De l'utilité d'un indicateur de tension
Si, comme moi, vous utilisez un "réchauffe-bougie", vous seriez heureux d'être prévenu lorsque votre accu est à recharger sans avoir à déconnecter, à sortir le voltmètre, etc...
C'est ce qui m'a décidé à concevoir un petit montage électronique léger et facile à réaliser, à faible consommation, bon marché et nécessitant moins de 10 pièces.
Une diode LED s'éclaire lorsque l'accu est à recharger, voilà le principe.
L'accu est généralement un NiMH d'un élément de 5000 mAH, la tension est donc de 1,2 V à vide et de +/- 1,1 V en charge. L'idéal est de se baser sur la tension en charge qui varie non seulement en fonction de l'énergie déjà consommée mais aussi de la résistance interne de la batterie. Une « grosse » batterie aura une tension en charge plus élevée et la gardera plus longtemps qu 'une « petite ». Il faut donc pouvoir régler le montage en fonction de la batterie utilisée pour des tensions comprises entre 0,8 et 1,4 V, ce qui permettra également de choisir si on lit l'état à vide ou en charge.

Schéma et réalisation


Personnellement, j'ai réalisé le montage sur une plaquette d'essai perforée. À chaque trou correspond une pastille cuivrée isolée des autres. On se sert de la longueur des fils des composants pour effectuer les connexions entre composants.


Une gaine thermo-rétractable permettra d'isoler les soudures pour éviter les courts-circuits. Elle sera ajourée pour permettre le réglage du potentiomètre et la visibilité de la LED.


Explication du fonctionnement Les transistors (au silicium) ont une tension de commutation à +/- 0,7 V, il fallait donc trouver le moyen d'élever la tension à laquelle cette commutation s'opère. Mon accu de 5000 mAH a une tension à vide de 1,37 V. L'utilisation d'une diode au germanium permet d'abaisser la tension de 0,3 V à l'entrée du montage. La tension de jonction est de 0,3 V pour une diode au germanium et de 0,7 V pour une diode au silicium. Les jonctions en série de la diode et du transistor au silicium utilisés permettent une commutation aux environs de 1 V (0,7+0,3). Cette commutation ne se fait pas d'un seul coup à une tension précise mais sur une plage de +/- 0,1 V, la LED s'éclaire donc progressivement. Pour pouvoir utiliser le montage avec différentes batteries, à vide ou en charge, il faut pouvoir déplacer et étendre cette plage de 0,8 à 1,4 V. Cette fonction est réalisée au moyen d'un potentiomètre ajustable. Lorsque la batterie est bien chargée, sa tension élevée commande le premier transistor qui se comporte comme un court-circuit. La tension qui atteint le deuxième transistor est donc proportionnelle au rapport 5,1K/résistance du potentiomètre, soit entre 0 et 0,5 V. Le deuxième transistor ne conduit donc pas du tout, la LED est éteinte. Lorsque la tension de la batterie en décharge atteint la partie haute de la plage de réglage, le courant diminue dans le premier transistor et la tension monte à l'entrée du deuxième qui se met à conduire et la LED commence à s'éclairer.

Relevé des caractéristiques
Les courbes ci-dessous montrent les tensions auxquelles la LED est soit éteinte, soit éclairée au maximum en fonction du réglage du potentiomètre. La position 1 correspond au minimum du potentiomètre de réglage et la position 5 au maximum.


S'il s'agit de tester un accu de "réchauffe-bougie", l'éclairage maximal de la LED doit être obtenu pour la tension en charge (avec une bougie) lorsqu'on estime que l'accu doit être rechargé. Cette tension sera différente selon la capacité de la batterie entre 0,8 et 1 V. Le potentiomètre sera réglé entre les positions 1 et 2 du graphique.

Possibilités supplémentaires
On peut modifier le montage ou ajouter des diodes pour augmenter la tension à tester. Il sera alors possible de tester des LiPo ou un pack de réception NiMH. Les caractéristiques du montage resteront semblables au graphique ci-dessus mais il faudra ajouter la chute de tension aux valeurs de l'axe vertical.
Si l'on considère que le montage est réglé correctement quand le potentiomètre est au centre de la plage de réglage, soit pour des tensions entre 1,14 et 1,04 V, on devrait considérer que cette plage devrait être entre 4,56 et 4,16 V. Ce montage ne peut pas réagir comme cela, le changement d'état de la LED s'effectue toujours sur une plage de 0,1 V. Il faudra donc s'arranger pour que la LED soit complètement éclairée à 4,16 au lieu de 1,04 V. La chute de tension supplémentaire à obtenir est donc de 4,16 - 1,04 = 3,12 V. On utilisera alors une diode zener de 3,1 V.
Pour tester un accu LiPo, on peut supposer que les éléments sont "équilibrés" car si ce n'était pas le cas, l'accu serait à mettre au rebus. On peut donc se contenter de tester un seul élément, le premier du côté du pôle négatif qui est commun à l'alimentation du montage. Je pense qu'il est préférable de tester l'accu à vide car la charge peut être très variable (moteur électrique ou thermique, servos divers, etc...
J'ai relevé les tensions pour lesquelles mon testeur de pack LiPo donne un pourcentage de capacité.


La tension critique se situe donc vers 3,7 V mesurés à vide. La chute de tension à obtenir est maintenant de 3,7 - 1,04 = 2,66 V, elle sera obtenue avec une diode zener de 2,7 V.

Le montage modifié ainsi permettra de tester ces 3 types d'accus.