Led de puissance avec Arduino

[invitecadd9e9f]

Bonjour ,
j'écris ce post pour pouvoir m'apporter une aide par rapport à mon projet de BAC qui consiste à éclairer automatiquement une caméra à l'aide de LED de puissance (j'en ai choisi 10).
Pour la programmation je suis ok ayant testé sur de simple Led mais je dois tout de même expliquer avec des Leds de puissance qui sont des Led de 3W avec un courant de 750mA et une tension comprise entre 3.5 et 4.5V.
Le problème c'est que la carte Arduino n'a qu'un courant de sortie de 40mA donc il faudrait que j'utilise des transistors pour amplifier ce courant dans chaque broche.
Et pour la tension je pense que la tension de l'Arduino devrait être suffisante. Et pour la LDR j'avais alimenter en 5V ensuite en 10V pour augmenter les plages de variations.
Du coup si vous auriez une idée du type transistors que je pourrait intégrer ou autre solution.
Merci de votre aide je vous joint un aperçu du montage avec de simples Leds.

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[DAT44]

Bonjour,
si tu allume les 10 DELs la consommation passe a 7,5 Ampères, il faut que l'alim suive...

si tu utilise le transistor en ballast pour limité le courant dans les DELs(montage classique a deux transistors), pour le transistor monté en ballast il faut prendre un NMOS digital en boitier DPAK ou D2PAK ou TO220(pour le petit NPN tu prend ce que tu veux):

https://www.mouser.fr/ProductDetail/...WKllgNPUBs0%3d

[DAT44]

Bonjour,
schéma :

[invitecadd9e9f]

Si j'ai bien compris le NPN situé après la LED va permettre de faire passer le courant de la Led puisque la base est connecté à la sortie de l'arduino mais j'ai pas compris pour le deuxieme transistor. :/
Et pour l'alim je serais obligé de prendre une batterie puisque cette caméra sera sous l'eau donc à la limite je diminue le nombre de LEDs non?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite936c567e]

Bonjour

Le schéma fourni par DAT44 est celle d'une source de courant constant.

Quand la sortie de l'Arduino produit un niveau haut (5V), la tension V_GS sur la grille du transistor MOSFET (à droite) est rendue suffisamment élevée pour allumer la led.

Le courant I_F traversant la led, commandé par la tension V_GS, passe en presque totalité au travers du shunt R_S=1Ω, de sorte que la tension V_S qui apparaît aux bornes de ce dernier lui est proportionnelle (on a V_S≈R_S·I_F).

En fonctionnement normal, la tension base émetteur V_BE du transistor NPN est à peu près constant V_BE≈U₀. Si le courant I_F est trop faible alors la tension V_S est inférieure à U₀, donc le courant passant dans le collecteur du transistor NPN est faible, ce qui tend à élever la tension de grille du MOSFET et à augmenter I_F. Inversement, si le courant I_F est trop élevé alors la tension V_S est supérieure à U₀, donc le courant passant dans le collecteur du transistor NPN est élevé, ce qui tend à abaisser la tension de grille du MOSFET et à réduire I_F.

Le transistor NPN fournit une tension de référence, et réalise une contre-réaction permettant d'asservir à cette tension le courant produit dans la led.

[invite936c567e]

Toutefois, pour que le montage fonctionne, il faut que la somme de la tension V_F aux bornes de la led et de la tension V_S aux bornes du shunt reste strictement inférieure à la tension d'alimentation. Il faut également que la somme de la tension V_S aux bornes du shunt et de la tension V_GS à l'entrée du MOSFET reste strictement inférieure à la tension de sortie de l'Arduino.

Comme V_S est de l'orde de 0,7V, avec une tension d'alimentation de 5V ce montage ne permet pas d'alimenter correctement des leds présentant une tension directe V_F trop proche de 4,5V. Certaines leds du modèle indiqué pourraient donc ne pas convenir.

Le seuil de commande V_GS(ON) du transistor MOSFET doit également être suffisamment bas. En toute rigueur il faudrait utiliser un MOSFET « logic level » avec de préférence une V_GS(ON) inférieure à 4V. Le modèle de MOSFET proposé par DAT44 ne présente pas ces caractéristiques, mais il pourrait quand même fonctionner parce qu'il est très largement surdimensionné (l'idéal étant, selon moi, d'utiliser un transistor avec des caractéristiques adaptées garanties par le constructeur).

[invitecadd9e9f]

Merci pour tes explications j'ai un peu de mal a comprendre puisque j'ai pas vraiment vu les transistors Mosfet, mais je pense avoir compris le raisonnement si If est trop faible alors la tension source du mosfet sera inférieur à U0 (je sais pas à quoi ça correspond :') ) Donc le courant du collecteur sera quasi nul et augmente donc la tension au grille et donc le courant également puisque R=1

Mais je ne sais pas pourquoi pourquoi le courant IF augmente si le courant arrivant au collecteur est faible et pourquoi le courant If serait t'il à la fois trop élevée ou trop faible?
Désolée pour ces questions qui peuvent être bête mais je veux bien comprendre pour pouvoir le présenter à l'oral fin à moins que ça soit trop compliquée j'expliquerais seulement le test :/

[invite936c567e]

Dans mon explication, U₀ représente la valeur de V_S et de V_BE correspondant au courant I_F attendu. On a U₀≈0,7V.

Le circuit est conçu comme une boucle d'asservissement : si à un moment donné la valeur de I_F est trop faible alors le circuit l'augmente, et inversement, si la valeur de I_F est trop élevée alors le circuit la diminue.

Plus en détail :
- quand le courant I_F dans la led augmente, la tension V_S aux bornes du shunt augmente,
- la tension V_S est égale à la tension V_BE à l'entrée du transistor NPN,
- quand la tension V_BE augmente, le courant de collecteur I_C du transistor NPN augmente,
- quand le courant I_C augmente, la tension d'entrée V_GS du transistor MOSFET diminue,
- quand la tension V_GS diminue, le courant I_F diminue ;
et inversement :
- quand le courant I_F dans la led diminue, la tension V_S aux bornes du shunt diminue,
- la tension est égale à la tension V_BE à l'entrée du transistor NPN,
- quand la tension V_BE diminue, le courant de collecteur I_C du transistor NPN diminue,
- quand le courant I_C diminue, la tension d'entrée V_GS du transistor MOSFET augmente,
- quand la tension V_GS augmente, le courant I_F augmente.
Le circuit tend donc naturellement à stabiliser son fonctionnement dans un état particulier, pour lequel le courant I_F dans la led vaut environ U₀/R_S.

Dans cet état stable, la conduction des transistors est modérée, de sorte qu'elle puisse diminuer ou augmenter facilement afin de contrecarrer les causes qui tendraient à faire varier le courant I_F. Le canal drain-source du transistor MOSFET présente une résistance ni trop faible ni trop forte, et le transistor NPN n'est ni saturé (sa tension de sortie V_CE n'est pas minimale) ni bloqué (son courant collecteur I_C n'est pas nul).

[invitecadd9e9f]

Du courant If sera toujours de 750mA environ pour la led, si c'est le cas il faut que je fasse ce mémé montage pour chaque Led?

[DAT44]

Bonjour,

Du courant If sera toujours de 750mA environ pour la led, si c'est le cas il faut que je fasse ce mémé montage pour chaque Led?

Oui.

[invitecadd9e9f]

D'accord merci de vos aides j'ai compris dans l'ensemble mais niveau calcule ça se passe comment? et le choix des résistances puisque j'aurais surement à expliquer le choix de ces deux transistors du coup

[invitecadd9e9f]

J'ai également essayé reproduire sur Proteus mais la Led ne s'allume pas :/

[invite936c567e]

Voici un exemple de mesures sur un montage avec une led Luxeon III (I_F=3,7V@V_F=700mA) et un transistor MOSFET « logic level » (V_GS(th)<2,4V ; R_DS(ON)<0,45Ω@V_GS=4,5V). À l'exception du courant dans la led, les valeurs indiquées peuvent notablement évoluer du fait des dispersions entre les composants d'un même modèle (led et MOSFET notamment).

[invite936c567e]

Le choix des composants et de leur point de fonctionnement doit répondre aux conditions que j'ai indiquées plus haut.

Cela impose notamment de choisir un transistor MOSFET qui présente une résistance R_DS(ON) assez faible pour produire un courant de drain I_D plus élevé que celui nécessaire avec une tension grille-source V_GS effectivement réalisable par le montage lorsque le transistor NPN est bloqué. Ainsi le transistor NPN pourra réduire le courant I_D jusqu'à la valeur souhaitée en augmentant la valeur de R_DS via un diminution de V_GS.

Le transistor MOSFET doit également être en mesure de supporter la dissipation de puissance thermique attendue (P=V_DS×I_D).

[invite936c567e]

Voici ce qu'on obtient si l'on déplace le point de fonctionnement du montage précédent en réduisant la résistance de 1kΩ à 143Ω :



La forte augmentation du courant de collecteur I_C du transistor NPN nécessaire pour atteindre le point d'équilibre a pour conséquence une augmentation de la tension V_BE, et donc du courant I_F=I_D dans la led. Toutefois, alors que I_C est presque multiplié par six, I_F n'augmente que de 20%.

[invite3f5858df]

Bonjour tout le monde, petite question avec les LED de puissances. Peut-on alimenter une LED de puissance à 1000V avec un Vf de 37V environ et un courant de 400mA, en dimensionnant bien le tout par la suite. Avec du coup une résistance de 3kOhm environ et un puissance à dissiper de 450W. Donc ça nous ferait 5 résistances en série de 680Ohm /100W. Est-ce possible ?

[antek]

Pas une led mais l'ensemble led+résistance.
C'est possible mais très bizarre . . .