Un temporisateur pour chargeur d’accus

Figure 1 : Schéma du temporisateur pour chargeur rapide d’accus NiCd.

Si vous disposez d’un chargeur d’accus dépourvu d’une temporisation, ce montage vous permettra de l’équiper facilement et à peu de frais.
Il permet de contrôler à l’aide de quatre LED le bon déroulement de la charge de votre chargeur.
Avant de passer à la description du circuit, il faut préciser que ce temporisateur à été prévu pour une durée maximale de 2 heures. Ainsi, il est uniquement approprié pour la recharge des accus au cadmium nickel prévus pour la charge rapide.
En fait, les accus au cadmium nickel courants sont prévus pour être chargés durant 14 à 16 heures avec un courant d’une valeur égale au 1/10e de leur capacité.
Par contre, les modèles prévus pour une charge rapide peuvent sans problème être chargés avec un courant égal à la moitié de leur capacité totale.
Par exemple, si vous avez un accu à charge rapide de 700 mA/h, il faut le charger en deux heures avec un courant de 350 mA.
Si vous regardez le schéma électrique de ce temporisateur (fig. 1), vous voyez le premier circuit intégré IC1, un CD4060 (fig. 2), équipé en interne d’un oscillateur (pattes 9, 10 et 11) et d’une chaîne de diviseurs qui permettent une :

division par 16     Patte 7
division par 32 Patte 5
division par 64 Patte 4
division par 128 Patte 6
division par 256 Patte 14
division par 512 Patte 13
division par 1 024 Patte 15
division par 4 096 Patte 1
division par 8 192 Patte 2
division par 16 384 Patte 3

En faisant osciller IC1 sur une fréquence de 18,2 Hertz, nous pouvons prélever sur la patte 3 qui divise par 16 384, une onde carrée qui demeure au niveau logique 1 durant 7,5 minutes et au niveau logique 0 durant 7,5 autres minutes.
Cette onde carrée est appliquée sur la patte d’entrée 13 du second circuit intégré IC2, un diviseur par 10 CD4017 (figure 2), qui fera apparaître en séquence un niveau logique 1 sur les pattes de sorties suivantes : 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6 et 9, chaque fois que l’onde carrée appliquée sur son entrée modifiera son état logique du niveau 0 au niveau 1 et non l’inverse.
Dès la mise sous tension du circuit, un niveau logique 1 apparaîtra sur la patte 2 et cette tension passant à travers la diode DS1 fera allumer la diode LED DL1, allumage qui durera 15 minutes.
Le relais est instantanément collé dès l’appui sur le bouton poussoir.
Après 15 minutes, la patte 2 passe au niveau logique 0, mais c’est au tour de la patte 4 de passer immédiatement au niveau logique 1.
Ainsi, la tension positive passant à travers DS2 maintiendra allumé la diode LED 1 durant 15 autres minutes.
Passé 30 minutes, la patte 4 passe au niveau logique 0 et automatiquement c’est au tour de la patte 7 de passer au niveau logique 1, à cet instant, la diode LED 1 s’éteint et la diode LED 2, s’allume.
Après 45 minutes, la patte 7 passe à 0 et c’est la patte 10 qui passe au niveau 1, ainsi, la tension positive passant à travers DS2, maintient la LED 2 allumée durant 15 autres minutes.
Les 60 minutes écoulées, la patte 10 passe au niveau 0 et automatiquement la patte 1 passe au niveau logique 1, de cette façon, la diode LED 2 s’éteint et c’est la diode LED 3 qui s’allume.
Après 75 minutes, la patte 10 passe au niveau logique 0 et la patte 5 passe au niveau logique 1, ce qui permettra d’allumer la diode LED 3 par la diode DS6.
Passé les 90 minutes, la patte 5 passe au niveau 0 et la patte 6 passe au niveau 1, ce qui permet l’extinction de la LED 3 et d’allumer la LED 4 qui restera ainsi allumée durant 15 minutes.
En faisant la somme de tous les temps comptabilisés jusqu’ici, cela nous donne 105 minutes.
Après 105 minutes, la patte 6 passe au niveau logique 0, mais automatiquement, la patte 9 passe au niveau logique 1, ainsi, la tension positive passant à travers DS8 maintiendra allumée la LED 4 durant 15 minutes.
Les 120 minutes écoulées (cela correspond à 2 heures), la diode LED DL4 s’éteint et automatiquement le relais se désexcite, coupant ainsi la tension de charge.
Les diodes au silicium DS1 à DS8 présentes sur chacune des sorties sont absolument indispensables pour éviter que la tension positive qui sort d’une patte vienne mettre en court-circuit la patte adjacente qui se trouve à cet instant au niveau logique 0.
Le temps de 120 minutes écoulé, sur la patte 11 d’IC2, nous avons un niveau logique 1, lequel, passant à travers DS9 rejoint la patte d’horloge 11 d’IC3-A, un flip-flop du type “D”, contenu dans le circuit intégré CD4013 (figure 2).
Dès qu’une impulsion positive atteint la patte 11 d’IC3-A, sur la patte 13 de sortie, nous retrouvons la même impulsion, qui ira remettre à zéro le second flip-flop IC3-B.
Ce deuxième flip-flop a la double fonction de désexciter le relais RL1 et de remettre à zéro les deux compteurs IC1 et IC2 à la fin du cycle de charge.
Comme on peut le noter, les pattes de sorties 2 et 5 d’IC3-B sont directement reliées aux pattes 12 et 15 de reset des deux circuits intégrés IC1 et IC2.
La patte de sortie 1 d’IC3-B pilote le transistor TR1, utilisé pour commander le relais.
Le bouton poussoir P1 est appuyé après avoir allumé le temporisateur pour démarrer le cycle de charge.
Si P1 était appuyé durant le cycle de charge, la totalité du système est remis à zéro.

Liste des composants
R1 = 1 MΩ
R2 = 470 kΩ
R3 = 560 kΩ
R4 = 33 kΩ
R5 = 100 kΩ
R6 = 100 kΩ
R7 = 22 kΩ
R8 = 47 kΩ
C1 = 68 nF polyester
C2 = 100 nF polyester
C3 = 100 μF 25 V électr.
C4 = 10 μF 25 V électr.
C5 = 10 μF 25 V électr.
D1-DS10 = 1N4148
DS11 = 1N4005
DL1-DL5 = LED rouges
TR1 = Darlington NPN BC517
IC1 = CD4060
IC2 = CD4017
IC3 = CD4013
P1 = Poussoir
RL1 = Relais min. 12 V 1 RT

Toutes les résistances sont des 1/4 W à 5 %.





Figure 2 : Brochage vu de dessus des circuits intégrés et vu de dessous du transistor Darlington utilisé dans le montage.

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