A quoi bon alimenter un poste prévu sur batteries, par une alimentation secteur ?
Bien sûr c'est plus pratique et lorsque les régions se sont électrifiées progressivement, les utilisateurs étaient contents de ne plus avoir à recharger ces fichues batteries ...
Mais nous, nous n'utilisons pas ces postes batteries comme à l'époque, même si ce qui compte est le fonctionnel plutôt que l'authentique, c'est tout de même intéressant de faire fonctionner un poste batteries sur batteries : on peut l'emmener n'importe où : dehors, sur la plage, en camping ...
J'imagine la tête des voisins à la vue d'un DKE38 sur la plage ...

Bref, peu importe après tout, ce qui compte c'est de se faire plaisir !
Pour les accus, j'ai eu une idée un peu saugrenue : récupérer ceux des blocs de PC portables réputés HS.
Je dis réputés HS car en fait sur le nombre d'accus dans ces blocs, je parierais bien qu'il y en a quelques uns encore bons ...

Côté boitier, l'idéal serait d'en faire un de dimensions juste supérieures au poste (en largeur et profondeur), afin de pouvoir poser le poste dessus.
Sa hauteur pourrait être minimale ..

Résumons donc ce qu'il faut faire :

- récupérer des accus dans les blocs de PC portables
- les tester, les trier et tenter de les remettre en service
- étudier une alimentation fournissant les tensions nécessaires au DKE38
- construire un boitier

Comme à l'habitude, plus un objet technique est sophistiqué et moins il est réparable en cas de panne. Nous qui dépannons des postes des années 1920 sans problème, nous savons qu'une TV moderne à écran plat est quasiment irrécupérable !
Il en va de même pour ces blocs d'accus, je m'explique :

Quand les accus étaient des CdNi (Cadmium-Nickel), on était encore tranquille : on pouvait les remplacer facilement en allant en acheter dans le supermarché du coin. J'ai ainsi pu réparer des perceuses sans fils en ouvrant son bloc d'accus et en les remplaçant (ceci étant, l'opération n'est pas toujours meilleur marché que de racheter une nouvelle perceuse sans fil)
Puis vinrent les Ni-MH (Nickel-métal-hydrure). Ceux-là se trouvaient aussi, mais il fallait déjà faire gaffe lors de la charge ...
Maintenant, pour gagner de la place donc de l'autonomie (les PC bouffant de plus en plus d'énergie), on est passé aux Li-ion (pas aux animaux, au Lithium-ion).
Ces blocs coutent cher et on est démuni devant un message abscont en bas de l'écran :"batterie à remplacer", quand ce n'est pas le PC qui s'arrête définitivement tout seul ...
Rien n'y fait, c'est fichu. Si on a la curiosité d'aller voir le connecteur du bloc, surprise : les contacts sont inaccessibles ! Il faut un connecteur spécial pour se connecter sur le bloc, grrrrr !!!

Ces accus, c'est la croix, la bannière ... suffit d'aller voir sur Wikipédia pour s'apercevoir qu'en gros, on dissuade le pékin d'essayer de les recharger en insistant sur le risque d'explosion : laissez faire les spécialistes (et payez)

Bon je résume : ces accus doivent être rechargés en surveillant leur température. On doit aussi les recharger à courant constant, puis à tension constante. Il faut éviter d'en charger plusieurs en série sauf en contrôlant chacun séparément.
Il ne faut pas faire de court-circuit c'est parait-il très dangereux (le faire sur une batterie de voiture aussi)
Enfin, leur tension nominale est de 3,6V (on verra plus loin que ce n'est pas vraiment ça non plus)

Comme je suis comme Saint Thomas, je vais essayer de voir par moi-même de quoi il retourne ...

Tout d'abord, il faut désassembler le bloc. Il faut quand même faire ça proprement, histoire de ne pas blesser les accus eux-mêmes. On fait ça à la pince coupant, en essayant d'ouvrir la boite en plastique.
Quand les 2 parties en plastique sont séparées, on découvre la batterie d'accus proprement dite, avec un circuit imprimé, la partie "intelligente" :



Il suffit alors de dessouder les connexions qui relient ce circuit aux accus.

Les deux CTN (entourées) peuvent être récupérées (ça peut servir), le reste est totalement inutile.

Les accus sont reliés deux par deux en parallèle, toutes les paires sont assemblées en série pour atteindre la tension désirée. Il faut séparer tous les accus pour ne conserver que des éléments unitaires.


Il faut absolument conserver un bout de languette sur laquelle on peut souder à l'étain. Sinon, il sera impossible de souder sur le corps de l'accu. De même, il faut numéroter les accus pour pouvoir les repérer par la suite :

Avant d'essayer de recharger les accus, la première mesure simple qui vient à l'esprit est celle de la tension.
J'ai démonté deux blocs, l'un de 10,8V (les accus bleus), l'autre de 14,4V (les accus violets). Tous les bleus donnent 3,6V. Autrement dit, la panne devait être dans la partie électronique !
Quant aux violets, sur les 8, 5 donnent carrément 0, les autres donnent moins de 3V.
Alors , mort pour mort, j'ai essayé de démonter un accu pour voir ce qu'il y avait dedans.
Une fois le sertissage coupé, on découvre qu'en fait le contact se fait mécaniquement, il n'y a aucune soudure :


Et lorsque je mesure la tension sur le contact dans l'accu, je trouve une tension non nulle, du même ordre que celle des 3 autres accus:


Autrement dit, il suffit de refaire le contact ...
Voici comment j'ai procédé; j'ai serti une cosse autour du petit bout de languette intérieure :


Puis j'ai immobilisé la cosse à la colle thermo en prenant soin de bien fermer l'accu (histoire que les gaz émis par l'électrolyte ne s'échappent pas ni que l'humidité de l'air vienne perturber l'accu.


Voici les 5 accus réparés :


Il suffit alors de tester chaque accu en charge. Pour cela, j'ai un chargeur d'accus au plomb (12V) qui ne peut pas convenir tel quel mais dans un premier temps, je vais charger un accu en le surveillant tout le temps. Je vais aussi surveiller sa température.


J'ai donc assemblé 3 accus ensemble et j'ai scotché une des CTN et un thermomètre sur un des accus :


Puis j'ai mesuré de temps en temps la tension, la température et la valeur de la CTN pour les 3 accus que je n'ai pas réparés. Voici les résultats de la mesure :


On voit que la tension monte progressivement, puis passe par un maximum et lorsqu'elle redrescend, la température augmente brusquement. C'est à ce moment qu'il faut arrêter !
Une fois la charge terminée, la tension se stabilise progressivement à 4,2V sur chaque élément.

J'ai essayé de charger 3 des 5 accus réparés :


Là j'ai du arrêter avant la fin car un des 3 accus chauffait beaucoup plus que les autres !
C'est logique après tout : rien ne prouve que les 3 accus étaient dans le même état de charge. Il vaut donc mieux recherger les accus restants séparément, ce qui permettra de mesurer directement la tension d'un élément. Voici les mesures des accus 9 et 7 :



Une remarque importante : la tension de fin de charge n'est pas la même pour les 2 accus. Cela dénote certainement un vieillissement plus grand de l'un par rapport à l'autre.

Conclusion à tout ça :

- ne jetez pas vos blocs d'accus Li-ion, certains des accus sont encore bons !
- un accu seul peut fournir du 4V (intéressant pour les lampes européennes batteries, non ?)
- la charge est possible de manière classique pour un accu connu (déjà testé). Pour un inconnu, il suffit de relever la courbe de température et arrêter lorsqu'on atteint 30°C par exemple
- sur les 14 accus que j'ai récupés des 2 blocs, il y en a au moins 10 de convenables.

Maintenant que les accus récupérés sont vérifiés, je peux faire les plans du bloc alim. Voici quelques réflexions :

- un accu seul ne peut pas convenir pour le chauffage de 2V, puisque sa tension est comprise entre 3 et 4,2V
- pour faire 90V de HT, il faudrait ...22 à 30 accus en série, c'est impossible je ne les ai pas.
- pour le chauffage, on peut, pour descendre la tension, utiliser des diodes en série
- pour la HT, un onduleur convient bien. Il suffira donc de 3 accus en série
- L'idéal serait que je n'ai pas besoin de déposer les accus pour les recharger
- pour les 3 de l'onduleur, il suffira donc de relier l'ensemble à deux bornes extérieures sur lesquelles je pourrais brancher un chargeur
- pour le chauffage, une solution élégante est d'utiliser 3 accus aussi; connectés en parallèle en utilisation et en série pendant la charge.

Voici donc le schéma des accus :


Les accus E1, E2 et E3 sont ceux du circuit de chauffage. Notez leur connexion bizarre avec des tas de diodes.
Les accus E4, E5 et E6 sont ceux de l'onduleur. Ils sont simplement en série.

Le relais RL1 permet de charger les accus E1 E2 E3 en appliquant le chargeur sur l'ensemble des 3 accus en série tout en isolant l'accu E3 des 2 autres vis à vis de l'utilisation, ceci pour qu'on puisse encore utiliser le poste même pendant la charge !
Noter la diode en série avec la bobine du relais qui protège contre l'inversion de polarité du chargeur.

Le relais RL2 est un relais d'intensité qui est au travail lorsque le poste est sur marche : dans ce cas, le courant de chauffage parcourt la bobine qui fait commuter les ILS. Un de ces ILS est dans le circuit des 3 autres accus. Ainsi, l'onduleur n'est en route que si le poste est sur marche.

Les 2 galvas permettent de visualiser l'état de charge des 2 batteries d'accus.
Ils sont mis hors circuit lorsque l'inter du poste est sur arrêt.

Voyons maintenant plus en détail le fonctionnement particulier de la batterie de chauffage ... tout d'abord, en utilisation, les 3 accus sont en parallèle grâce aux 6 diodes :


Cela veut dire que chaque accu n'a que 70 mA environ à fournir.
Le relai RL1 est au repos. RL2 est au travail si l'inter du poste est sur Marche.
Voici les tensions attendues :


On voit que même lorsque les accus sont chargés à bloc, on obtient 2V en sortie : on pert 0,8V dans chaque diode et 0,6V dans la bobine du relais d'intensité. Lorsque les accus se déchargent, la tension de sortie baisse ... J'ai vérifié que le poste fonctionnait encore avec 1,4V, donc tout va bien.

Voyons maintenant ce qui se passe pendant la charge :


Le relai RL1 est au travail. La tension du chargeur est appliquée aux 3 accus en série grâce aux 2 diodes intermédiaires.
Du point de vue des tensions, voici comment elles se répartissent :


L'utilisation de diodes BYV27 limite la perte à 2 fois 0,7V, ce qui permet, avec un chargeur pour batterie au plomb qui s'arrête à 14,4V environ, d'obtenir presque 4,4V sur chaque élément, ce qui est amplement suffisant.

La charge des 3 autres accus, grâce à l'insertion de 2 diodes en série, peut se faire aussi avec un chargeur pour batterie au plomb.

Rien de nouveau, c'est le même circuit que j'ai déjà décrit :


Un oscillateur RC à transistor génére une tension sinusoïdale à 100Hz environ. Cette tension est appliquée à un ampli bridgé utilisant un double ampli de puissance TDA2007 dont la charge est le secondaire d'un transfo 220/12V.
Ce transfo est donc utilisé à l'envers, en élévateur. Sur son primaire, on obtient une tension de l'ordre de 70V, qui redressée, fournit une tension de l'ordre de 100V qui est ajustée à +90. La tension de polarisation est obtenue par une résistance dans le retour du moins.

Voici le schéma complet :

(cliquer sur la photo pour télécharger le schéma en PDF)

J'ai fait le boitier en CP de 5.
Voici quelques photos de la construction :


L'onduleur est câblé sur 2 rectangles de carton




La boite en CP a comme dimensions extérieures : 260 x 140 x 50





Principe des brides de fixation des blocs de 3 accus (la boite est enduite de bouche-pores)



Mise en peinture de la boite après avoir installer toutes les vis de fixation des composants (cliquer sur la photo pour l'agrandir)



Câblage interne complet de tous les éléments(cliquer sur la photo pour l'agrandir)




Détails : la partie redresseur de l'onduleur



Détails : la partie oscillateur-ampli de l'onduleur (au centre le TDA2007 et son dissipateur, à gauche les potards de réglage)



Détails : le relai RL1 de charge des accus "A"



Détails : le relai RL2 d'intensité du courant de chauffage



Détails : la face avant avec les galvas à rouleau



Les bornes de charge et les douilles d'utilisation à l'arrière(cliquer sur la photo pour l'agrandir)

Les seuls réglages à faire se situent dans la partie oscillateur de l'onduleur :
- P2 règle la forme de l'onde produite (sinisoïdale)
- P1 règle l'amplitude de la tension injectée sur l'ampli de puissance et par conséquent agit sur la HT redressée produite.
Cela veut dire que pour régler P2, un oscilloscope est préférable. Cependant, on peut se débrouiller autrement.
En effet, la tension est sinusoïdale lorsque l'oscillateur est à la limite d'accrochage.

tension sur le collecteur du transistor : réglage correct

Si à partir du réglage optimum, on baisse le gain de l'étage (en diminuant P2), alors l'oscillateur s'arrête et la HT redressée baisse jusqu'à devenir nulle.

réglage trop faible, aucnune oscillation

Si au contraire, on augmente le gain en augmentant la valeur de P2 alors, la tension va s'écrêter.

réglage trop fort, écrêtage



On ne pourra malheureuesment pas détecter le phénomène si on n'a pas d'oscilloscope, mais on peut facilement détecter l'arrêt de l'oscillateur.
On peut donc énoncer la procédure de réglage suivante sans oscilloscope :
1 : connecter un voltmètre entre les douilles +90 et 0 (ou -6)
2 : régler P2 au minimum
3 : alimenter le circuit en 12V
4 : augmenter progressivement P2 jusqu'à ce que le voltmètre indique une valeur (de plusieurs dizaines de volts)

Si on possède un oscilloscope, il suffit de visualiser la tension sur une des bornes du primaire du transfo (par rapport à la masse) et régler P2 pour obtenir un sinus sans écrêtage.
Cependant, la pratique montre qu'il vaut mieux alors un très léger écrêtage qui assurera le démarrage de l'oscillateur en toutes circonstances (température différente, usure des accus)

Pour régler P1, il suffit simplement de connecter un voltmètre en sortie (+90 et -6) et de le régler afin d'obtenir une tension à vide de 120V environ.
Si on le règle lorsque le poste est allumé, on fera en sorte que la tension entre +90 et 0 soit de 90V.

Tension sur les deux sorties du TDA2007, poste branché et en marche, réglages de P1 et P2 optima

On note que chacune des tension a une amplitude crête à crête de 9V environ, ce qui fait une tension efficace sur le primaire du transfo de 6,3V environ.
Le transfo étant un 220/12V, la tension secondaire est donc de : 220*6,3/12 = 115V environ

Mesures :
Pour vérifier le fonctionnement de l'ensemble, on peut alors connecter le poste DKE38. En mettant son inter sur "Marche", les 2 voltmètres doivent dévier et le poste doit "chanter"
On en profite alors pour mesurer les tensions (+90, -6 et 2V de chauffage).
Si on a la curiosité de mesurer les intensités débitées par les accus, on trouvera :
sur les accus fournissant les 2V de chauffage : 210 mA (avec des ersatz) et 280 mA (avec les vraies lampes)
sur les accus alimentant l'onduleur : 250 mA (en charge)
Ces deux intensités étant du même ordre de grandeur, comme les 3 accus de chauffage sont en dérivation , ils débitent chacun 3 fois moins que ceux de l'onduleur. Ils dureront donc 3 fois plus de temps .
On devra donc recharger les accus de l'onduleur 3 fois plus souvent que ceux du chauffage

Il reste à vérifier que la recharge des accus est possible.
Le test est simple : on connecte le chargeur sur les 2 bornes correspondant au bloc d'accus à recharger. Un voltmètre est utile. Le chargeur doit être prévu pour la charge des batteries de 12V au plomb, autrement dit, il doit arrêter la charge lorsque la tension atteint 14,40V
On peut recharger les accus Li-ion à 0,5C sabns souci. Donc on pourra les recharger à 1A. Deux heures suffiront donc.

Autonomie :
Théoriquement, comme ces accus sont des 2,2Ah exactement, l'autonomie devrait être de :

30 heures pour les accus de chauffage
9 heures à peine pour les accus de l'onduleur

J'ai donc fait l'expérience en laissant branché le poste jusqu'à l'extinction du son (ou sa déformation inadmissible), voici les mesures des tensions :



La fin de décharge des accus alimentant l'onduleur est signalée par un motor-boating causé simplement par le "clignotement" de l'onduleur.
Au contraire, la fin de décharge des accus de chauffage est signalée par une distorsion du son importante, puis tout à la fin, par un niveau sonore très faible.

L'autonomie est donc :
onduleur : 7 heures
chauffage : 30 heures

Ce qui veut dire qu'on rechargera 4 fois moins souvent les accus de chauffage que ceux de l'onduleur (et non 3 fois comme prévu théoriquement)

Les deux galvas permettent tout de même d'avoir une idée de l'état de charge des accus :



Pour information, voici les courbes de décharge des accus, relevées sur les tensions VA et VB :


Bloc accus de chauffage, tension VA en sortie (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)




Bloc accus de l'onduleur, tension VB en sortie (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)
Notez la dernière décharge (courbe noire) qui correspond à la fin de décharge des accus de chauffage : la tension VA étant trop faible, le courant de chauffage l'est également, et les lampes débitent presque plus. Ainsi la tension VB augmente !

J'ai aussi fait les courbes de décharge des accus pris individuellement :


Les accus de chauffage (N° 1, 2 et 3) (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)



Les accus de chauffage (N° 4, 5 et 6) (Cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Quelques photos pour finir :

Le bloc terminé, le couvercle est vissé



Le DKE38 posé sur le bloc d'accus devient entièrement autonome (Cliquez sur la photo pour l'agrandir)



Les connexions sont simples à établir, il suffit de suivre les couleurs des fiches bananes (Cliquez sur la photo pour l'agrandir)




Voilà, ce petit bloc d'accus est opérationnel. Vous savez maintenant qu'il ne faut pas se débarasser des accus soit-disant hors-service !
vite, à la plage, maintenant !