aide pour un montage flash à led

[delphi_jb]

Bonjour.

en complément de ce sujet http://forums.futura-sciences.com/ph...se-de-led.html
je post ici une demande sur la partie electronique de l'histoire.

tout d'abord, je dois vous dire que je n'ai pas beaucoup de pré-requis.
j'ai étudié l'électricité mais pas l'electronique. Le pourquoi je solicite votre aide..


donc en gros, j'aurai voulu avoir, dans un premier temps, un montage
qui me servirai a tester l'encaissement d'une (plusieur) led haute luminosité (106 lumens/led sur 40°, soit 280000mcd...)
face a une surintensité.

les leds fonctionnent entre 3,4 et 3,8 volt pour une I_nominal de 100mA
elle peuvent s'illuminer pendant min 0,1 ms a condition de se reposer min 0,9ms après. (pour un cycle complet de min de 1 ms donc).
j'ajoute qu'elle peuvent encaisser 260° pendant max 5 sec...



ma question est la suivante:


j'aimerai un montage qui me permettrai des impulsion de courant variable (0,1A - 10A), sur un temps variable (0,1 ms - 50 ms).

Pour ca, dans l'idéal, je devrai aussi pouvoir gerer la tension de sortie ainsi que le nombre de cycle de test d'affilé (1x a 100x par ex).



exemple test 01:

V: 3,6 volts
I: 0,5A
t_on: 0,1 ms
t_off: 0,9 ms
cycle: 5 x


donc ici, le montage devrai pouvoir fournir 0,5 A sous 3,6 v pendant 0,1 ms, puis s'arreter pendant 0,9 ms... tout ca 5 x de suite.



est-ce possible ?


j'ai comme source de courant une alimentation PC (3,3v-20A __ 5v-30A __ 12v-17A)
mais par la suite, je me tournerai evidement vers le condensateur...


merci pour vos réponses...
-----

[remy01]

Bonjour,
pour t'aider peut-être, va voir mon site,
puis AAE, puis stroboscope à LED.

[delphi_jb]

wow !! interressant !

en fait, après coup, mon system est très similaire au strmboscope à led...

Si j'ai bien compris, tu as utilisé un 74LS123 pour calibrer l'impulsion a 0,001 ms avec un I de 20 A ?
donc comme j'utilise une alimentaiton 5 v 30A, ca devrai le faire...


malheureusement, je ne comprend pas grand chose au schémas...

j'y vois beaucoup de résistance, des condensateurs (2 types différents),
un TIP 34C (transistor probablement..), un TTL (?),
et une mise a la masse en 6 endroits différents, c'est bien ca ?


ha, aussi, je vais descendre le t_on et le t_off a 0,001 ms puisque c'est possible...

[delphi_jb]

j'ai une autre question aussi, je vois quand dans votre site, section led, vous parlez d'une tension de seuil.

or, dans mon achat, le constructeur ne parle absolument pas de Vs...

tout ce que j'ai, c'est VF, qui est a 5 volt.

comment calculer la tension de seuil d'une led ? (attention, c'est une 5 chip, donc 100mA) ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[delphi_jb]

je me suis renseigné (un peu) et partout apparement, quand il s'agit de donner
des impulsion de courant, on retrouve très souvent un trigger couplé a un transistor.


c'est quoi un trigger ? comment le commande t-on ?

[delphi_jb]

Voila, dans le cadre du montage du flash à led, j'ai essayé de faire une
première version du schémas de principe electronique.

l'objectif:



donc ici 32 leds hautes luminosités (106 lumens/led) avec un angle de 40°.
donnée connu:

U:
min: 3v (donc la tension de seuil je suppose...)
typical: 3,4v
max: 3,8v

I:
100mA (max 150 mA en pic)

U_r:
5v (?)

P_max:
0,5W (@ 150mA)

et enfin, le cycle d'allumage est de minimum 0,1ms toutes les 1ms




et voici mon schémas (surement a revoir) du projet:



alors, toute les résitances font 8,2ohms. / 2w
la source est de 18v (2 piles 9v en série)

j'ai mis un transistor afin de pouvoir commander l'ouverture/fermeture
rapide du circuit. mais pour etre honnete, je ne sais meme pas ce qu'est
un transistor, je sais que dans ce cas ci, ca agit comme un contacteur super rapide...


par contre, j'ai omis les résitances interne des leds. la raison est que
je n'ai pas le datasheet des leds et je ne sais pas comment les mesurer...


j'y connais rien en electronique donc n'hésitez pas à me corriger..

[Tropique]

Ton montage devrait fonctionner, même si la défintion du courant sera assez imprécise; mais je suppose que c'est sans importance.
C'est sans doute une question idiote, mais je me demande dans quel but tu veux pulser tes LEDs toutes les ms, si c'est pour faire un flash?

[delphi_jb]

En donnant une impulsion de 0,1 ms toute les ms, j'aurai espérer pouvoir créer une lumière avec une intensitéd'environ 20x supérieur que I_nominal. de cette manière, comme elle doit se reposer 0,9ms apres, j'aurai un flux 2x plus fort que si elle etait allumé en continu...

[invitee05a3fcc]

Avec 100 mA par groupe, tu consommes 800 mA sur tes piles. Si c'est des 6LR61 (pile rectangulaire) ... elles ne tiennent pas le courant !

[delphi_jb]

en fait, en plus clair (ou pas.. ), j'aurai créé une lumière d'une intensité de 2x l'intensité lumineuse nominal pendant 50 cycles d'affilé, soit 50 ms. Si la led peut le supporter evidement...

et la pause apres chaque impulsion, c'est pour eviter que la jonction de la led ne crame...

[delphi_jb]

Avec 100 mA par groupe, tu consommes 800 mA sur tes piles. Si c'est des 6LR61 (pile rectangulaire) ... elles ne tiennent pas le courant !

heu en fait, je suis plus près des 400 mA par groupe, donc 3,2A au total...

trop de résistance interne dans deux piles 9 volt en série pour atteindre cette intensité ?

[delphi_jb]

heu non, 100mA par groupe, autant pour moi.. elle sont en série..

[invitee05a3fcc]

Donc 800 mA au total, la pile ne tient pas ce courant

[delphi_jb]

je dois faire quoi alors pour pouvoir fournir 14,4 volts au min sans trop d'encombrement ?

si j'arrive a avoir pile poil 14,4 volt, dois-je encore mettre une résistance pour limiter le courant ?

[invitee05a3fcc]

C'est un flash photo (un coup de temps en temps) ou un stroboscope que tu fais ?

[Tropique]

je dois faire quoi alors pour pouvoir fournir 14,4 volts au min sans trop d'encombrement ?

si j'arrive a avoir pile poil 14,4 volt, dois-je encore mettre une résistance pour limiter le courant ?

C'est un problème qui est résolu comme ceci p.ex.:
http://powerelectronics.com/portable...lash-cell-0101

en fait, en plus clair (ou pas.. ), j'aurai créé une lumière d'une intensité de 2x l'intensité lumineuse nominal pendant 50 cycles d'affilé, soit 50 ms. Si la led peut le supporter evidement...

et la pause apres chaque impulsion, c'est pour eviter que la jonction de la led ne crame...

Ta LED doit (normalement) obéir aux lois de la thermodynamique.
Donc en première approximation, ça revient au même de faire tes impulsions de 0.1ms, ou de répartir ta puissance de façon continue sur 50ms.
Sauf que...
la première approximation n'est vraisemblablement pas la bonne.

Pour supposer que les deux situations sont identiques, il faut supposer que les résistances ohmiques de la jonction sont nulles, que la relation courant/flux lumineux est strictement linéaire, et qu'il n'y a aucun phénomène transitoire.
Ce qui fait beaucoup...
En plus tes LEDs ont certainement des "absolute maximum ratings", qui doivent inclure un "peak repetitive forward current", qui risque de te limiter dans le cas des impulsions.

En fait, les pertes ohmiques existent certainement, et elles sont proportionnelles au carré du courant de crête. Comme l'énergie de l'impulsion est proportionnelle au courant moyen sur la durée de l'impulsion, tu as tout intérêt à ce que le courant de crête soit égal au courant moyen. Toute autre méthode génèrera des pertes inutiles, et donc un échauffement.
Le flux lumineux est proportionnel au courant, mais seulement dans une certaine plage: aux très faibles courants, il y a peut-être une légère réduction de rendement, mais surtout, aux forts courants il y a des phénomènes de saturation qui vont se manifester: donc, à nouveau, il vaut mieux réduire le courant de crête.
Enfin, il y a également les phénomènes de forward recovery à prendre en compte, plus le temps de montée optique, qui n'est pas nul.
Je ne connais pas leur importance pour tes LEDs en particulier, mais ils vont en tous cas contribuer à augmenter l'échauffement et diminuer le rendement, donc sans bonnes raisons, il ne faut pas multiplier les commutations. Et comme il y a de bonnes raisons de faire le contraire....

la pause apres chaque impulsion, c'est pour eviter que la jonction de la led ne crame

Au fait, pour une seule impulsion, tu peux considérer que c'est approximativement adiabatique, mais aligner 50 "à peu près adiabatiques" à la file ne fait pas une seule grosse impulsion adiabatique.

[delphi_jb]

merci pour cette réponse complète.

Je tient tout d'abord à vous dire que je ne connais quasi rien en electronique.
Le schéma que j'ai fait ci dessus est un résultat du maximum de mes connaissances.
Mais en revange, j'adore apprendre !


Tout d'abord, j'ai tenté de comprendre ce qu'était un "Driver" pour Led.
Si j'ai bien compris, c'est un disposotif electronique qui sert a fournir a une (ou plusieur)
led un courant stable qui ne varie pas afin de garder une luminosité homogène.
Mais ce n'est pas tout apparement. Si j'ai bien compris, une led, c'est avant tout
une Diod avec de la lumière. Donc elle a acquis le meme désavantage que cette dernière,
a savoir une chute de tension, nommé Vf, qui varie en fonction de l'intensité de la LED
et de sa température. Le driver doit donc savoir maitriser cela aussi...

C'est bien cela ?



ton lien m'a montré un driver de 8A, ce qui est amplement suffisant pour mon application...
Mais comment pilote-on un driver ?
quel tension/intensité/source doit-on lui fournir ?

Donc en première approximation, ça revient au même de faire tes impulsions de 0.1ms, ou de répartir ta puissance de façon continue sur 50ms.

donc en gros, c'est idiot de prendre le risque de cramer la jonction de la led avec une suite
de grosse impulsion etant donné que ca reviendrai au meme que de l'alimenter en continu ?

Au fait, pour une seule impulsion, tu peux considérer que c'est approximativement adiabatique, mais aligner 50 "à peu près adiabatiques" à la file ne fait pas une seule grosse impulsion adiabatique.

ca veut dire que je peux mettre un courant beaucoup plus fort pendant 0,1 ms que 20x le I_nominal ?


enfin, je vous donne le liens de l'achat de la led. J'ai mailé TopBright afin de demander
le datasheet de ces leds mais je n'ai pas de réponse...

c'est embetant, plusieur donnée manques...


http://cgi.befr.ebay.be/ws/eBayISAPI...m=220193036549

[Tropique]

merci pour cette réponse complète.

Je tient tout d'abord à vous dire que je ne connais quasi rien en electronique.
Le schéma que j'ai fait ci dessus est un résultat du maximum de mes connaissances.
Mais en revange, j'adore apprendre !


Tout d'abord, j'ai tenté de comprendre ce qu'était un "Driver" pour Led.
Si j'ai bien compris, c'est un disposotif electronique qui sert a fournir a une (ou plusieur)
led un courant stable qui ne varie pas afin de garder une luminosité homogène.
Mais ce n'est pas tout apparement. Si j'ai bien compris, une led, c'est avant tout
une Diod avec de la lumière. Donc elle a acquis le meme désavantage que cette dernière,
a savoir une chute de tension, nommé Vf, qui varie en fonction de l'intensité de la LED
et de sa température. Le driver doit donc savoir maitriser cela aussi...

C'est bien cela ?

Oui, en fait c'est une source de courant constant, qui permet de prendre une marge de tension minimale, tout en gardant un courant stable, ce que ne permet pas une simple résistance.
Quand on veut vraiment optimiser le rendement, on peut même émuler ce mode avec une SMPS, ce qui évite toute perte d'énergie, même quand la tension de la source est fortement supérieure à la tension des LEDs.
Il y a un exemple de telle source dans les "projets", et pas mal de circuits dédiés existent sur le marché.

ton lien m'a montré un driver de 8A, ce qui est amplement suffisant pour mon application...
Mais comment pilote-on un driver ?
quel tension/intensité/source doit-on lui fournir ?

Ici, c'est un supercondensateur, chargé à 5.5V. Toi aussi, tu en auras besoin, vu que tes piles ne sont pas non plus suffisantes.
Dans ton cas, tu pourrais en mettre 3 en série, avec un circuit tampon entre eux et les piles, pour gérer la recharge et limiter la tension à 15 ou 16V

donc en gros, c'est idiot de prendre le risque de cramer la jonction de la led avec une suite
de grosse impulsion etant donné que ca reviendrai au meme que de l'alimenter en continu ?

Oui, et ça c'est le cas théorique. Comme je l'ai expliqué, l'efficacité sera moindre en impulsions.

ca veut dire que je peux mettre un courant beaucoup plus fort pendant 0,1 ms que 20x le I_nominal ?

Je n'en suis pas sur; il y a toujours un courant qu'on ne peut dépasser, même pour des temps infiniment courts.
Il n'y a pas que des phénomènes purement thermiques qui dégradent les LEDs. Aux forts courants, l'électromigration devient vite prépondérante et va causer à chaque impulsion une dégradation irréversible.

[delphi_jb]

Ici, c'est un supercondensateur, chargé à 5.5V. Toi aussi, tu en auras besoin, vu que tes piles ne sont pas non plus suffisantes.
Dans ton cas, tu pourrais en mettre 3 en série, avec un circuit tampon entre eux et les piles, pour gérer la recharge et limiter la tension à 15 ou 16V

excusez moi mais je ne comprend pas très bien cette partie la...

Tout d'abord, qu'est ce qu'un supercondensateur ?

"Un supercondensateur est un condensateur de technologie particulière permettant d'obtenir une densité de puissance et une densité d'énergie intermédiaire entre les batteries et les condensateurs électrolytiques classiques.
Ces composants permettent donc de stocker une quantité d'énergie intermédiaire entre ces deux modes de stockage, et de la restituer plus rapidement qu'une batterie"
wikipédia


Donc ce que vous me proposer, c'est de prendre 3 de ces supercondensateur,
de les mettres en série (afin d'obtenir +/-15 à 16v) et d'utiliser cette source
de courant pour les déchager dans le driver qui lui est relié au led ?



comme on a:
U = 3,6v * 4 leds = 14,4volts
I = 100mA * 8 groupes = 800mA

P = u * i
P = 14,4v * 0.8A = 11.52 W.

11.52W * 1.05 (pour contrer les 5% de perte du driver)
P = 12.096 W

12.96W / 3 condensateurs = 4.32A

donc 4.32A / condensateur...

ca fait quoi en valeur farad ?

[Tropique]

Il y a une petite erreur dans ton raisonnement; les 12W vont se répartir entre les condensateurs, et donc le courant de 800mA va rester (tout est en série).
Si p.ex. tu passes de 16,5V à 14,5V en 50ms, il te faut une capacité de 0,8*0,05/2=20mF, à multiplier par 3 puisqu'ils sont en série, donc 60mF par pièce.
Pour limiter la décroissance de tension à 0,5V, tu prendrais des 0,24F. Si tu veux encore doubler le courant, des 0,48F. Et pour arriver à 100ms d'impulsion, tu irais à ~~1F, qui est une valeur courante.

[delphi_jb]

Oui, en effet, c'est beaucoup plus logique ainsi. Tout étant en série, le courant est le meme partout.
Et donc les condensateur doivent pouvoir chacune encaisser les 800mA nominal.

Pour la formule, si j'ai bien compris, c'est comme ceci:

F = (I * t) / delta V

F = farad
I = Ampère
t = sec
delta V = V (différence entre les 2 tension souhaité (départ et arrivée)



Donc, si j'ai envie que mon condensateur puisse charger (ou decharger)
24 volt en 1ms sour un courant de 5 ampère, on aurai:

F = I * t / delta V
F = 8 * 0,001 / 24v

F = 0,333... mF ?

[Tropique]

Oui, en effet, c'est beaucoup plus logique ainsi. Tout étant en série, le courant est le meme partout.
Et donc les condensateur doivent pouvoir chacune encaisser les 800mA nominal.

Pour la formule, si j'ai bien compris, c'est comme ceci:

F = (I * t) / delta V

F = farad
I = Ampère
t = sec
delta V = V (différence entre les 2 tension souhaité (départ et arrivée)



Donc, si j'ai envie que mon condensateur puisse charger (ou decharger)
24 volt en 1ms sour un courant de 5 ampère, on aurai:

F = I * t / delta V
F = 8 * 0,001 / 24v

F = 0,333... mF ?

Plutot 5*0,001/24=208,33µF

[Tropique]

Erreur----------------

[delphi_jb]

donc voila une chose de connu.

Je vais me renseigner sur le temps de mise au point minimum du FZ50 et m'arranger pour que le flash réagissent en moins de temps que ca.

Donc en résumé générale voici ce qu'on a:

- Un flash de 32 leds de 106 lumens/leds, soit 3392 lumens @ 7000K.
- Ces dernière seront contenu dans 8 groupes en // contenant chacun 4 leds en série.
- toute les leds seront alimentés par un driver, 3 super-condensateurs et 2 piles de 9 volts.
- cette decharge sera commandé par un transistor, pour peut qu'on connaissent les attribut électrique du sabot
- On sait qu'on doit encore trouver une solution pour la suralimentation impulsionnelle des leds.

pour la prochaine étapes, j'aimerai qu'on discute sur la réalisation d'un petit montage
(un condensateur, un bouton, un driver et une led) pour tester la leds et voir ce qu'elle
peut encaisser niveau intensité et timing.


en tout cas, merci pour vos réponses..