Résistance '' crayon ''

[invite8351836c]

Bonjour,

Je souhaite réalisé une lampe pouvant avoir 3 intensité différentes. Pour cela, je me sert de crayon de papier (dont la mine est en graphite) comme ''mauvais conducteur''. Si on place un crayon dans le circuit, l'intensité sera faible, si il y en a trois, l'éclairage sera élevé.

Or, je ne sais pas quelle type de circuit choisir... Je n'arrive pas à faire le rapprochement entre la résistance en ohm du crayon et les besoins d'une ampoule. L'intérêt d'une ampoule à incandescence contrairement au LED est qu'il y a une grande variation possible. Mais puisque le circuit est partiellement à nue, je dois utiliser par précaution un faible voltage ( >12v?), trop limite pour une lampe à incandescence avec un bon éclairage, non?
Les Led peuvent varier légèrement d'intensité, mais à quel point? (PS: Je ne souhaite pas passer par Arduino)

Un crayon HB de 10 cm est environ égale à 20-25 ohm
-----

[invite936c567e]

Bonsoir

On arrive à trouver des lampes à halogène basse tension qui produisent une puissance lumineuse conséquente. Les modèles proposés peuvent fonctionner sous 12, 24, 36 ou 48 V, avec des puissances allant de quelques watts à plusieurs centaines de watts. Toutefois, ces lampes chauffent énormément.

Concernant les leds d'éclairage, leur rendement est bien meilleur. Si l'on compte sur une résistance de limitation minimale de 6,7Ω (trois mines de crayon de 10 cm en parallèle) et une alimentation continue de 21 V, alors on peut alimenter quatre leds consommant un total d'une douzaine de watts environ, ce qui équivaut à une lampe à incandescence de 80 W.

[invite8351836c]

Donc : R1 = 20 Ohm, R1+R2 = 10 Ohm, R1+R2+R3 = 6,7 Ohm, alors plus on rajoute de crayon, plus la luminosité augmente? Pourquoi 21V à l'entrée? Si le circuit est à nue, n'est-ce pas dangereux? Pourquoi 4 leds et non une seul? Plusieurs sources de lumière de même intensité au même endroit cumulent leur luminosité?

Désolé pour toutes ces question :/ je débute...

[invite936c567e]

Donc : R1 = 20 Ohm, R1+R2 = 10 Ohm, R1+R2+R3 = 6,7 Ohm, alors plus on rajoute de crayon, plus la luminosité augmente?

Je suis parti du principe énoncé dans ton premier post : « Si on place un crayon dans le circuit, l'intensité sera faible, si il y en a trois, l'éclairage sera élevé. »

Par conséquent, on n'additionne pas les résistances, mais les conductances (c'est-à-dire l'inverse des résistance) en mettant les mines de crayon en parallèle (et non en série). R1 = 20 Ohm, R1//R2 = 10 Ohm, R1//R2//R3 = 6,7 Ohm.

La résistance minimale effectivement obtenue doit correspondre au modèle de leds utilisé et à la tension d'alimentation, sans quoi les leds peuvent griller du fait d'un courant trop important.

Pourquoi 21V à l'entrée?

D'une part, une tension assez élevée permet de mettre plusieurs leds en série. Ainsi, à l'aide d'une seule résistance constituée d'une mine de crayon ou d'un seul groupe de mines en parallèle, on produit en une fois le courant pour toutes les leds.

D'autre part, 21 V est un niveau de tension qu'on arrive à trouver assez facilement parmi les blocs d'alimentation de leds.

Si le circuit est à nue, n'est-ce pas dangereux?

En principe, en continu, il n'y a pas de danger au-dessous de 25 V.

Pourquoi 4 leds et non une seul? Plusieurs sources de lumière de même intensité au même endroit cumulent leur luminosité?

En effet, quatre leds éclairent quatre fois plus qu'une seule led de même puissance.

Il est aussi plus intéressant d'avoir quatre leds séparées qu'une seule avec une puissance quatre fois plus élevée (mettre en œuvre des leds de 3 W ne va déjà pas vraiment de soi, et c'est encore pire avec des leds de puissance supérieure). La chaleur est plus facilement dissipée, et la source lumineuse est moins concentrée (c'est mieux pour les yeux) et peut être plus facilement diffusée dans l'espace.

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Donc : R1 = 20 Ohm, R1+R2 = 10 Ohm, R1+R2+R3 = 6,7 Ohm, alors plus on rajoute de crayon, plus la luminosité augmente? Pourquoi 21V à l'entrée? Si le circuit est à nue, n'est-ce pas dangereux? Pourquoi 4 leds et non une seul? Plusieurs sources de lumière de même intensité au même endroit cumulent leur luminosité?

Désolé pour toutes ces question :/ je débute...

Bjr à toi,
Le hic , c'est que tu ne dis PAS de quelle façon tu ajoutes tes mines !
TRois mines en SERIE..tu augmentes la résistance totale des mines...l'itensité diminue...ça éclaire..moins.
TROIS mines en paralléle, tu divises apr trois la valeur de ta résistance initiale..l'intensité augment..ça éclaire plus .
Reste donc à savoir COMMENT tu rajoutes tes résistances ( en série/ en paralléle) ??.

Tu ne t'es jamais aperçu que plus tu mets d'éclairage et plus ça éclaire ??
Bon WE

[tchitchou]

Bonjour à tous,
personne n'en a parlé, mais comment connecter proprement les crayons ?

Deux moitiés de fixation d'ampoule navette, ptet ?

[invite8351836c]

Merci pour tes réponses

Du coup comment je fais en sorte que 6,7 ohm corresponde à l'intensité max. de la/les led(s) et à la fois que 20 Ohm, corresponde au minimum (visible)? C'est ça l'intérêt d'avoir plusieurs leds? Comment réagissent des leds en série quand l'intensité n'est pas au maximum?

Si j'utilise une seul ampoule Led, j'aurais besoin de bien moins que 21V? (Pour ce qui est de l'éblouissement, je prévois un cache opacifiant) Il peut y avoir des problème de chaleur avec une led?

[invite8351836c]

Bonjour f6bes,

Intuitivement, plus on rajoute de crayon, plus la luminosité doit augmenter, donc en parallèle. Si je me doute bien que plus il y a d'éclairage plus ça éclaire. C'est juste que je me demandait si 3 leds allumées au même endroit éclairait 3x plus, ou si c'était plus régressif du style : 1led = 60%, 2leds = 90%, 3leds = 100%.

[invite8351836c]

Bonjour à tous,
personne n'en a parlé, mais comment connecter proprement les crayons ?

Deux moitiés de fixation d'ampoule navette, ptet ?

Les crayon sont taillés des deux côtés est sont placés de manière à ce que les extrémités des mines soit en contact avec le circuit.

[tchitchou]

Les crayon sont taillés des deux côtés est sont placés de manière à ce que les extrémités des mines soit en contact avec le circuit.

Oui, jusque là, j'imagine, mais comment ?
C'est plutôt "tendre", comme matière.

[invite8351836c]

Oui, jusque là, j'imagine, mais comment ?
C'est plutôt "tendre", comme matière.

Peut-être imaginer un système avec un ressort d'un côté (comme pour les boîtiers de piles) afin d’anticiper de légère différences de taille entre les crayons et pour facilité leur placement.

[invitee05a3fcc]

Et quand ta mine de crayon avoine les 100/200° , le bois qui protège la mine, il fait quoi ?

[f6bes]

Bonjour f6bes,

Intuitivement, plus on rajoute de crayon, plus la luminosité doit augmenter, donc en parallèle. Si je me doute bien que plus il y a d'éclairage plus ça éclaire. C'est juste que je me demandait si 3 leds allumées au même endroit éclairait 3x plus, ou si c'était plus régressif du style : 1led = 60%, 2leds = 90%, 3leds = 100%.

Remoi,
Encore FAUT il dire COMMENT (bis répétitas :! serie ou paralléle) on les rajoute !!! C'est MIEUX en le disant !
Je suppose que le gain est..logartihmique (mais je ne me suis pas particuliérement penché sur la question)
Google est certainement capable de te le dire.
bonne journée

[invite8351836c]

Et quand ta mine de crayon avoine les 100/200° , le bois qui protège la mine, il fait quoi ?

Le circuit est prévu pour des leds donc j'imagine que ça chauffe pas ?

[invite8351836c]

Remoi,
Encore FAUT il dire COMMENT (bis répétitas :! serie ou paralléle) on les rajoute !!! C'est MIEUX en le disant !
Je suppose que le gain est..logartihmique (mais je ne me suis pas particuliérement penché sur la question)
Google est certainement capable de te le dire.
bonne journée

En effet, c'est une question de ressenti. Physiquement on additionne les watts, mais on ne le perçois pas comme une lumière 2x plus puissante.


Comment peut-on connaitre le minimum et le maximum que peut encaisser une led, soit l'intensité requise pour avoir le moins de lumière et pour en avoir le plus? Par la suite, comment je fais en sorte que 6,7 ohm (3 crayons) corresponde à l'intensité max. de la led et à la fois que 20 Ohm (1 crayon), corresponde au minimum (visible)?

[invite936c567e]

Comment peut-on connaitre le minimum et le maximum que peut encaisser une led, soit l'intensité requise pour avoir le moins de lumière et pour en avoir le plus?

Pour le minimum, c'est une question de niveau de perception. On peut constater qu'une petite led à haute performance (60 mW) s'allume déjà lorsqu'elle est traversée par un courant de seulement 0,0001 mA (contre 20 mA au max.), surtout si l'expérience est menée dans une ambiance sombre.

Pour le maximum, il faut se référer aux données du constructeur. Les leds fonctionnant à forte puissance vieillissent et perdent en luminosité avec le temps, d'autant plus vite que le courant est élevé. Et si le courant est trop fort, elles peuvent être détruites du fait de la température trop élevée résultant d'une dissipation insuffisante de la chaleur générée. (Cette dissipation dépend notamment de la température extérieure, du montage mécanique et des conditions de ventilation). Comme toutes les leds d'un même modèle ne présentent pas exactement les mêmes caractéristiques, il est difficile de prédire précisément la durée de vie ou le seuil de courant entraînant la destruction rapide du composant. Pour pouvoir utiliser une led sur une durée convenable et sans risquer de la grille, on doit donc s'en remettre aux spécifications du fabricant, qui découlent d'études statistiques portant sur le comportement des leds du même modèle et qui tiennent compte des dispersions rencontrées.

Par la suite, comment je fais en sorte que 6,7 ohm (3 crayons) corresponde à l'intensité max. de la led et à la fois que 20 Ohm (1 crayon), corresponde au minimum (visible)?

Pour le maximum, si l'on s'est fixé la valeur de la résistance, alors on peut choisir des leds produisant un courant qu'elles pourront supporter d'après document. Cette sélection peut être directe si l'on se limite au pire des cas envisageables, ou bien résulter d'un tri parmi les leds d'un modèle candidat afin d'obtenir des caractéristiques effectives (V_F) plus précises. On peut également choisir de régler la tension d'alimentation.

Mais pour le minimum, il n'est pas envisageable de produire un niveau de luminosité excessivement réduit en utilisant seulement une résistance trois fois plus faible. Si l'on passe alternativement du maximum (6,7Ω) au minimum (20Ω), alors la différence sera perceptible. Mais si l'on passe du noir à l'un de ces niveaux d'éclairage, alors il n'est pas certain qu'un observateur puisse forcément déterminer duquel il s'agit. Pour que la différence entre le minimum et le maximum soit nette, il faudrait plutôt que le rapport entre les deux résistances soient d'un ordre de grandeur (≈ un facteur 10).

[invite936c567e]

Voici par exemple un test effectué avec une mine de critérium (puisque je n'avais pas de crayon de bois à sacrifier sous la main). La résistance obtenue ayant été mesurée (≈30Ω), j'ai choisi une source d'alimentation adaptée (3,3V) puis sélectionné dans mon stock une led qui convienne au montage (j'en ai quand même testé une dizaine avant de la trouver).

[invite8351836c]

Si l'on passe alternativement du maximum (6,7Ω) au minimum (20Ω), alors la différence sera perceptible. Mais si l'on passe du noir à l'un de ces niveaux d'éclairage, alors il n'est pas certain qu'un observateur puisse forcément déterminer duquel il s'agit. Pour que la différence entre le minimum et le maximum soit nette, il faudrait plutôt que le rapport entre les deux résistances soient d'un ordre de grandeur (≈ un facteur 10).

J'envisage de faire une lampe de burreau, donc avec une bonne luminosité. J'imagine que la différence sera encore moins visible avec une ampoule led, qu'avec une diode led. Qui plus est les crayon HB sont censés être parmis les moins bon conducteurs que les crayon plus gras (2,4,6,8B) (je ne dépasserai donc pas 20-25 ohms pour 10cm de long).

Le plus simple serai peut-être de donner l'illusion que l'intensité augmente en faisant 3 circuits différents avec 3 leds, le crayon est juste conducteur.

[f6bes]

Remoi,
Combien de mines vont casser !!! Bon courage !
Bonne journée

[invitee05a3fcc]

le crayon est juste conducteur.

Quelle drôle d'idée de prendre une mine de crayon comme résistance .....
Ca va sentir le feu de bois quand tu vas allumer ta lampe !
Ne pas oublier que le bois est un très bon isolant thermique, donc ta mine va monter en température ....