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Monatge de leds



  1. #1
    rorolerobo

    Monatge de leds


    ------

    Bonjour,
    je souhaites monter 37 Leds, (5mm, 3.6V, 25mA). Il y a plusieurs possibilité de montage: série, parallèle ou mixte. Vu le nombre j'ai opté pour le mixte.
    Mais j'ai deux choix:
    12 rangées de 3 plus 1 qui tire 325 mA de la source
    18 rangées de 2 plus 1qui tire 475 mA de la source
    (j'oubli le 37 rangées)
    Je pensais employer une source DC de 12V, type piles.

    j'ai mis en PJ les schémas. mes questions sont alors:
    d'abord est-ce que le montage mixte est judicieux?
    Est-ce que les calculs de résistances sont corrects?
    Quelle sera la durée de vie de la pile dans ce cas là?
    Si j'utilise une pile de 9V (je ne pourrais faire que le 18 rangées) aurais une durée de vie moins longue?

    En fait, j'ai un peu de mal à saisir la notion de durée de vie. Notamment si j’emploie des piles en séries (8 AAA, ou autre)
    Ce serais pour un projet de type lampe à Led portable, donc sur piles.

    Ensuite je voudrais savoir s'il est possible d'adjoindre à ce montage un soft start circuit. Je voudrais que mes Led s'allument en même temps mais progressivement mais qu'elles s'éteignent d'un coup.
    Il y a en PJ une dernière image sur le type de circuit que je voudrais, le pb c'est que je ne suis pas sur qu'il soit juste et que je puisse mettre toutes mes Leds en parallèles derrières.

    Pouvez vous donc m'aider, en répondant à mes questions et en m'expliquant clairement mes erreurs!
    Merci beaucoup

    -----
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  3. #2
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Bonsoir

    Le second schéma (18x2+1) est viable, mais pas le premier (12x3+1).

    En effet, pour des raisons maintes fois répétées sur ce forum (une petite recherche est grandement conseillée avant de poster un nouveau sujet), la limitation du courant des leds par des résistances nécessite de réserver environ la moitié de la tension d'alimentation aux bornes de ces dernières.



    Ensuite, (et je me répète encore, puisque le sujet a aussi été abordé plusieurs fois) une pile de 9V alcaline n'est pas conçue pour débiter un fort courant, sa capacité (et donc son autonomie dans le cas présent) est faible, sa résistance interne est relativement élevée, et elle voit sa tension décroître progressivement tout au long de son utilisation (ce qui n'est pas vraiment compatible avec les applications qui attendent d'être alimentées par une tension relativement constante).

    Quand elle débite 500 mA, une pile alcaline de 9V déchargée jusqu'à 4,8V présente une capacité de 300mAh, soit une autonomie de seulement 36 minutes. Quand elle débite 25 mA, sa capacité fait plus du double.

  4. #3
    rorolerobo

    Re : Monatge de leds

    Merci Pascal pour ces informations! veuillez excuser pour le manque de rigueur dans mes recherches.
    Que me conseillez vous alors en remplacement des piles alcalines?
    Et avez vous un avis sur l'allumage progressif des leds?

    Merci encore.

  5. #4
    rorolerobo

    Re : Monatge de leds

    j'ai effectué quelques recherches et il semblerait possible d'utiliser une batterie de perceuse ou de tout autre outil portable fonctionnant sur 12V DC.
    Le bonhomme sur la vidéo suivante utilise cela pour alimenter une lampe:
    http://vimeo.com/groups/avperformance/videos/20548074

    Le concept est intéressant car rechargeable.

    Pourrais je connaître votre opinion sur un tel montage?

    Merci beaucoup

  6. #5
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Les solutions envisageables dépendent beaucoup de l'autonomie qu'on cherche à atteindre et de la complexité du circuit qu'on s'autorise.


    Un contrôle simple du courant des leds à l'aide de résistances suggère une tension élevée et assez constante, et implique une perte d'énergie importante (environ autant que l'énergie consommée par les leds).

    Un contrôle du courant par transistor autorise une tension d'alimentation moins élevée et/ou moins constante, ce qui se traduit par une perte d'énergie moindre. Par ailleurs, le contrôle de la luminosité des leds est assez aisé (notamment pour obtenir l'allumage progessif). Des schémas ont déjà été fournies sur le forum.

    Le nec plus ultra serait d'utiliser des sources courant à découpage. Malheureusement, ce sont des circuits complexes, et difficiles à mettre au point pour un débutant.


    Pour l'alimentation, des piles alcalines 1,5V sont toujours envisageables, mais leur nombre et leur capacité doit être adaptée au besoin. Pour fournir une tension supérieure à 1,1V par élément (=1,5V–27%) sous un courant de 500mA, il faut compter environ :
    - pour des piles AAA : 0,28Ah de capacité, soit 35 minutes d'autonomie
    - pour des piles AA : 1Ah de capacité, soit 2h d'autonomie
    - pour des piles C : 3,5Ah de capacité, soit 7h d'autonomie
    - pour des piles D : 7,5Ah de capacité, soit 15h d'autonomie
    Déchargées jusqu'à 1,1V, ces piles n'auront rendu que 70% de la capacité d'une décharge jusqu'à 0,8V.

    Les batteries Ni-MH 1,2V donnent dans les mêmes conditions :
    - pour des batteries AAA de 650mAh à 800mAh : de 1h20 à 1h35 d'autonomie
    - pour des batteries AA de 1400mAh à 2700mAh : de 2h50 à 5h25 d'autonomie
    - pour des batteries C de 3500mAh à 10000mAh : de 7h à 20h d'autonomie
    - pour des batteries D de 7000mAh à 11000mAh : de 14h à 22h d'autonomie
    Au final, 95% la capacité de ces batteries aura été rendue.

    Dans tous les cas faut compter utiliser 8 de ces éléments en série pour alimenter 18 branches de 2 leds + 1 de 1 led avec une régulation des courants par transistors.

    .
    Dernière modification par PA5CAL ; 05/06/2011 à 02h12.

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

    Re : Monatge de leds

    En ce qui concerne l'alimentation, merci bcp pour ces infos, résumant très bien mes possibilités. Cependant, si j'utilise 8 Ni-MH, je n'aurai que 9.6V et non 12V, obtenu avec 8 alcalines donc mes résistances changeront, c'est bien celà?

    Étant donné le caractère portable de mon projet j'ai besoin de trouver le bon compromis, autonomie, poids et prix bien sur. Les piles NiMH sont plus chères il me semble que les alcalines, les C et D sont affreusement lourdes, surtout si j'en ai besoin de 8 au minimum.
    Les LR03 et LR06 sont alors bien pour moi je pense mais non rechargeables.

    Je vais tenter les piles et la batterie Li-Ion que j'ai repérée. L'aspect rechargeable me plaît bien.

    Pour ce qui est du circuit pour un allumage progressif de mes Leds, j'ai retrouvé un de vos post et notamment un circuit avec un transistor et des résistances.
    J'ai trouvé d'autres montages, notamment avec des condo mais je ne sais pas si l'on peut associer mes 37 Leds derrière...

    J'ai mis en PJ les schéma des possibilités de montage, mais débutant que je suis, j'ai des doutes sur l'intégration dans mon simple circuit.
    Pouvez vous m'indiquer les valeurs de résistance, le type de transistor et/ou la valeur du condo si le montage avec ce dernier est viable?
    je souhaiterais connaître l'influence des valeurs sur le temps d'allumage et pouvoir "jouer" la dessus.

    Lorsque j'éteins mon circuit, vais je avoir une extinction progressive? comment l’empêcher?

    Merci beaucoup!
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  10. #7
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Citation Envoyé par rorolerobo Voir le message
    si j'utilise 8 Ni-MH, je n'aurai que 9.6V et non 12V, obtenu avec 8 alcalines donc mes résistances changeront, c'est bien celà?
    Les 8 éléments NiMH vont fournir un minimum de 8,8V durant 95% de leur décharge. Comme je l'ai précisé, cette tension permet d'allumer deux leds en série lorsque le courant est régulé à l'aide d'un transistor.

    Avec une simple limitation de courant par résistance, il faudrait une tension bien plus élevée, obtenue à l'aide de près de plus ou moins une douzaine d'éléments NiMH.

    Citation Envoyé par rorolerobo Voir le message
    Étant donné le caractère portable de mon projet j'ai besoin de trouver le bon compromis, autonomie, poids et prix bien sur. Les piles NiMH sont plus chères il me semble que les alcalines, les C et D sont affreusement lourdes, surtout si j'en ai besoin de 8 au minimum.
    Les LR03 et LR06 sont alors bien pour moi je pense mais non rechargeables.
    Les batteries NiMH sont plus chères, mais elles sont réutilisables. Elles sont amorties après 10 à 30 recharges (selon le chargeur utilisé et les prix pratiqués).

    Le poids et le volume d'un élément devant être rapporté à sa capacité pour estimer les performances, voici un tableau qui devrait t'aider dans ton choix :
    Code:
                                                        capacité   capacité
    type      taille volume     masse       capacité    volumique  massique
                     cm3         g           Ah          mAh/cm3     mAh/g
    
              AAA    3,8        11,5        0,28        74         24
    piles     AA     8,1        23          1           123        43
    alcalines C      26,9       66,2        3,5         130        53
              D      56         148         7,5         134        51
    
              AAA    3,8        13          0,65 à 0,8  171        50
    batteries AA     7,8 à 8,2  26 à 28,8   1,4 à 2,7   179 à 329  54 à 94
    NiMH      C      26,1 à 45  78,5 à 169  3,5 à 10    134 à 222  45 à 59
              D      51,3       155 à 179   7 à 11      136 à 214  45 à 61
    
    capacités obtenues pour I=0,5A U≥1,1V

  11. #8
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Citation Envoyé par rorolerobo Voir le message
    J'ai mis en PJ les schéma des possibilités de montage, mais débutant que je suis, j'ai des doutes sur l'intégration dans mon simple circuit.
    Le premier schéma est erroné, et ne peut pas fonctionner. La jonction base-émetteur du transistor court-circuite les leds.

    Le second schéma ne peut présenter un fonctionnement acceptable (i.e. un délai d'allumage perceptible) qu'en utilisant un condensateur de très grande capacité, inutilement cher et encombrant. En effet, un montage à transistor permettrait d'utiliser un condensateur d'une capacité des centaines ou de milliers de fois plus faible.

    Dans tous les cas, pour un montage donné, le temps t obtenu est proportionnel à la capacité C du condensateur et à la valeur R de la résistance qui charge ce dernier :
    ¨¨¨¨ t = k.R.C
    où k est un coefficient propre au type de montage, et dont l'ordre de grandeur n'est pas loin de l'unité.

  12. #9
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Voici un schéma qui pourrait convenir.

    R3 permet de régler le courant maximum dans les leds :
    ¨¨¨ ILED = (R2/R3 + 1).UZ/Rn
    où UZ est la tension de Zener de D2.

    R1 permet de régler le temps d'allumage progressif des leds après la fermeture de K1.

    Lorsqu'on ouvre K1, les leds s'éteignent d'un coup.
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  13. #10
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Exemple de nomenclature :

    Alimentation : 8 éléments NiMH 1,2V
    T1, Tn... : transistor NPN petite puissance à gain élevé (BC109C, BC547C...)
    Rn... : 39Ω±1% (1/4W ou 1/8W)
    R1* : 1,8kΩ 1/4W fixe ou potentiomètre 2,5kΩ ou 5kΩ + résistance 100Ω en série
    R2 : 6,19kΩ±1%
    R3 : 1,82kΩ±1% fixe ou potentiomètre 2,5kΩ
    D2 : zener 5,6V (BZX55C5V6 ...)
    D3, D4 : diode petits signaux (1N4148 ...)
    C1* : 1000µF (≥6,3V)

    * t ≈ 0,75.R1.C1

    Avec R1=1,8kΩ et C1=1000µF, l'allumage est réalisé en un peu plus d'une seconde. Pour des temps nettement plus longs, un schéma différent est préconisé.

  14. #11
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Pour obtenir des temps beaucoup plus longs, le schéma serait plutôt du type de celui-ci.
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  15. #12
    rorolerobo

    Re : Monatge de leds

    Merci grandement pour ces réponses.
    Cependant, j'ai un doute quant au courant dans mes leds. elles ont besoin de 25 mA, or dans la formule :
    ILED = (R2/R3 + 1).UZ/Rn
    si l'on utilise les valeurs que vous m'avez donnée:
    Rn... : 39Ω
    R2 : 6,19kΩ
    R3 : 1,82kΩ
    D2 : zener 5,6V
    j'obtiens un courant de 0.63 A. Me suis je trompé dans mon calcul? n'est ce pas trop pour mes leds?

    Un allumage autour d'une seconde me conviendrait. mais juste par curiosité peut t-on faire baisser t avec le premier montage? jusqu'à combien? au delà du perceptible?

    Ensuite question technique: pourquoi deux diodes à la suite? j'aurais pensé qu'une suffirait, je vais sans doute encore apprendre quelque chose!

    Les Tn servent à limiter le courant, comme celà je ne suis pas obliger de réserver la moitié de la tension mon alim (environ 6v) pour mes leds.
    est ce juste et quels sont les autres avantages?

    J'aimerais connaître le changement (juste par curiosité) sur le montage si je choisi une limitation de courant par résistances pour mes leds.
    Émetteur de T1 à la masse et led-led-R-série entre collecteur et masse?

    Merci mille fois pour tout cela, je pense avoir ce que je cherchais et surtout j'ai appris plein de choses!Merci

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  17. #13
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Oups... J'avais corrigé la formule, mais le post semble avoir repris son contenu initial.

    La formule exacte est :
    ¨¨¨ ILED = (UZ–2.VD) / (Rn.(R2/R3 + 1))
    où VD≈0,6V

    Avec les valeurs indiquées, on obtient
    ¨¨¨ ILED = (5,6–2x0,6) / (39.(6190/1820 + 1)) = 0,0256 A

  18. #14
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Citation Envoyé par rorolerobo Voir le message
    peut t-on faire baisser t avec le premier montage? jusqu'à combien? au delà du perceptible?
    Pour allumer les leds en moins de 1/16s en conservant C1=1000µF, il faudrait réduire R1 à 60Ω. On pourrait l'envisager, mais pour éviter d'user prématurément R1 dans le cas où on la réaliserait avec un potentiomètre, je pense préférable d'opter pour le second schéma avec une valeur beaucoup plus faible de C1.

    Citation Envoyé par rorolerobo Voir le message
    pourquoi deux diodes à la suite? j'aurais pensé qu'une suffirait, je vais sans doute encore apprendre quelque chose!
    Les deux diodes compensent les chutes de tension des jonctions base-émetteur T1 et Tn. On obtient ainsi approximativement la même tension aux bornes de R3 et de Rn, soit 1V lorsqu'on atteint ILED=25mA.

  19. #15
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Citation Envoyé par rorolerobo Voir le message
    Les Tn servent à limiter le courant, comme celà je ne suis pas obliger de réserver la moitié de la tension mon alim (environ 6v) pour mes leds.
    est ce juste et quels sont les autres avantages?
    C'est exact. L'autre avantage, c'est que cela permet de contrôler le courant de toutes les branches avec une seule tension de commande.

    Citation Envoyé par rorolerobo Voir le message
    J'aimerais connaître le changement (juste par curiosité) sur le montage si je choisi une limitation de courant par résistances pour mes leds.
    Émetteur de T1 à la masse et led-led-R-série entre collecteur et masse?
    Non. Choisir une limitation de courant par résistance mène à connecter des branches led+led+R en parallèle entre le + de l'alimentation et le collecteur d'un transistor Tn (on peut ainsi réduire le nombre de ces transistors, voire n'en utiliser qu'un). Le reste du schéma reste identique, mais la valeur des composants doit être modifiée pour tenir compte du courant plus élevé dans Tn.

  20. #16
    PA5CAL

    Re : Monatge de leds

    Si le nombre élevé de transistors Tn pose problème, on peut envisager de brancher des groupes de deux leds en parallèle, en ayant pris soin de les avoir préalablement appariées de sorte que ces branches consomment un courant pratiquement identique quand elles sont soumises à la même tension. Cela nécessite de passer du temps à tester et trier toutes les leds, mais ce n'est pas une solution à écarter. La valeur de Rn doit alors être divisée par le nombre de branches de leds mises en parallèle.

  21. #17
    rorolerobo

    Re : Monatge de leds

    Citation Envoyé par PA5CAL Voir le message
    Non. Choisir une limitation de courant par résistance mène à connecter des branches led+led+R en parallèle entre le + de l'alimentation et le collecteur d'un transistor Tn (on peut ainsi réduire le nombre de ces transistors, voire n'en utiliser qu'un). Le reste du schéma reste identique, mais la valeur des composants doit être modifiée pour tenir compte du courant plus élevé dans Tn.
    Citation Envoyé par PA5CAL Voir le message
    Si le nombre élevé de transistors Tn pose problème, on peut envisager de brancher des groupes de deux leds en parallèle, en ayant pris soin de les avoir préalablement appariées de sorte que ces branches consomment un courant pratiquement identique quand elles sont soumises à la même tension. Cela nécessite de passer du temps à tester et trier toutes les leds, mais ce n'est pas une solution à écarter. La valeur de Rn doit alors être divisée par le nombre de branches de leds mises en parallèle.
    En effet le nombre de Tn est assez important (19), pourriez vous, s'il vous plait m'indiquer un montage n'utilisant qu'un seul Tn pour mes 37 leds dans le cas d'une limitation de courant par résistance. et m'indiquer les valeurs des composants?
    Merci d'avance.

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