Comment et pourquoi utiliser une batterie de 18 volts avec un FT817 ?

Avec les beaux jours revient l’envie de ressortir le matériel radio portable.
Le FT817 dans une jolie housse, une antenne filaire, un mât en fibre, un manipulateur et une batterie supplémentaire trouvent leur place dans un sac photo réhabilité pour la cause et en avant les QSO !
Après quelques sorties à pied sur les points hauts de la région, j’ai vite compris l’intérêt d’alléger un peu la charge embarquée et c’est bien sûr la batterie qui est devenue l’objet de toutes mes attentions.

J’utilise une batterie au plomb Yuasa NP4-12 de 4 Ah. Sa masse est de 1,5 kg et elle me permet de trafiquer pendant 4 heures en alternant réception (80 % du temps à 300 mA) et émission (20 % du temps à 1 ampère environ).
J’ai pensé aux batteries Ryobi pour outillage dont je possède 2 unités pour une tondeuse électrique de jardin.Elles sont légères (0,8 kg) et données pour 5 Ah mais génèrent malheureusement +18 volts… Réduire la tension avec une résistance de chute ? C’est trivial et sans intérêt, car perdre en chaleur un tiers de l’énergie produite reviendrait à utiliser une batterie de 3,3 Ah.

Mon camarade et complice F5AOL (f5aol.fr si vous voulez en savoir plus sur ses créations et comprendre la différence entre la bonne antenne et la mauvaise antenne) m’a alors soufflé une idée fort intéressante. Il m’a fait parvenir un petit convertisseur de tension continue basé sur le circuit intégré XL4005 qu’il utilise avec succès dans une application professionnelle pour adapter du 24 volts à des circuits fonctionnant sous 6 volts. Avec une entrée qui accepte de 5 à 32 volts, une sortie ajustable de 0,8 volt à 30 volts pour 5 ampères maximum et un rendement de 90 %, c’est le candidat idéal pour convertir mes 18 volts en 13,5 volts, avec un inconvénient cependant : le découpage de tension se fait à 300 kHz et risque de générer du bruit sur les bandes HF.

On trouve facilement ces modules qui reprennent une des applications typiques du XL4005 :

Celui-ci comporte une sortie réglable et j’ai commencé un essai de comparaison entre la batterie Yuasa et la batterie Ryobi avec le convertisseur réglé sur 12 volts. J’ai utilisé une ampoule à incandescence donnée pour 20 watts sous 12 volts et mesuré avec un Arduino la tension de mes deux batteries en fonction du temps :

Une heure exactement pour la Yuasa avant qu’elle ne chute en dessous de 10 volts, et deux heures trente pour la Ryobi qui s’écroule à 15 volts : largement de quoi continuer à alimenter le module convertisseur et garder une tension constante de 12 volts en sortie.

Fort de ce premier résultat, j’ai pu constater que le 300 kHz attendu se retrouve généreusement étalé sur toutes les bandes HF du FT817 une fois alimenté par le convertisseur réglé sur 13,5 volts à vide, tension nominale de fonctionnement donnée par Yaesu. J’ai donc installé le convertisseur dans un boîtier métallique avec un filtrage passe-bas sur l’entrée et la sortie. Est-ce l’habitude induite par le confinement de se débrouiller avec ce que je trouve dans mon atelier plutôt que d’acheter du neuf ? J’ai utilisé une boîte de thé découpée à la scie.

Voici le détail du filtre passe-bas sur l’entrée et la sortie du module DC/DC ; on peut sans doute faire mieux, mais il a été composé avec ce que j’avais sous la main, des condensateurs de 0,47 µF (250 volts après qu’un condensateur pourtant donné pour 35 volts m’a claqué à la figure) et des tores bobinés type 43 avec du fil de 1 mm de diamètre. A l’oscilloscope, le 300 kHz très agressif au départ est réduit de 100 mV à moins de 5 mV (en valeurs crête à crête).

Détail du filtre passe-bas

Résultat pratique : Environ 12 heures de trafic en CW avec la batterie Ryobi et son convertisseur. La tension de sortie réglée à 13,5 volts à vide se stabilise à 13,2 volts en réception, on n’entend aucune raie caractéristique du 300 kHz et on descend à 13 volts en émission. L’ensemble fait pile un kilogramme, soit en termes de gain masse/énergie un rapport de 4,5.
A noter que les batteries utilisées sont de la marque originale. On trouve des copies de toutes les batteries du marché mais elles ne sont probablement pas de la même qualité.
La batterie que j’ai décrite comporte des accès à ses sorties de tension très faciles à utiliser. Ce n’est peut-être pas le cas d’autres batteries mieux protégées de côté-là. J’avais au départ pensé à un adaptateur à réaliser avec une imprimante 3D pour collecteur le courant et je me suis contenté de deux petits contacts de cuivre et d’une pince à sertir qui fait le job. Côté sécurité, j’ai quand même installé un interrupteur et un fusible sur le circuit. Je les recommande vivement car comme dit le proverbe : « Premier court-jus, dernier court-jus ».