Puissance lumineuse d'une DEL
Bonjour tout le monde,
J'aimerais savoir quelle DEL vous me conseillerais si je vous dis que je voudrais remplacer une ampoule d'une lampe de poche (les plus banales) en espérant garder la même intensité lumineuse, ou même en gagner, tout en conservant une alimentation de 4,5V?? J'attend impatiemment vos réponses
Merci d'avance
Bonjour,
fais "recherche" dans la barre du haut (sous FS Génération), en tapant "led" ou "éclairage à leds" ou encore "lampe à leds", on a déjà pas mal évoqué ce sujet.
Tu peux t'orienter vers des leds de puissance telles que Dragon, K2,...mais il faudra obligatoirement bricoler.
Ou allez sur Ebay tu as le choix avec tous les produits Asiatiques qui sévissent actuellement dans ce domaine pour pas cher.
@+
J'ai cherché mais je n'ai pas trouvé grand chose. Sinon, penses tu que cette DEL conviendrait : LED SERIE LUXEON K2 BLANCHE 350mA
Je l'ai trouvée => ici <=
Mais ils ne mentionnent pas le diamètre du "bulbe" en verre, c'est quoi environ?
bo allé, soyez sympatoch, répondez moi svp
Dis donc, tu lis quoi page 14 de la datasheet?
Tu tapes "led K2" sur gogole et hop 3eme ligne il te trouve déjà la doc, tu ouvres et hop p14 la réponse.
Va falloir apprendre à chercher un petit peu quand même et attendre que tonton hulk rentre du boulot aussi.
@+
Merci, mais surtout, que penses tu de ça : Sur le lien du message #3, j'ai le choix entre 3 DELs. Suivant que je prenne l'une ou l'autre, j'ai ça :
- avec la DEL de 350mA à 3,6V , j'ai une alim de 4,5V de ma lampe de poche, et une résistance de 2,57Ω et de puissance 315mW, je soude tout ça et hop.
- indifféremment avec une des deux DEL à 1A et à 3,85V , tjrs avec la même alim de 4,5V, une résistance de 0,65Ω (, ça va être chaud à trouver dans mon amas de résistance, je vais devoir dégainer les billets cette fois-ci) et de puissance 650mW.
En considérant que je ne me suis pas planté dans mon raisonnement, et donc que ce que viens de dire est juste, que me conseilles-tu, oh grand Hulk
J'attend ton retour du boulot avec impatience tonton
Merci d'avance
Pour une pile 4,5V il faut que tu comptes 5V (pile neuve) soit R=(4,5-3,4)/0,35=3,14 Ohms soit 3,3 Ohms/1W ou 2x6,2 Ohms/0,5W en parallèle.Envoyé par Jacky chan
La puissance sera à la tension max de la pile (neuve) soit P=RI²=3,3*0,425²=0,6W.
Dommage de brûler 1/2W en chaleur, mais ça reste simple à mettre en oeuvre.
Il ne faut pas perdre de vue quand même que la led seule va dissiper 1W donc prends un modèle type "Star" qui possède le circuit avec le substrat d'alu (SMI).
Après il faut tout loger astucieusement.
Ca va être chaud tout court.- indifféremment avec une des deux DEL à 1A et à 3,85V , tjrs avec la même alim de 4,5V, une résistance de 0,65Ω (
Cette fois la puissance dissipée par la led va devenir intenable tant pour les pertes engendrées par une résistance en série, que par le dégagement de chaleur de la led elle même:
R=(5-3,85)/1=1,15 Ohms -> R=1,2W P=0,95W soit R=1,2W/2W
Pled=3,85*1=3,85W
Ptotal=4,8W (!)
La solution que je vois serait d'opter pour une lampe torche tout alu genre Maglite (taille moyenne), que tu dépouilles du superflu et dont tu fixes une "star" 3W en assurant une liaison thermique optimum avec le corps de la lampe.
Pour l'alimenter tu peux prendre 4 résistances de 0,33 Ohms 0,6W (SFR25) que tu colles au corps de la lampe avec de la colle thermique.
Pour gagner des Watts, il existe une autre solution moins simple mais bien plus efficace:
Utiliser un mode PWM dont le rapport cyclique sera fonction d'une consigne image du courant Led.
Plus de résistance qui dissipe, et en faisant travailler en PWM à 400Hz tu vas diminuer sensiblement la dissipation de la led, donc au final un rendement meilleur mais il faut loger l'électronique qui va bien cette fois.
A toi de voir.
@+
Il y a plusieurs trucs que je n'ai pas compris dans tes calculs.
Par ex., tu me dis qu'il faut compter 5V pour une pile neuve, et dans ton calcul tu ne fais apparaître que 4,5V : "R=(4,5-3,4)/0,35=3,14" et tu mets 3,4 alors que la DEL consomme 3,6V => c'est pas super grave pour le résultat, mais j'aimerai savoir si mon raisonnement est juste en mettant 3,6V.
Ensuite, tu mets "P=RI²=3,3*0,425²=0,6W.", mais la DEL consomme 350mA, pas 0,425mA? Elle demande 350mA, alors la pile lui fournit 350mA, je bug quelque part.
Pour le cas des DELs de 1A, il y a aussi un truc que je ne capte pas, c'est comment tu trouves ça : "P=0,95W soit R=1,2W/2W" car comme tu l'a dis, R=(5-3,85)/1=1,15Ω et P=RxI2=1,15x1=1,15≈1,2W, pas 0,95W non?.
Dernier truc, je ne comprends pas cette phrase "La puissance sera à la tension max de la pile (neuve) soit P=RI²=3,3*0,425²=0,6W."=> de quelle puissance parles-tu? peut-tu reformuler ta phrase stp^^'.
Je te montres mon raisonnement avec un schéma en PJ:
On sait que I est le même dans tout le circuit. On applique la loi des mailles donc on a : 5 = Ur+Udel = Ur + 3,6 soit Ur = 5-3,6 = 1,4V. Ur = RxIr soit R = Ur/I = 1,4/0,35 = 4Ω.
Pr = IrxUr = 0,35x1,4 = 0,49W
Sinon le projet que tu me proposes me semble assez ambitieux, et un peu cher (premier coup d'oeil sur les lampes : je crois que c'est aux environs de 45€. Acheter une lampe à 45€ ne me gène pas du moment que c'est de la qualité, mais là il faut la bidouiller alors voilà. Mais je ne jette pas l'éponge pour autant car je suppose que tu voulais me la faire utiliser à cause de la carcasse en alu. (pour dissiper la chaleur), et il se trouve que deux de mes lampes de poche sont en fer.
Il faut déterminer un courant max quelque soit les cas de figure les plus défavorables:
Donc Vpile=max, Vf=min pour Imax=0.4A (0.35 nominale mais les puces acceptent sans problème 0.45A elles chauffent plus c'est tout, avec 0.4A c'est bien comme ça tu as encore 0.35A quand la pile est moins pleine).
Il suffit que tu récupères dans la datasheet de ta diode le Vf(min) du modèle de ta led (attention de prendre la bonne température de couleur)
C'était un exemple, comme je l'ai dis plus haut tu prends le courant que tu veux dans une fourchette de 0.35A à 0.45A, en tenant compte que la tension de la pile va évoluer dans le temps, et que la tension de la led va évoluer également en fonction de la température de la puce.Ensuite, tu mets "P=RI²=3,3*0,425²=0,6W.", mais la DEL consomme 350mA, pas 0,425mA? Elle demande 350mA, alors la pile lui fournit 350mA, je bug quelque part.
On ne prends jamais la puissance calculée comme puissance permanente pour une résistance.Pour le cas des DELs de 1A, il y a aussi un truc que je ne capte pas, c'est comment tu trouves ça : "P=0,95W soit R=1,2W/2W" car comme tu l'a dis, R=(5-3,85)/1=1,15Ω et P=RxI2=1,15x1=1,15≈1,2W, pas 0,95W non?.
Par exemple si tu calcules 0.1W tu prends 0.25W (1/4W).
Pour 0.95W prendre 1W est risqué on évite de faire travailler la résistance à 95% de sa puissance max, il vaut mieux prendre 2 résistances de 0.6W en parallèle (au double de la valeur nominale initiale dans ce cas) ou 2 en série de 0.6W (à la moitié de la valeur nominale initiale cette fois), ce qui dans les 2 cas fait bien 1.2W et c'est acceptable.
Au delà du Watt, par exemple 1.1W on saute à la puissance supérieure soit 2W, etc...
Bref avec une marge du double de la puissance calculée tu ne crains pas de voir ta résistance s'écailler ou noircir dans le temps.
C'est un bon moyen de réduire un MTBF je sais, mais là on est pas à quelques centimes près.
La puissance dissipée par la résistance sera maximale quand la pile sera pleine @ Vf minimal, voir plus haut.Dernier truc, je ne comprends pas cette phrase "La puissance sera à la tension max de la pile (neuve) soit P=RI²=3,3*0,425²=0,6W."=> de quelle puissance parles-tu? peut-tu reformuler ta phrase stp^^'.
Ne perds pas de vue qu'un montage sur pile (ou batterie) n'est pas à tension fixe, donc il faut considérer les min et max possibles dans l'équation que tu vas utiliser pour déterminer tel ou tel composant.
Il faut fixer les limites tolérables et prendre également une petite marge de sécurité en fonction du contexte et des contraintes.
Le tout est que le résultat soit au rendez-vous et le plus longtemps possible.
@+
Je ne sais pas ce qu'est le température de couleur, et en plus c'est pas vraiment parlant. En cherchant dans les datasheet, me suis débrouillé pour trouver un truc qui me semble être ce que tu m'avais dit de chercher, tu l'as en PJ, mais j'y est mis aussi un truc avec température de couleur comme tu m'avais avertis, je ne sais pas à quoi cela correspond (la DEL que je vais prendre est celle-ci : LXK2-PW12-R00, donc une Cool-white).
Tu me parles de puissance, mais ça ne me parle pas beaucoup
Pour conclure, il faut calculer la résistance suivant tous ces facteurs les plus défavorables que tu mentionne ici ?Donc Vpile=max, Vf=min pour Imax=0.4A (0.35 nominale mais les puces acceptent sans problème 0.45A elles chauffent plus c'est tout, avec 0.4A c'est bien comme ça tu as encore 0.35A quand la pile est moins pleine).
Il suffit que tu récupères dans la datasheet de ta diode le Vf(min) du modèle de ta led (attention de prendre la bonne température de couleur
Oui, regarde:
si tu prends un Vf=4,23V cela te donne:
I=350mA Vpile(max)=5V => R=2,2 Ohms/0,27W -> R=2,2 Ohms/0,5W
Maintenant si tu as un diode sortant d'un lot ou Vf=2,73V
I=350mA Vpile(max)=5V => R=6,3 Ohms/0,77W -> R=6,2 Ohms/1W
Si tu ne connais pas le Vf de la diode que tu vas acquérir et que tu choisis de prendre R=2,2Ohms et que Vf soit en réalité 2,79V:
I(max)=(Vpile(max)-Vf)/R=(5-2,79)/2,2=1A (!) soit P=2,2W pour une résistance calculée initialement pour P=0,5W => ça fume...
Donc en prenant le cas le plus défavorable tu auras:
R=6,2 Ohms/1W
Si Vf=4,23V -> I=5-4,23/6,2=125mA, ça éclaire beaucoup moins mais ça ne fume pas.
L'idéal est donc de mesurer le Vf réel de la diode que tu vas acheter ou de prendre le Vf typique (la valeur statistiquement la plus probable si Murphy n'existait pas
R=5-3,42/0,35=4,5 Ohms/0,55W -> R=4,7 Ohms/1W
Voyons maintenant les cas limites:
Si Vf=2,79V => I=5-2,79/4,7=470mA et P(R)=4,7*0,47²=1,03W (il faudra dans ce cas prendre 2W)
Si Vf=4,23V => I=5-4,23/4,7=163mA et P(R)=4,7*0,163²=0,125W
Tu auras 350mA pour V(pile)=(4,7*0,35)+2,79=4,43V
Tu vois que ce n'est pas aussi simple qu'avec une simple led.
Donc en mesurant ton Vf, tu es certain de faire un choix optimum pour R, car avec les extrèmes possibles de Vf tu auras dans un cas trop de courant ou dans l'autre pas assez.
D'où l'utilité d'un vrai générateur de courant pour une led.
@+
ok, merci tout d'abord d'avoir fait une réponse bien claire et détaillée.
Mais j'ai quand même encore trois questions :
- Qu'est ce qu'est la température couleur de ce genre de DEL?
- Tu me parles de mesurer Vf, mais je ne sais pas comment on fait...
- Comment savoir le puissance d'une résistance ? (c'est toujours 1W, mais pour faire 2W par ex., il faut mettre deux résistances en parallèle ou en série de façon à conserver la valeur de R voulue ?)
La température de couleur d'un corps est définie à partir du rayonnement thermique qu'il émet, en se référant au spectre du corps noir.
Dans le blanc, on distingue le blanc froid (cool white) qui tire sur le bleu, le blanc chaud (warm white) qui tire sur le jaune, et le blanc neutre qui est censé être au milieu.
Si tu as une alim variable tu mets par exemple une 4,7 Ohms en série avec ta led et tu augmentes progressivement la tension à partir de 0V, en mesurant la tension sur R qui te donne l'image du courant (I=U/R).- Tu me parles de mesurer Vf, mais je ne sais pas comment on fait...
Lorsque I=0,35A, tu regardes combien t'indique l'alim et tu déduis Vf -> Vf=Valim-VR
Si tu as 2 résistances de même valeur nominale pouvant dissiper 1W:- Comment savoir le puissance d'une résistance ? (c'est toujours 1W, mais pour faire 2W par ex., il faut mettre deux résistances en parallèle ou en série de façon à conserver la valeur de R voulue ?)
En série tu auras Req=R+R=2R et Ptotal=2(RI²)=2*P(R)=2W
En parallèle Req=R/2 et Ptotal=2*(U²/R)=2P(R)=2W
Mince, j'ai encore des trucs à te demander
- Est-ce que la DEL cool-white de 350mA dont on parle chauffe beaucoup?
- Si oui, y a-t-il une surface métallique assez grande permettant de dissiper cette chaleur en mettant cette zone en contact avec l'armature métallique de ma lampe de poche en fer (comme la base métallique visible => ici <= de la DEL dont tu m'avais parlé avant dans le topic, la "star" 3W)? Si non à cette question, je vais sans doute utiliser la DEL "star" 3W dont tu me parlais, mais est-ce que je procède de la même manière que pour la DEL cool-white de 350mA au niveau du montage?
Elle consomme P=0,35*Vf
Donc si Vf=3,4V cela fait 1,2W à dissiper.
Oui, bien sûr, il faut utiliser la loi d'Ohm thermique.- Si oui, y a-t-il une surface métallique assez grande permettant de dissiper cette chaleur en mettant cette zone en contact avec l'armature métallique de ma lampe de poche en fer (comme la base métallique visible => ici <= de la DEL dont tu m'avais parlé avant dans le topic, la "star" 3W)? Si non à cette question, je vais sans doute utiliser la DEL "star" 3W dont tu me parlais, mais est-ce que je procède de la même manière que pour la DEL cool-white de 350mA au niveau du montage?
Rth(ja)=Tj-Ta/P
Tu connais Tj, Ta et P donc tu peux déterminer Rth(ja) (résistance thermique jonction-ambiant)
Rth(ja)=Rthjb+Rth(br)+Rth(ra)
Rth(jb) est spécifié dans la doc de la led ou du montage Star.
Rth(br) est la résistance thermique du montage boitier-radiateur (il qualifie la résistance thermique du couplage thermique du montage led/radiateur).
Rth(ra) est la résistance thermique du radiateur utilisé.
Par exemple:
Rth(ja)=(90-35)/1,2=46°C/W
Un simple carré de 20mmx20mm en alu 10/10e devrait faire l'affaire, donc en solidarisant une "Star" avec le corps en métal de la lampe (graisse thermique indispensable) tu seras large.
Même raisonnement avec une "Star" de 3W.
@+
Attends, dis moi si c'est juste : je viens de regarder la datasheet des DELs K2 et je remarque sur les deux photos qu'une DEL "star" et en fait un DEL K2 montée ou soudée, sur un support métallique...
Après j'ai un trucs à te demander :
- je ne sais pas ce qu'est Tj et Ta, et en regardant dans la doc, j'ai trouvé Tj=25°C mais rien pour Ta, et les schémas de température à la fin, je ne comprends rien, pas grave.
Merci d'avance.
Sinon, penses-tu que ce genre de DEL pourrait faire l'affaire pour mes lampes de poche : LEDs de 10 mm, puissance 95000 mcd, 20mA, 3,6V à 3,8V et de couleur Warm White.
Oui c'est ça, "star" désigne la forme du circuit SMI sur lequel la led est soudée.
SMI: Support Métallique Isolé
Tj est la température de jonction max, et Ta la température ambiante max.Après j'ai un trucs à te demander :
- je ne sais pas ce qu'est Tj et Ta, et en regardant dans la doc, j'ai trouvé Tj=25°C mais rien pour Ta, et les schémas de température à la fin, je ne comprends rien, pas grave.
Par exemple prendre Tj=100°C et Ta=45°C
ok, mais c'est quoi la température de jonction?
Sinon, je vais prendre une DEL K2 et je me ferais moi même le socle métallique.
Alors? (Ne crois pas que si c'est oui, je ne vais pas me servir de DEL K2, et par conséquent que tout ça n'a servi à rien, je vais les utiliser pour me faire des lampes qui arrachent bien
Merci d'avance.
Alors??
Alors quoi?
On ne peut pas comparer des leds 10mm aussi puissantes soient-elles avec des leds de puissance.
D'un coté tu as une led classique dotée d'une techno vieille de 20 ans qui consomme 20mA et de l'autre tu as une technologie totalement différente qui consomme 350mA ou plus.
Les niveaux lumineux atteints non rien de commun.
La température de jonction c'est simplement comme son nom l'indique la température de la jonction du semi-conducteur (la puce en somme).
Dans le cas d'une led de 20mA la température ne s'élève pas suffisamment pour nécessiter un dissipateur aditionnel, le corps du composant suffit à cela.
Pour une led de puissance, par analogie avec un transistor de puissance, il est utile de prendre en compte la température ambiante, le courant max et vérifier par la loi d'Ohm thermique si un dissipateur est nécessaire pour ne pas claquer la jonction par surchauffe.
Dernière question sur la star et sur la k2
Sur les 4 broches, seules 2 vont servir à l'alimentation et les deux autres, c'est pour être soudé sur un socle métallique pour la refroidir??
Salut,
A mon avis, oublie les leds classiqques, les calculs, les résistances etc... compliqué pour avoir bcp moins bien qu'avec un régulateur adéquat (environ 3$) et une vraie led (cree Q5 actuellement à 6$, ou si tu veux être plus audacieux la P7 à 28$) + une lentille à 2$ (choisir l'angle que tu veux: large 20-30° ou faisceau qui porte loin style 10°).
Tu trouve les composants chez dealextreme.com ou kaidomain.com, dans la rubrique "flashlight-DIY" (do it yourself).
Faut juste faire qq soudures (très petites -les régulateurs sont prévus pour les formats lampes de poche donc diamètre environ 17mm), et si c'est une lampe plastoc ne pas trop dépasser 500mA pour la cree Q5 (chauffe quasi nulle-je viens de mooder ainsi une tikka -par contre à 1A, ca chauffe vraiment bcp -essentiellement l'arriere de la led, qu'il faut donc coller sur un morceau de métal avec de la pate thermique pour dissiper la chaleur).
Chosis aussi la "star", il y en a de petites et de bcp plus larges -selon ta lampe et les possibilités de dissipation thermique...
Voilà! bon bricolage... quand à la fin on éclaire, ca fait plaisir!!!
Je viens d'upgrader 3 lampes
La led est vendue le plus souvent déjà fixée sur une étoile en aluminium, il faut juste souder le + sur le + du régulateur, et pareil pour le -.
L'intérêt d'un régulateur, c'est:
-tu as une luminosité constante tant que ta pile donne assez;
-plusieurs modes (intensité 100% - 50% - 10% - stroboscope - SOS par ex) -le changement se fait en alumant/éteignant vite, sinon garde en mémoire ton dernier mode
-par contre: fonctionne mieux avec une batterie rechargeable qu'une pile -c'est souvent un avantage, mais c'est un point mineur.
-juste 4 soudures à faire (pile-régul et régul-led).
@+
ok, merci.
Euuuuuuuu... j'ai une question qui monte là :
j'ai acheté une DEL luxeon star 1W (3,15V comme tension mesurée sous 350mA). Je me demande si l'on est obligé de mettre une résistance en série avec l'alim. ou non parce que avec deux piles de 1,5V, j'ai déjà environ 3,15V. Mettre les deux piles en série et mettre direct la DEL en série c'est bon?
Ben oui, évidemment! Depuis le temps qu'on claironne, cause, parle, rabâche sur ce site qu'il faut toujours une limitation de courant ...... y en a marre !
PS: HULK28, il a dit quoi ?
D'accord je ne dirais plus jamais ça, ou si je le dit, cela sera ironique.
Un autre truc me titille (dans ma tête : fais gaffe à ce que tu dis, fais gaffe à ce que tu dis, tu va te faire taper sur les doigts). Tant pis je dis quand même.
Et si on alimente la DEL avec un géné. de courant, le courant est limité, pas besoin de résistance?
Parfaitement, c'est une source de tension avec une résistance interne dynamique infinie
Ok merci bcp.
