Circuit(s) de protection de batterie NiMH à 2 cellules : 8 étapes (avec photos)

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

Si vous êtes venu ici, vous savez probablement pourquoi. Si tout ce que vous voulez voir est une solution rapide, passez directement à l'étape 4, qui détaille le circuit que j'ai fini par utiliser moi-même. Mais si vous n'êtes pas tout à fait sûr de savoir si vous voulez vraiment cette solution ou quelque chose d'autre, si vous êtes curieux de l'arrière-plan ou si vous aimez simplement visiter des endroits intéressants lors de mon voyage d'essais et d'erreurs, voici la version élaborée:

Le problème

Vous avez un projet électronique que vous souhaitez alimenter à l'aide de piles rechargeables. LiPo est la technologie de batterie du jour, mais les batteries au lithium apportent toujours de mauvaises habitudes telles que ne pas avoir un facteur de forme standard prêt pour les supermarchés, nécessiter des chargeurs spéciaux (un pour chaque facteur de forme) et se comporter comme de vraies reines du drame lorsqu'elles sont maltraitées (prendre feu, et d'autres choses). En revanche, les piles rechargeables NiMH sont disponibles dans des facteurs de forme standard de AA à AAA à n'importe quoi, ce qui signifie que vous pouvez utiliser les mêmes piles pour votre appareil photo numérique, votre lampe de poche, votre voiture RC jouet et vos appareils électroniques de bricolage. En fait, vous en avez probablement un tas qui traîne, de toute façon. Ils sont également beaucoup moins réputés pour causer des problèmes, sauf qu'une chose qu'ils n'aiment vraiment pas est de se "décharger profondément".

Ce problème devient beaucoup plus grave si vous utilisez un " convertisseur élévateur de tension " pour augmenter votre tension d'entrée - disons à 5 V pour alimenter un arduino. Alors que votre voiture RC se déplacera de plus en plus lentement à mesure que vos batteries s'épuisent, un convertisseur abaisseur s'efforcera de maintenir la tension de sortie constante, même lorsque la tension d'entrée diminue, et vous pourrez ainsi aspirer les derniers électrons de votre batterie, sans aucun signe visible de problème.

Alors, quand faut-il arrêter de décharger ?

Une cellule NiMH complètement chargée a une tension typique d'environ 1,3 V (jusqu'à 1,4 V). Pendant la majeure partie de son cycle de service, il fournira environ 1,2 V (sa tension nominale), diminuant lentement. Près de l'épuisement, la chute de tension deviendra assez raide. La recommandation la plus courante est d'arrêter la décharge quelque part entre 0,8 V et 1 V, moment auquel la majeure partie de la charge aura de toute façon été utilisée (avec de nombreux facteurs affectant les chiffres exacts - je n'entrerai pas dans les détails).

Cependant, si vous voulez vraiment repousser les limites, la situation dont vous devez vous méfier est de vider votre batterie en dessous de 0V, auquel cas elle subira de graves dommages (Attention: n'oubliez pas que je parle ici des cellules NiMH; pour les LiPos permanent les dégâts commenceront bien plus tôt !). Comment cela peut-il même arriver? Eh bien, lorsque vous avez plusieurs cellules NiMH dans une rangée, l'une des batteries peut encore être proche de sa tension nominale, tandis qu'une autre est déjà complètement épuisée. Maintenant, la tension de la bonne cellule continuera à pousser un courant à travers votre circuit - et à travers la cellule vide, l'épuisant en dessous de 0V. Cette situation est plus facile à aborder qu'il n'y paraît à première vue: N'oubliez pas que la chute de tension devient beaucoup plus raide vers la fin du cycle de décharge. Ainsi, même certaines différences initiales relativement mineures entre vos cellules peuvent conduire à des tensions résiduelles très différentes après la décharge. Maintenant, ce problème devient plus prononcé, plus vous mettez de cellules en série. Pour le cas de deux cellules, discuté ici, nous serions encore relativement sûrs de décharger à une tension totale d'environ 1,3V, ce qui correspondrait à une batterie à 0V, et l'autre à 1,3V, dans le pire des cas. Il n'y a cependant pas grand intérêt à descendre aussi bas (et comme nous le verrons, cela serait même difficile à atteindre). En tant que limite supérieure, cependant, s'arrêter n'importe où au-dessus de 2V semblerait un gaspillage (bien que, contrairement aux batteries NiCd, AFAIU, les décharges partielles fréquentes ne posent pas de problème pour les batteries NiMH). La plupart des circuits que je présenterai viseront légèrement en dessous de cela, à environ 1,8 V comme coupure.

Pourquoi ne pas simplement utiliser une solution autonome ?

Parce que cela ne semble pas exister ! Les solutions sont abondantes pour un nombre de cellules plus élevé. Avec trois cellules NiMH, vous pouvez commencer à utiliser des circuits de protection LiPo standard et, au-delà, vos options ne font que s'élargir. Mais une coupure basse tension à ou en dessous de 2V ? Pour ma part, je n'en ai pas trouvé.

Ce que je vais présenter

Maintenant, n'ayez crainte, je vais vous présenter non pas un mais quatre circuits relativement faciles à réaliser (un dans chaque "étape" de cette instructable), et je vais les discuter en détail, donc vous saurez comment et pourquoi les modifier, si vous en ressentez le besoin. Eh bien, pour être honnête, je ne recommande pas d'utiliser mon premier circuit, que j'inclus simplement pour illustrer l'idée de base. Les circuits 2 et 3 fonctionnent, mais nécessitent quelques composants de plus que le circuit 4, que j'ai fini par utiliser moi-même. Encore une fois, si vous en avez marre de la théorie, passez simplement à l'étape 4.

Étape 1: L'idée de base (ce circuit n'est pas recommandé !)

Commençons par le circuit de base ci-dessus. Je ne recommande pas de l'utiliser, et nous expliquerons pourquoi, plus tard, mais il est parfait pour illustrer les idées de base et pour discuter des principaux éléments que vous trouverez également dans les meilleurs circuits, plus loin dans cette instructable. BTW, vous pouvez également visualiser ce circuit dans une simulation complète dans le grand simulateur en ligne de Paul Falstad et Iain Sharp. L'un des rares qui ne nécessite pas de vous inscrire pour sauvegarder et partager votre travail. Ne vous inquiétez pas pour les lignes de portée en bas, j'expliquerai celles vers la fin de cette "étape".

Ok, donc afin de protéger vos batteries d'une décharge excessive, vous avez besoin a) d'un moyen de déconnecter la charge, et b) d'un moyen de détecter quand il est temps de le faire, c'est-à-dire quand la tension a trop chuté.

Comment allumer et éteindre la charge (T1, R1) ?

En commençant par le premier, la solution la plus évidente sera d'utiliser un transistor (T1). Mais quel type choisir ? Les propriétés importantes de ce transistor sont:

1. Il doit tolérer suffisamment de courant pour votre application. Si vous voulez une protection générique, vous voudrez probablement prendre en charge au moins 500 mA et plus.
2. Il doit fournir une très faible résistance lorsqu'il est allumé, afin de ne pas voler trop de tension / puissance de votre tension d'alimentation déjà faible.
3. Il devrait être commutable avec la tension que vous avez, c'est-à-dire quelque chose légèrement en dessous de 2V.

Le point 3 ci-dessus semble suggérer un transistor BJT (« classique »), mais il y a un simple dilemme associé à cela: lorsque vous placez la charge du côté de l'émetteur, de sorte que le courant de base sera disponible pour la charge, vous abaisserez efficacement la tension disponible par la "chute de tension Base-Emetteur". Typiquement, c'est autour de 0.6V. Beaucoup prohibitif, quand on parle d'alimentation totale 2V. En revanche, lorsque vous placez la charge du côté du collecteur, vous « gaspillerez » tout le courant qui traverse la base. Ce n'est pas vraiment un problème dans la plupart des cas d'utilisation, car le courant de base sera de l'ordre d'un centième du courant de collecteur (selon le type de transistor) uniquement. Mais lors de la conception pour une charge inconnue ou variable, cela signifie perdre 1% de votre charge maximale attendue, de manière permanente. Pas si bien.

Donc, si l'on considère les transistors MOSFET, ceux-ci excellent sur les points 1 et 2 ci-dessus, mais la plupart des types nécessitent une tension de grille considérablement supérieure à 2 V pour s'allumer complètement. Notez qu'une "tension de seuil" (V-GS-(th)) légèrement inférieure à 2V n'est pas suffisante. Vous voulez que le transistor soit loin dans la région allumée à 2V. Heureusement, il existe des types appropriés disponibles, avec les tensions de grille les plus faibles que l'on trouve généralement dans les MOSFET à canal P (l'équivalent FET d'un transistor PNP). Et pourtant, votre choix de types sera sévèrement limité, et je suis désolé de devoir vous le dire, les seuls types appropriés que j'ai pu trouver sont tous emballés SMD. Pour vous aider à surmonter ce choc, jetez un œil à la fiche technique de l'IRLML6401, et dites-moi que vous n'êtes pas impressionné par ces spécifications ! L'IRLML6401 est également un type très largement disponible au moment d'écrire ces lignes, et ne devrait pas vous coûter plus de 20 cents environ la pièce (moins lors d'un achat en volume ou en provenance de Chine). Vous pouvez donc certainement vous permettre d'en faire frire quelques-uns - bien que tous les miens aient survécu malgré le fait que je sois un débutant en soudure SMD. A 1,8V à la porte, il a une résistance de 0,125 Ohms. Assez bon pour rouler de l'ordre de 500mA, sans surchauffe (et plus, avec un dissipateur thermique approprié).

D'accord, donc l'IRLML6401 est ce que nous utiliserons pour T1 dans ce circuit et tous les circuits suivants. R1 est simplement là pour augmenter la tension de grille par défaut (correspondant à une charge déconnectée; rappelez-vous qu'il s'agit d'un FET à canal P).

De quoi d'autre avons nous besoin?

Comment détecter une tension de batterie faible ?

Afin d'obtenir une coupure de tension principalement définie, nous utilisons à mauvais escient une LED rouge comme référence de tension - relativement - nette d'environ 1,4 V. Si vous possédez une diode Zener d'une tension appropriée, ce serait bien mieux, mais une LED semble toujours fournir une référence de tension plus stable que deux diodes au silicium ordinaires en série. R2 et R3 servent à a) limiter le courant traversant la LED (notez que nous ne voulons pas produire de lumière perceptible), et b) abaisser un peu plus la tension à la base de T2. Vous pouvez remplacer R2 et R3 par un potentiomètre pour une tension de coupure quelque peu réglable. Maintenant, si la tension arrivant à la base de T2 est d'environ 0,5 V ou plus (assez pour surmonter la chute de tension base-émetteur de T2), T2 commencera à conduire, tirant la grille de T1 vers le bas, et connectant ainsi la charge. BTW, T2 peut être supposé être votre variété de jardin: quel que soit le petit signal du transistor NPN qui s'attarde dans votre boîte à outils, bien qu'une amplification élevée (hFe) soit préférable.

Vous vous demandez peut-être pourquoi nous avons besoin de T2 et ne connectez pas simplement notre référence de tension de fortune entre la terre et la broche de la grille de T1. Eh bien, la raison en est assez importante: nous voulons un basculement aussi rapide que possible entre marche et arrêt, car nous voulons éviter que T1 ne soit dans un état "à moitié allumé" pendant une période prolongée. À moitié allumé, T1 agira comme une résistance, ce qui signifie que la tension chutera entre la source et le drain, mais le courant circule toujours, ce qui signifie que T1 va chauffer. La quantité de chaleur qu'il chauffera dépend de l'impédance de la charge. Si - par exemple, c'est 200 Ohms, alors, à 2V, 10mA couleront, tandis que T1 est complètement allumé. Maintenant, le pire état est que la résistance de T1 corresponde à ces 200 Ohms, ce qui signifie que 1 V chutera sur T1, le courant chutera à 5 mA et 5 mW de puissance devront être dissipés. Assez juste. Mais pour une charge de 2 Ohm, le T1 devra dissiper 500mW, et c'est beaucoup pour un appareil aussi petit. (C'est en fait dans les spécifications de l'IRLML6401, mais uniquement avec un dissipateur de chaleur approprié, et bonne chance pour la conception). Dans ce contexte, gardez à l'esprit que si un convertisseur élévateur de tension est connecté en tant que charge primaire, il augmentera le courant d'entrée en réponse à la chute de la tension d'entrée, multipliant ainsi nos problèmes thermiques.

Message à retenir: nous voulons que la transition entre l'activation et la désactivation soit aussi nette que possible. C'est l'objectif de T2: rendre la transition plus nette. Mais le T2 est-il suffisant ?

Pourquoi ce circuit ne le coupe pas

Jetons un coup d'œil aux lignes de l'oscilloscope affichées au bas de la simulation du circuit 1. Vous avez peut-être remarqué que j'ai placé un générateur triangulaire de 0 à 2,8 V, à la place de nos batteries. C'est juste un moyen pratique d'imaginer ce qui se passe lorsque la tension de la batterie (ligne verte supérieure) change. Comme le montre la ligne jaune, pratiquement aucun courant ne circule alors que la tension est inférieure à environ 1,9 V. Bon. La zone de transition entre environ 1,93 V et 1,9 V semble raide à première vue, mais étant donné que nous parlons d'une batterie se déchargeant lentement, ces 0,3 V correspondent toujours à beaucoup de temps passé dans un état de transition entre complètement allumé et complètement éteint. (La ligne verte en bas indique la tension à la grille de T1).

Cependant, ce qui est encore pire avec ce circuit, c'est qu'une fois coupé, même une légère récupération de la tension de la batterie repoussera le circuit à l'état semi-allumé. Étant donné que la tension de la batterie a tendance à se rétablir légèrement lorsqu'une charge est coupée, cela signifie que notre circuit restera longtemps dans l'état de transition (pendant lequel le circuit de charge restera également dans un état à moitié rompu, envoyant potentiellement un Arduino à travers des centaines de cycles de redémarrage, par exemple).

Deuxième message à retenir: nous ne voulons pas que la charge soit reconnectée trop tôt, lorsque la batterie récupère.

Passons à l'étape 2 pour trouver un moyen d'y parvenir.

Étape 2: Ajout d'hystérésis

Puisqu'il s'agit d'un circuit, vous voudrez peut-être en fait construire, je vais donner une liste de pièces pour les pièces qui ne ressortent pas du schéma:

• T1: IRLML6401. Voir "Étape 1" pour une discussion, pourquoi.
• T2: tout transistor NPN à petit signal commun. J'ai utilisé BC547 lors du test de ce circuit. Tout type courant tel que 2N2222, 2N3904 devrait faire aussi bien.
• T3: tout transistor PNP à petit signal commun. J'ai utilisé BC327 (je n'avais pas de BC548). Utilisez à nouveau le type courant qui vous convient le mieux.
• C1: Le type n'a pas vraiment d'importance, une céramique bon marché fera l'affaire.
• La LED est de type rouge standard de 5 mm. La couleur est importante, bien que la LED ne s'allume jamais visiblement: le but est de faire chuter une tension spécifique. Si vous possédez une diode Zener entre 1V et 1,4V de tension Zener, utilisez-la à la place (connectée en polarité inversée).
• R2 et R3 pourraient être remplacés par un potentiomètre 100k, pour un réglage fin de la tension de coupure.
• La "lampe" représente simplement votre charge.
• Les valeurs de résistance peuvent être extraites du schéma. Les valeurs exactes ne sont pas vraiment importantes, cependant. Les résistances ne doivent être ni précises ni avoir une puissance nominale significative.

Quel est l'avantage de ce circuit par rapport au circuit 1 ?

Regardez les lignes de portée sous le schéma (ou exécutez la simulation vous-même). Encore une fois, la ligne verte supérieure correspond à la tension de la batterie (ici tirée d'un générateur triangulaire pour plus de commodité). La ligne jaune correspond au courant qui circule. La ligne verte inférieure indique la tension à la grille de T1.

En comparant cela avec les lignes de portée pour le circuit 1, vous remarquerez que la transition entre marche et arrêt est beaucoup plus nette. Cela est particulièrement évident lorsque l'on regarde la tension de grille T1 en bas. La façon d'y parvenir était d'ajouter une boucle de rétroaction positive à T2, via le T3 nouvellement ajouté. Mais il y a une autre différence importante (bien que vous ayez besoin d'yeux d'aigle pour le repérer): alors que le nouveau circuit coupera la charge autour de 1,88 V, il ne (re-) connectera pas la charge jusqu'à ce que la tension dépasse 1,94 V. Cette propriété appelée "hystérésis" est un autre sous-produit de la boucle de rétroaction ajoutée. Tant que T3 est « activé », il fournira à la base de T2 un biais positif supplémentaire, abaissant ainsi le seuil de coupure. Cependant, alors que T3 est déjà éteint, le seuil de réactivation ne sera pas abaissé de la même manière. La conséquence pratique est que le circuit ne fluctue pas entre on et off, car la tension de la batterie chute (avec la charge connectée), puis se redresse très légèrement (avec la charge déconnectée), puis chute… Bon ! La quantité exacte d'hystérésis est contrôlée par R4, avec des valeurs plus faibles donnant un plus grand écart entre les seuils d'activation et de désactivation.

BTW, la consommation électrique de ce circuit lorsqu'il est éteint est d'environ 3 microampères (bien en deçà du taux d'autodécharge) et la surcharge lorsqu'il est allumé est d'environ 30 microampères.

Alors, qu'est-ce que la C1 ?

Eh bien, C1 est complètement facultatif, mais je suis toujours assez fier de l'idée: que se passe-t-il lorsque vous déconnectez manuellement les batteries alors qu'elles sont presque épuisées, disons à 1,92 V ? Lors de leur reconnexion, ils ne seraient pas assez puissants pour réactiver le circuit, même s'ils seraient encore bons pour une autre fois dans un circuit en cours d'exécution. C1 s'en charge: si la tension augmente, soudainement (batteries reconnectées), un petit courant s'écoulera de C1 (contournant la LED) et entraînera une brève allumage. Si la tension connectée est supérieure au seuil de coupure, la boucle de retour la maintiendra. S'il est inférieur au seuil de coupure, le circuit s'éteindra rapidement à nouveau.

Excursus: Pourquoi ne pas utiliser le MAX713L pour la détection de basse tension ?

Vous pouvez vous demander si ce nombre de pièces est vraiment nécessaire. N'y a-t-il pas quelque chose de tout fait ? Eh bien, le MAX813L me semblait bien correspondre. Il est assez bon marché et aurait dû être assez bon pour remplacer T2, T3, la LED et R1, au moins. Cependant, comme je l'ai découvert à mes dépens, la broche "PFI" du MAX813L (entrée de détection de panne d'alimentation) a une impédance assez faible. Si j'utilisais un diviseur de tension supérieur à environ 1k pour alimenter le PFI, la transition entre marche et arrêt sur "PFO" commencerait à s'étendre sur plusieurs dizaines de volts. Eh bien, 1k correspond à un courant constant de 2mA lorsqu'il est coupé - beaucoup trop, et presque mille fois plus que ce dont ce circuit a besoin. De plus, la broche PFO ne basculera pas entre la masse et la plage de tension d'alimentation complète, donc avec le peu de marge dont nous disposons pour piloter notre transistor de puissance (T1), nous devrons également réinsérer un transistor NPN auxiliaire.

Étape 3: Variantes

De nombreuses variantes sont possibles sur le thème de la boucle de rétroaction positive que nous avons introduite à l'étape 2 / Circuit 2. Celle présentée ici diffère de la précédente en ce qu'une fois éteinte, elle ne se réactivera pas sur une tension de batterie montante par elle-même. Au contraire, une fois le seuil de coupure atteint, il faudra (changer les piles, et) appuyer sur un bouton poussoir optionnel (S2) afin de le redémarrer, à nouveau. Pour faire bonne mesure, j'ai inclus un deuxième bouton poussoir pour éteindre le circuit, manuellement. Le petit écart dans les lignes de portée montre que j'ai activé, désactivé, activé le circuit à des fins de démonstration. La coupure en basse tension se fait bien entendu automatiquement. Essayez-le simplement dans la simulation, si je ne le décris pas bien.

Maintenant, les avantages de cette variation sont qu'elle fournit la coupure la plus nette des circuits considérés jusqu'à présent (à exactement 1,82 V dans la simulation; en pratique, le niveau du point de coupure dépendra des pièces utilisées, et peut varier avec la température ou d'autres facteurs, mais il sera très pointu). Il réduit également la consommation d'énergie tout en étant éteint à un tout petit 18nA.

Techniquement, l'astuce pour y parvenir consistait à déplacer le réseau de référence de tension (LED, R2 et R3) de directement connecté à la batterie à connecté après T2, de sorte qu'il s'éteigne avec T2. Cela aide avec le point de coupure net, car une fois que T2 commence à s'arrêter un tout petit peu, la tension disponible sur le réseau de référence commencera également à chuter, provoquant une boucle de rétroaction rapide de complètement activée à complètement désactivée.

Se débarrasser des boutons (si vous le souhaitez)

Bien sûr, si vous n'aimez pas avoir à appuyer sur des boutons, il suffit de retirer les boutons, mais de connecter un condensateur 1nF, et une résistance de 10M Ohm (la valeur exacte n'a pas d'importance, mais doit être au moins trois ou quatre fois supérieure à R1) en parallèle de la porte de T1 à la terre (où S2 était). Maintenant, lorsque vous insérez des piles neuves, la porte de T1 sera brièvement abaissée (jusqu'à ce que C1 soit chargé), et le circuit s'allumera donc automatiquement.

La liste des pièces

Comme il s'agit d'un autre circuit que vous voudrez peut-être construire: les pièces sont exactement les mêmes que celles utilisées pour le circuit 2 (sauf pour les différentes valeurs de résistance comme le montre le schéma). Il est important de noter que T1 est toujours IRLML6401, tandis que T2 et T3 sont respectivement des transistors génériques à petit signal NPN et PNP.

Étape 4: Simplifier

Les circuits 2 et 3 sont tout à fait corrects, si vous me demandez, mais je me demandais si je pouvais me contenter de moins de pièces. Conceptuellement, la boucle de rétroaction pilotant les circuits 2 et 3 n'a besoin que de deux transistors (T2 et T3 dans ceux-ci), mais ils ont également T1, séparément, pour contrôler la charge. T1 peut-il être utilisé dans le cadre de la boucle de rétroaction ?

Oui, avec des implications intéressantes: même lorsqu'il est activé, T1 aura une résistance faible, mais pas nulle. Par conséquent, la tension chute sur T1, davantage pour des courants plus élevés. Avec la base de T2 connectée après T1, cette chute de tension affecte le fonctionnement du circuit. D'une part, des charges plus élevées signifieront une tension de coupure plus élevée. D'après la simulation (NOTE: pour faciliter les tests, j'ai troqué C1 contre un bouton poussoir, ici), pour une charge de 4 Ohms, la coupure est à 1,95V, pour 8 Ohms à 1,8V, pour 32 Ohms à 1,66V, et pour 1k Ohm à 1.58V. Au delà ça ne change pas grand chose. (Les valeurs réelles différeront du simulateur en fonction de votre spécimen T1, le motif sera similaire). Toutes ces coupures se situent dans des limites de sécurité (voir introduction), mais il est vrai que ce n'est pas idéal. Les batteries NiMH (et les batteries vieillissantes en particulier) présenteront une chute de tension plus rapide pour les décharges rapides, et idéalement, pour des taux de décharge élevés, la coupure de tension doit être plus basse, pas plus élevée. Cependant, du même coup, ce circuit offre une protection efficace contre les courts-circuits.

Les lecteurs attentifs auront également noté que la découpe montrée dans les lignes de la portée semble très peu profonde, même par rapport au circuit 1. Il n'y a cependant pas à s'inquiéter. Il est vrai que le circuit prendra de l'ordre de 1/10 de seconde pour s'arrêter complètement, mais le point de tension, où l'arrêt se produit, est toujours strictement défini (dans la simulation, vous devrez échanger un courant continu constant source, au lieu du générateur de triangle pour voir cela). La caractéristique de temps est due à C1 et souhaitée: elle protège contre l'auto-arrêt prématuré au cas où la charge (pensez: un convertisseur élévateur) consomme de courtes pointes de courant, plutôt qu'un courant pratiquement constant. BTW, le deuxième objectif de C1 (et R3, la résistance nécessaire pour décharger C1) est de redémarrer le circuit, automatiquement, chaque fois que la batterie est déconnectée/reconnectée.

La liste des pièces

Les pièces requises sont à nouveau les mêmes que pour les circuits précédents. En particulier:

• T1 est IRLML6401 - voir l'étape 1 pour une discussion sur les (manque d') alternatives
• T2 est n'importe quel petit signal générique NPN
• C1 est une céramique bon marché
• Les résistances sont également bon marché. Ni la précision, ni la tolérance de puissance ne sont requises, et les valeurs données dans le schéma sont pour la plupart une orientation approximative. Ne vous inquiétez pas d'échanger des valeurs similaires.

Quel circuit est le meilleur pour moi ?

Là encore, je déconseille de construire le Circuit 1. Entre les Circuits 2 et 3, je penche vers ce dernier. Cependant, si vous vous attendez à des fluctuations plus importantes de la tension de votre batterie (par exemple, en raison du refroidissement des batteries), vous préférerez peut-être un redémarrage automatique basé sur l'hystérésis plutôt qu'un redémarrage manuel du circuit. Le circuit 4 est bien car il utilise moins de pièces et offre une protection contre les courts-circuits, mais si vous craignez de couper à une tension très spécifique, ce circuit n'est pas pour vous.

Dans les étapes suivantes, je vais vous guider dans la construction du circuit 4. Si vous construisez l'un des autres circuits, pensez à partager quelques photos.

Étape 5: Commençons à construire (Circuit 4)

D'accord, nous allons donc construire le circuit 4. En plus des pièces électroniques répertoriées à l'étape précédente, vous aurez besoin de:

• Un support de pile 2 cellules (le mien était un support AA récupéré d'une décoration de Noël)
• Certains perfboard
• Une bonne paire de pincettes pour manipuler l'IRLML6401
• Un (petit) couteau latéral
• Fer à souder et fil à souder

Les préparatifs

Mon support de batterie est livré avec un interrupteur et, de manière pratique, un peu d'espace libre qui semble tout simplement parfait pour placer notre circuit.. les contacts et les câbles ont été simplement insérés sans serrer. Je les ai retirés pour un accès plus facile, j'ai coupé les fils et retiré l'isolation aux extrémités.

J'ai ensuite lâchement placé les pièces électroniques dans un morceau de panneau perforé, afin de savoir combien de place elles prendraient. En gros, la rangée du bas va être mise à la terre, la rangée du centre contient les éléments de détection de tension et la rangée supérieure a la connexion à la grille de T1. J'ai dû emballer les pièces assez densément pour que tout rentre dans l'espace requis. L'IRLML6401 n'est pas encore placé. En raison du brochage, il devra aller vers le bas sur le perfboard. (REMARQUE que j'ai accidentellement placé T2 - un BC547 - dans le mauvais sens ! Ne suivez pas cela aveuglément, vérifiez le brochage du transistor que vous utilisez - ils sont tous différents.) Ensuite, j'ai utilisé le cutter latéral pour clipser le perfboard à la taille requise.

Étape 6: Souder - la partie difficile d'abord

Retirez la plupart des composants, mais insérez un fil de R1, avec le fil positif de la batterie (dans mon cas du commutateur de batterie) dans la rangée centrale, directement d'un côté. Soudez seulement ce trou, ne coupez pas encore les broches. L'autre broche de R1 va à la rangée du bas (vu du bas), l'une à gauche. Fixez le panneau perforé horizontalement, le bas vers le haut.

Ok, à côté de l'IRLML6401. En plus d'être minuscule, cette pièce est sensible aux décharges électrostatiques. La plupart du temps, rien de grave ne se produira, même si vous manipulez la pièce sans aucune précaution. Mais il y a de réelles chances que vous l'endommageiez ou le détruisiez sans même vous en rendre compte, alors essayons d'être prudent. Tout d'abord, essayez de ne pas porter de plastique ou de laine pendant que vous faites cela. De plus, si vous n'avez pas de bracelet antistatique, il est maintenant temps de toucher quelque chose de mis à la terre (peut-être un radiateur ou une tuyauterie), à la fois avec votre main et votre fer à souder. Maintenant, saisissez soigneusement l'IRLML6401 avec votre pince à épiler et déplacez-le près de son emplacement final, comme indiqué sur la photo. La broche "S" doit être à côté de la broche de R1 que vous avez soudée, les autres broches doivent être sur deux autres trous comme indiqué.

Prends ton temps! Err du côté de la précision, plutôt que de la vitesse, ici. Lorsque vous êtes satisfait du placement, faites à nouveau fondre la soudure en R1, tout en déplaçant soigneusement l'IRLML6401 vers elle, avec votre pince à épiler, de manière à ce que la broche "S" se soude. Vérifiez soigneusement que l'IRLML6401 est maintenant fixé et qu'il est fixé au bon endroit (également: à plat sur le panneau perforé). Si vous n'êtes pas entièrement satisfait du placement, faites à nouveau fondre la soudure et ajustez la position. Répétez, si nécessaire.

Terminé? Bon. Poussez un profond soupir de soulagement, puis soudez la deuxième broche de R1 dans le trou à côté de la broche "G" (du même côté de l'emballage que la broche "S"). Assurez-vous de connecter à la fois R1 et la broche "G". Ne coupez pas encore la broche de R1 !

Insérez une broche de R2 et le fil de sortie positif à travers le trou à côté de la broche "D" (celle du côté opposé du boîtier du transistor). Soudez cette connexion, en veillant à nouveau à connecter la broche "D" avec R2 et le fil de sortie.

Enfin, pour faire bonne mesure, appliquez un peu plus de soudure au premier point de soudure (la broche "S"), maintenant que les deux autres points de soudure maintiennent le transistor en place.

Notez que je place intentionnellement R1 et R2 très près de T1. L'idée est que ceux-ci fonctionneront comme un dissipateur thermique rudimentaire pour T1. Donc, même si vous avez plus d'espace à revendre, pensez également à les garder serrés. De la même manière, ne soyez pas trop frugal sur la quantité de soudure, ici.

Tout va bien jusqu'à présent ? Super. Les choses ne font que devenir plus faciles, à partir de maintenant.

Étape 7: Souder - la partie facile

Le reste de la soudure est assez simple. Insérez les pièces une à une comme sur la photo initiale (sauf attention au brochage de votre transistor T2 !), puis soudez-les. J'ai commencé par la rangée du centre. Vous noterez que dans certains cas j'ai inséré plusieurs broches dans un trou (par exemple l'autre extrémité de R2 et le long fil de la LED), et lorsque cela n'était pas possible, j'ai juste plié les broches des éléments déjà soudés pour faire le connexion(s) requise(s).

Toute la rangée du bas (vue d'en bas) est connectée à la broche "G" de T1, et nous utilisons la broche de R2 (je vous avais prévenu de ne pas la clipser !) pour établir cette connexion (au collecteur de T2, C1, et R3).

Toute la rangée supérieure (vu du dessous) est connectée à la terre et la broche de R3 est utilisée pour établir cette connexion. L'autre borne de C1, l'émetteur de T2 et surtout la masse de la batterie et le fil de masse de sortie y sont connectés.

Les deux dernières photos montrent le circuit final d'en bas et d'en haut. Encore une fois, j'ai soudé dans T2 dans le mauvais sens, et j'ai dû réparer ça après coup (pas de photos prises). Si vous utilisez un BC547 (comme je l'ai fait), cela se passe exactement dans l'autre sens. Ce serait correct pour un 2N3904, cependant. Eh bien, en d'autres termes, assurez-vous simplement de vérifier le brochage du transistor avant de souder !

Étape 8: Étapes finales

C'est le bon moment pour tester votre circuit

Si tout fonctionne, le reste est simple. J'ai placé le circuit à l'intérieur de mon support de batterie, ainsi que l'interrupteur et les contacts de la batterie. Comme j'étais un peu inquiet que la borne positive de la batterie touche le circuit, j'ai mis un peu de ruban isolant rouge entre les deux. Enfin j'ai fixé les câbles sortants avec une goutte de colle chaude.

C'est ça! J'espère que vous pourrez tout suivre et pensez à publier des photos si vous faites l'un des autres circuits.