Clignoter selon la tension d’entrée 3V 50mA

[dngf]

Bonjour,
Contexte (facultatif)
Il s’agit d’allumer les phares d’un train, une maquette, évidemment. La première idée fut de placer un panneau solaire et d’y raccorder des LEDs. Le dispositif sera employé sous lumière artificielle, j’ai donc prévu quelques mW de panneau. Pour ne pas griller les LEDs si le dispositif est mis en plein soleil, les LEDs acceptent un courant (2×30 mA) supérieur au courant maximum du panneau (50 mA). La tension à Pmax est supérieure à la tension max des LEDs, c’est le Imax qui limite le circuit. Je suis conscient d’un gaspillage d’énergie, mais tant pis.
Là où ça part de travers, c’est quand l’éclairage artificiel est insuffisant. Je ne peux pas agrandir le panneau, au risque de dépasser le Imax des LEDs si le tout est mis en plein soleil. Je ne peux pas agrandir le panneau et ajouter une résistance pour travailler à tension max en plein soleil parce que j’y perdrai tout à l’ombre, en plus de l’encombrement.
Pour réduire la puissance moyenne des LEDs, l’idée m’est venue de clignoter et d’installer un (gros) condensateur (1~10 mF) à la sortie du panneau en pensant laisser monter la charge pendant quelques secondes, d’illuminer pendant quelques secondes jusqu’à une baisse de tension et le cycle recommence.
J’ai donc commencé à tripoter Google, je suis tombé sur un autre sujet clignotant et sur cette excellente page : http://sam.electroastro.pagesperso-o...rs/555/555.htm
L’IC est très intéressante, mais je ne vois pas comment elle pourrait avoir une fonction allumé/éteint en fonction du courant disponible en entrée. La lecture de cette page m’a fait comprendre l’existence des IC avec de nombreuses fonctionnalités toutes prêtes à l’emploi.

Situation

• Panneau solaire : 5,5 V, 50 mA et 0,4 mA sous 500 lux
• Condensateurs, j’ai de quoi ajuster avec plusieurs en parallèle pour faire la capacité recherchée.
• 2 LEDs à alimenter, 3V, 30 mA

Objectif

• Condensateur monté sur la sortie du panneau.
• Un circuit qui applique les conditions suivantes :
  Tension d’entrée > 3V fermeture du circuit. Les LEDs s’allument.
  2,4 V < Tension d’entrée < 3 V, maintien de l’état du circuit.
  Tension d’entrée < 2,4 V ouverture du circuit et attendre de rencontrer la 1re condition.
• Le tout va osciller avec une fréquence liée à la capacité du condensateur, avec un ratio on/off lié à l’éclairement du panneau solaire et tendra vers la position allumée permanente avec assez de soleil. Ou à peu près… Mais la régularité n’a aucune importance.

Idées
Trouver un IC qui répondrait logiquement comme ceci :

• oui+oui=oui
• oui+non= maintien de la situation existante.
• non+oui= maintien de la situation existante.
• non+non=non
• État de non, en dessous de sa tension de fonctionnement pour permettre le démarrage.

Avec une bonne tolérance sur la tension d’alimentation de l’IC (2 V à 6 V)
Les oui et non d’entrée seront fabriqués selon le seuil oui/non :

• Premier oui/non :
  Par une série de 4 diodes passante, contact sur l’entrée et donnant sur une résistance (valeur ?) sur l’autre pôle.
  Par une diode Zener bloquante, 2,4 V, contact sur l’entrée et donnant sur une résistance (valeur ?) sur l’autre pôle.
• Deuxième oui/non :
  Par une série de 5 diodes passante, contact sur l’entrée et donnant sur une résistance (valeur ?) sur l’autre pôle.
  Par une diode Zener bloquante, 3 V, contact sur l’entrée et donnant sur une résistance (valeur ?) sur l’autre pôle.
• Les résistances utilisées ci-dessous seront élevées pour limiter la perte de courant, juste ce qu’il faut pour obtenir la tension du oui/non.
• Adapter la combinaison de diode pour affiner les tensions de changement du circuit. Éventuellement, compenser une perte de tension du transistor.

Relier la sortie (oui/non) de l’IC sur un transistor NPN (BC517-D74Z). (Adapté ?)

Une autre approche avec un cas similaire : https://forums.futura-sciences.com/e...ge-pleine.html
Je vois ici la possibilité d’une comparaison grâce à un LM2903-N, mais ceci ne me permet pas de savoir comment je vais construire la source de ma comparaison. Si je lis bien, ce composant à une consommation de 0,4 mA, c’est effrayant, c’est plus que ma source !
Dans ce cas aussi, il s’agit de deux seuils avec deux actions, mais je ne comprends pas la solution qui sera choisie.

Questions

• Raisonnablement, est-ce que ça vous paraît faisable ?
• Est-ce que je ne risque pas d’avoir de telles pertes que ça n’en vaille plus la peine ?
• S’il n’y a pas de solution, ce sera un plus grand panneau et un régulateur de tension. Mais c’est en dernier recours.
• Avez-vous une idée de l’approche à avoir ?
• Connaissez-vous des situations similaires dont je pourrais m’inspirer ?
• Connaissez-vous l’une ou l’autre IC qui s’applique mieux dans ce genre de situation ?
• Connaissez-vous un bon outil gratuit pour faire le schéma, ce sera plus beau ?
• Avez-vous connaissance des sites qui mettent à dispositions les plans de toutes sortes de petits circuits aux fonctions diverses et variées ?

Pour terminer
Je vous suis infiniment reconnaissant pour votre aide.
Je n’attends pas le plan détaillé de la solution, j’espère une piste, une orientation, un raisonnement pour me permettre de poursuivre la recherche de la solution.
Je ne souhaite pas monter un circuit dans lequel je ne comprends rien, laissez-moi le temps de comprendre la subtilité de votre réponse, je n’ai pas votre niveau de connaissance.
-----

[gcortex]

Bonjour,

Le contexte n'est jamais facultatif !

[gcortex]

Eviter les leds en parallèle.
Allumer une sur deux ?
Voir régulateur shunt ? avec TL431 ou LF33.
La couleur des leds ?

[dngf]

Bonjour,

Je vous remercie pour cette remarque. Pouvez-vous m’éclairer sur l’importance de cette recommandation ? Quel est le risque ?

Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[gcortex]

Le risque c'est que une éclaire plus que l'autre (pas pro).

PS : peut être version MOS du 555. (TLC)

[gcortex]

tu as aussi la solution de la source de courant.
mais allumer alternativement évite la supercapa.

[dngf]

Bonsoir,

Merci pour cette clarification de la raison de ne pas les mettre en parallèle.
Si je comprends bien, la version MOS consomme moins. C’est intéressant, mais à lui seul, le 555 ne règle pas mon problème.
Je ne comprends pas votre solution de la source de courant.
Allumer une LED à la fois est en effet une bonne idée pour réduire ma consommation, mais en plein soleil les LEDs grilleront… une à la fois.

Je suis conscient de risquer le lynchage avec ce qui va suivre… Est-ce que le fait que je me casse la tête sur ce problème depuis quelques jours qui me fait déjà baisser les bras ? Mais…

J’augmente la surface de panneau solaire, tous en parallèles ; alimentant, en parallèle un régulateur de tension par LED.
https://www.conrad.fr/p/platine-regu...t-1-pcs-130312
Je décortique le circuit, je vire les quatre diodes, je ponte deux emplacements, pas besoin du pont de diodes, j’alimente en DC. Un demi-milliwatt de gagné !
C’est que jusqu’ici, les régulateurs de tension me semblaient compliqués à mettre en œuvre. Finalement, non !

Je peux toujours allumer une LED à la fois derrière le régulateur de tension. Tiens, ça c’est une bonne idée !
Montage no 10 -> http://sam.electroastro.pagesperso-o...rs/555/555.htm

Monsieur gcortex, je vous suis infiniment reconnaissant pour l’aide apportée dans mon raisonnement.

[gcortex]

Les vieux composants comme le LM317 ne conviennent pas à cause d'une tension de déchet trop importante (drop out).
Les références que je t'ai données n'ont pas un but décoratif. Une led a besoin au minimum d'une résistance. (la couleur ??).

Une source de courant basique : tu mets 1.65V sur la base d'un npn BC547, et 47 ohms à l'émetteur. 1V dessus donc 20mA.

[gcortex]

Et tu peux faire la même chose avec un pnp BC557 pour l'autre led.

[gcortex]

Mais si ton panneau sature à 5.5V, tu n'as même pas besoin de régulation.
Une résistance de 120 ohms par led. Avec un LF50 si tu veux réguler.

[gcortex]

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc555.pdf

+5V....120 ohms.....2 leds sur sortie TLC555 et sur collecteur d'un BC547.

[bobflux]

Je ne peux pas agrandir le panneau, au risque de dépasser le Imax des LEDs si le tout est mis en plein soleil. Je ne peux pas agrandir le panneau et ajouter une résistance pour travailler à tension max en plein soleil parce que j’y perdrai tout à l’ombre

Non, à l'ombre le courant délivré par le panneau baisse, et donc la chute de tension dans la résistance devient très faible. Autrement dit, la solution simple marchera très bien. La résistance limite le courant au soleil, et n'empêche pas les LED de s'allumer à l'ombre.
Sauf si tu veux que ça clignote, bien sûr.



(Pour modéliser le panneau solaire, j'ai mis une source de courant en parallèle avec une zener).

[dngf]

Bonjour,

gcortex, je vous remercie pour vos interventions.
Je lis en effet des choses sur le drop out du LM317. Si je comprends bien, son comportement dépend trop du courant qui le traverse. Dois-je comprendre qu’il ne sera pas assez stable à faible courant ?
C’est épuisant, mais le clignotement refusé. S’il n’en tenait qu’à moi…
Pour la couleur, elle sera blanche ou rouge, mais ça importe peu, en série ou en parallèle, le besoin sera le même. La tension d’une LED est approximativement en relation avec sa couleur, mais ce n’est pas absolu.
Je ne suis pas d’accord avec votre affirmation du besoin d’une résistance pour une LED en toute circonstance. En lui offrant une tension donnée, seul un courant donné la traversera. Voyez le graphique de courant en fonction de la tension proposé par le fabricant de toute LED.

bobflux, en effet, rien ne l’empêche de s’allumer à l’ombre, mais c’est déjà insuffisant. La raison d’aller vers un régulateur de tension était d’espérer grappiller du courant au détriment de la tension dans la conversion. Inadapté, visiblement.
Votre schéma est très intéressant, plus que la modélisation, c’est en effet une alternative que j’ai envisagée : La Zener en protection pour absorber tout dépassement de tension. En votre schéma tel quel, résistance en moins et Zener adaptée à la tension max des LED et à la puissance à éventuellement dissiper. À l’ombre, rien ne sera perdu.

Je renouvelle, à tous, mes remerciements pour vos interventions qui ont fait mûrir ma réflexion. Je vais passer à une activité moins intellectuelle : installer une LED CMS dans une maquette. Je sens que je vais bien me marrer.
Même si pour finir la maquette crame à cause du fer ou des LED, au moins, j’aurai appris beaucoup de choses.

[gcortex]

Je confirme que la résistance est obligatoire. Une led s'alimente en courant et sûrement pas en tension.
A quoi çà rime de poser une question et de refuser les réponses ?

Une led blanche c'est 3.5V. Tu peux mettre une led blanche devant et 2 leds rouges faible consommation en série derrière.

[bobflux]

> Je ne suis pas d’accord avec votre affirmation du besoin d’une résistance pour une LED en toute circonstance. En lui offrant une tension donnée, seul un courant donné la traversera. Voyez le graphique de courant en fonction de la tension proposé par le fabricant de toute LED.

Faux, la courbe I/V dépend de la T°, du lot de fabrication, etc.

> Votre schéma est très intéressant, plus que la modélisation, c’est en effet une alternative que j’ai envisagée : La Zener en protection pour absorber tout dépassement de tension.

Attention, la zener que j'ai mise sur le schéma n'existe pas ! C'est une façon de modéliser un panneau solaire comme source de courant dont la tension de sortie est limitée à une certaine valeur pour pouvoir faire une simulation. Le circuit réel c'est simplement la ou les LEDs en série avec une résistance calculée en fonction de la tension max fournie par le panneau en plein soleil, pour limiter le courant à ce que les LEDs peuvent supporter.

Puisque le panneau plafonne à 5.5V apparemment, on met 2 LEDs rouges (1.8-2V *2 = 3.6-4V) et une résistance de 70 à 120 ohms en série...

Si ça s'allume pas assez fort quand c'est à l'ombre, tu peux essayer des LEDs "ultrabright" qui se voient déjà bien avec 0.5mA, ou alors le faire clignoter...