Les batteries au lithium-ion sont faciles à trouver

Dans le premier article, je vous ai donné un aperçu des batteries et cellules Lithium-Ion en tant que blocs de construction pour nos projets, et décrit comment les pirates devraient traiter leurs cellules Lithium-Ion. Mais que se passe-t-il si vous n’avez pas encore de cellules LiIon ? Où obtenez-vous des cellules LiIon pour votre projet ?

Démonter les batteries d’ordinateurs portables, qu’il s’agisse des 18650 ordinaires ou des batteries modernes à base de cellules de poche, reste une bonne avenue – de nombreux pirates empruntent cette voie et le sujet est largement couvert par un certain nombre de personnes. Cependant, une cellule 18650 peut ne pas correspondre à la taille de votre projet et les batteries minces n’ont pas encore tout à fait inondé le marché. Voyons quelles sont vos options au-delà des ordinateurs portables.

Batteries Smartphone Une source viable

Un projet de reconstruction de radio utilisant une batterie Nokia

La première source sous-estimée de cellules LiIon, en particulier les cellules de poche, sont les batteries de smartphone. Bien sûr, nous avons tous vu une batterie de téléphone mourir plus tôt que le téléphone, et dans de nombreux téléphones modernes, la cellule est collée et plus difficile à extraire. Cependant, acheter des batteries pour smartphone dans vos magasins locaux vaut toujours la peine si vous avez besoin d’une petite cellule pour alimenter votre appareil.

Par exemple, des batteries remplaçables par l’utilisateur sont toujours fabriquées et vendues pour les téléphones à pavé numérique de fabricants comme Nokia, avec des cellules généralement autour de 1000 mAh, plus que suffisant pour un petit projet ESP32 ou Pi Pico qui passe beaucoup de temps à dormir. Si vous souhaitez rendre votre appareil reproductible par d’autres et simplifier l’approvisionnement de la batterie, vous pouvez peut-être contourner restrictions d’expédition LiIon, ou si vous êtes une startup de garage désireuse de sortir un petit lot de prototypes, les batteries de smartphone sont un bon pari.

De plus, rien ne vous empêche de mettre les mêmes contacts utilisés par les téléphones sur votre PCB. Vous pouvez vous procurer ces contacts auprès d’ateliers de réparation en ligne, de LCSC, d’Aliexpress et probablement d’autres encore. Avec une cellule de smartphone, vous obtenez un circuit de protection, généralement une thermistance intégrée et souvent une jauge de carburant à un fil ou I2C. Plus important encore, vous obtenez une batterie avec une chaîne d’approvisionnement active, ce qui signifie que vous pouvez la concevoir mécaniquement et électriquement dans votre projet, et ne pas craindre une refonte dans quelques mois lorsque tout le stock local d’une cellule très spécifique s’épuise soudainement. Une petite chose à garder à l’esprit – alors que les batteries Nokia plus anciennes ont une troisième broche, ce n’est pas une broche de thermistance – à la place, c’est une résistance d’identification de cellule à valeur fixe.

Nous avons vu cela se faire avec des batteries d’iPhone, et nous avons également vu des choses comme des supports de fortune basés sur des en-têtes de broche pour les cellules de smartphone. Je l’ai rencontré pour la première fois lorsque j’ai vu des photos d’une radio chinoise utilisant des batteries au format Nokia, et depuis, je les ai conçues à petite échelle. Vous n’avez pas besoin de rechercher des cellules «authentiques», les cellules tierces avec de bonnes critiques sont une source décente et ont tendance à fournir plus de valeur par dollar, mais les cellules de bas de gamme risquent de décevoir.

Le vapotage a contribué à rendre les cellules LiIon un peu plus accessibles. Tout d’abord, les vapos jetables nous fournissent de petites cellules parfaitement réutilisables – n’oubliez pas d’utiliser une protection. Cependant, les magasins de vapotage sont également une source décente de cellules 18650 à courant élevé, et si vous êtes un amateur qui conçoit un appareil avec un support 18650, vous n’avez pas à vous soucier des restrictions d’expédition de la batterie qui affectent injustement les petits- producteurs d’échelle lorsque vous pouvez demander à votre destinataire d’aller dans un magasin de vapotage et d’acheter un 18650 pour une marge modeste.

un pack de résistances traversantes enveloppant quelque chose enveloppé dans du papier bulle violet, vraisemblablement une cellule LiIon.  Un autocollant sur le dessus de l'ensemble du paquet indique "cher acheteur, veuillez l'ouvrir, la batterie est dedans, car la chine est difficile à expédier la batterie, donc je dois utiliser des résistances pour l'emballer.  Il est prudent d'utiliser des résistances pour l'emballage.  Merci pour votre compréhension".Il existe également des magasins spécialisés qui vendent des cellules et batteries LiIon, 18650 et pochettes, avec de bons prix et une expédition terrestre peu coûteuse. Quad et autres véhicules télécommandés les mangent, donc un magasin comme Hobby King a souvent de bonnes affaires. En Europe, Nkon est l’un des incontournables, et j’ai eu beaucoup de succès à obtenir des cellules de 3,5 Ah à partir de là avec des prix comparables aux fausses listes de « cellules de 6,5 Ah » d’Aliexpress. En parlant de cela, je ne peux pas dire que je recommande Aliexpress – à ce jour, ils semblent avoir besoin de recourir à des astuces lors de l’envoi par avion de vos cellules, qui sont parfois encore saisies au hasard par le contrôle douanier, et les cellules de qualité inférieure ont un effet non négligeable part de marché là-bas.

Attention à la mécanique

Une fois que vous avez mis la main sur certaines cellules, comment les connectez-vous à votre circuit ? S’il s’agit de 18650, il est bon d’avoir un support – Thingiverse ne manque pas de supports imprimables, et les supports fabriqués dans le commerce ont tendance à être moins frustrants à utiliser. Les porte-contacts à lames sont meilleurs que ceux à ressort lorsqu’il s’agit d’applications à courant plus élevé ; sinon, vous ne remarquerez peut-être jamais de différence. À la rigueur, si vous avez quatre aimants à disque, vous pouvez serrer deux fils entre deux aimants et les enclencher sur vos 18650 pour un support – je l’ai fait pour un hackathon une fois, quand nous avions vraiment besoin d’alimenter un Raspberry Pi 3 à l’intérieur un appareil portable et il n’y avait pas de banque d’alimentation appropriée.

Avec une cellule de poche, si elle a des fils qui se terminent par une prise, il est bon d’avoir un réceptacle pour elle – dessoudez-la de l’appareil d’origine si nécessaire. Sinon, vous pouvez façonner une fiche à partir d’en-têtes de broches, même si elle ne sera pas polarisée – vous voudrez ajouter votre propre mécanisme de polarité, c’est-à-dire un codage couleur. Rappelez-vous, en-tête femelle sur la source d’alimentation, en-tête mâle sur l’entrée d’alimentation – court-circuiter la batterie est pire que court-circuiter une entrée d’alimentation non connectée par accident.

Si votre cellule de poche n’a pas de connecteur et n’a que des languettes, vous voudrez souder à ces languettes – mais une bonne pratique consiste à serrer une pince crocodile entre le point de soudure et la batterie avant de souder, à des fins de dissipation thermique. Ces onglets sont câblés directement aux couches de polymère à l’intérieur de la cellule, et une surchauffe qui pourrait raccourcir la durée de vie de la batterie.

Vous voudrez également vous assurer que les cellules de la poche ne risquent pas d’être perforées ou écrasées, et que cela ne se produise pas non plus si la cellule commence à gonfler. Cela signifie ne pas le coller au bas de votre planche si vous avez également des broches traversantes qui dépassent de ce côté, pour commencer. Avoir un support imprimé en 3D avec au moins une paroi pliée et mince (sinon ouverte) sera utile – et assurez-vous que la cellule ne finit pas par être coincée à l’intérieur de ce support dans le cas peu probable où elle décide de enfler. Les batteries de smartphone interchangeables ont tendance à être un peu plus robustes, mais vous bénéficierez tout de même d’une protection mécanique supplémentaire.

Connecteur standardisé, mais pas tout à fait

Symbole KiCad : Conn_01x02_MountingPin ; empreinte : JST_PH_S2B-PH-SM4-TB_1x02-1MP_P2.00mm_Horizontal

Un bon connecteur pour les cellules de poche LiIon est un JST-PH à deux broches – c’est celui que vous verrez le plus souvent sur des cartes aléatoires dans la nature, et donc celui pour lequel il est logique de stocker des connecteurs et des câbles. En ce qui concerne les connecteurs côté PCB, vous devriez obtenir la version SMD, le numéro de pièce JST étant S2B-PH-SM4-TB et les alternatives pouvant être recherchées à l’aide de « 1x2P PH 2mm ». Malheureusement, la version à trou traversant de ce connecteur est fragile et manque de broches de montage de coque – les broches métalliques se cassent assez rapidement, alors que la version SMD est assez robuste et reste sur la carte.

Au fur et à mesure que vous vous lancez dans l’ajout de batterie à vos projets, cela vous aidera beaucoup si vous faites le plein de prospects JST-PH à l’avance, provenant d’endroits comme Adafruit, Aliexpress ou d’autres magasins – j’ai reçu un pack de 50 du magasin Lilygo. Sertir le vôtre, bien que techniquement possible, peut entraîner des fils qui se détachent facilement du sertissage, ce qui est une douleur géante et a tendance à se produire au moment le plus inopportun. Nous avons largement couvert le sujet du sertissage ; l’essentiel est que si vous n’avez pas accès à un outil de sertissage approprié, il est préférable d’acheter un bouquet de fils pré-sertis. Lorsque vous débranchez un connecteur JST-PH, il est préférable de le saisir par ses ailes avec des pinces coupantes ou des cisailles à tôle.

Montrant deux paires de fiches JST-PH.  Sur la gauche, les deux prises sont câblées de la manière Adafruit décrite dans l'article, et le texte ci-dessus indique "Corriger".  Sur la droite, les deux prises sont câblées dans le sens opposé, et le texte ci-dessus indique "Mauvais".Attention – même si les connecteurs JST-PH sont utilisés sur les cartes d’une grande variété de fabricants amateurs différents, il existe deux brochages différents pour les prises de batterie JST-PH à 2 broches. Des endroits comme Adafruit, Sparkfun, HobbyKing et d’autres utilisent un brochage où le positif (rouge) est la broche 1 et le négatif (noir) est la broche 2, alors que de nombreux vendeurs chinois l’ont dans l’autre sens – le négatif étant la broche 1 et le positif étant la broche 2 Cette division, heureusement, ne s’étend pas aux cartes de microcontrôleur – les cartes Wemos et Lolin semblent utiliser le même brochage qu’Adafruit et Sparkfun.

Brancher une batterie à l’envers est fondamentalement garanti pour tuer votre carte – pour être exact, au moins ses composants de gestion de l’alimentation. Avec JST-PH 2 broches, cela signifie que vous devez toujours vérifier vos brochages. Si vous concevez votre propre carte, vous devez placer des marquages ​​de brochage sur la sérigraphie à côté du connecteur – une pratique à laquelle de plus en plus de concepteurs de PCB devraient adhérer lorsqu’ils ajoutent des connecteurs de batterie JST-PH à leurs cartes. Heureusement, vous pouvez facilement recâbler les fiches JST-PH selon la norme que vous souhaitez respecter – et veillez à ne pas court-circuiter la cellule lorsque vous retirez ses contacts de leur coque lors du recâblage de la fiche.

Prendre l’avion

Si vous transportez un appareil de bricolage alimenté par batterie, aller dans un aéroport peut sembler intimidant, mais c’est plus viable qu’il n’y paraît – si vous voulez emporter votre appareil avec vous lorsque vous embarquez pour un vol, vous le pouvez. Gardez à l’esprit que les cellules LiIon et les appareils contenant des batteries LiIon doivent être dans votre bagage à main et qu’ils devront passer par les scanners de sécurité, tout comme votre ordinateur portable et votre téléphone. Rendre votre appareil plus présentable dans une certaine mesure aidera, et garder les batteries séparées de l’appareil est une excellente idée si vous voulez que votre expérience de file d’attente de sécurité à l’aéroport soit transparente. Encore une fois, les cellules de poche et les 18650 sont mieux stockées dans une sorte d’étui rigide lors de leur transport. Avec un peu de présentabilité et de précautions combinées, vos créations peuvent voyager avec vous.

La prochaine fois, parlons des détails de l’électronique – charge des cellules en configuration 1s, conversion de la tension LiIon en 3,3 V plus convivial, protection et chemins d’alimentation, avec des exemples prêts à l’emploi que vous pouvez mettre sur vos cartes.