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La tension électrique d'un accu de petit drone






Que veut dire la tension d'un accu Lithium-polymère ?


tension
état
commentaire
4,40 V
surcharge dangereuse
L'accu risque d'éclater dans un jet de vapeur, au minimum il risque de couler.
4,30 V surcharge
Le chargeur est défectueux. Il a surchargé la batterie, ne l'utilisez plus. Une batterie chargée à ce point se dégrade rapidement.
4,20 V
charge pleine normale
Tension imposée par la majorité des chargeurs du commerce. Un accu qui demeure à cette tension se dégrade. Il va probablement un peu gonfler au fil du temps et perdre de sa capacité.
4,00 V
chargé
Si vous vous contentez de charger les accus à cette tension, ils pourront voler un beaucoup plus grand nombre de fois. C'est également une tension acceptable pour les stocker.
3,80 V
peu déchargé
L'accu contient encore assez d'énergie pour un vol de durée acceptable. Tension idéale pour entreposer un accu.
3,75 V
partiellement déchargé
Il est impossible de dire avec précision le degré de décharge de l'accu.
3,70 V
« tension nominale »
On dit des accus Li-ion qu'ils ont une tension nominale de 3,70 Volts mais un accu qui présente cette tension est presque déchargé.
3,60 V
déchargé

3,30 V
bien déchargé
Si le quadrirotor décharge l'accu à ce point, cela indique que c'est un appareil bien conçu, qui vole sans trop pomper sur l'accu.
3,00 V
décharge anormale
Ce n'est pas encore un taux de décharge dangereux pour l'accu mais c'est tout de même une valeur trop basse. Avez-vous oublié de déconnecter l'accu tout de suite après le vol ? Ne stockez pas un accu aussi déchargé, parce qu'il va se décharger encore un peu plus et commencer à s'abîmer.
2,50 V
décharge excessive
L'accu est en danger de s'abîmer.
1,00 V
destruction
L'accu est probablement irrécupérable.



Matériel

Pour mesurer la tension d'un accu de quadrirotor, l'idéal est un petit panneau voltmètre spécifiquement conçu pour cela :



panneau voltmètre pour mesurer la
        tension d'un accu Li-polymère de drone

Des fiches peuvent être achetées, pour raccorder un accu à un multimètre.


Sécurité


Ne mettez pas en charge un accu qui est chaud.

Ne quittez pas un endroit dans lequel des accus sont en charge. Pour diminuer le risque incendie, il existe de pochettes ignifuges dans lesquelles on enferme la batterie pendant la charge, avec juste le fil du chargeur qui émerge de la pochette.

Il y a deux sortes d'accus : ceux qui contiennent un circuit électronique de protection et ceux qui n'en contiennent pas. Si un chargeur est conçu pour charger un accu qui a un circuit de protection, généralement ce chargeur compte sur le fait que le circuit de protection arrêtera la charge. Si un accu n'a pas de circuit de protection, il incombe au chargeur d'arrêter la charge. Si vous connectez un chargeur qui n'arrête pas lui-même la charge sur un accu qui n'a pas de circuit de protection, l'accu sera chargé sera jusqu'au 5 Volts du port USB donc sera détruit. Dans l'image ci dessous, au travers du plastique jaune de protection on peut apercevoir un petit circuit imprimé vert, qui est le circuit de protection.



Accu
          Li-po avec circuit de protection



Il peut arriver qu'un des deux fils d'un accu ne soit pas correctement soudé à l'intérieur de l'accu. Le risque le plus grave est qu'en glissant ce fil mal soudé fasse un court-ciruit entre les deux bornes de l'accu.

En fin de charge, le plus important est de débrancher l'accu du chargeur. Le chargeur peut rester connecté à un port USB, ce n'est pas dangereux. Mais que le chargeur reste connecté ou non à un port USB, l'accu doit être déconnecté du chargeur.

Un petit accu Li-po peut fournir un pic de 10 Ampères. C'est dangereux, soyez donc prudent quand vous mesurez la tension d'un accu ; ne faites pas de court-ciruit avec les pointes des sondes d'un multimètre. Veillez à ce que le multimètre soit bien réglé pour mesurer une tension électrique (Volts) et non un courant électrique (Ampères).



Technique

Un accu de 150mAh est un accu qui est en principe capable de débiter un courant de 150 milliampères pendant 1 heure. Si on lui fait débiter 300 mA soit le double, il pourra le faire pendant la moitié du temps soit une demie heure. Si on lui fait débiter un courant fort de 1000 mA ce qui est la même chose que 1 Ampère, il pourra le faire pendant 6 minutes.

Les accus de petits quadrirotors sont généralement des 1S. Cela veut dire qu'ils sont constitués d'un seul élément, dont la tension nominale est de 3,70 Volts. Un accu 2S est constitué de deux éléments en série, il a donc une tension nominale de 7,40 Volts. Un 3S est constitué de trois éléments en série, etc.

Un accu standard est généralement 25C ou 30C. Un accu 1C est un accu qui peut se décharger en 1 heure ; si on le décharge en moins d'une heure il risque de s'abîmer, par exemple par surchauffe. Un accu 2C est un accu qui peut se décharger en 1/2 heure. Un accu 30C est supposé pouvoir se décharger en 1/30 d'heure soit 2 minutes. En pratique, cela veut dire qu'on peut confortablement l'utiliser sur un quadrirotor qui le videra en 5 minutes. Pour les quadrirotors qui font des vols très courts en pompant beaucoup d'énergie sur l'accu, on utilise des accus 45C voire 50C.

Un temps de charge normal pour un accu de quadrirotor est entre une demie heure et trois quarts d'heure, maximum une heure. Dans un premier temps, le chargeur injecte un courant fixe dans l'accu. Par exemple pour un accu de 250 mAh, un courant de charge normal est de l'ordre de 300 milliampères. Au bout de peut-être vingt minutes, la tension de l'accu atteint la valeur voulue, typiquement 4,20 Volts. L'accu n'est pas encore complètement chargé. Si on le déconnectait, sa tension baisserait rapidement en dessous de 4,20 V. Le chargeur va donc continuer à injecter du courant dans l'accu, mais, en diminuant ce courant, de sorte que la tension de l'accu ne monte pas au dessus des 4,20 Volts. Quand le courant est devenu très faible, l'accu est considéré comme chargé.

Si un chargeur charge un accu très lentement, par exemple en plusieurs heures, ce n'est en principe pas un problème pour l'accu. Par contre une charge trop rapide peut endommager l'accu. Donc, un chargeur qui est prévu pour une certaine batterie, ne devrait pas endommager une batterie plus grosse. Par contre il risque d'endommager une batterie plus petite.

Presque tous les chargeurs ont une LED mais la logique de cette LED est différente de l'un à l'autre. Sur certains la LED s'éteint quand l'accu est chargé, sur d'autres la LED s'allume quand l'accu est chargé. Pour connaître la logique d'un chargeur, connectez-le sur un port USB actif mais ne lui connectez pas d'accu. Si sa LED s'allume, cela veut dire que quand l'accu est chargé la LED s'allume. Si la LED reste éteinte, cela veut dire que quand l'accu est chargé la LED s'éteint. Si vous connectez un accu et la LED change d'état, cela veut dire que l'accu n'était pas complètement chargé.

Il existe des multichargeurs capables de recharger jusqu'à 4, 5 ou 6 batteries en même temps. Ils ont une LED par batterie. On peut leur connecter une batterie qui est presque chargée et sur un autre connecteur une batterie complètement déchargée, cela n'a pas d"importance. Il existe aussi des chargeurs « pieuvre » qui sont en réalité un chargeur pour une seule batterie mais fournis avec une « pieuvre » qui permet de connecter jusqu'à 5 batteries en même temps sur le chargeur, en parallèle. Il faut veiller à ne connecter en parallèle que des batteries qui ont un degré de décharge proche. La batterie la plus chargée et la moins chargée ne doivent pas avoir une différence de tension de plus de 0,10 V. Si on connecte en parallèle sur la pieuvre une batterie chargée et une batterie fortement déchargée, il risque de passer un courant dangereusement élevé entre les deux batteries.

Si une batterie a été chargée par un chargeur normal, elle a une tension proche de 4,20 V. Si on stocke cette batterie, avec cette tension de 4,20 V, elle va se dégrader en quelques semaines. Pour abaisser la tension de la batterie, le plus simple est de la placer dans le petit quadrirotor prévu et voler avec pendant approximativement 1 minute. Cela fera descendre la tension de batterie à une valeur qui permet de la stocker pendant quelques mois voire quelques années.



Eric Brasseur  -  23 au 28 janvier 2018