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La capacité des piles et accus est mesurée soit avec un courant constant, soit par décharge dans une résistance calibrée.

Les fabricants de piles mesurent généralement la capacité des piles par une décharge dans une résistance calibrée (généralement de 10Ω). C'est avantageux pour les fabricants, parce quand la pile se décharge (et que la tension diminue), le courant diminue aussi. Or c'est quand les piles sont à moitié déchargées qu'elles peinent le plus à fournir un courant constant. Une pile mesurée selon ce protocole présente une capacité d'environ 10% supérieure à une mesure par courant constant. De plus, la capacité doit être interpolée lors d'un test avec résistance.

La capacité d'un accu est par contre mesurée par un courant constant (normalement de 0.1C, soit d'environ 1/10 de la capacité nominale). La capacité d'un accu est pratiquement identique, quel que soit le courant de décharge, ce qui n'est absolument pas le cas avec des piles, dont la capacité dépend du courant de décharge et de la tension limite. La loi de Peukert est fortement d'application pour les piles zinc-carbone.

Pour réaliser le test à courant constant, j'ai rapidement réalisé un petit circuit. Le testeur de piles et accus se compose d'un LM10 (op amp) et d'un 2N6660 (transistor MOSFET). Le circuit intégré dispose d'une source interne de 200mV qui est employée ici pour fournir la référence de 100mV.

La tension aux bornes de la résistance de mesure de 1Ω est proportionelle au courant. Cette tension est comparée avec la référence et commande le transistor à effet de champ qui agit comme une résistance variable.

Il est possible de tester deux piles en série (la dissipation dans le transistor est alors de 300mW, nettement moins que la dissipation maximale du transistor qui est de 700mW). Avec un petit refroidisseur, il est même possible de tester 3 piles en série (ou une pile au lithium-ion).

La tension minimale pour obtenir un courant de 100mA est de 250mV. Il est donc possible de vider une pile ou un accu jusqu'à cette tension limite.

Basé sur ce circuit, j'ai rapidement réalisé un déchargeur programmable de 1 à 999mA. Pour pouvoir dissiper plus, j'utilise 4 2N6660 en parallèle (mais avec chacun une résistance de charge propre). Le schéma est repris ci-dessous. Je peux soit tester 4 piles à la fois en série (avec un courant maximal de 250mA), soit une seule pile avec un courant de 999mA. Il faut dire que les piles alcalines ne tiennent pas plus de 30 minutes quand elles sont déchargées par un tel courant, tandis qu'un accu tient deux heures, donc 4× plus longtemps.

Le testeur peut également être utilisé pour décharger les accus au lithium (420mA au maximum), mais le testeur n'ayant pas de coupe-circuit, seul les accus de type "protégé" peuvent être déchargés.

L'alimentation n'est pas critique: de 6 à 9V (moins d'1mA). J'utilise un petit bloc de 9V (rechargeable, évidemment) qui tient plus de deux jours, donc bien assez pour un test complet. Pour couper la charge, j'enlève simplement le bloc de 9V. Le transistor 2N6660 ne recevant plus sa tension de polarisation passe en haute impédance (comme un interrupteur ouvert).

Mon 'voltmètre' mesure le courant au dixième de millivolt près: donc pas 1.4V, mais 1.41094 (le dernier chiffre n'étant pas significatif). Il en va de même avec le courant, qui est mesuré en milliampères.

Le multimètre permet de voir que la décharge de différentes piles d'un même blister se déroule identiquement lors de la première décharge, mais que les différences deviennent de plus en plus marquées à chaque décharge. En fin de compte, dans un groupe de 4 piles, il y en a une qui limite le nombre de décharges possibles.

Voyez-vous la différence?
La première photo est prise par l'appareil photo d'une tablette Samsung S2, tandis que la seconde photo est prise par un Canon 5D Mk III avec optique Sigma 24-105.
Conclusion: dans les applications courantes, l'appareil photo d'une tablette ou d'un smartphone suffit amplement s'il y a assez de lumière.

Testeur ZB2L3

Les tests ont été refaits avec un coulombmetre ZB2L3, un petit testeur qu'on trouve sur ebay avec cette référence. Une fois calibré (avec une tension de 10V et un courant de 2A), les mesures sont très précises.

Le testeur nécessite une résistance de décharge (ou un déchargeur à courant constant) et permet de tester individuellement toutes les sortes de batteries, packs et même les piles non rechargeables (tension de 1 à 15V). Le courant est déterminé par la résistance de charge externe (avec un maximum de 3A)

Le testeur ZB2L3 stoppe la décharge une fois la tension minimale atteinte (programmable). Le testeur utilise des niveaux standardisés de décharge qui dépendent de la tension au début de la décharge, par exemple 10.5V pour un accu de 12V, mais il est possible de modifier la tension minimale lors de la mise en route (avant l'application de la décharge).

L'alimentation se fait par un cable USB (uniquement alimentation, pas de communication avec un ordinateur). Cela aurait été bien, que le testeur fournisse automatiquement la courbe de décharge! Ce sera peut être pour la version 2.0?

Testeur de piles à courant constant


Mon testeur Powerex prmet également de mesurer des capacités, mais les mesures ne se révèlent pas valables (pour les piles)

Fonctionnement du testeur

Le testeur que j'utilise sert à recharger, à revivifier et à controler les accus. Il est extrèmement précis: j'ai comparé les résultats avec un appareil de mesure professionnel de plus de 10.000€ et les résultats en ce qui concerne la capacité correspondent parfaitement.

On peut indiquer le courant de charge et de décharge, mais l'appareil établit le courant par impulsions. Pour un courant de décharge de 100mA, le testeur va décharger à 1000mA pendant 200ms et ne rien faire pendant 1800ms. Le compte est bon et cela ne porte pas à conséquence pour les accus modernes qui ont une résistance interne très faible, mais cela joue pour les piles, dont la tension et la capacité disponible chûtent très fort selon la décharge. Déchargé avec un courant de 1000mA, la capacité utilisable d'une pile est de moins de 500mAh, déchargé avec un courant de 100mA, la capacité utile de la même pile est de 1800mAh!

Le résultat net est que la tension indiquée lors des tests est d'environ 0.2V moindre que ce que la tension aurait dû être. Cela fait aussi se déclencher plus rapidement le testeur, qui détermine trop rapidement que la pile est "vide".


Courbe de décharge (selon fabricant) des piles AA GP Ultra
Ce test utilise une résistance de décharge.


Coulombmetre (Ah metre)

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