Variation fréquence alimentation

[cerfa]

Bonjour à tous

Avec les moyens du bord (matériel de lycée) j'ai réussi à alimenter 3 leds blanches 1W avec un courant variant entre 0 et 350 mA, de manière quasi sinusoïdale, avec une fréquence que je peux faire varier librement (dans la pratique entre 50Hz et 2kHz). Le but est de réaliser un hachage lumineux (il s'agit d'une expérience de physique)

Malheureusement l'intensité lumineuse dont je dispose n'est pas suffisante (j'ai environ 300 lm) pour mettre certains effets en évidence. Il me faudrait bien plus. Pour cela j'envisage d'utiliser des projecteurs à led que l'on trouve dans le commerce (on peut avoir l'équivalent de 1000 lumen pour 25euros (consommation 10W)). Je compte extraire du (des) projecteur(s) la partie purement led pour la commander moi-même. Mais j'ai des questions et des problèmes...

1) Ces projecteurs sont alimentés en 220V. Savez-vous quel type de conversion a lieu pour alimenter les leds (redressement, hachage, autre...) ?
2) Quelles idées d'alimentation/montage vous viennent à l'esprit pour pouvoir faire varier la fréquence d'alimentation (je connais un peu le hachage, mais cela ne me semble pas pertinent ici car les leds ne se comportent pas comme des moteurs (pas de caractère inductif), et il ne s'agit pas de "dimmer" : la valeur moyenne du courant doit être la même, quelle que soit la fréquence...

Merci d'avance pour vos réponses.

Cordialement
Cerfa
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[gcortex]

Bonjour,

Le hachage peut être une solution si le projecteur (ou la partie éclairée) est fixe, ce qu'on ne sait pas.
Dans ce cas, c'est la persistance rétinienne (qui a le même effet que le caractère inductif des moteurs).
Si tu ne détailles pas ton projet, on risque de tourner en rond pendant longtemps.

[gienas]

Bonjour cerfa et tout le groupe

... j'ai réussi à alimenter 3 led blanches 1W avec un courant variant entre 0 et 350 mA, de manière quasi sinusoïdale, avec une fréquence que je peux faire varier librement (dans la pratique entre 50Hz et 2kHz). Le but est de réaliser un hachage lumineux (il s'agit d'une expérience de physique) ...

Aux questions légitimes de gcortex, j'en ajoute d'autres.

Pourquoi diable s'escrimer à faire du sinus, alors que les LED s'accommodent probablement de pulses unidirectionnelles si tu fais quelque chose qui ressemble à de la stroboscopie?

Le reste des questions reste sans objet, tant que ceci n'est pas clarifié.

Noter aussi qu'une LED ne s'alimente jamais en alternatif.

[cerfa]

Tout d'abord un grand merci à gienas et gcortex de se pencher sur mon problème.

Je reprends les questions que vous avez soulevées, par forcément dans l'ordre (désolé d'avoir été aussi peu clair...)

Noter aussi qu'une LED ne s'alimente jamais en alternatif.

Il s'agit d'un abus de langage de ma part. Il est bien évident que ma led n'aurait pas aimé les 350mA en courant inverse (et au prix que ça coûte...) En fait j'ai une oscillation sinusoïdale de l'intensité entre 0 et 350mA autour d'une valeur moyenne de 175mA. Veuillez m'excuser pour ce manque de précision.

Bonjour cerfa et tout le groupe
Pourquoi diable s'escrimer à faire du sinus, alors que les LED s'accommodent probablement de pulses unidirectionnelles si tu fais quelque chose qui ressemble à de la stroboscopie?

Il s'agit de mettre en évidence une onde thermique dans un gaz due a un éclairement variant sinusoïdalement (là aussi abus de langage, il y a un offset pour que l'éclairement, qui est une grandeur forcément positive varie entre 0 et sa valeur maximale). Pourquoi sinusoïdalement ? C'est parce qu'il est prévu de faire des mesures et de les comparer à des prédictions théoriques d'un modèle physique. Or dans le cadre de ce modèle, les équations étant linéaires, il est plus simple (quoiqu'assez lourd...) de le résoudre en régime sinusoïdal forcé.

Donc en fait c'est vrai que cela ressemble à de la stroboscopie, mais ce n'en est pas ! On ne cherche pas à "geler" le temps pour observer un phénomène périodique rapide, mais à apporter de l'énergie par un flux lumineux sinusoïdal (abus).

Le hachage peut être une solution si le projecteur (ou la partie éclairée) est fixe, ce qu'on ne sait pas.
Dans ce cas, c'est la persistance rétinienne (qui a le même effet que le caractère inductif des moteurs).

La c'est moi qui ne comprend pas la question J'imagine que mon message a laissé penser qu'il s'agissait de stroboscopie, mais ce n'est pas le cas. En tout cas ni la source ni l'échantillon éclairé ne sont mobiles.

J'ai de mon côté trouvé des informations que je vous livre : plutôt que d'acheter un projecteur et de le désosser, j'ai trouvé des led 50W, 80W et même 100W (soit de 5000 à 10000 lm) qui devraient être suffisantes pour mon problème. Il me faut donc arriver à fabriquer une alimentation me permettant d'alimenter ces leds (sous 36V au max quand les led éclairent) avec des courants variant sinusoïdalement (cf. abus de langage) entre 0 et 1750mA (ou 2400mA ou 3000mA), avec une fréquence que je veux pouvoir faire varier facilement entre 50Hz et 2kHz.

Pour la réalisation je pense me tourner vers des transistors (que je ne maîtrise pas suffisamment pour pouvoir adapter les montages classiques que je connais) FET : j'imaginais une tension offset négatif + sinusoïdale sur la grille (VGS pour être plus précis) pour, si le transistor est dans le zone de saturation (VDS>Vp avec les notations que j'ai rencontrées, je ne sais pas si elles sont universelles, en tout cas c'est la tension au-delà du coude) pour avoir un ID fixé par la tension VGS. C'est l'idée que je me suis fait de la chose, mais c'est peut être stupide... Et c'est là que je compte très fort sur vous et sur le forum

J'espère avoir éclairci les points obscurs et croise les doigts pour que vous puissiez me proposer une réponse à mon problème !

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[gcortex]

J'ai l'impression que tu parles de Jfet. Les Mosfets sont plus adaptés (pas de tension négative et dispo en forte puissance).
Tu peux faire une source de courant avec un ampli op, une résistance de mesure et un transistor (les bipolaires sont bien aussi).
Pour éviter un éventuel offset, je te conseille la masse en étoile. PS : Comment vas tu observer ton "onde thermique" ?

[cerfa]

J'ai l'impression que tu parles de Jfet. Les Mosfets sont plus adaptés (pas de tension négative et dispo en forte puissance).

Pour le moment je n'ai pas saisi encore trop les différences, mais effectivement il me semblait entrevoir que les Mosfets étaient plus adaptés (mais je n'ai pas encore compris s'il faut canal P, canal N, enrichissement ou appauvrissement )

Tu peux faire une source de courant avec un ampli op, une résistance de mesure et un transistor (les bipolaires sont bien aussi).

Un convertisseur tension/courant avec un AO, ça je sais faire (c'est ce que j'ai déjà fait dans le montage actuel), mais pour la partie transistor cela reste un mystère pour moi. Aurais-tu une piste à m'indiquer ? C'est là ma véritable faiblesse et je comptais sur le forum pour m'aider précisément (et en détails si possible) sur ce point.

Pour éviter un éventuel offset, je te conseille la masse en étoile.

Euh.... Je ne suis pas encore en mesure de comprendre cette phrase...

PS : Comment vas tu observer ton "onde thermique" ?

Plusieurs solutions : détection acoustique ou variation d'indice optique (déviation faisceau laser)

Cordialement

[gcortex]

Avec un darlington ou un NMOS :

[cerfa]

Merci gcortex pour le schéma.

Avant de m'y attaquer j'aimerais proposer une solution naïve après lecture de divers cours sur le transistor bipolaire. Peux-tu me dire si le raisonnement suivant est correct ?

J'ai adapté la démarche de la recherche du point de fonctionnement au cas d'une seule LED 1W (3,6V, 350mA). On ne peut plus parler vraiment de droite de charge car la charge n'est pas purement résistive. Cela donne ce que j'ai mis en pièce jointe. Je suis parti sur l'hypothèse d'un et j'ai pris VBE=0.7V. Je vais faire varier iB entre 0 et 3.5mA, d'où un point zéro à 1.75mA. Je dispose d'un GBF de résistance interne RG=50Ohm. Ce GBF va délivrer une tension. La loi des mailles me donne pour le point zéro soit

Si jamais n'est pas égal à 100, je procéderai de toutes façons expérimentalement pour trouver les bons réglages.

Mais est-ce que sur le principe ce montage aussi simple (dans la pièce jointe aussi) peut fonctionner ou y-a-t-il un piège caché que seuls les vieux briscards détectent au premier coup d'oeil ?

Si oui j'ai hâte d'expérimenter. Ensuite je m'attaquerai à la compréhension des MOSFET.

Une question : comment calcule-t-on la puissance que doit dissiper le transistor ? Avec un dipôle je sais faire U*I, mais avec un transistor qui a trois pattes... La tension limite de changement de mode de fonctionnement de la diode est VCC-3.6V où VCC est la tension en amont de la LED. J'imagine (intuitivement) que j'ai intérêt à la rendre la plus petite possible mais supérieure à VCEsat, non ?

Merci d'avance pour tes réponses éclairantes (sans jeu de mot...)

Cordialement

PS : 4h07 c'est pas un peu tôt pour faire de l'électronique ?

Pièce jointe supprimée

[JPL]

Les images doivent être postées dans un format graphique (gif, png, jpg). Merci.

[cerfa]

Désolé JPL ! Comme dans la liste des extensions supportées il y avait pdf, je pensais que c'était autorisé !

Je remets le fichier au format jpeg.

Cordialement

[gcortex]

le beta est imprévisible à la fabrication, avec la température etc...
Pour calculer la puissance dans un npn, tu fais Vce.Ic (à 1% près).
Oui tu calcules pour avoir un Vce de 1 à 3V.

[gcortex]

PS : 4h07 c'est pas un peu tôt pour faire de l'électronique ?

Il faut 1 électronicien pour 10000 personnes, donc 2 solutions :
- être le meilleur
- cultiver des patates

[JPL]

Désolé JPL ! Comme dans la liste des extensions supportées il y avait pdf, je pensais que c'était autorisé !

C'est autorisé dans les conditions indiquées ici : http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post1710562

[cerfa]

Bonjour

J'ai expérimenté avec des BC142 (Icmax 1A Puissance 1W beta aux alentours de 80). Tout marche conformément aux calculs : j'arrive à faire varier mon courant sinusoïdalement entre 0 et 350mA dans mes 3 leds comme dans mon montage initial ! cool...

le beta est imprévisible à la fabrication, avec la température etc...

Effectivement il y a une certaine dispersion avec les 5 BC142 que j'avais sous la main.

Pour calculer la puissance dans un npn, tu fais Vce.Ic (à 1% près).

OK J'ai compris. Il y a normalement un terme VBE*IB mais qui est négligeable.

J'aurai bientôt ma led 100W (36V, 3,5A) pour avoir une source à 8000 lm. Il ne me reste plus qu'à trouver le bon transistor et l'alimentation correspondante.

Merci encore gcortex.

[gcortex]

Si tu veux pas d'ampli op, met une résistance sur l'émetteur plutôt que sur la base

[cerfa]

Si tu veux pas d'ampli op, met une résistance sur l'émetteur plutôt que sur la base

Quelle est la raison théorique et l'intérêt ? (Attention, je ne dis pas qu'il n'y en a pas ! )

En effet, dans le montage final j'aurai un courant d'émetteur de 3,5A... Il faudra une sacré résistance de puissance si je la met sur l'émetteur

Merci d'avance pour le complément d'information.

[gcortex]

I = (Vb - Vbe)/R indépendant de beta

[cerfa]

I = (Vb - Vbe)/R indépendant de beta

Ah ouais, malin ! Est-ce à dire qu'il y aura donc moins de variations aussi avec la température (puisque beta varie aussi avec la température) ?

Donc je peux appliquer directement Vb sur la base, et mettre une résistance de 0.1 Ohm 2W sur l'émetteur. J'aurais pour I=3.5A une tension d'émetteur VE=0.1*3.5=0.35V et une puissance dissipée dans la résistance de 0.1*3.5^2=1,225 W.

Peux-tu me confirmer, si tu as le temps, que je ne raconte pas de bêtises ?

Merci encore pour le conseil, et merci d'avance pour une éventuelle confirmation.

Cordialement

[gcortex]

350mV c'est pas beaucoup.
A comparer avec le Vbe qui varie aussi avec la température,
mais quand même moins que le beta. Essaye avec 0.22 ohm