montage led

[invite510d0098]

Bonjour,
J'ai besoin d'aide pour le projet suivant, malgre toutes mes recherches depuis plusieurs jours et notamment sur ce site, je ne trouve pas la reponse ideale. Deux tutos me decident a demander de l'aide ici, puisque c'est ici que j'ai trouve les meilleures reponses les plus detaillees qui m'ont le plus fait avance.
Voila donc le but : je voudrais installer une batterie rechargeable avec interrupteur pour allumer 4 leds rouges et 4 leds blanches dans ma voiture RC, ce qui devrait permettre qu'elle ait des phares (meme si je sais que ca n'eclairera pas, c'est plus pour le realisme). Le mini serait 2 rouges et 2 blanches, le plus realiste 4 et 4. Je pensais a une pile rechargeable de 9V qui je pense serait le plus leger et le plus simple.
J'ai cru comprendre que l'ideal serait de faire le plus de circuits serie possible afin de reduire la consommation, donc de faire durer la pile le plus longtemps possible avant recharge.
J'ai besoin de votre aide afin d'optimiser le circuit dans ce sens consomation la plus faible possible.
J'imaginais comme solution :
un circuit avec en série une resistance et les 4 leds rouges, parrallele a celui la une ligne avec 1 resistence et 2 led blanches, et une troisieme ligne parrallele aux 2 premieres avec encore 1 resistance et 2 led blanches.
mais :
en serie, es ce que toutes les led brilleront de la meme maniere, j'ai cru comprendre que non, mais es ce que ca sera visible ?
mais : sachant qu'une led blanche fait 3V, dans ce montage puis je eclairer ttes les led avec mes 9V ?
y'a t il plus performant comme montage ? en melangeant les blanches et les rouges sur les differents circuits par exemple ?
et surtout comment calculer le temps d'eclairage de chaque circuit pour previsoin duree de pile ?

Je pense etre capable avec tous les posts sur le sujet de calculer les resistances necessaires, mais j'avoue m'etre un perdu et du coup avoir bcp de doutes sur un circuit que je pensais simple a la base (pour moi) et qui s'avere plus rude que prevu.

Merci a tous les pros pour vos aides (j'espere) et je peux fournir plus de precisions si je n'ai pas ete assez clair.
-----

[Montd'est]

Slt,

Si tu postais un schéma de ce que tu as prévu, ce serait un peu plus clair.

[PA5CAL]

Bonsoir

Les piles et batteries dites "de 9V" présentent un aspect pratique indéniable, mais également des caractéristiques électriques exécrables.

Si le poids n'est pas un facteur limitant, pour le même volume (≈23cm³) tu aurais tout intérêt à utiliser 6 batteries AAA mises en série, car tu pourrais ainsi multiplier par 4 ou 5 la puissance et l'autonomie disponibles. En contrepartie, le poids passerait d'environ 42g à 77g, et il faudrait prévoir un logement et des contacts électriques adaptés.


Pour le contrôle du courant dans les leds, l'emploi d'une source de courant à transistor (dont on a souvent donné le schéma sur le forum, et qui est assez simple à réaliser) permet de beaucoup mieux profiter de l'énergie disponible que les bêtes résistances de limitation qu'on trouve habituellement (qui sont encore plus simples à mettre en oeuvre, mais qui sont une source de gaspillage d'énergie).

[DAT44]

Bonjour,
ce qui est important c'est la consommation en courant de tes DELs,
comme tu peut le constater une pile 9V standard, avec un conso de 40 mA en moyenne a un duré de vie de 4h environ (graphe Calculator) :
http://data.energizer.com/PDFs/6F22SIL_EU.pdf

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

a un duré de vie de 4h environ

A raison de 30 minutes par jour ....

[invite510d0098]

Merci a tous pour vos réponses rapides,
je tenterai de vous joindre un schéma de principe.
merci aussi a Pa5cal pour cette idee qui a l'air allechante, qui doit etre efficace. je vais reflechir a comment utiliser d'autres accus que le 9v, par contre et apres une rapide recherche sur les montages à base de transistor, il me semble que ca depasse de loin mes competences. j'ai fait un peu d'electronique de base (ultra simple) a l'ecole y'a tres longtemps, je me rappelle avoir utilise des transistors, mais dans la mesure ou son fonctionnement m'est aujourd'hui completement inconnu, je vais mettre pas mal de temps a comprendre a quoi il sert.
donc merci a tous, je vais farfouiller de ce cote, et revenir vers vous avec d'autre questions et schema.
@+

[invite510d0098]

Voila,
je vous joins un schema (si j'y arrive) recapitulant mes phases d'avancement, et le but souhaite.
. but souhaite, 2phares blancs a l'avant, 2 rouges a l'arriere. suivant les montages, j'ai cru comprendre que l'intensité d'éclairage (en visuel) des led pouvait varier. Je peux tolérer au final que 2 led blanches eclairent moins que les 2 autres, je les positionnerai en intérieur, idem pour les leds rouges.
. explication des schémas :
. schémas 1 et 2, montage avec 4leds seulement, le schéma 2 étant si j'ai bien compris déconseillé !
. schéma 3 : adaptation du scéma 1 (conseillé) avec les 8 leds. par contre, 4 led blanches de 3V sur du 9V, ca ne doit pas marcher ! donc scéma suivant.
. schéma 4 : schéma 3 devant fonctionner.
. schéma 5 : répartition différente, en supposant que la premiere led blanche eclairera plus que la deuxieme, je peux gérer ca, mais je me retrouve avec ds le circuit 2 rouges, un forte et une faible, soit 2 blanches fortes et 2 blanches faibles ok, mais 2 rouges identiques, ok, mais une rouge forte et une rouge faible. l'ideal aurait ete de supprimer le circuit 2 rouges, en faisant 2 circuits composés de 2blanches et 2 rouges, mais si j'additionne les tensions, je depase 9V !

Pour ce qui est transistors, bin je suis tout simplement incapable de comprendre et de monter un schéma.
merci donc de m'aider à optimiser ce montage, sachant que je pourrais allumer ou etiendre manuellement a l'aide d'un interrupteur de base, ou bien supprimer l'inter (voir l'alim 9V je sais pas encore) et allumer ou etiendre à l'aide de la 3eme voie de la radiocommande, et je suppose me piquer sur la batterie de la voiture, mais je souhaiterai conserver une alim specifique.
L'ideal etant en plus d'avoir le max de brillance pour chaque led avec le moins de conso pour la pile 9V histoire de la recharger le moins souvent possible. et si possible conserver cette pile 9V, plus pratique que d'autres accus.

grand merci a vous tous

j'espere que le fichier image va apparaitre

[PA5CAL]

Voici le schéma d'une source de courant statique assez bien adaptée à la situation présente.



Elle permet d'alimenter une led rouge et une led blanche de 20 mA en série avec une alimentation de 6V (soit la tension de fin de décharge de 6 éléments Ni-MH) ou plus, en garantissant une luminosité constante et un gaspillage d'énergie minimum (son efficacité est jusqu'à deux fois meilleure qu'une limitation par simple résistance).

Sa réalisation est parfaitement à la portée d'un débutant en électronique.

[PA5CAL]

Pour la nomenclature, ce pourrait être :

R1: 33 Ω
R2: 10 kΩ
T1: 2N7000
T2: BC547
LD1: Led rouge 2V@20mA
LD2: Led blanche 3,2V@20mA
Vcc: 6 accus Ni-MH 1,2V (6V...8,1V)

et pour le brochage des transistors :



(Je montre également le brochage du BS170 si tu devais l'utiliser à la place du 2N7000, parce qu'il est différent)

La seule précaution à prendre est d'éviter les décharges électrostatiques, même faibles, avec le transistor à effet de champ (T1). Il faut penser à se décharger soi-même avant de la manipuler, et éviter de toucher ses pattes.

[PA5CAL]

Ta pièce jointe n'est pas encore validée... on va attendre.

Sinon, pour te rafraîchir la mémoire sur le transistor, dans le principe son fonctionnement est celui d'un robinet à électrons. Dans le cas d'un transistor bipolaire (comme T2 sur mon schéma), la commande d'ouverture du robinet est un courant (le courant passant entre la base B et l'émetteur E commande le courant passant entre le collecteur C et l'émetteur E). Dans le cas d'un transistor à effet de champ (comme T1), la commande d'ouverture du robinet est une tension (la tension présente entre la grille G et la source S commande le courant passant entre le drain D et la source S).

Le montage que j'ai donné repose sur la propriété du transistor bipolaire T2 de présenter une tension d'environ 0,7 V dès qu'un courant commence à passer entre la base B et l'émetteur E (i.e. dès qu'il est polarisé). On a V_BE≈0,7V. Cette tension correspondant aussi à celle présente aux bornes de la résistance R1, laquelle est traversée par un courant quasiment égal à celui qui alimente les leds. D'après la loi d'Ohm, on a donc V_BE≈R1×I_led . En se basant sur un principe de contre-réaction, le montage contrôle le courant I_led de sorte que les deux relations précédentes soient vérifiées, ce qui permet d'obtenir la relation I_led≈0,7V/R1.

En prenant R1=33Ω, on obtient le courant nominal des leds I_led≈20mA, indépendamment de la tension d'alimentation (du moins tant qu'elle reste à un niveau suffisant).

[PA5CAL]

(Ta pièce jointe est maintenant validée et visible.)

Un autre avantage de la source de courant est qu'elle peut être assez facilement commandée par un circuit extérieur... comme une télécommande par exemple. La commande serait réalisée à partir de la borne haute de la résistance R2, déconnectée de +Vcc pour l'occasion.

Pourrais-tu donner plus de renseignements sur la sortie de la troisième voie de ta télécommande ? Quelle tension délivre-t-elle, ou bien quelle commutation réalise-t-elle ?

[PA5CAL]

Je rajouterai que si tu souhaites utiliser le schéma de la source de courant pour alimenter deux leds blanches 3,2V@20mA en série, alors il faudra utiliser 7 éléments Ni-MH au lieu de 6, sous peine de ne pouvoir profiter que d'une partie de la charge disponible dans les accus. Mais le montage resterait parfaitement identique.


Concernant les montages de ta pièce jointe, je commencerai par rappeler que :

• une batterie "de 9V" ne fait jamais 9V :
- parce que les éléments 1,2V qui la composent ne permettent pas d'obtenir cette tension. On trouve en réalité des tensions nominales de 7,2V et de 8,4V selon les modèles (6 ou 7 éléments),
- parce que la tension chute au cours de la décharge. On considère généralement que la batterie est déchargée lorsque la tension atteint entre 1,1V et 1,0V par élément.

• dans les montages à résistance de limitation, on laisse en principe aux bornes de la résistance une tension du même ordre que celle aux bornes de la led (ou de l'ensemble des leds en série).

. schémas 1 et 2, montage avec 4leds seulement, le schéma 2 étant si j'ai bien compris déconseillé !

Le schéma 1 serait correct pour des leds rouges de 2V, mais inadapté pour des leds blanches de plus de 3V.

Le schéma 2 est déconseillé, et n'est envisageable que si les leds sont préalablement triées, afin de présenter des caractéristiques électriques identiques.

. schéma 3 : adaptation du scéma 1 (conseillé) avec les 8 leds. par contre, 4 led blanches de 3V sur du 9V, ca ne doit pas marcher ! donc scéma suivant.

Exact.

. schéma 4 : schéma 3 devant fonctionner.

Non. La tension d'alimentation est insuffisante, du fait de la chute de tension nécessaire aux bornes de la résistance.

. schéma 5 : répartition différente, (...) mais si j'additionne les tensions, je depase 9V !

Donc hormis pour les deux leds rouges à droite (identique au schéma 1), ça ne convient pas.

[invite510d0098]

Encore merci Pa5cal pour cette réponse ultra rapide.
En ce qui concerne la sortie d'alim commandée par la 3eme voie, je peux pas te répondre tout de suite, mais j'y travaillerai ! ca serait effectivement le top de controler les phares par la radio commande. par contre, il va me falloir adapter le circuit qui aura une bonne partie filaire pour parcourir la voiture, et étudier un systéme de brochage que je pourrais aisément connecter aux bornes, pour démontage rapide et facile étant donné qu'il faut retirer la coque carrosserie pour accéder aux accus du chassis, nettoyage systématique, ...
Je reviens sur ton circuit proposé.
Je n'ai pas tout compris immédiatement pour pouvoir bien en discuter et bien questionner, les transistors restent toujours flous pour moi. Je suis certain de réussir à réaliser le montage, il me reste des plaques de CI avec lignes pour soudure facilitée, j'arriverai bien à m'en sortir.
Je suis prêt à te faire confiance sur le bénéfice d'un tel montage, par contre garanti t il la pleine luminosité des leds jusqu'a exctinction de l'alim ? et suis je limité à 2 leds, ou plustot dois je réaliser ce dispositif 4 fois ? (ce qui n'est pas insurmontable, bien que beaucoup plus complexe qu'envisagé, il me faudra plus de préparation.
désolé de ne pas poser de questions plus technique, ca me dépasse un peu !

encore merci

[invite510d0098]

Encore merci Pa5cal, pour les reponses détaillées à mes interrogations.
J'en conclue donc immédaitement que l'utilisation d'une pile rechargeable 9V et à banir !
mince, c'etait le plus simple !
Si j'utilise comme tu le suggère 7 piles rechargeables de 1.5V, ce qui me fait réaliser un montage spécifique ultra solide pour résister aux vibrations d'usage, et surtout aux divers sauts en piste de l'engin.
J'en déduit qu'il serait plus logique et plus pratique d'utiliser l'accus de la voiture, mais 7,2V.
est ce suffisant ou me faut il multiplier les circuits pour pouvoir utiliser les 7,2V max. dans cette solution, je suppose que la decharge de la batterie sera plus importante et rapide !

je ne me doutais pas qu'un montage si simple soit si complexe !

[PA5CAL]

Je suis prêt à te faire confiance sur le bénéfice d'un tel montage, par contre garanti t il la pleine luminosité des leds jusqu'a exctinction de l'alim ?

Oui, il la garantit.

Avec les valeurs que j'ai indiquées, si la luminosité des leds commence à chuter, cela signifie que les batteries ont été déchargées au-delà de la limite permise (1V par élément Ni-MH).

suis je limité à 2 leds, ou plustot dois je réaliser ce dispositif 4 fois ?

Il est grandement conseillé de le réaliser 4 fois.

Tu pourrais à la limite te contenter de ne le réaliser qu'une fois, de diviser la valeur de R1 par 4, et de mettre les groupes de leds en parallèle. Mais alors il serait nécessaire de trier les leds de sorte que la tension nominale effective aux bornes de chaque groupe reste identique, dans des tolérances assez serrées (cela suppose de disposer d'un nombre élevé de leds provenant d'un même lot de fabrication, et de passer du temps à les mesurer).


Juste pour le "fun", je te signale qu'il serait également possible de modifier la luminosité des feux arrière lorsque la voiture freine.

[PA5CAL]

En adoptant une batterie de 7 éléments Ni-MH (tension nominale 8,4V), on peut réduire le nombre de montages à trois :
- deux pour alimenter chacun deux leds blanches de 3,2V@20mA en série
- un pour alimenter quatre leds rouges 2V@20mA, en profitant de la marge laissée par la tension plus faible de ces leds pour réaliser un équilibrage entre deux groupes en parallèle.

Ce dernier montage pourrait suivre l'un des schémas suivants :



Sur celui de gauche, la résistance R3 crée une chute de tension égale à celle de deux leds.
On doit prendre ici R3 = 2x2V/0,02A = 200 Ω ±1% (calcul à adapter aux valeurs réelles des leds).

Sur celui de droite, les résistances R3 et R4 se contentent d'équilibrer les courants dans les deux branches de leds.
Il faut juste vérifier que le déséquilibre des caractéristiques entre les groupes LD1+LD3 et LD2+LD4 n'est pas démesuré.
On prendra R3 = R4 ≈ 2V/0,02A = 100 Ω

Dans leds deux cas, R1 doit être adapté au courant total consommé, c'est-à-dire 2x40mA.
On prendra R1 = 16,9Ω (±1%), ou bien deux résistances de 33 Ω mises en parallèle.

[PA5CAL]

Pour vérifier que le déséquilibre n'est pas "démesuré" pour le montage de droite, il suffit de brancher les deux leds LD1 et LD3 en série avec une résistance de 220Ω directement sur la batterie, et relever la tension aux bornes de la résistance, puis renouveler l'opération avec LD2 et LD4. L'écart entre les deux mesures ne doit pas dépasser 10% (≈0,45V). Si l'écart est trop important, tenter de grouper les leds différemment. Et s'il reste malgré tout trop grand, on peut encore déterminer des valeurs différentes pour R3 et R4 afin de rétablir l'équilibre.

Oups... « Dans les deux cas, R1 doit être adapté au courant total consommé, c'est-à-dire 2x20mA = 40mA. »

[invite510d0098]

Encore merci Pa5cal,
tu répond même à la question que je me préparai à te poser en étudiant ton schéma juste après (à savoir égale brillance). Je suppose que je réalise les deux montages en parrallèle aux bornes de l'alim.
Encore une question : l'important c'est les 8.4V ou les 7 éléments ? je reste toujours à me poser des questions sur l'assemblage d'autant d'accus ds le véhicule. Ca je le regarderai un de ces soirs, le montage sera a tester d'ici peu (congés de noel).
et en ce qui concerne ta remarque : faire allumer une paire de led rouge au freinage, je sais, on peut meme aller plus loin : mettre feux de recul pour la marche arriere, clignotants, ... mais c'est pas ce que je cherche, ca correspond plus a des voitures pour du drift, je tourne en gros 4x4 1/10eme avec carrosserie mi buggy mi short course. C'est pour changer de carrosserie que je voulais réaliser ce montage, et je le pensais ultra simple. la on est deja bien plus complique mais c'est l'interet de le fabriquer soi, de le comprendre et de ne pas l'acheter tout pret.
et pour ce qui est de le comprendre, c'est pas encore tout a fait gagne, donc un de ces soirs au calme, je vais m'y pencher dessus bien comme il faut.
en tout cas, grand merci pour ton aide et le temps passé avec moi.

[PA5CAL]

l'important c'est les 8.4V ou les 7 éléments ?

L'important, c'est d'avoir une tension minimale de fonctionnement du montage (source de courant + leds) compatible avec la tension minimale fournie par la batterie, sans quoi :
- soit le montage cesse de fonctionner comme prévu avant la fin de la décharge de la batterie, et on ne profite pas de toute la capacité disponible,
- soit la batterie est surdimensionnée pour l'usage visé, et on a un gaspillage en poids, en volume et en coût.

Un élément Ni-MH présente une tension nominale de 1,2V, et durant sa décharge il fournit une tension qui varie de 1,35V (tension à pleine charge) à 1V (tension de fin de décharge conseillée par les constructeurs). Cette variation de tension durant la décharge n'est pas linéaire.

Une batterie de 7 éléments (qu'il s'agisse d'une petite batterie carrée dite "de 9V" fournissant 8,4V ou bien de 7 batteries de 1,2V indépendantes branchées en série) fournit donc une tension qui varie de 9,45V à 7V. Et une batterie de 6 éléments (batterie "de 9V" fournissant 7,2V ou bien 6 batteries de 1,2V indépendantes) fournit une tension qui varie de 8,1V à 6V.

Si le montage réclame une tension minimale de 7,3V, alors la luminosité constante des leds est garantie pour un usage correspondant à plus de 95% de la capacité disponible pour une batterie de 7 éléments, mais à 30% de la capacité disponible pour une batterie de 6 éléments.


Toutefois, la tension minimale effective dépend essentiellement de la tension directe des leds utilisées, laquelle n'est pas connue avec une grande précision. Si par exemple le montage arrive encore à fonctionner normalement jusqu'à 7,1V, alors la luminosité des leds sera maintenue constante jusqu'à 70% de la capacité disponible pour une batterie de 6 éléments. D'autre part, les leds ne cessent pas brutalement d'éclairer lorsque la tension minimale est atteinte.

Il n'est donc pas interdit de n'utiliser que 6 éléments si l'on pense que les conséquences restent acceptables.

[invite1c645da4]

Et les clignotants?
Ceci dit ne serait-il pas possible de faire un doubleur de tension à NE555? car en montant la tension ça lui permettrait de pouvoir mettre plus de leds blanches en série comme phares. Juste une idée...

[PA5CAL]

Pour les clignotants, on peut utiliser la commande tout-ou-rien de la source de courant que j'ai évoquée au post #11.

Le doubleur de tension double aussi le courant consommé, introduit des pertes supplémentaires, et occupe de la place. Dès lors que l'emploi d'une source de courant arrive à optimiser suffisamment la capacité et la tension disponibles, ce type de circuit ne se justifie pas.

[black templar]

Salut Pascal,

Pourrais-tu m'expliquer l'avantage du mofset plutôt qu'un transistor bipolaire classique ?

Sinon, je proposerai ce schéma




On a aussi une source de courant, sur le même principe que la source de Pascal, mais avec uniquement des transistors bipolaires. Pour calculer le courant passant à travers Q2, il faut diviser la tension Vbe de Q1 (environ 0.7V) par la valeur de la résistance R1 (U=RI). Dans notre cas, on a entre 20 et 25mA qui passe dans Q2.

Q3 fait office de miroir de courant, avec Q4, Q5, Q6 (et plus si tu le souhaites). C'est à dire que Q3 va recopier le courant qui le traverse dans les transistors Q4, Q5 et Q6. Donc, tu es sur que le courant qui va traverser tes diodes est le même que celui imposé par la source de courant (à quelques mA près).

Pour les transistors : BC547 pour les NPN et BC 557 pour les pnp
++
Black Templar

[PA5CAL]

L'intérêt du MOSFET, c'est d'être commandé en tension et de pouvoir atteindre une tension drain-source très faible sans grande dépense d'énergie. Ainsi, cela permet de réduire la chute de tension minimale induite par la source de tension.

Dans le cas d'un transistor bipolaire, on aurait une chute de tension V_CEsat incompressible, et qui plus est, obtenue à l'aide d'un fort courant de base.

En contrepartie, le MOSFET nécessite une tension grille-source assez élevée, mais qui est disponible dans le cas présent du fait de la tension directe des leds.

[invite510d0098]

Bonjour a tous,
la, la discussion commence a dépasser de très loin mes capacités, donc je vous laisse débattre tranquille !
Pour les clignos, c’est tout a fait possible, on peut même intégrer une variation d'intensité (ou led sup) au freinage, éclairage marche arrière, clignos mais qui fonctionnent en braquant les roues, plus girophare, led stroboscopiques comme les flics us, ...
bon c'est pas ce que je souhaite, je suppose qu'il faut mieux acheter ce kit tout prêt en boutique. je veux pas que la voiture ressemble à un sapin de noel, c'est juste pour qu'elle soit plus jolie, avec des vrais phares plustot que des autocollants, et à avoir de vrais phares, autant qu'ils s'allument.
j'aime bien bricoler, donc j'avais pensé le faire, et je pense faire la proposition de Pa5cal, et je ne manquerai pas de lui montrer le résultat.
Je vais passer au test phare histoire de profiter du peu de lumière le la led blanche qui part sur les cotes, puis achèterai le tout en même temps histoire d'avoir plus de chance d'obtenir la même série de fabrication.
encore merci a tous, et je vous tiens au courant !

[invite510d0098]

Re bonjour Pa5cal

j'aurai besoin d'une dernière précision concernant le montage, j'achèterai les composants lundi apres midi et je voudrais être certain :
Je m'appretai à prendre tous les composants de ton schéma double du 01/12/2012. En relisant, tes explications laissent supposer qu'il faudrait en réallité 3 montages : 1 des 2 pour les led rouges, et deux autres les mêmes pour deux fois deux led blanches.
J'avais compris : le schéma de gauche pour les led rouges, celui de droite pour les blanches.

Peut tu me préciser tout ça s'il te plait, que je sache vraiment quoi prendre et quoi monter du coup !
le ou les montages, et les composants, surtout si les résistances diffèrent entre le circuit rouge et le blanc (ou les blancs)
si j'ai bien les composants lundi, je monterai tout ça dans la semaine et ferais un retour.

encore merci et merci d'avance !