 5 mm et boulons 2.5 mm.
( voir les quatre trous "f" du radiateur ) . Prévoir de la graisse thermique. Le boîtier contribue ainsi à l'effet radiateur.
Installer les résistances de décharge, R13 à R14 sur une plaque alu de 2 mm. Les jonctions entre résistances sont faites avec adjonction de douilles miniatures 1 mm. La plaque est montée sur le fond de boîtier sur entretoises de 5 mm et boulons 2.5 mm.
Les douilles de sortie charge, montées en face avant sont connectées par fils et cosses faston.
NB: Le LT1070 est bloqué sur le radiateur sans isolement par un boulon de 3 mm avec deux cosses à souder à l'arrière. Une cosse reçoit le fil d'arrivée du - 12V et la seconde est reliée à la piste de masse voisine du circuit imprimé
NB Nous conseillons de souder une résistance de type ordinaire, valeur 27 kW entre la sortie PC5 du µC et le + 5V.
Cette résistance fait conduire T1 dès les premiers instants de la mise sous tension, bloquant immédiatement le LT1070.
En effet, la ligne PC5 est forcée en entrée par le reset du µC et c'est le logiciel qui la configure en sortie au niveau 1. Mais il
faut pour cela un tout petit délai, suffisant dans certains cas pour faire souffrir le LT1070 qui débite alors à vide.
La résistance peut facilement se souder au recto entre le départ de la piste allant vers R1 et la piste + 5V voisine. Cela se
situant à côté du connecteur de clavier.
MISE AU POINT FINALE
Précaler les potentiomètres P3 et P4 à 26 kWMonter tous les circuits intégrés dans le bon sens.
Encore une petite vérification ! Eh oui, prudence est de rigueur !
Remettre sous tension.
La batterie proposée par défaut est de 7 éléments, 1200 mAh, Cadni. Laisser.
Accéder au menu. Choisir DECHARGE ( en reculant une fois par - )
Appuyer sur E. L'écran affiche " PAS de BATTERIE". C'est vrai.
Appuyer sur E. retour au menu.
Connecter une batterie 7 éléments /1200 mAh chargée sur les douilles de sortie, dans le bon sens et en insérant un ampèremètre 10 A précis dans l'un des fils. Court-circuiter les résistances extérieures R14 et R15
Choisir à nouveau DECHARGE et appuyer sur E. Cette fois l'écran de décharge apparaît avec affichage de l'intensité et de la tension batterie. Régler P6 pour afficher l'intensité indiquée par l'étalon. Régler P4 pour amener l'intensité à 2.0 A. Retoucher P6 si nécessaire.
Mesurer la tension batterie avec un voltmètre précis , sur les douilles du chargeur. Régler P1 ( +batt ) pour marquer la bonne valeur de tension.
Laisser faire cette décharge jusqu'à arrêt automatique. Voir la tension de fin de charge; le temps et la capacité .
En fin de décharge, appuyer sur E pour revenir au menu.
Pour le test de la charge, il faut disposer d'une tension d'entrée assez musclée pour ne pas s'effondrer.
Choisir CHARGE. Appuyer sur E. Vous accédez à l'écran de programmation des paramètres de charge. Régler l'intensité à 3.0 A, temps à 10 mn. Mettre le paramètre P à 0, ce qui met automatiquement C à 20.
Appuyer sur E . La charge démarre : Le relais passe au travail, l'écran de charge apparaît. L'ampèremètre extérieur indique l'intensité obtenue . Régler P5 pour afficher la même valeur. Régler P3 pour obtenir l'intensité désirée, à savoir 3.0 A
Attention, vous avez 10 mn pour cela.
Attendre ces 10 mn en profitant du délai pour vérifier que les composants chauffent modérément ou peu.
Les 10 mn écoulées, le chargeur passe en ENTRETIEN.
Brancher un voltmètre précis sur les douilles de sortie. Lire la tension batterie. Régler P2 ( -batt ) pour afficher la même valeur.
On sort d'entretien en appuyant sur E, ce qui affiche les conditions d'arrêt : cause et capacité chargée.
Appuyer sur E pour retour au menu.
On pourra revenir une fois sur tous ces réglages pour les affiner, avant de passer à la fermeture du boîtier et utilisation réelle
NB. Vous noterez que le chargeur n'est pas protégé contre les inversions de branchement, tant en entrée qu'en sortie. Vous avez donc le choix : Le plus simple est de concevoir les cordons de branchement de manière à éliminer toute possibilité d'erreur. Mais vous pouvez aussi ajouter des protections :
- entrée : Insérer une diode identique à D1 en série dans le fil + . Cette diode peut être montée dans CD1. Ne pas oublier de l'isoler. Inconvénient : perte légère de tension d'entrée.
- sortie : Souder une diode 10 A, anode au - , entre les douilles de sortie du chargeur. Intercaler un fusible 6 A , genre auto-radio ( garanti sans mauvais contact ! ) dans le cordon de sortie.
DETAILS D'UTILISATION du CD1
Modification d'un paramètre :
Amener le curseur clignotant sur le paramètre à modifier
Appuyer sur P : Le curseur ne clignote plus
Modifier par + ou - soit d'unité en unité ,
soit en avance rapide, pour certains paramètres, en maintenant l'appui
Appuyer sur P quand la valeur désirée est atteinte :
Le curseur clignote à nouveau
Ecran choix de batterie : Amener le curseur clignotant sur le paramètre à modifier
Appuyer sur P : Le curseur ne clignote plus
Modifier par + ou - soit d'unité en unité ,
soit en avance rapide, pour certains paramètres, en maintenant l'appui
Appuyer sur P quand la valeur désirée est atteinte :
Le curseur clignote à nouveau
Numéro : Les batteries sont classées de 0 à 9. Lorsque vous programmez cette référence, le nom associé est affiché pour une identification claire.Nom : L'entrée en programmation du nom , vous permet de passer de caractère à caractère par + /- . Appuyer à nouveau sur P pour changer le caractère pointé. Vous avez le choix : de A à Z , espace , tiret , de 0 à 9.
Type : avec +/- choisir entre Cn et Nm pour distinguer entre Cadmium-Nickel et NIMh
Nombre d'éléments : de 4 à 20 . Le nombre d'éléments est important. Il intervient dans le calcul de la chute de tension delta-peak pour l'arrêt de charge et pour le calcul de la tension minimale de la batterie en décharge.
Capacité : de 100 à 2550 mAh Notons que ce paramètre n'a d'utilité que pour l'intensité de décharge et que à partir de 1000 mAh, celle-ci plafonne à 2 A.
MENU :
A l'entrée dans le menu, le curseur se positionne sur le choix Décharge-charge qui nous a semblé être le plus courant. Vous pouvez alors si nécessaire programmer le nombre d'actions à effectuer, de 2 à 6. Par défaut, la valeur 2 est proposée ce qui correspond à une décharge suivie d'une charge.Si le choix "Décharge-Charge" ne vous convient pas, reculer par - vers Décharge ou Charge
ou avancer par + vers Entretien
Le choix étant fait, appuyer sur E pour exécution selon les modalités définies ci-dessous.
CHARGE Un premier écran apparaît :
C'est celui du choix des paramètres de charge :
Les deux premiers paramètres C et P permettent de définir le mode de charge choisi , soit continue , soit pulsée
P : C'est le second paramètre de la première ligne . Il correspond au temps de PAUSE en charge pulsée.
Sa valeur peut aller de 0 à 99 secondes.
Si P = 0 la charge est continue et dans ce cas le paramètre C est mis automatiquement à 20 secondes
Si P ¹ 0 la charge est pulsée et la valeur de P détermine la durée de l'arrêt de charge
C : C'est le premier paramètre de la première ligne. Il correspond au temps de CHARGE en mode pulsé.
Sa valeur peut aller de 4 à 20 secondes. Il est programmable seulement si P ¹ 0
Il peut sembler bizarre que, en charge continue, avec P = 0, C soit mis à 20. En fait cela est lié à la mesure
de tension batterie qui se fait dans tous les cas avec arrêt de charge. En mode pulsé, pas de problème, la
mesure se fait pendant la pause, mais en charge continue, elle se fait au rythme des valeurs de C. Comme
C est mis à 20 s, il y aura mesure toutes les 20 secondes, soit 3 mesures par minute, ce qui suffit largement
I : Fixe la valeur de l'intensité de charge désirée. Plage couverte : 200 mA à 5.10 A
Comme l'intensité maximale ne peut pas être atteinte avec 20 éléments, un contrôle automatique ramène
cette valeur à la maximale POSSIBLE . Si vous voulez charger une batterie au maximum des possibilités du CD1
programmez une intensité de 5.10 A et laissez faire ! Le CD1 corrigera de lui-même et ramènera l'intensité à la
valeur évitant une surcharge : Vous pourrez charger 20 éléments à 2.50 A environ, 12 éléments à 4.50 A
T : Programmables de 15 mn à 14 h . On peut passer directement de 15 mm à 14 h par - ou de 14 h à 15
En appuyant sur + . Avance rapide par appui prolongé sur +/-
Le paramètre T est une sécurité permettant d'arrêter la charge en cas de défaut de l'arrêt delta-peak. On
peut aussi l'utiliser pour une brève recharge de complément. Bien entendu ce temps est aussi
indispensable si le chargeur est utilisé en charge de longue durée à régime normal ( 14 h par ex )
Dans ce cas, en effet le delta-peak ne se produit pas.
^ : C'est le coefficient delta-peak choisi . Par défaut il est à 10 mV/élément. Mais si vous le voulez, vous
pouvez aller de 10 en 10 jusque 30 mV/él. Lorsque le type de batterie est NiMh, les valeurs utilisées
sont celles affichées divisées par 2
°C : C'est la température maximale autorisée pour le pack. On peut aller de 30 à 50°. Par défaut 35°.
Bien entendu, ce paramètre n'est utile que si l'extension sonde température est monté.
Si les paramètres de charge affichés vous conviennent, sans avoir modifié ou après modification, appuyer sur E pour passer à la charge effective.
L'écran de charge s'affiche, le µC teste la présence de la batterie et envoie vers un écran d'erreur s'il ne la trouve pas ou si la tension de cette batterie est très faible. ( moins de 0.5 V par élément ) Si la batterie est bien connectée, la charge démarre, mais le µC vérifie immédiatement que l'intensité de charge est normale, sinon autre écran d'erreur et stop immédiat de la charge. Si tout va bien, la charge se poursuit avec affichage des résultats mesurés : intensité effective, tension batterie en charge, tension d'entrée, température si la sonde existe ( 0° sinon ) et temps écoulé. Les ":" du temps clignotent au rythme des secondes.
Le µC surveille les paramètres d'arrêt de charge et provoque celui-ci lorsque la valeur prévue est atteinte.
L'arrêt de charge fait passer automatiquement en ENTRETIEN avec intensité réduite à Cap/16.
L'écran est similaire au précédent. L'appui sur E arrête la charge d'entretien et affiche l'écran d'arrêt de charge, indiquant la cause de l'arrêt, le temps de charge et la capacité emmagasiné.
L'arrêt de charge fait passer automatiquement en ENTRETIEN avec intensité réduite à Cap/16.
L'écran est similaire au précédent. L'appui sur E arrête la charge d'entretien et affiche l'écran d'arrêt de charge, indiquant la cause de l'arrêt, le temps de charge et la capacité emmagasiné.
DECHARGE
DECHARGE-CHARGE
Le choix DECHARGE affiche l'écran correspondant qui donne l'intensité effective de décharge, le temps écoulé et la capacité restituée.
L'absence de batterie où une batterie vide envoie vers un écran d'erreur.
L'intensité maximum de décharge est fixée à 2 A. Cette intensité est définie par le générateur de courant constant de décharge. Toutefois ce générateur est protégé par les résistances ballast extérieures qui ont tendance à réduire cette
intensité. Ainsi, si vous déchargez une batterie de 7 éléments faisant 8.4 V l'intensité plafonnera à 8.4 / 6.6 = 1.27 A avec le MOSFET TM2 complètement passant et donc ne chauffant pas du tout. Si vous désirez atteindre les 2 A , il faudrait supprimer deux des trois résistances. En effet la résistance globale de décharge
L'absence de batterie où une batterie vide envoie vers un écran d'erreur.
L'intensité maximum de décharge est fixée à 2 A. Cette intensité est définie par le générateur de courant constant de décharge. Toutefois ce générateur est protégé par les résistances ballast extérieures qui ont tendance à réduire cette
intensité. Ainsi, si vous déchargez une batterie de 7 éléments faisant 8.4 V l'intensité plafonnera à 8.4 / 6.6 = 1.27 A avec le MOSFET TM2 complètement passant et donc ne chauffant pas du tout. Si vous désirez atteindre les 2 A , il faudrait supprimer deux des trois résistances. En effet la résistance globale de décharge
doit descendre à 8.4 / 2 = 4.2 W qui se répartirons en 2.2 W extérieur et 2 W pour le MOSFET. Ce dernier dissipera alors en chaleur Q = R I 2 = 2 x 2 2 = 8 W. Cela donnera déjà un échauffement notable du MOSFET. Notez qu'en gardant, dans ce cas, deux 2.2 W , l'intensité n'aurait été que de 1.90 A mais sans échauffement du MOSFET
Si on admet que 8W dissipés par TM2 sont une limite à ne pas dépasser, cela conduit à assimiler TM2 à une résistance de 2 W . On peut alors donner une formule permettant de calculer la résistance extérieure en fonction du nombre d'éléments à décharger : R ext = ( 1.2 n - 4 ) / 2
Par ex . Pack de 12 éléments : R ext = ( 1.2 x 12 - 4 ) / 2 =
( 14.4 - 4 ) / 2 = 10.4 / 2 = 5.2 W
Si on admet que 8W dissipés par TM2 sont une limite à ne pas dépasser, cela conduit à assimiler TM2 à une résistance de 2 W . On peut alors donner une formule permettant de calculer la résistance extérieure en fonction du nombre d'éléments à décharger : R ext = ( 1.2 n - 4 ) / 2
Par ex . Pack de 12 éléments : R ext = ( 1.2 x 12 - 4 ) / 2 =
( 14.4 - 4 ) / 2 = 10.4 / 2 = 5.2 W
Dans ce cas , choisir 6.6 W pour réduire les calories ou 4.4 W si on est pressé !
A noter que la valeur proposée pour R13 à R15 peut être recalculée avec cette formule pour une utilisation particulière. Nous avons en fait retenu une valeur s'adaptant bien à des packs de 4 à 12 éléments.
A noter que la valeur proposée pour R13 à R15 peut être recalculée avec cette formule pour une utilisation particulière. Nous avons en fait retenu une valeur s'adaptant bien à des packs de 4 à 12 éléments.
DECHARGE-CHARGE
Cette fonction enchaîne les deux opérations que nous venons de détailler.
Notons tout de même que dans ce processus, l'écran de configuration des paramètres de charge ne s'affiche pas. Si vous n'êtespas certain de leurs valeurs, choisir l'option CHARGE , sans connecter la batterie. Vous accédez en premier à l'écran des paramètres que vous rectifiez si besoin est mais en sortie on va vers l'écran d'erreur " Pas de batterie" dont on sort par E
en revenant au menu, ce qui permet de lancer les cycles décharge-charge.
En fin de cycle le CD1 vous affichera un écran bilan des capacités déchargées et chargées en mAh avec la disposition suivante
Notons tout de même que dans ce processus, l'écran de configuration des paramètres de charge ne s'affiche pas. Si vous n'êtespas certain de leurs valeurs, choisir l'option CHARGE , sans connecter la batterie. Vous accédez en premier à l'écran des paramètres que vous rectifiez si besoin est mais en sortie on va vers l'écran d'erreur " Pas de batterie" dont on sort par E
en revenant au menu, ce qui permet de lancer les cycles décharge-charge.
En fin de cycle le CD1 vous affichera un écran bilan des capacités déchargées et chargées en mAh avec la disposition suivante
| Décharge 1 | Décharge 2 | Décharge 3 |
| Charge 1 | Charge 2 | Charge 3 |
ENTRETIEN
L'appel de cette fonction fait démarrer la charge d'entretien en principe à Cap/16, mais avec une intensité minimum
de 140 mA, si la batterie est connectée et a une tension résiduelle suffisante ( 0.5 V / élément )
L'écran affiché est similaire à celui de charge.
La sortie d'entretien est manuelle : Appuyer sur la touche E .
de 140 mA, si la batterie est connectée et a une tension résiduelle suffisante ( 0.5 V / élément )
L'écran affiché est similaire à celui de charge.
La sortie d'entretien est manuelle : Appuyer sur la touche E .
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