Cet article fait partie de la série Boombox (3 articles au total)

Et voici la 3ème et dernière partie de ce projet de création d’enceinte bluetooth portable ! Je sais que vous avez attendu l’article depuis quelques temps déjà, mais je voulais prendre le temps de vous faire quelque chose de suffisament détaillé ! Comme promis, cet article se clôturera également avec un concours qui vous permettra peut-être de remporter cette enceinte bluetooth unique au monde ! Prêt ? C’est parti !

Rappel des épisodes précédents

Il y a eu jusqu’à présent 2 articles dans ce projet de création d’enceinte :

Notre enceinte (pour l’instant) sans batterie

NDLR : Si les batteries sont un monde qui ne vous est pas familier, je vous encourage à aller (re)lire les 2 articles que j’ai écrits précédemment autour de la rénovation d’un ancien vélo électrique : Partie 1 : (Re)Construire la batterie d’un vélo électrique, Partie 2 : Vélo électrique : Préserver votre batterie (et votre confort) avec un BMS

Choix de la batterie à intégrer

Des technologies de batterie ça n’est pas ça qui manque en 2018. Chacune a ses avantages et ses inconvénients mais la plus intéressante reste à ce jour la batterie au lithium pour son rapport poids/quantité d’énergie stockée. Partir sur cette technologie permettra de garder une enceinte légère mais avec un bon niveau d’autonomie.

Une fois que l’on a choisi la technologie, il faut se poser la question de la tension (en Volts « V ») et de la capacité de la batterie (en ampère heure « Ah » ou « mAh »). Pour ce qui est de la tension, dans notre cas, l’ampli choisi accepte entre 9 et 20V en entrée. Sachant qu’une cellule au lithium a une tension nominale de 3,7V, mais que sa tension réelle varie entre 2,5V et 4,2V suivant son état de charge, il nous faut déterminer le nombre de cellules à mettre en série pour obtenir une tension qui ne descende jamais sous 9V et ne dépasse pas 20V en pleine charge.

Un nombre de 4 cellules semble convenir avec une tension nominale de 14,8V (4 cellules x 3,7V). Déchargées à fond, les 4 cellules devraient produire 10V (2,5V x 4 cellules) alors que le même ensemble ne dépassera pas 16,8V en pleine charge (4 cellules x 4.2V), ce qui est pile dans l’intervalle visé.

Pour la capacité de la batterie, le choix est moins complexe. Plus vous prendrez une batterie avec une capacité élevée, plus vous aurez d’autonomie. Sachez qu’il y a peu de cellules qui dépassent les 3000mAh, ce qui est déjà pas mal (avec environ 2500mAh je tiens plus de vingt heures sur batterie). Si vous voulez beaucoup plus, il faudra doubler ou tripler le nombre de cellules, en les mettant en parallèle. Ainsi par exemple, au lieu de plafonner à 3000mAh, vous pouvez passer à 6000mAh avec 4 groupes de 2 cellules en parallèle, 9000mAh avec 4 groupes de 3 cellules en parallèle, etc… En termes de vocabulaire dans le monde des batteries, on utilise la notation suivante : 4S1P où 4 est le nombre de groupes de cellules et 1 le nombre de cellules dans chaque groupe.

Acheter ou construire sa batterie

Si vous avez déjà lu mon article sur la reconstruction d’une batterie de vélo électrique, vous savez peut-être qu’il est possible d’acheter une batterie toute prête avec ce nombre de cellules. Aujourd’hui pourtant, pour l’exercice, le coût, et surtout pour la réparabilité de la batterie, j’ai décidé d’assembler moi-même cette batterie et de partager tout ça avec vous. Pour le choix des cellules, je suis parti sur des cellules 18650 car c’est le format le plus répandu. Afin de pouvoir contrôler et remplacer si besoin les cellules, j’ai choisi d’utiliser un support de cellules, ce qui permet de changer les cellules aussi facilement qu’une pile sur la télécommande de votre TV.

Choix des composants

Voici la liste brute des composants et du matériel utilisé

Composants

Consommables

Matériel

Concernant le choix des cellules, j’étais pressé donc j’ai pris celles que je pouvais obtenir le plus vite (et pas forcément les meilleures) ! Vendues avec une capacité de 3000mAh sur le papier, elles ont une capacité réelle qui est plutôt aux alentours des 2500mAh. Quoi qu’il en soit c’est suffisant pour mon usage, l’enceinte tourne plusieurs heures par jour et je la recharge moins d’une fois par semaine ! Si vous voulez de la qualité, prenez des cellules de chez Panasonic, LG, Samsung ou Sanyo, c’est ce qui se fait de mieux (mais évidemment c’est plus cher !). Si vous n’êtes pas trop pressés, vous pouvez commander des cellules Samsung ici  à bon prix :)

Pour ce qui est du chargeur secteur, si vous avez acheté celui que je mentionne dans le premier article sur la valise-enceinte c’est bon, vous pouvez le réutiliser là :) L’important c’est la tension qui doit être de 16,8V.

Le matériel nécessaire au chantier du jour

Réalisation du pack de batterie

Etape 1 : Mise en série des cellules

Si comme moi, votre support n’est pas pré-câblé pour mettre les cellules en série, il va falloir s’en charger. Pour ce faire, il va falloir déterminer dans quel sens vous allez disposer vos cellules (tête-bêche ? toutes dans le même sens ?). Pour ma part, j’a choisi de respecter les inscriptions « + » et « – » du support, ce qui va m’amener à câbler les cellules comme ceci.

Schéma de connexion des cellules et de la prise d’équilibrage

En matière de réalisation, on n’est pas dans quelque chose de très technique. Il suffit de déposer un peu de soudure sur chaque borne du support, d’étamer nos câbles découpés à la bonne longueur, et ensuite on relie tout ça. Evidemment, je vous conseille de travailler sur le support vide pour éviter tout incident.

Etape 2 : Câblage de la prise d’équilibrage

Notre BMS est livré avec une nappe de fils qu’il va falloir également souder sur notre support de batterie. Cette nappe de fils se termine par une prise blanche appelée « prise d’équilibrage ». C’est via cette nappe de fils que le BMS va pouvoir mesurer la tension aux bornes de chaque cellule pour faire en sorte de charger au même niveau chaque cellule et surtout empêcher qu’elles ne se détériorent en bloquant les charges trop élevées ou décharges trop profondes.

Pour la souder sur le support correctement, il va falloir bien repérer l’ordre des fils sur la prise. Le 1er fil va sur le pôle + de la première cellule, le 2ème fil sur le pôle + de la deuxième cellule, etc etc… Le cinquième et dernier fil va quant à lui sur le pôle – de la quatrième et dernière cellule. Revérifiez bien l’ordre de vos fils.

Support de cellules 18650 câblé avec la nappe du BMS

Etape 3 : Liaison du pôle positif et du négatif de la batterie au BMS

La batterie en elle même est quasi prête, on va maintenant la relier au BMS. Pour ça il faut simplement connecter la borne + de la première cellule à la borne « B+ » du BMS. On connecte ensuite la borne – de la quatrième cellule à la borne B- du BMS. La batterie et son BMS sont désormais prêts à être intégrés dans le reste du circuit de la valise !

Intégration de la batterie et de son BMS dans la valise

Ne reposez pas tout de suite le fer à souder, nous sommes quasiment arrivés au bout du chantier ! Les ultimes étapes vont consister à relier l’arrivée de l’alimentation de la valise au BMS d’un côté, et à notre circuit d’amplification de l’autre. Attention à bien conserver l’usage de l’interrupteur : celui-ci doit bloquer la mise sous tension du circuit d’amplification mais pas le rechargement de la batterie.

Plutôt que de me lancer dans de trop longues explications, voici un schéma de ce que cela donne :

Schéma de câblage du BMS

Là vous devez commencer à gérer les soudures de câbles ! Une fois cette étape réalisée., il va falloir tout installer dans la valise.

Pour fixer le BMS, j’ai procédé à l’aide de ruban adhésif double face (la colle chaude doit aussi bien marcher). Pour le support de batterie, après plusieurs essais infructueux (colle chaude, ruban adhésif double face), j’ai fini par le fixer au fond de la valise en utilisant un serre câble en plastique. C’est dommage car cela se voit un peu de l’extérieur, mais au moins je suis sûr que la batterie ne bougera pas !

Le BMS vu de près ! Il ne reste plus qu’à y relier les bornes de la batterie via une soudure  sur les pastilles B+ et B-

Concours, enfin

Visiblement, c’est la mode pour les blogueurs d’offrir des cadeaux à leurs lecteurs. La plupart font gagner des produits offerts par leurs sponsors, mais j’ai décidé de vous offrir quelque chose d’original : ma valise enceinte dont j’ai partagé la réalisation avec vous ! Ce modèle est unique et c’est un bel objet qui pourra vous accompagner dans quelques soirées cet été !

Pour la gagner, rien de plus simple : j’effectuerai un tirage au sort parmi toutes les personnes qui suivent l’atelier du geek sur les différents canaux que j’utilise :

  • la mailing liste qui permet de recevoir les articles directement dans votre boîte mail
  • la page Facebook où je relais les articles et quelques petites victoires qui ne font pas forcément l’objet d’articles

Chaque personne peut donc avoir 2 chances de gagner l’enceinte !

Le gagnant sera annoncé sur la page Facebook du site. Fin du concours le 15 août 2018 !

Feedback et améliorations possibles

Après quelques mois passés avec l’enceinte, je peux vous dire que je suis plus que content du résultat même si je vois déjà quelques améliorations intéressantes à apporter !
En termes d’autonomie et de style la performance est géniale ! En termes de puissance, cette enceinte est bien supérieure à ce que j’ai l’habitude de voir en matière d’enceinte portable, même probablement un peu trop puissante par rapport à la taille de la valise ce qui engendre des vibrations peu agréables… Si c’était à refaire, je partirais donc sur un ampli un peu plus modeste et probablement des haut-parleurs de taille plus raisonnable. En plus d’avoir quelque chose de plus équilibré, cela permettrait également de gagner certainement en poids et en autonomie ! Idéalement il faudrait effectuer des calculs pour choisir un haut-parleur adapté au volume de la valise, chose pour laquelle je n’ai aucune connaissance théorique mais pour laquelle on trouve une tonne de documentation sur Internet !

Conclusion

Encore un bel objet singulier que j’ai pris énormément de plaisir à réaliser ! Donner une nouvelle vie à de vieux objets en les détourant de leur usage premier me motive terriblement ! Et vous, avez-vous des idées d’objets à détourner ? Je cherche des idées pour occuper mon été :)


Des batteries, encore des batteries, toujours des batteries. Ceux qui suivent le site depuis quelques temps vont finir par se dire que je n’ai que ce mot là à la bouche… Et ils n’auraient pas vraiment tort. Comme toujours, cet article est en lien fort avec mon quotidien : je sors de 2 mois de travaux assez intenses dans ma nouvelle demeure, travaux réalisés à grand renfort d’outils électro-portatifs : perceuse, visseuse, meuleuse etc… une vraie succursale de Leroy merlin.

Que faire quand une batterie rend l’âme ?

Parmi ces différents outils, celui que j’ai le plus utilisé est une perceuse/visseuse 10,8V que j’ai acheté avec 2 batteries. De marque peu connue (en tous cas pour moi), cette perceuse dégage un vrai sentiment de qualité et m’a été extrêmement utile. Alors quand une de ses 2 batteries au lithium est décédée, j’étais bien embêté : l’outil fonctionne toujours très bien, il serait dommage de le remplacer complètement.

Ma perceuse/visseuse avec sa batterie malade.

Ma perceuse/visseuse avec sa batterie malade.

La solution évidente pour moi était donc de racheter une nouvelle batterie, mais comment faire quand on ne trouve pas à la vente de batterie ou quand le prix de celle-ci équivaut quasiment au prix de l’ensemble « outil + 2 batteries » ? Et bien comme souvent une autre solution existe : mettre les main dans le cambouis et reconditionner soit même sa batterie.

Attention
Dans la suite de cet article, je manipule des cellules de batterie au Lithium. D’apparence inoffensive, ces éléments contiennent une énergie folle, et une mauvaise manipulation peut entraîner des dégâts sur votre matériel, mais surtout sur votre petite personne. Merci donc de prendre toutes les précautions nécessaires si vous souhaitez vous lancer dans l’aventure.

Diagnostic du problème

Bon avant de dire que la batterie est fichue, il y a quand même quelques vérifications à faire. Pour cette étape, votre multimètre sera votre meilleur allié. Si vous avez comme moi la chance d’avoir une deuxième batterie, vous allez pouvoir comparer les valeurs entre votre batterie de référence et votre batterie suspecte.

Anatomie d’une batterie au lithium.

Une batterie au lithium est composée de plusieurs éléments mis en série et/ou en parallèle pour arriver aux caractéristiques de la batterie. Ces éléments aux lithium, plus communément appelés « cellules » présentent individuellement une tension qui peut varier entre 3V et 4,2V suivant leur niveau de charge. La tension nominale est de 3,6V et donc pour ma batterie estampillée 10,8V, il est facile de comprendre qu’elle renferme 10,8/3,6 = 3 éléments mis en série.

Avec 3 éléments en série, la tension en sortie du pack varie donc entre 9V (3 éléments x 3V) et 12,6V (3 éléments x 4,2V). Là sans démonter quoi que ce soit, vous allez vite détecter si une batterie est défectueuse. Ici, avec 7,97V c’est beaucoup trop bas.

Sans démontage, on peut déjà constater le dysfonctionnement. Le niveau de la batterie de gauche n'est pas crédible pour une batterie composée de 3 éléments au lithium.

Sans démontage, on peut déjà constater le dysfonctionnement. Le niveau de la batterie de gauche n’est pas crédible pour une batterie composée de 3 éléments au lithium.

C’est parti pour le grand démontage.

Dans mon cas, la batterie était simplement fermée par quelques vis torx. Encore une fois, mon jeu de tournevis de chez iFixit en aura eu raison en quelques secondes. A l’ouverture, on découvre 3 cellules au lithium. Elles sont de type « 18650 », le type le plus connu. On en trouve dans les PC portable, les outils électro-portatifs et même les vélos électriques. Le nom de ce type de cellule vient de leur format : elles font 18mm de diamètre, pour 65mm de long et sont de forme cylindrique (d’où le « 0 »). Par conséquent, n’importe quelle autre cellule au format « 18650 » devrait rentrer dans le boitier.

A peine les premières visses ôtées, on devine facilement les cellules au lithium que renferme la batterie

A peine les premières visses ôtées, on devine facilement les cellules au lithium que renferme la batterie

Débarassée de sa carcasse, on peut voir que cette batterie se compose de 3 celulles au lithium au format 18650.

Débarrassée de sa carcasse, on peut voir que cette batterie se compose de 3 celulles au lithium au format 18650.

Choix des cellules lithium de remplacement.

Vous l’aurez compris, remplacer les cellules de lithium que renferme votre batterie lui donnera une nouvelle jeunesse ! Mais reste à choisir les bonnes cellules de remplacement ! Plusieurs caractéristiques sont à prendre en compte :

  • la capacité. Exprimée en Ampère Heure (Ah) ou milliampère heure (mAh) cela détermine la durée de fonctionnement de votre outil entre deux charges. Les cellules d’origine de ma batterie sont de 1300mAh ce qui est plutôt classique, mais on en trouve de 2900mAh, de quoi multiplier par 2,5 l’autonomie !
  • le courant de décharge. Exprimé en Ampère, il détermine le débit d’énergie que peut fournir la cellule à un instant T. Plus il est élevé mieux c’est. Attention, certaines cellules de fortes capacités ont un très petit courant de décharge (parfois quelques ampères à peine) ce qui risque de limiter votre outil dans ses performances.
  • le poids de la cellule. On trouve des variations de l’ordre de 30% entre les cellules les plus légères et les plus lourdes. Pour un appareil que l’on tient à bout de bras pendant parfois plusieurs heures, ça compte !
  • la présence d’onglets de soudures. Aussi appelé « tabs » en anglais, cela permet de souder les cellules les unes aux autres sans passer par du matériel plus professionnel, comme une « soudeuse à point ». Avec des onglets, un simple fer à souder à 15€ suffit ! Si vous essayez de souder directement sur le corps de la cellule (sans onglet donc) vous verrez que c’est une autre paire de manche, et surtout c’est dangereux pour elle (et donc pour vous).

Mon candidat du jour

Si j’ai un conseil à vous donner, c’est de partir sur des cellules avec onglet. J’ai déjà eu l’occasion de tenter des soudures sur des cellules qui n’en n’étaient pas pourvues et j’ai galéré comme pas permis. Pour mon chantier du jour j’ai choisi des cellules Sanyo de 2600mAh. Un peu plus lourdes que mes cellules d’origine, elles peuvent contenir 2 fois plus d’énergie. Je les avais initialement commandées pour un autre projet. Reste à voir si leur courant de décharge ne limitera pas les performances de la perceuse.

Reconditionner la batterie de la perceuse

Prérequis

Niveau outillage vous aurez besoin des choses suivantes

Et dans une moindre mesure (suivant la batterie)

  • Du ruban d’électricien
  • Une pince coupante (pour découper certaines bandes de nickel soudées « par point »)
  • Une pince (pour manipuler les onglets des cellules sans se brûler pendant les soudures)

Niveau « consommables », il vous faut évidemment autant de cellules neuves qu’il y en avait à l’origine dans votre batterie. Si vous ne savez pas où en acheter, vous pouvez vous rendre sur Amazon ou Ebay. Comptez entre 6 et 12€ par cellule suivant ses caractéristiques. Les meilleures marques dans ce domaine sont les suivantes : Panasonic, Samsung, LG, Sanyo… j’en oublie probablement. Pas facile d’en trouver sur les magasins « grand public », j’ai tout de même déniché quelques références qui devraient faire l’affaire :

Vous pouvez en trouver quelques unes sur Amazon :

Et si vous n’êtes pas pressé, vous pouvez aussi tenter votre chance sur Ebay :)

Etape 1 : Démontage de la batterie

Si vous n’êtes pas encore passé à l’action, il faut démonter la batterie d’origine. Prenez soin d’en étudier la construction, car il faudra tout remonter à l’identique. En général pour limiter les erreurs je n’hésite pas à prendre de nombreuses photos. Pour dessouder les cellules, j’utilise le fer à souder sur les connectiques soudées à l’étain. Pour les soudures « par point », il faut malheureusement souvent se résoudre à les couper à la pince coupante.

Quand les celulles sont soudées par point, le fer à souder basique ne suffit pas... il est temps de sortir la pince coupante !

Quand les celulles sont soudées par point, le fer à souder basique ne suffit pas… il est temps de sortir la pince coupante !

Pour certaines soudures, cela peut se révéler un peu acrobatique car il y a parfois très peu d’espace entre les cellules et leur support.

Attendez vous à quelques acrobaties pour détacher les celulles soudées.. par dessous.

Attendez vous à quelques acrobaties pour détacher les celulles soudées.. par dessous.

Et voilà notre superbe jeu de légos pour adultes !

Et voilà notre superbe jeu de légos pour adultes !

Etape 2 : Assemblage des nouvelles cellules 18650 entre elles

Pour commencer, je vous conseille d’assembler hors de leur support les cellules entre-elles. Pour que l’ensemble fasse bloc et ne bouge pas, vous pouvez utiliser du ruban d’électricien pour solidariser les cellules, voire carrément un pistolet à colle chaude. Cela facilitera les soudures. Ensuite il va falloir souder les cellules entre elles suivant le même principe que celles d’origine. Les onglets sont très utiles pour ça, mais attention pendant leur manipulation de ne pas toucher les mauvais pôles des cellules ensemble, cela pourrait entraîner une forte décharge de courant avec les conséquences que vous connaissez.

Etape 3 : Soudure du pack de cellules dans le support de la batterie

Cette phase peut être plus ou moins compliquée suivant l’agencement de votre batterie. Dans la mienne qui est très compacte, j’ai du m’y reprendre à 2 fois pour arriver à tout caser à l’intérieur. Si comme moi certains fils sont un peu courts, préparez-vous à devoir les rallonger. Dans ce cas de figure, la gaine thermo vous permettra de faire quelque chose de propre sans occuper trop de place. Prenez votre temps, ne laissez pas traîner d’outils métalliques autour et tout devrait bien se passer :)

Assembalge en cours... On fait attention de ne pas laisser entrer en contact 2 pôles qui ne le devraient pas.

Assembalge en cours… On fait attention de ne pas laisser entrer en contact 2 pôles qui ne le devraient pas.

Etape 4 : remonter l’empilage de cellules dans le boitier

On touche ici au but. Avant de tout fermer/revisser, je vous conseille de mesurer avec votre multimètre en position « voltmètre sur courant continu » que la tension entre les bornes + et – de la batterie est bien celle attendue. Dans mon cas j’ai 11,4V, ce qui est cohérent avec la plage de fonctionnement des cellules (entre 9V et 12,6V en théorie). Attention en refermant de ne pas arracher de fils, et si je vous mets en garde contre ça c’est justement parce que ça m’est arrivé ;) On revisse l’ensemble, une dernière mesure au multimètre et on peut tester !

On touche au but : l n'y a plus qu'à tout refermer.

On touche au but : l n’y a plus qu’à tout refermer.

Bilan de l’opération

Ma nouvelle batterie dure beaucoup plus longtemps que l’ancienne, logique puisque je suis passé de 1,3Ah à 2,6Ah. Cela prend également 2 fois plus de temps à recharger, ce qui est parfaitement logique bien qu’un peu long ! En terme de fonctionnement, je ne vois pas de différence que j’utilise l’une ou l’autre des batteries, je suis donc soulagé sur ce point. En terme de poids, ma batterie maison a pris un peu d’embonpoint (20g environ) ce qui me parait très raisonnable par rapport au gain d’autonomie. Sur le plan tarifaire, la manœuvre est intéressante : pour 3 cellules, on peut s’en sortir entre 15 et 30€ suivant la qualité et les caractéristiques de celles choisies. Quand on compare au prix d’une batterie (souvent entre 60 et 100€ pour ce type d’outil, voire beaucoup plus pour les grandes marques) il n’y a pas photo !

Et voilà la batterie terminée aux côtés de celle d'origine. Pensez à identifier la batterie reconditionée ! Ici un coup de marqueur fait l'affaire.

Et voilà la batterie terminée aux côtés de celle d’origine. Pensez à identifier la batterie reconditionée ! Ici un coup de marqueur fait l’affaire.

En conclusion

Plus je creuse ces histoires de batteries et plus cela me passionne. Il faut dire que notre environnement en est rempli ! Avec cette astuce vous pouvez aussi acheter à vil prix un outil électro HS sur leboncoin et lui donner une nouvelle jeunesse pour pas cher ! Bref voilà surtout un moyen de faire durer plus longtemps des objets appelés à être renouveler un peu trop souvent. J’espère que cette petite expérience vous aura plu et n’hésitez pas à partager critiques et insultes dans les commentaires…