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projet d'éclairage led pour la spéléologie



  1. #1
    billyo

    projet d'éclairage led pour la spéléologie


    ------

    Bonjour à tous !

    Avec la sortie des nouvelles led hight power, j'ai pour projet de mettre au point un éclairage led puissant pour aller sous terre.
    Pour cela j'utilise un seoul P7 dont voici les caractéristiques techniques :
    power consumption max.: 11,8W (2800 mA)
    luminous flux (typ..): 400 lm (1400 mA)
    luminous flux (max.): 900 lm (2800 mA)
    viewing angle: 130°
    color temperature (typ.): 6300K
    forward voltage: 3,6V
    LED current (If): 1400 mA/2800 mA
    operating temperature: -40°C - +85°C

    l'alimentation se fait avec des batteries li-ion ultrafire 18650 de 3 000 mA.
    J'aimerais en mettre 3 en parallèles pour obtenir un ampérage de 9 000mA, mais aussi pour rentrer dans les boitiers étanches prévus d'origine sur les éclairages spéléo.
    Voici les caratcéristiques d'une batterie :
    * Capacity: Nominal&: 3000mAh, Minimum: 2450 mAh
    * Internal PCB protection prevents under-voltage at 2.5V and over-voltage at 4.25V. UNIQUE INTERNAL PCB!
    * Nominal Voltage: Average 3.7V
    * Cut-off Voltage: 2.5V
    * Internal Impedance: less or equal to 180 milliohm (with PTC)
    * Cycle Performance: 90% of initial capacity at 400 cycles
    * Cycle life: > 500 cycles
    * Charge: Current = 0.5C mA Voltage = 4.2 V End Current = 0.01 mA
    * Discharge: Current = 0.5C mA End Voltage = 3.0V


    Pour faire le boitier qui accueillera le système led / circuit, j'utilise un boitier aluminum d'environ 5x5x3 cm (lxLxP) la led est directement collée sur le fond avec de la pate thermique et de la colle araldite. L'autre face du boitier est en plexiglass 2.5mm pour laisser passer la lumière et suffisament résistant aux chocs, le tout étanche bien sur ! La température sous terre étant d'environ 10 - 12 °C, le boitier alu sert de dissipateur , en cas de nécessité, je rajouterais un dissipateur thermique.

    Je rencontre quelques défficultés au niveau du potentiomètre (pour faire varier la luminosité de la led), si il accepte une telle puissance (11,8 W) il est vraiment trop gros pour le boitier (je ne peux pas en utiliser un plus important car impossible à mettre sur un casque !). J'ai essayé avec un potentiomètre acceptant une puissance plus faible... mais il a grillé (normal !) !

    J'aimerais donc trouver un système de régulateur de courant pour ne pas griller mes composants.
    La difficulté est d'utiliser un régulateur de courant rentrant dans le boitier alu, permettant d'éviter l'utilisation d'une résistance, mais aussi de réguler la led via le potentiomètre pour augmenter l'autonomie et pour ne pas aveugler les collègues ^^.
    La led ne serait utilisée qu'a pleine puisance pour éclairer de gros volumes, filmer, ou faire des photos. Le reste du temps la led ne servirait que pour un éclairage de progression.

    N'ayant que de simples bases en électronique, je ne sais pas quel régulateur de courant utiliser ni comment le mettre dans le circuit.

    Merci d'avance pour votre aide de la part du monde souterrain !

    -----

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  3. #2
    chatelot16

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    ca sera un peu plus compliqué qu'un potensiometre !

    avec une batterie CdNi ou NiMh une resistance ou un rheostat suffirait

    reguler le courant par une resistance ne donne pas le meilleur rendement mais ca marche et ca fait facilement miux qu'une lampe a incandescance

    mais avec une batterie lithium il faut en plus proteger la batterie contre une decharge exessive : le lithium est pire que le plomb : une batterie dechargé trop loin est irremediablement morte , et peut meme exploser a la recharge suivante : il faut donc un detecteur de tension arretant la decharge avant qu'elle ne soit completement vide

    les bon chargeur de batterie lithium reffusent de charger les batteries lithium trop vide

  4. #3
    billyo

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Salut,

    Merci pour ton explication, mes batteries li-ion ont justement un pcb intérée coupant le courant lors d'une décharge excesive (inférieure à 2.5V) et une surcharge excessive (supérieure à 4.25V).
    Le chargeur que j'ai est adapté à ce type de pack.
    Le compromis volume / ampérage/ voltage est important sous terre, c'est pour ca que le choix c'est porté sur ce type de batteries. En effet il faut 3 batteries pour un courant moyen de 3.6V et 9 000 mAh en li-ion, et pour un accumulateur Nimh, il m'en faudrait pas loin du double, soit un encombrement plus important et un poid plus important car n'oublions pas que nous prenons toujours un pack de secour sur nous.

    Je suis concient qu'une simple résistance ne donne pas le meilleur rendement c'est pourquoi je fais appel à votre aide.

    Merci

  5. #4
    annjy

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Citation Envoyé par billyo Voir le message
    ...........
    l'alimentation se fait avec des batteries li-ion ultrafire 18650 de 3 000 mA.
    J'aimerais en mettre 3 en parallèles pour obtenir un ampérage de 9 000mA, mais aussi pour rentrer dans les boitiers étanches prévus d'origine sur les éclairages spéléo.
    ............
    Bonsoir,

    je ne comprends pas pourquoi tu as besoin de 9000 mA......

    La solution la meilleure pour régler l'intensité de la lumière passera nécessairement par le découpage. (on alimente la LED à pleine puissance, mais X% du temps, et si on fait le découpage à des fréquences suffisamment élevées (> 25Hz.....) l'oeil ne s'en aperçoit pas.

    Cdlt,
    JY

  6. #5
    billyo

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Bonsoir,

    Les 9000mA sont là pour des raisons d'autonomie en cas d'explorations prolongées ou de weekends (voir bcp plus) sans pouvoir les recharger. En plus ce type de leds nécessitent un fort ampérage (2800 mA/h à pleine puissance) utile lors des heures de tournages ou de photos.

    Une alimentation par découpage serait la meilleure solution ? dans ce cas là quel composants utiliser et comment les brancher ?
    Des amis m'ont parlé de "mosfet" je ne connais pas vraiment ce type de composants, est-ce basé sur le même principe ?

    merci

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    monsieuralf91

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    bonjour
    je viens de realiser une lampe a led mais avec 2 luxeon 5W j'ai utilisé 2 modules velleman prevu pour led 3W en 12v avec un bloc batterie de perceuse
    j'ai eté obligé de mettre 2 modules car avec 2 leds il aurait fallu au moins 15V en entrée
    et pour les optiques je les ai trouvées chez electronique diffusion elles existent en 10 et 30 °
    en fait j'ai utilisé que du materiel facilement dispo
    il faut que tu trouve ou construise une alim a courant constant et de preference a decoupage

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  10. #7
    annjy

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Citation Envoyé par billyo Voir le message
    Bonsoir,

    Les 9000mA sont là pour des raisons d'autonomie en cas d'explorations prolongées ou de weekends (voir bcp plus) sans pouvoir les recharger. En plus ce type de leds nécessitent un fort ampérage (2800 mA/h à pleine puissance) utile lors des heures de tournages ou de photos.

    Une alimentation par découpage serait la meilleure solution ? dans ce cas là quel composants utiliser et comment les brancher ?
    Des amis m'ont parlé de "mosfet" je ne connais pas vraiment ce type de composants, est-ce basé sur le même principe ?

    merci
    Re,

    il me semble qu'il y a une certaine confusion dans les unités.
    2800mA ou 9000mA représente un courant.

    Une batterie contient une quantité d'énergie ( en principe en Joules ).
    Si on considère la tension de la batterie comme constante, sa capacité (l'énergie qu'elle contient) s'exprime alors en Ah (Ampère*heure).

    Une batterie de 3000 mA.h pourra donc débiter théoriquement un courant de 3000 mA pendant 1h, ou 1500 mA pendant 2h..........

    Quant aux Mosfet, ou FET,ou.... ce sont des effectivement des composants très utilisés dans les alimentations à découpage.

    A+,
    JY

  11. #8
    PA5CAL

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Bonsoir
    Citation Envoyé par annjy Voir le message
    La solution la meilleure pour régler l'intensité de la lumière passera nécessairement par le découpage.
    Je suis tout-à-fait d'accord.

    D'ailleurs les données du problèmes laissaient supposer qu'on utilisait une batterie délivrant typiquement 3,7 V pour alimenter une led avec une tension directe typique de 3,6 V. Ça ne peut pas marcher de façon durable (on risque de griller la led, et on n'éclaire plus assez dès que la tension de la batterie faiblit) !

    Il faut absolument piloter la led en contrôlant son courant, et non sa tension. Et compte tenu de l'application, il n'est pas rentable de mettre deux batteries en série et de limiter le courant avec une résistance (ou un potentiomètre).

    Il faudrait donc utiliser un convertisseur tension-courant à découpage.

    Seul un tel dispositif pourra garantir une bonne autonomie, d'une part en présentant une régulation de courant avec un rendement suffisant, et d'autre part en utilisant la batterie sur toute sa plage de tension (4,25V à 2,5V).

  12. #9
    annjy

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Citation Envoyé par PA5CAL Voir le message
    BonsoirJe suis tout-à-fait d'accord.
    .......
    Bonsoir,
    et merci de ton approbation.

    Il me semble que HULK28 est un spécialiste de ce type de LED.
    Merci à lui.

    Il va sans aucun doute se manifester, tôt ou tard.

    Amicalement,
    JY

  13. #10
    didierh

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Citation Envoyé par billyo Voir le message
    J'aimerais donc trouver un système de régulateur de courant pour ne pas griller mes composants.
    La difficulté est d'utiliser un régulateur de courant rentrant dans le boitier alu, permettant d'éviter l'utilisation d'une résistance, mais aussi de réguler la led via le potentiomètre pour augmenter l'autonomie et pour ne pas aveugler les collègues ^^.
    La led ne serait utilisée qu'a pleine puisance pour éclairer de gros volumes, filmer, ou faire des photos. Le reste du temps la led ne servirait que pour un éclairage de progression.

    N'ayant que de simples bases en électronique, je ne sais pas quel régulateur de courant utiliser ni comment le mettre dans le circuit.

    Merci d'avance pour votre aide de la part du monde souterrain !
    Il y a ce genre de régulateur (différents modèles d'ampérages)
    4 fils et ça régule.
    Ici le modèle 1400 mA :
    http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.1886
    mais d'autre ampérages existent (350 mA, 700mA, 1050mA)
    J'utilise ce type de régulateur avec des leds (Seoul P4) depuis près de deux ans avec succès sur mon casque de spéléo et dans mes lampes de plongées 'maison' par ex.:
    http://www.batboy.be/index.php?id=16&menu=16

    Quelques copains ici en BE utilisent aussi ce type de régulateurs couplés à des accus Li-ion avec bonheur depuis quelques mois.
    Il y a aussi d'autres régulateurs avec 3 modes d'intensité + SOS + flash à quelques $ pièce.

    A+

  14. #11
    billyo

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Bonjour, et surtout merci pour vos réponses ultra rapides !!

    Pour optimiser au maximum la batterie sur toute sa plage de tension (4.25 - 2.5V) il me faut donc un convertisseur tension-courant à découpage, permettant de délivrer 2800 mA pour utiliser la seoul P7 au maximum de ses possibilitées.
    Où trouver ce type de composant, ou comment réaliser un tel circuit ?

    Merci didierh pour ton aide, mais après une visite sur le site ce type de régulateur ne délivre pas un tel ampérage certain modèles sont adapté pour les P4 mais pas pour les P7.
    Par ailleurs c'est à ma connaissance un des sites qui recense les prix les plus bas !

    Merci à tous pour m'aider à faire avancer les choses !
    A++

  15. #12
    didierh

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Citation Envoyé par billyo Voir le message
    Bonjour, et surtout merci pour vos réponses ultra rapides !!

    Pour optimiser au maximum la batterie sur toute sa plage de tension (4.25 - 2.5V) il me faut donc un convertisseur tension-courant à découpage, permettant de délivrer 2800 mA pour utiliser la seoul P7 au maximum de ses possibilitées.
    Où trouver ce type de composant, ou comment réaliser un tel circuit ?

    Merci didierh pour ton aide, mais après une visite sur le site ce type de régulateur ne délivre pas un tel ampérage certain modèles sont adapté pour les P4 mais pas pour les P7.
    Par ailleurs c'est à ma connaissance un des sites qui recense les prix les plus bas !

    Merci à tous pour m'aider à faire avancer les choses !
    A++
    Il y a des régulateurs qui font 1400mA, en mettre deux en parallèle. En cherchant bien il y a un convertisseur (deux Li-ion en série) pour la P7.
    Attention qu'avec 9000mA (théorique car les Trustfire et consorts sortent à peine 2500mA pièce sur un banc de test - j'ai testé) ton autonomie sera de 3 heures...
    Passer en dessous de 3.5v sur un accu li-ion ne sert à rien, la plage utilisable est entre 4.2 et 3.6 - juste ce que demandent les leds.
    Avec le type de régulateur que je t'indiquais plus haut, il ont une efficacité d'environ 85 à 90%. Si tu utilises un buck ou boost converter tu atteints rarement ce niveau d'efficacité pour un prix largement supérieur.
    Bref d'expérience ces convertisseurs sont la solution idéale
    pour alimenter des leds à partir d'accus li-ions.
    Comme tu travailles avec ce régulateur en // tu peux choisir ton niveau d'éclairage avec un simple inter.
    Mais bon tout ça ce sont des expériences sur deux ans et quelques centaines de $ dépensés chez dealexteme ou kaidomain afin fabriquer quelques lampes qui crachent bien selon les dires de mes camarades spéléo ou plongeurs spéléo et ce pour un coût avoisinant le dixième de ce qu'il existe dans le commerce. Il faut juste savoir souder quelques fils etc...
    A+ Didier

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  17. #13
    annjy

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Bonsoir,
    le site Seoul confirme ce que nous pensions:
    alim à découpage courant constant.

    Voir pièce jointe (si ça marche........1er essai!!!)

    Cordialement,
    JY
    Fichiers attachés Fichiers attachés

  18. #14
    billyo

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    bonsoir à tous et merci pour ses réponse toujours aussi rapide !
    Je suis aussi ravi de voir, par le grand nombre de réponses et messages personnels que j'ai reçus, que le sujet s'est étendu à d'autre forum et interresse un grand nombres de spéléos.

    Pour réaliser le premier essai pouvez vous m'indiquer où trouver une alim à découpage courant constant adaptée à cette led ?

    Merci d'avance
    A++

  19. #15
    HULK28

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Bonjour à tous,

    j'ai posté un schéma il y a quelques temps pour alimenter ce genre de led de puissance, qui consiste en un Boost flottant sur Valim.
    Je vais le rechercher et le poster dans le forum des projets dès que j'ai un peu de temps, avec le routage qui va bien et la nomenclature vu que la demande est fréquente.

    Le courant est constant quelque soit la tension de la batterie de 8V à 20V, et le nombre de leds en série à connecter en sortie dépend du Vf des leds de la chaîne, 42V max.
    Le circuit est protégé contre l'ouverture de la charge en limitant à 42V la sortie (vue que c'est un générateur de courant).

    Le rendement est supérieur à 90% (95% de mémoire à 12V), la variation PWM se fait de 0 à 100% par 2 modes possibles.

    Par contre il faut étudier de près le refroidissement de la led, 10W à évacuer n'est pas anodin.

    Si vous avez un plan de votre boitier alu on peut y jetter un coup d'oeil.
    Billyo, il doit me rester quelques circuits montés, je peux vous en donner un pour faire vos essais si vous le souhaitez.
    Vous n'avez que la (ou les) leds à brancher sur la sortie et mettre votre batterie en entrée.
    A+
    Le génie est fait d'1 pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration. Edison

  20. #16
    billyo

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Salut à tous !

    Merci HULK pour ton aide. Le schéma dont tu parles à l'air interessant cependant la tension de la batterie doit etre comprise entre 8 et 24 V, supérieur au projet que j'essaye de mener à bien (je la ferait tourner sur une batterie LI-Ion qui a une plage de 4.25 - 2,5V).
    Mais s'il s'agit de changer qql composant, je suis quand même preneur

    Pour le refroidissement, j'ai essayé sous terre la led alimentée en direct dans un des boitiers alu que j'ai usiné. La température au bout de 10 min était tout à fait convenable (le boitier se tenait sans soucis dans la main). La grotte dans laquelle j'ai fait le test est une cavité excessivement froide (température moyenne 9°c avec un taux d'humidité très élevé). Si cela ne suffit pas pour la refroidir je visserais sur le boitier un dissipateur (type processeur d'ordinateur avec de la pate thermique pour conduire la chaleur).
    Le plan du boitier d'origine est disponible a cette adresse :
    http://www1.produktinfo.conrad.com/c...ins=62&lang=FR

    HULK, je veux bien si cela ne te dérange pas tester un de tes circuit pour réaliser mes essais si la tension de batterie suffit à le faire fonctionner.

    Merci à tous
    yo

  21. #17
    HULK28

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Bonjour,

    Non le montage que je vous propose ne peut descendre en dessous de 7V.
    le problème majeur avec les tensions que vous indiquez (2,5V-4,25V) va être un rendement pas terrible compte tenu que le courant d'entrée va être important.
    Le convertisseur doit sortir 3,6V et il doit donc être tantôt un boost (élévateur), tantôt un buck (abaisseur).
    Il faut donc un CUK ou un SEPIC adapté aux faibles tensions d'entrées comme pour les accus par exemple.

    Sinon vous pouvez soit mettre les accus en série soit utiliser un des convertisseurs conseillés par didierh (voir posts plus hauts).
    A+
    Le génie est fait d'1 pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration. Edison

  22. #18
    billyo

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Bonjour,

    Bon je vais suivre vos judicieux conseils !
    Je pars donc sur un convertisseur conseillé par didierh (je vais en mettre 2 de 1400 mA en parallèles).
    Je n'ai pas réussi à trouver un CUK, un SEPIC ou "buck-boost" pouvant fournir cet ampérage et adapté à de ce type de tension d'entrée.
    Connaissez vous un endroit ou en trouver ?

    Merci d'avance
    A+
    yo

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  24. #19
    Gaffal

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Diodes High-power et lithium-ion
    concernant le probleme du risque de sur decharge des accus, ne vous tracassez pas.
    En effet la diode se comporte comme une barriere de potentiel aux environs de 2.7v,
    donc en montage presque direct
    diode-resistance (<1ohm)-accu li-ion 4.2v
    le courant deviendra quasi nul à cette tension
    protegeant ainsi votre accu
    c' est plus problematique avec un circuit electronique capable de pomper le courant, il existe des circuits spécialisés...
    Mais pour des raisons de fiabilité je préfere les resistances

  25. #20
    Mourad123

    Re : projet d'éclairage led pour la spéléologie

    Salut tout le monde!
    Alors je veux bien me fabriquer un éclairage spéléo avec le XM-L T6 910LM LED White Light Emitter with 18mm Base(2.9~3.5V) qui travaille avec un courant de 700 à 3000mA , j'aimerai bien savoir comment choisir le driver qui va avec. Merci

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