Testeur de capacité de batterie Arduino : Vérifier la vraie puissance, détecter les cellules contrefaites

Le marché est inondé de fausses batteries NiMH et Lithium annonçant des capacités surévaluées. Le testeur de capacité Arduino permet de faire la différence. Il est aussi efficace pour tester des cellules 18650 récupérées sur batteries de portable.

Comment fonctionne l'appareil ? Pourquoi en avez-vous besoin ? Réponses, étapes de construction détaillées et plus.

Pourquoi un testeur de capacité ?

Les capacités nominales sont souvent surestimées et les cellules vieillissent. Tester la capacité résiduelle est essentiel pour la maintenance. Cela révèle :

• L'énergie réellement stockée (Ah).
• Le courant délivrable à une tension de coupure donnée pendant un temps donné.
• Le moment de remplacer la batterie.
• Les connecteurs inter-cellules défaillants et cellules faibles.
• La position sur la courbe de vie prévisible.

Principe de fonctionnement

Le testeur décharge la batterie à courant constant sur une période définie. L'énergie extraite (Ah) = courant (A) × temps (h).

Tensions de coupure typiques :

• Li-ion / LiPo : 3,0 – 3,2 V/cellule (jamais < 2,5 V).
• NiMH / NiCd : 1,0 V/cellule.
• Plomb-acide : 1,67 V/cellule (12 V → 10 V min).

Un bon testeur maintient le courant constant même si la tension chute (charge dynamique). La capacité utile > 80 % de la nominale après 1 h de décharge = batterie saine.

Testeur de capacité Arduino DIY

Outils et composants nécessaires

Outils

• Pince à dénuder, fer à souder, coupe-fil
• Pinces ampèremétriques (clamp meter)
• Pistolet à air chaud
• Multimètre

Coupe-fil

Pince ampèremétrique

Multimètre

Composants

• Radiateur (heatsink) pour MOSFET
• Bouton poussoir + capuchon
• Résistance de puissance céramique (charge)
• PCB ou plaque d'essai
• Ampli-op LM358
• Condensateurs : 220 µF, 100 nF
• Bornier à vis
• Entretoises PCB (standoffs)
• Arduino Nano

PCB

Arduino Nano

• Résistances : 1 MΩ, 4,7 kΩ
• Écran OLED 0,96" (128×64, I2C)
• Plaque de prototypage
• Gaine thermorétractable
• Référence de tension LM385BZ-1,2 V

Architecture du circuit (5 blocs)

1. Buzzer : signale début/fin de test (broche numérique Arduino + buzzer 5 V).
2. Mesure tension batterie : entrée analogique Arduino + filtre RC (C3, C4) pour réduire bruit sur ADC.
3. Alimentation : Jack 9 V DC → régulateur Arduino (Vin → 5 V). Condensateurs C1, C2.
4. Charge à courant constant : Cœur du montage. LM358 (double ampli-op) + MOSFET puissance. PWM Arduino (D10) → filtre passe-bas (R2, C6) → entrée non-inversante LM358. R1 (shunt) mesure courant → rétroaction entrée inversante. Le LM358 assure V_shunt = V_PWM_filtré → courant constant.
5. Interface utilisateur : Écran OLED I2C + 2 boutons (UP/DOWN pour régler PWM). Débouncing hard (C7, C8) et pull-up (R3, R4).

Principe de régulation courant constant

Les entrées 2 et 3 du LM358 (un des deux ampli-ops) sont asservies. Le PWM filtré fixe la tension de référence sur l'entrée non-inversante. Le MOSFET conduit, courant dans R1 → chute de tension → rétroaction sur entrée inversante. L'ampli-op ajuste la grille du MOSFET pour égaler les deux entrées. Courant de charge ∝ tension PWM.

Calcul de la capacité

Formule : mAh = I (mA) × T (heures)

Le courant de décharge est stable grâce à l'asservissement.

Réalisation du circuit

1. Testez sur breadboard.
2. Si OK, soudez sur plaque de prototypage : divisez connecteur femelle pour Nano (15 broches chaque côté), soudez OLED sur connecteur 4 broches, câblez le reste avec fils colorés.

Affichage OLED

Écran 128×64 0,96" I2C (SDA/SCL sur A4/A5 Uno/Nano). Librairie Adafruit_SSD1306 (GitHub). Branchements : VCC→5V, GND→GND, SDA→A4, SCL→A5.

Buzzer et entretoises

Buzzer piézo : patte longue = + (vers D9), courte = – (GND). Si place manquante sur plaque, câblez au dos. Soudez les entretoises pour rigidité.

Conception PCB (EasyEDA)

Schéma → placement composants optimisé → routage (pas de chevauchement) → couche silk (texte/logo) → trous de fixation si boîtier prévu.

Assemblage PCB

Outils : multimètre, fer à souder, pince. Règle : souder du plus bas au plus haut.

1. Insérez pattes dans trous, retournez PCB.
2. Pointe fer sur patte + pastille, apport étain.
3. Étain coule autour de la patte → joint solide.

Code Arduino, logiciels, bibliothèques

Bibliothèques à installer via gestionnaire :

• Adafruit_SSD1306
• JC_Button (gestion boutons avec debouncing)

Le sketch gère : initialisation, menu (réglage courant), démarrage test (buzzer), acquisition tension/courant/temps, calcul mAh, affichage temps réel, arrêt à tension seuil (bip retardé).

Test final

1. Chargez une batterie avec un bon chargeur.
2. Connectez au testeur, réglez le courant souhaité, appuyez 10 s sur UP → bip de départ.
3. Surveillez OLED : tension, courant, capacité accumulée, temps.
4. Arrêt auto à 3,2 V (Li-ion) → bips espacés.

FAQ

Comment tester la capacité d'une batterie ?

Connectez le testeur aux bornes + et – de la batterie. Il impose une charge, mesure tension et courant. Lecture précise selon chimie.

Comment surveiller une batterie sur Arduino ?

Connectez la batterie sur Vin (via diviseur si > 5 V) et lisez la tension sur entrée analogique.

Comment mesure-t-on la capacité d'une batterie Li-ion ?

En Ah (ampère-heures). 1 Ah = 1 A pendant 1 h. Testeur à courant constant donne la valeur réelle.

Mot de la fin

Le testeur de capacité Arduino est un excellent outil pour entretenir vos batteries. Construisez-le ou achetez-le, vérifiez la compatibilité avec vos chimies et les fonctionnalités utiles pour vous.

Vos questions ou suggestions ? Contactez-nous.