Chargeur avec 2 batteries 18650

Ce pack réunit un chargeur double compartiment et deux cellules lithium-ion au format 18650. C’est la formule la plus simple pour démarrer : on recharge les accus, on les glisse dans un support, et un montage Arduino repart sur batterie sans câble ni prise à chercher. Le chargeur est un NICE DEVICE MS-282AU, un modèle à deux emplacements indépendants dont les deux ports USB rouges permettent aussi de charger un téléphone ou un petit appareil par son câble.

Le boîtier mesure 13,3 × 5,2 × 3,7 cm et se branche directement au secteur : son entrée accepte de 100 à 240 V alternatifs, et sa fiche à deux broches rondes, au format européen, entre dans les prises murales marocaines. Chaque compartiment est à ressort et marqué d’un signe + pour le sens de la cellule. Un voyant par emplacement suit la charge : rouge pendant, vert une fois la batterie pleine. Les cellules livrées portent l’inscription 18650 3,7 V, et se rechargent donc dans ce chargeur comme dans tout autre chargeur de lithium-ion.

Caractéristiques techniques

À quoi sert un pack 18650

Le 18650 est le format d’accu le plus répandu de l’électronique grand public : 18 mm de diamètre, 65 mm de long, 3,7 V nominaux. On le trouve dans les batteries d’ordinateurs portables, les lampes torches, les batteries externes et la plupart des véhicules télécommandés. Un montage qui l’utilise gagne en autonomie ce qu’un pack de piles alcalines ne peut pas offrir, et il se recharge au lieu d’être jeté.

• Alimenter un montage autonome — un capteur, une horloge, un enregistreur de température, un robot : le montage reste allumé sans être branché.
• Recharger un appareil en 5 V — les deux ports USB du chargeur délivrent chacun 1 A, assez pour un téléphone ou un petit module pendant la charge des cellules.
• Faire tourner plusieurs accus — avec deux cellules, l’une travaille pendant que l’autre se recharge, sans jamais tomber en panne de courant.
• Se constituer un stock d’accus d’atelier — les 18650 se prêtent à tous les montages, et un chargeur double évite d’attendre entre deux projets.

Mini-projet : un thermomètre autonome alimenté par les 18650

Le montage ci-dessous mesure la température ambiante et allume un voyant quand elle dépasse un seuil, sans être relié au secteur ni à l’ordinateur : tout vient des deux cellules. Il se démonte en dix minutes et sert ensuite de poste de test pour n’importe quel capteur.

Ce qu’il faut

Le câblage

Deux précautions avant de brancher le pack. D’abord, mesurez la tension du support au multimètre : les deux cellules doivent être montées en série pour donner environ 7,4 V, la plage que la broche VIN attend. Si votre support les place en parallèle, la tension retombe autour de 3,7 V et la carte ne démarrera pas — il faudra passer par une carte d’alimentation, comme dans la variante plus bas. Ensuite, débranchez le câble USB au moment de passer à l’alimentation par le pack : la carte ne doit pas recevoir deux sources en même temps.

Le brochage du LM35 se lit sur sa face plate, pattes tournées vers vous : +Vs à gauche, Vout au milieu, GND à droite. Une inversion de ces trois pattes fait chauffer le capteur et fausse toutes les mesures : vérifiez avant de mettre sous tension.

Le programme

À téléverser par le câble USB, puis à laisser tourner sur le pack :

/*
 * Thermometre autonome sur batterie 18650
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Montage : support 2 x 18650, capteur LM35, une LED rouge
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */

const byte PIN_LM35 = A0;     // sortie du LM35 : 10 mV par degre Celsius
const byte PIN_LED = 9;       // LED rouge, via une resistance de 220 ohms

// Seuil d'alerte en dixiemes de degre, pour travailler sans virgule.
const long SEUIL_ALERTE = 300L;   // 300 dixiemes, soit 30,0 degres

void setup() {
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Thermometre pret");
}

void loop() {
  int brut = analogRead(PIN_LM35);

  // Chaque point du convertisseur vaut 4,88 mV, soit 0,488 degre :
  // on multiplie par 488 puis on divise par 100 pour obtenir des dixiemes.
  long dixiemes = ((long)brut * 488L) / 100L;

  Serial.print("Temperature : ");
  Serial.print(dixiemes / 10);
  Serial.print(".");
  Serial.print(dixiemes % 10);
  Serial.println(" degres C");

  if (dixiemes > SEUIL_ALERTE) {
    digitalWrite(PIN_LED, HIGH);   // au-dessus du seuil : la LED s'allume
  } else {
    digitalWrite(PIN_LED, LOW);    // en dessous : la LED s'eteint
  }

  delay(1000);
}

Comment ça marche

• Le LM35 délivre une tension proportionnelle à la température, à raison de 10 mV par degré Celsius. À 25 °C, sa sortie vaut donc 250 mV — une tension que le convertisseur analogique de l’Arduino lit sans peine.
• analogRead() renvoie un nombre de 0 à 1023 pour une tension de 0 à 5 V : chaque point vaut donc environ 4,88 mV, c’est-à-dire 0,488 °C. Multiplier la mesure par 488 puis diviser par 100 donne directement la température en dixièmes de degré.
• Le calcul se fait en entiers plutôt qu’en nombres à virgule : c’est plus léger sur un microcontrôleur, et la multiplication intermédiaire est faite en long pour ne pas dépasser la capacité d’un int.
• La résistance de 220 Ω en série avec la LED n’est pas facultative : sans elle, la LED reçoit trop de courant et grille. Le seuil de 300 dixièmes se modifie d’une ligne pour surveiller une autre limite.
• Le port série affiche la mesure dans le moniteur série, ce qui permet de vérifier le montage avant de le laisser tourner seul.

Autonomie attendue

La carte Uno à elle seule consomme une cinquantaine de milliampères : sur deux bonnes cellules, le montage tient plusieurs jours allumés en permanence. Pour gagner beaucoup plus, la carte Pro Mini Atmega328 5v 16MHz fait le même travail en consommant dix fois moins, et la carte ESP32 WROOM dual core 30 pin ajoute le WiFi en échange d’une consommation plus élevée, avec un mode veille très économe.

Variante : une alimentation 5 V propre sur le pack

Sur une plaque d’essai qui grandit, il est plus confortable de disposer des deux rails 5 V et 3,3 V directement sur la plaque. La carte d’alimentation MB-102 se clipse sur la plaque et accepte le 7,4 V du pack en entrée pour fournir ces rails — son entrée jack remplace alors la broche VIN. Pour un montage définitif dans un boîtier, un convertisseur DC-DC LM2596 fait le même travail en plus petit et en réglable.

Dans les deux cas, vérifiez la tension d’entrée avant de brancher : ces modules attendent au moins 6,5 V, donc un pack câblé en série. Et réglez la sortie du LM2596 au multimètre, module seul, avant d’y raccorder la carte : son potentiomètre arrive dans une position quelconque.

Questions fréquentes

Combien de temps pour une charge complète ?

Le fabricant annonce 1 à 5 heures selon la capacité de la cellule : une cellule de 2 000 mAh se remplit en un peu plus de deux heures à 1 000 mA, une cellule plus grosse demande davantage. Les deux compartiments étant indépendants, un seul occupé se charge de la même façon que les deux.

Puis-je y mettre une autre batterie que du 18650 ?

Les compartiments sont à ressort et acceptent des cellules lithium-ion 3,7 V de longueur voisine, comme le 14500. En revanche, n’y mettez jamais une pile NiMH ou alcaline de 1,2 ou 1,5 V : la tension de fin de charge n’est pas la même, et le chargeur continuerait à pousser du courant dans une chimie qui ne le supporte pas.

Que se passe-t-il si la cellule est mise à l’envers ?

Le chargeur dispose d’une protection d’inversion de polarité : la cellule mal orientée ne sera pas chargée, et le voyant le signale. Sortez la cellule, retournez-la de façon que son plot en saillie, marqué d’un +, vienne contre le contact repéré + du compartiment.

Pourquoi l’étiquette annonce-t-elle 6 800 mAh ?

Une cellule 18650 de format standard titre en réalité de 2 000 à 3 500 mAh selon sa qualité. L’inscription 6 800 mAh imprimée sur ces cellules est une valeur commerciale, pas une mesure : comptez sur une autonomie réelle dans la fourchette basse, et servez-vous du port série du montage comme d’un test simple pour la connaître chez vous.

Puis-je alimenter mon montage pendant que les cellules chargent ?

Non : pendant la charge, les cellules sont dans les compartiments du chargeur et ne sont plus disponibles pour le montage. En revanche, le port USB 5 V du chargeur reste utilisable pour un petit appareil — un téléphone, un module —, à condition de ne pas dépasser 1 A.

Faut-il décharger complètement avant de recharger ?

Non, cette habitude vient des anciennes piles à mémoire et ne concerne pas le lithium-ion. Ces cellules préfèrent au contraire les recharges fréquentes : une décharge profonde répétée est ce qui les use le plus vite. Rangez-les chargées à moitié si vous ne les utilisez pas pendant plusieurs mois.

À combiner avec

Une pile rechargeable 18650 3.7V de rechange prolonge le principe du pack : deux cellules chargées en attente et il n’y a plus jamais d’arrêt. Le support 2 batteries 18650 est la version simple, sans interrupteur, du porte-accus utilisé dans le projet. Si vous voulez un second chargeur pour garder l’un à la maison et l’autre à l’atelier, le chargeur batterie 18650 est le même appareil seul. Et pour surveiller l’état de vos accus, le testeur et alarme batterie Lipo affiche la tension cellule par cellule et sonne avant que le montage ne s’arrête.