Conversion d'aspirateur Ni-MH en Li-ion : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Salut à tous, Dans ce Instructable, nous allons convertir mon aspirateur à main des batteries Ni-MH aux batteries Li-ion.

Cet aspirateur a près de 10 ans mais au cours des 2 dernières années, il n'a presque jamais été utilisé car il a développé un problème avec ses batteries. Chaque fois que nous le retirions du chargeur pour l'utiliser, la puissance d'aspiration diminuait presque instantanément comme s'il n'était pas chargé.

L'aspirateur continuera ensuite à fonctionner pendant un certain temps, mais pas avec la puissance nécessaire, il a donc été stocké pendant un certain temps, recueillant la poussière dessus au lieu de l'intérieur.

Fournitures

Module TC4056A -

Modules à courant élevé -

18650 piles -

Kit de soudure -

Fil de soudure -

Cisailles à fil -

Jeu de tournevis -

Tournevis de précision -

Ruban électrique -

Fil électrique -

Étape 1: Retirez les anciennes piles Ni-MH

Au dos de l'aspirateur, il y a un port d'accès qui une fois retiré, on peut accéder aux batteries. Son pack est composé de 3 cellules Ni-MH connectées en série pour fournir 4,5V à pleine charge. Une fois vidé, ce pack descendra à environ 3V, ce qui en fait un candidat parfait pour être commuté avec des piles au lithium.

J'ai utilisé mon multimètre pour vérifier l'ancien pack une fois qu'il était sorti de l'aspirateur et il mesurait 3,8 V sur les trois cellules, mais une fois que j'ai commencé à mesurer chaque cellule individuellement, j'ai remarqué que l'une d'entre elles était à 0,6 V, ce qui est inférieur au tension qu'il devrait jamais être.

Si vous êtes dans une situation similaire et que vous ne souhaitez pas passer au lithium, vous pouvez remplacer la pile défectueuse et faire réparer votre appareil.

La plage de tension pour une pile au lithium est de 4,2 à 2,8 V, ce qui correspond parfaitement à la plage à laquelle l'aspirateur fonctionne déjà, la décision a donc été prise.

Étape 2: Récupérer ou préparer de nouvelles batteries Li-ion

Vous pouvez certainement acheter et utiliser de nouvelles cellules li-ion, mais j'avais cette batterie d'ordinateur portable que je n'utilisais pas, j'ai donc décidé de récupérer certaines des cellules à l'intérieur afin de leur donner une seconde vie.

Le boîtier de la batterie est composé de deux moitiés qui prennent en sandwich les cellules de batterie individuelles et les retirer est tout un défi. J'ai commencé par ouvrir le boîtier d'un côté avec un tournevis à tête plate et par faire tout le tour.

L'ensemble du pack est collé ensemble alors soyez prudent avec le tournevis car dans un moment d'inattention j'ai réussi à me poignarder la main lorsque le tournevis a percé le boîtier extérieur.

Une fois le boîtier ouvert, j'ai utilisé mon tournevis pour séparer les cellules de l'autre moitié, puis avec les pinces coupantes, j'ai découpé le tableau de commande dont je n'aurais pas besoin et j'ai également séparé les trois paires qui étaient en parallèle.

À ce stade, il est crucial que chacune des paires de cellules soit vérifiée pour la tension sur laquelle elle est allumée, car celles qui sont inférieures à 2,5 V ne doivent pas être utilisées car elles pourraient avoir été endommagées de manière permanente. J'en avais une de ces paires, alors j'ai pris l'une des bonnes et j'ai commencé à la préparer pour passer dans l'aspirateur.

Étape 3: préparer le circuit de charge

Pour m'assurer que les batteries ne sont pas surchargées, j'ai utilisé un module TC4056A. Ce module reçoit 5 V en entrée et charge ensuite les piles au lithium à 4,2 V, ce qui correspond à leur tension maximale autorisée. Au-delà, vous risquez d'endommager les cellules et de provoquer un incendie.

Comme vous le verrez plus tard, ce n'est pas vraiment le bon choix, mais c'était le seul que j'avais. J'ai inclus un lien supplémentaire dans la section des fournitures vers un autre module conçu pour une sortie de courant plus élevée.

J'ai d'abord ajouté de la soudure à tous les plots du module, j'ai ajouté deux fils sur les plots d'entrée et je l'ai fixé sur les cellules avec de la colle chaude. J'ai ensuite ajouté deux fils plus épais des bornes de la batterie aux plots de la batterie sur le module en veillant à garder la même polarité que celle indiquée.

Étape 4: Testez le processus de charge

Le pack était maintenant prêt à être chargé, j'ai donc procédé à un test de charge avec le chargeur d'origine de l'aspirateur qui, heureusement, produit 5V. Le courant de sortie de cet adaptateur est vraiment faible à 120mA donc la charge prendra un certain temps mais d'un autre côté, c'est beaucoup plus sûr de cette façon car les batteries ne deviendront jamais trop chaudes. Le nettoyeur n'est pas utilisé très souvent et peut être facilement mis en charge pendant la nuit.

Afin d'identifier la polarité, j'ai connecté le chargeur à la prise murale et utilisé mon multimètre pour tester la tension sur les broches qui dépassent du pont de charge. Puisqu'il s'agit d'une alimentation à base de transformateur, vous pouvez voir que la tension est un peu supérieure à 5 V lorsqu'elle est mesurée, mais c'est uniquement parce qu'il n'y a pas de charge sur la sortie.

Lorsque vous mesurez une tension comme celle-ci, si vous obtenez une lecture positive, la borne que vous touchez avec la sonde rouge du multimètre est la connexion positive. Dans mon cas, la tension était négative, j'avais donc les sondes à l'envers. Dans ce cas, avec une lecture de tension négative, la sonde noire est la borne positive.

Avec la borne identifiée, j'ai utilisé deux fils avec des pinces crocodiles pour attacher le pack au chargeur et le laisser se charger. Pendant la charge, le module a une LED rouge qui s'allume et lorsque la batterie est complètement chargée, elle s'éteint et une LED bleue s'allume.

Étape 5: rompre les connexions internes

Dans sa configuration d'origine, avec les batteries Ni-MH, les bornes de charge sont directement connectées à la batterie. Comme nous devons ajouter un circuit de protection entre eux avec le nouveau pack, j'ai ouvert le boîtier de l'aspirateur et retiré l'ensemble du moteur et des batteries.

Sur son dos, on peut voir qu'un côté de la connexion se fait à travers une diode pour la protection contre l'inversion de polarité et l'autre est directement soudé entre la borne de charge et l'interrupteur.

Après l'avoir nettoyé rapidement de la poussière qui s'y était accumulée, j'ai utilisé mon fer à souder pour retirer la diode et cela a cassé l'une des connexions. En utilisant un fil plus épais, j'en ai soudé une extrémité à la borne du moteur et j'ai ensuite essayé de casser le joint de soudure sur l'autre borne.

Comme il y avait beaucoup de soudure là-bas et qu'il semblait également qu'il y avait du métal supplémentaire derrière pour le soutenir, j'ai utilisé mes cisailles pour couper une petite section de ce pont et rompre la deuxième connexion des bornes.

Le deuxième fil a ensuite été soudé à la borne du commutateur et avec cela, les deux bornes étaient maintenant libres et deux fils sont sortis des connexions intérieures.

Étape 6: connectez le nouveau bloc-batterie et le nouveau chargeur

Pour être sûr de la polarité des bornes, j'ai placé l'ensemble sur les bornes du chargeur, tout en étant connecté à la prise et mesuré à nouveau la tension. J'ai utilisé un marqueur rouge pour marquer un signe plus à la fois sur la borne intérieure de l'assemblage et à l'extérieur sur la borne du chargeur.

J'ai ensuite ajouté de la soudure aux bornes de l'assemblage et soudé les deux fils d'entrée du module aux bornes en fonction de la polarité marquée.

Pour éviter tout court-circuit indésirable, j'ai utilisé du ruban isolant pour isoler les bornes de la batterie à l'intérieur de leur emplacement, puis j'ai placé le nouveau pack. Heureusement pour moi, l'espacement était parfait et le nouveau pack s'est installé à l'intérieur sans aucune modification de l'emplacement.

Pour terminer, j'ai coupé à la longueur les fils venant du moteur et je les ai soudés aux plots de sortie du module. Avec tout connecté, j'ai appuyé sur l'interrupteur pour le tester et le moteur a bougé mais il s'est immédiatement arrêté. Je n'étais pas sûr du problème, mais j'ai supposé que les batteries n'étaient peut-être pas suffisamment chargées et que le module ne s'allumait pas, j'ai donc procédé à l'installation de l'ensemble dans le boîtier.

Étape 7: Remettre en place

L'installation était assez simple car il y avait beaucoup d'espace à l'intérieur pour s'adapter à tous les nouveaux fils. La partie la plus délicate a été d'aligner l'interrupteur sur le dessus et après cela, j'ai retourné les trois vis pour fixer le boîtier en une seule pièce.

Pour voir pourquoi l'aspirateur ne fonctionnait pas, j'ai utilisé les pinces crocodiles pour le connecter au chargeur et à ma grande surprise, la LED de charge ne s'est pas allumée. Pensant que quelque chose s'était peut-être déconnecté pendant l'assemblage, j'ai mesuré toutes les connexions et tensions sur le module de chargeur pour me rendre compte que j'avais réussi à le faire frire.

Selon les spécifications, le module est capable de charger les batteries avec jusqu'à 1A de courant, mais il ne m'est jamais venu à l'esprit que ce 1A est également la limite qu'il peut fournir en sortie ! Lorsque j'ai allumé l'aspirateur auparavant, le moteur a dû tirer beaucoup plus de 1 A, détruisant le module dans le processus.

Étape 8: Remplacez le module et le câblage (facultatif)

Leçon apprise, j'ai remplacé le module, et comme je n'avais aucun autre module capable de gérer plus de courant, j'ai maintenant soudé les fils de sortie directement aux fils de la batterie. De cette façon, le courant de sortie ne passe pas par le module et il ne peut pas l'endommager mais aussi, de cette façon, nous perdons la protection contre les décharges excessives que le module fournit.

Dans cette configuration, le module se chargera uniquement de charger les batteries et de s'assurer qu'elles ne surchargent pas et pour les décharges excessives, je vais essayer de surveiller cela manuellement pour l'instant, en écoutant la vitesse du moteur. Chaque fois que j'entends que le moteur commence à tourner plus lentement que la normale, il sera placé sur le chargeur.

Ce n'est pas idéal, mais je ne pense pas que ce sera un problème car le nettoyeur n'est utilisé que par rafales relativement courtes et pas continuellement pendant une longue période. Après quelques utilisations, nous pouvons le remettre au chargeur pour le recharger et ne jamais le faire baisser dangereusement sur la tension de la batterie. Si je vois cela comme un problème à l'avenir, je pourrais ajouter un circuit de surveillance de batterie séparé et faire une vidéo à ce sujet.

Étape 9: Profitez

Donc, avec tout fonctionne maintenant, j'ai coupé deux des morceaux de plastique qui poussaient sur la batterie d'origine du couvercle et j'ai tout fermé. Une fois le filtre remis en place et la façade remise en place, j'ai à nouveau eu un aspirateur à main en état de marche.

J'espère que ce Instructable était éducatif pour vous et que vous avez réussi à apprendre quelque chose. Si cela est vrai, veuillez vérifier mes autres Instructables, abonnez-vous à ma chaîne YouTube et je vous verrai la prochaine fois.

Bravo et merci d'avoir lu !