Besoin d'aide circuit LED simple

[invitee558b396]

Salut à tous,
voilà je fais des maquettes de voitures et là sur ma prochaine j'aimerais mettre des LED pour simuler les phares avant et arrières.

Donc je pense mettre 2 LED blanches à l'avant et 2 LED rouge à l'arrière.

Comme vous le savez les LED blanches ont une tension plus élevé que les rouges, mais voici les LED que je vais me prendre, donc n'hésitez pas à cliquer sur les liens pour voir leurs spécifications:

LED Blanches:
https://www.elfaelektroniikka.fi/elf...1-76&toc=20292

LED rouges:
https://www.elfaelektroniikka.fi/elf...4-12&toc=20292

par ailleurs je compte aussi prendre un interrupteur:
https://www.elfaelektroniikka.fi/elf...6-00&toc=20427


- Est ce que l'interrupteur est ok ?

J'ai lu et relu différent topics sur comment calculer/cabler tout ca mais je suis trop noob pour juste faire confiance là dedans et j'ai besoin que quelqu'un qui s'y connait se penche sur mon cas.

Donc le circuit comportera 4 LED en tout avec 1 interrupteur et tout ca alimenté par une pile 9V.

- Est ce que n'importe quel pile 9V pourra alimenter 4 LED ?

De ce que j'ai compris, pour ce circuit pour que cela fonctionne sur 9V le mieux serait de faire ceci:
monter les LED blanches en série avec une résistance, monter les LED rouges en série avec une résistance et enfin monté ces 2 circuits en parallèle.
Est ce correct ?

Dans ce cas, le calcul des résistance:
R = (Upile - Uled) / Iled et ceci pour le circuit LED blanches et le circuit LED rouges puisqu'elles ont des tension différentes, correct ?

Première grosse question, par exemple, la tension des LED blanches est de 2,8 - 3,6V, donc dans le calcul quelle tension je prends ? 2,8 ? 3,6 ? ou 3 ? De même pour les LED rouges, 1,7V - 2,4V, quelle tension prendre dans le calcul ?

Autre chose, si j'ai bien compris, quand on branche en série c'est surtout la tension des LED qui s'ajoutent, alors qu'en parallèle c'est l'intensité, c'est bien ca ? Donc voilà pourquoi je pense à faire 2 LED en série monté en parallèle, sinon ma pile de 9V ne supporterait pas le 3 + 3 +2 + 2V des LED qui arriverait à 10V.


Bref, quelqu'un pourrait il m'aider, voir même me calculer les résistance et me faire un schéma du montage ?

Un énorme merci en avance.

PS: j'habite en Finlande, voilà pourquoi les liens dirigent vers un site en .fi
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[Hoedus]

Salut keveuh.

Tu n'es pas loin du bon résultat!

Quelques petites précisions:
Pour brancher des LEDs avec comme seule régulation du courant une résistance (comme tu vas le faire), on doit toujours garder un peu de marge, par exemple ~30% de la tension d'alim. Typiquement, dans ton cas, pour une pile 9V (et même moins lorsqu'elle sera déchargée), la somme des tensions Vf (Uled) de tes Leds ne doit pas dépasser 6-7V max. Tu ne dois donc pas brancher plus de 2LEDs en série.

Pour la tension Vf de tes LEDs, elle dépend du courant que tu comptes y faire passer.
La première chose à faire est donc de choisir ce courant (par exemple 15mA). Tu trouves en général le Vf correspondant dans la datasheet de la LED. (en général, la tension Vf est donnée pour la valeur nominale du courant, par exemple: Vf=3.2V @ 20mA). Tu peux ensuite déterminer la résistance à utiliser grâce à la formule que tu as donné:
R=(Ualim-(Uled1+Uled2))/Iled

Attention, comme Ualim, il faut en théorie choisir la valeur minimale de ton alim (quand ta pile est déchargée).
A titre d'exemple, je te fais le calcul pour tes deux LEDs rouges, avec un courant Iled de 15mA.
Ualim=8.5V (pile déchargée).
Uled1=Uled2=1.9V (pas de datasheet, mais on est un peu en dessous du courant nominal 20mA, donc ça semble pas mal).
R=(8.5-1.9-1.9)/0.015=333 Ohms. Les valeurs normalisées les plus proches sont 330 et 360 Ohms. En théorie, on sélectionne celle au dessus, soit 360Ohms.

Tu refais le calcul pour les LEDs blanches (tu trouveras une valeur de résistance plus faible), et tu connectes les deux branches en parallèle. Ne te trompe pas de sens, les diodes n'aimeront pas le 9V en inverse!

A noter que les Leds éclaireront donc plus en pleine charge que lorsque la pile est déchargée, mais c'est imperceptible à l’œil nu.

Enfin, je te conseille des LEDs haute luminosité, qui te permettront de baisser ton courant consommé, et donc de gagner en autonomie. Ça ne coute pas plus cher.

Bonne bidouille!

[indri]

Enfin, je te conseille des LEDs haute luminosité, qui te permettront de baisser ton courant consommé, et donc de gagner en autonomie. Ça ne coute pas plus cher.

Bonne bidouille!

Je peux voir un datasheet de led qui eclaire + et qui consomme moins?

[invitee558b396]

Merci Hoedus, mais juste un truc que j'ai pas compris. D'abord comme on peut le voir sur les liens plus haut, les tensions sont comprises dans une fourchette de tension, et je ne sais donc pas quel tension prendre dans cette fourchette.
Par exemple, LED blanche 2,8 ... 3,6V, dans mon calcul je prend quoi comme tension ? une moyenne à 3 volts ?

Et aussi je ne savais pas qu'il fallait "calibrer" la tension sur l'intensité, par exemple j'aurais voulu faire le calcul de R en prenant 3V led blanche et 20mA, mais d'après tes dires je devrais d'abord trouver l'intensité exacte pour 3V et là je sèche, je ne sais pas comment faire !!

De même pour ton calcul pour mes led rouge, pourquoi prendre 1,9V, et pas 2V ? Est ce que prendre 2V 20mA dans le calcul est correct ?

Merci encore.

[A voir en vidéo sur Futura]

[indri]

Tu prends le pire cas : tension de led min, Vbatterie max et tu fais le calcul deja donné avant pour 20mA -> R=(Vcc-2*Uled)/0.02 et tu prend la valeur de R standard supérieur...ca marchera mais t'aura pas précisément 20mA, un peu moins!

[invitee558b396]

Ok merci indri,

donc:
led blanches: R = (9 - (2,8*2)) / 0,02 = 170ohms donc je prend une résistance de 180ohms
les rouges: R = (9 - (1,7*2)) / 0,02 = 280ohms donc je prend une résistance de 330ohms

Sachant que ce n'ai pas grave si les led ne sont pas au max niveau luminosité, mais du moment que leur lumière est bien visible.

Merci pour votre aide et je commande tout ca de suite donc j'espère que tout est bon.

[PA5CAL]

Bonjour

Je pense important de préciser deux points :

• Les piles de 9V alcalines ne sont pas très performantes dès lors qu'il s'agit de leur faire débiter un courant notable. En comparaison, pour une même tension délivrée et un volume à peu près équivalent, la mise en série de six piles de 1,5V alcalines de format AAA procurerait une autonomie deux fois plus élevée.

• La tension des piles alcalines chute tout au long de leur utilisation. La tension nominale (ici 9 V) n'est disponible que lorsque la pile est neuve. Après une consommation de seulement 15% de la capacité totale, la tension a chuté à 7,8 V. Elle n'est plus qu'à 7 V à 50% de la capacité, et aux environs de 6,3 V pour une décharge à 80%.


Bref, il n'est pas question de partir de l'hypothèse qu'on dispose d'une source de tension constante pour alimenter les leds.

Or, la chute de tension de 30% aux bornes de la résistance de limitation telle qu'évoquée par Hoedus n'est applicable qu'à des sources suffisamment constantes. Pour des tolérances générales de l'ordre de ±10%, on utilise plutôt une marge représentant environ 50% de la tension d'alimentation, alors que dans le cas présent on s'attend déjà à ce que la tension de la pile chute de 30% (sans pourtant aller jusqu'à la décharger complètement).


Reprenons le calcul pour deux leds blanches en série : on considère le pire des cas, soit V_pile=9V et V_led=2,8V pour I_led=20mA, ce qui aboutit à une résistance de limitation R=(9–2x2,8)/0,02=170Ω.

Pour des leds «moyennes», on aura en fait V_led≈3,2V :
• lorsque la pile est neuve, on a un courant de I_led ≈ (9–2x3,2)/170 = 0,015A soit 15mA : on se trouve avec 25% de luminosité en moins ;
• lorsque la pile est à moitié déchargée, le courant n'est plus que de quelques mA (calcul théorique I_led ≈ (7–2x3,2)/170 = 0,0035A soit 3,5mA) : il reste moins de 20% de la luminosité prévue.

Et c'est encore pire si l'on tombe sur des leds moins performantes (V_led=3,6V) :
• pour une pile neuve, le courant est de 10mA : on a 50% de luminosité en moins ;
• quand la pile est à moitié déchargée, le courant est de l'ordre de 1mA : on assiste à un effondrement de la luminosité !


Si l'on est soucieux de la luminosité des leds et de l'autonomie du montage, alors il y a grand avantage à modifier la conception afin d'éviter ou de limiter les problèmes que je viens de souligner.

[invitee558b396]

Merci PASCAL pour ces précisions, mon achat étant déjà fait, je me demande donc si il existe des piles plus performantes que d'autres pour mon utilisation ? Ou si tout simplement un transformateur 9V ferait aussi bien l'affaire ?

Ou dans le pire des cas je devrais changer souvent de pile apparemment.

[PA5CAL]

(...)

On a déjà abordé à de plusieurs reprises sur le forum des solutions qui permettraient d'améliorer la situation.

Le fait de ne mettre qu'une seule led en série avec la résistance (au lieu de deux) double la consommation, mais en contrepartie mène le circuit à fonctionner dans les hypothèses requises, permet de profiter plus pleinement de la capacité de la pile, et réduit notablement les variations de luminosité.

Mesurer la tension directe effective de chaque led permet également de choisir au cas par cas la bonne valeur de résistance, et évite un gaspillage inutile des performances des composants.


Une autre façon de réguler le courant dans les leds peut également être envisagée : en utilisant des sources de courant à transistor, on peut se contenter d'une marge de tension entre la led et l'alimentation descendant jusqu'à 1,2V environ. La tension d'alimentation minimale nécessaire s'en trouve ainsi réduite, et la constance de la luminosité des leds assurée.

Dans ce cas de figure, la réalisation de l'alimentation à l'aide d'un nombre adéquat d'éléments 1,5 V de type AAA ou AA (voire C) permet d'optimiser à sa convenance l'autonomie, le poids et le volume de l'ensemble.

[PA5CAL]

Merci PASCAL pour ces précisions, mon achat étant déjà fait, je me demande donc si il existe des piles plus performantes que d'autres pour mon utilisation ? Ou si tout simplement un transformateur 9V ferait aussi bien l'affaire ?

Oui, les performances des piles sont variables. Elles varient d'une marque et d'un modèle à l'autre (les différents modèles sont prévus pour des usages et des régimes de décharge différents, et c'est souvent indiqué sur l'emballage). Le format de la pile influence également beaucoup sa capacité et le coût de l'électricité fournie.

À titre indication, pour une décharge à 100 mA, les capacités d'une ZnMnO₂ standard sont approximativement de :
- 900 mAh pour une pile AAA
- 2400 mAh pour une pile AA
- 7500 mAh pour une pile C
- 15000 mAh pour une pile D
- 450 mAh pour une pile 9V
(Ces capacités évoluent, en valeurs et en proportions relatives, en fonction du courant et des conditions de décharge).

Cela dit, si ton application et la sécurité qu'il exige (manipulation par des enfants?) te permettent d'utiliser un petit bloc secteur («transfo» sortant une tension continue régulée), l'affaire pourrait être réglée beaucoup plus simplement, car la tension d'alimentation serait alors suffisamment constante.

[invitee558b396]

Son utilisation sera purement décoratif, c'est juste que le fait d'utilisé une pile m'aurait permis de la cacher facilement à l'intérieur de la maquette, tandis que par une source "externe" il faudra que je fasse sortir les fils par le dessous par exemple.

D'ailleurs une autre question, si dans le futur je fais d'autres maquettes avec ce même type de circuits à LED, ne serait il pas possible de toutes les reliers à une alimentation PC, j'en ai une ici de 380W de bonne qualité et inutilisé. Alors certes le courant est limité sur le 12V mais ca doit bien pouvoir alimenter au moins une bonne dizaine de LED, voir de circuits, non ?

[Hoedus]

Je peux voir un datasheet de led qui eclaire + et qui consomme moins?

Je veux dire que pour une même luminosité, la LED high luminosity consommera moins... Ca permet par exemple de faire des LEDs de signal sur moins d'un mA.

Exemple:
http://fr.farnell.com/toyoda-gosei/e...deg/dp/1057115
--> 2000mcd @ 20mA

http://fr.farnell.com/avago-technolo...anc/dp/1223786
-->7000mcd @ 20mA

Même taille, même angle.

• Les piles de 9V alcalines ne sont pas très performantes dès lors qu'il s'agit de leur faire débiter un courant notable. En comparaison, pour une même tension délivrée et un volume à peu près équivalent, la mise en série de six piles de 1,5V alcalines de format AAA procurerait une autonomie deux fois plus élevée.

• La tension des piles alcalines chute tout au long de leur utilisation. La tension nominale (ici 9 V) n'est disponible que lorsque la pile est neuve. Après une consommation de seulement 15% de la capacité totale, la tension a chuté à 7,8 V. Elle n'est plus qu'à 7 V à 50% de la capacité, et aux environs de 6,3 V pour une décharge à 80%.

Ouahouh, j'ai jamais trop regardé la baisse de tension des piles alcalines, mais je pensais pas que c'était si important. Je dormirai moins inculte ce soir

[PA5CAL]

D'ailleurs une autre question, si dans le futur je fais d'autres maquettes avec ce même type de circuits à LED, ne serait il pas possible de toutes les reliers à une alimentation PC, j'en ai une ici de 380W de bonne qualité et inutilisé. Alors certes le courant est limité sur le 12V mais ca doit bien pouvoir alimenter au moins une bonne dizaine de LED, voir de circuits, non ?

Attention. Parfois les alimentations à découpage de PC exigent une consommation minimale de courant sur les sorties +3,3V, +5V et +12V pour pouvoir fonctionner correctement. Ce n'est donc a priori pas vraiment adapté à ce que tu veux faire. Par ailleurs, une sortie 12V de seulement 10A te permettrait d'alimenter approximativement 800 leds ! Ça doit être très largement sur-dimensionné pour ton application.

Je pense qu'un petit bloc secteur de 2 ou 3W couvrirait largement les besoins que tu indiques.

[Hoedus]

D'ailleurs une autre question, si dans le futur je fais d'autres maquettes avec ce même type de circuits à LED, ne serait il pas possible de toutes les reliers à une alimentation PC, j'en ai une ici de 380W de bonne qualité et inutilisé. Alors certes le courant est limité sur le 12V mais ca doit bien pouvoir alimenter au moins une bonne dizaine de LED, voir de circuits, non ?

En disant ça ici, tu vas te faire taper dessus Une alim de PC est faite pour alimenter un PC. Point.
Un petit bloc secteur 12V coûte 15€ et fera 100x mieux le job, pour un encombrement bien moindre.

Edit: Grilled par le grand PA5CAL

[invitee558b396]

J'ai parlé d'alimentation PC car je sais que ils font des LED pour pc, qui sont câblées et avec une résistance pour être brancher directement en 12V sur une alimentation donc, mais c'est sur que dans un pc il y a d'autres choses que des LED de brancher mais c'était juste une question.

[DAT44]

Bonjour,
tu peut faire deux circuit de deux dels blanc + rouge +R en série
R =(9-(2.8+1.7))/0.02=225 tu peut prendre 220 (il t'en faut 2)

[PA5CAL]

Il y a de l'idée, mais ...

Le problème, c'est que la led blanche a plus de chances de faire 3,2V que 2,8V, et la led rouge plutôt 2,0V que 1,7V. Cette situation serait acceptable en utilisant un adaptateur secteur de 9V, avec une résistance de 190Ω en série avec les leds.

Avec beaucoup de malchance et/ou de mauvaise volonté, on pourrait aussi atteindre respectivement 3,6V et 2,4V, et il faudrait alors une résistance de 150Ω. Même dans ce dernier cas, malgré une marge de tension de seulement 33% ça pourrait encore passer si la tolérance sur les valeurs est assez réduite (disons ±5% sur la tension de sortie du bloc secteur, ±1% sur la résistance).

Toutefoiss cela n'est réalisable que si l'on se donne la peine de mesurer unitairement les tensions directes des leds sous 20 mA afin de déterminer au cas par cas la bonne valeur de résistance à utiliser.


Pour une alimentation par pile, compte tenu de ce que j'ai expliqué, il vaut mieux carrément oublier si les tensions directes des leds ne sont pas dans la moitié inférieure des plages indiquées par le constructeur.

[Hoedus]

Pour une alimentation par pile, compte tenu de ce que j'ai expliqué, il vaut mieux carrément oublier si les tensions directes des leds ne sont pas dans la moitié inférieure des plages indiquées par le constructeur.

Ou alors, faire trois branches: deux pour les leds blanches et une pour les rouges, mises en série. Au moins comme ça plus de soucis.
Mais je suis d'accord que le mieux reste de mesurer le Vth réel @20mA.

[invitee558b396]

Merci pour vos précision, mais je vais utiliser un transfo en 12V, et j'ai déjà commandé les résistance de 170 et 330 ohms respectivement pour les led blanches et rouges. J'espère qu'elles brilleront assez.