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choix de resistance pour led



  1. #1
    woshou

    choix de resistance pour led


    ------

    Bonjour,

    Je souhaite déterminer les résistances adéquate pour allumer plusieurs leds que j'ai branché en parallèle.

    J'utilise un raspberry pi qui dispose de plusieurs entrées et sorties numérique.

    Les sorties du raspberry pi peuvent fournir au niveau bas(0 volt) ou haut (3,3 volts).Le courant de sortie sortie est limité à 16 mA.

    Voici les specifications de la led que j'utilise :

    Diamètre: 5mm
    Couleur: Blanc Froid
    Tension: 3.0v (Forward Voltage) à 20mA
    Luminescente: minimum 15.000 mcd !!!
    Angle de vue: cône de 25 degrés
    Courant: 20 mA


    On nous conseille sur le site (http://wiki.mchobby.be/index.php?title=LED_Monochrome) si on travaille avec une source de 5V de mettre une resistance de 100 ohm pour un résultat parfait ça voudrait dire qu'on envoi 50mA à la led or son courant nominal c'est 20 mA ?

    Est-ce que jeme trompe quelque part?

    Merci bien

    -----

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  3. #2
    antek

    Re : choix de resistance

    Le courant dans le circuit sera de I=U/R => 2/100 => 20 mA
    avec 2 V aux bornes de la résistance (5V alim moins 3V diode).

  4. #3
    f6bes

    Re : choix de resistance

    Citation Envoyé par woshou Voir le message
    Bonjour,

    Je souhaite déterminer les résistances adéquate pour allumer plusieurs leds que j'ai branché en parallèle.

    J'utilise un raspberry pi qui dispose de plusieurs entrées et sorties numérique.

    Les sorties du raspberry pi peuvent fournir au niveau bas(0 volt) ou haut (3,3 volts).Le courant de sortie sortie est limité à 16 mA.

    Voici les specifications de la led que j'utilise :

    Diamètre: 5mm
    Couleur: Blanc Froid
    Tension: 3.0v (Forward Voltage) à 20mA
    Luminescente: minimum 15.000 mcd !!!
    Angle de vue: cône de 25 degrés
    Courant: 20 mA


    On nous conseille sur le site (http://wiki.mchobby.be/index.php?title=LED_Monochrome) si on travaille avec une source de 5V de mettre une resistance de 100 ohm pour un résultat parfait ça voudrait dire qu'on envoi 50mA à la led or son courant nominal c'est 20 mA ?

    Est-ce que jeme trompe quelque part?

    Merci bien
    Bjr à toi ,Si ta sortie est limitée à 16 mA...il ne passera PAS 20 mA dans ta led et encore moins...50 mA.
    Ton calcul est faux.
    Je suppose que tu as fais 5v /100 ohm=...0.05 A (50 mA).
    C'est à dire que tu considéres dans tes calculs QUE la réistance...et tu as oublié
    la " réistance" propre à la led.
    Bonne journée

  5. #4
    woshou

    Re : choix de resistance

    Ok je vois en considérant les différents paramétrés données de la led :

    3V/0,02 A = 150 ohm (résistance propre de la led).

    Donc le calcul devient 5V/250ohm = 0,02 mA. Ce qui correspond bien au courant nominal.

    EN utilisant mon alimentation de 3,3 V j'aurai 3,3/250 = 0,0135mA la led s'allumera mais on perd déja de l'intensité lumineuse.

    J'ai utilisé un capteur ultrason et 5 LEDs en parallèle est-ce que vous voyez des incohérence dans mon circuit?

    schéma_neurogreen_bb(platine_ultra_son_led).jpg
    schéma_neurogreen_schéma(led_ultra_son).jpg

    Merci bien

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. Comparatifs

    Gagnez du temps et de l'argent grâce à nos comparatifs de produits. Parmi nos sujets :
  8. #5
    PA5CAL

    Re : choix de resistance

    Bonjour

    La tension directe VF des leds est toujours connue avec une mauvaise précision, souvent à plusieurs dizaines de % près. Pour un modèle de led donné, cette tension varie d'un composant à l'autre, et elle évolue également un peu en fonction de la température.

    Or, la valeur de la résistance nécessaire pour limiter le courant dépend de la différence entre cette tension directe et la tension du générateur, en l'occurrence une sortie numérique 3,3V du Raspberry Pi (qui, d'ailleurs, voit sa tension chuter quand elle débite un courant important).

    Il paraît donc risqué de vouloir alimenter une led « de 3V » avec une sortie « de 3,3V ».

    En effet, on pourrait d'emblée choisir une résistance normalisée de 19,1Ω afin de limiter (théoriquement) le courant à (3,3V-3V)/19,1Ω = 15,7mA. Mais la tension directe effective de la led utilisée pourrait en réalité valloir 3V-10% = 2,7V par exemple. Le courant serait alors de (3,3V-2,7V)/19,1Ω = 31,4mA, ce qui détruirait probablement la led ou la sortie du Raspberry Pi à plus ou moins long terme. [NB: ce calcul est simpliste, mais les valeurs obtenues et les risques encourus sont tout-à-fait réalistes.]

    À l'inverse, il se peut que la tension directe effective de la led utilisée vaille 3V+20% = 3,6V, et la led ne pourrait alors qu'être sous-alimentée.


    Si tu souhaites juste réaliser un témoin lumineux, alors il est tout-à-fait envisageable de brancher ta led blanche en série avec une résistance de 100Ω par exemple. La led sera nettement sous-alimentée, mais compte tenu de son haut rendement et de sa forte luminosité nominale, son éclat restera visible.

    Si tu souhaites profiter au maximum de la puissance lumineuse qu'elle est capable de produire, alors il faudra utiliser une autre source d'alimentation, qui présente une tension supérieure. Par exemple, depuis l'alimentation 5V :

    Raspi-led3V.png

  9. #6
    woshou

    Re : choix de resistance

    Bonjour Pascal,

    Merci beaucoup pour toutes ces précisions , c'est ce que j'ai essayé de faire sur mon schéma que j'ai mis sur mon deuxième poste branchés les 5 leds en séries au 5V du raspberry.

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  11. #7
    PA5CAL

    Re : choix de resistance

    Citation Envoyé par woshou Voir le message
    Ok je vois en considérant les différents paramétrés données de la led :

    3V/0,02 A = 150 ohm (résistance propre de la led).

    Donc le calcul devient 5V/250ohm = 0,02 mA. Ce qui correspond bien au courant nominal.

    EN utilisant mon alimentation de 3,3 V j'aurai 3,3/250 = 0,0135mA la led s'allumera mais on perd déja de l'intensité lumineuse.
    Ce calcul n'est pas correct, car une led ne présente pas la caractéristique d'une résistance. Elle ne suit pas la loi d'Ohm, mais une loi exponentielle, comme ceci :

    UI-led.png

    Si l'on augmente ou réduit le courant, la tension n'est pas augmentée ou réduite dans les mêmes proportions comme pour une résistance, mais reste à peu près constante.

    Si le courant dans la led alimentée sous 5V via une résistance de limitation de 100Ω vaut 20mA, c'est parce qu'on a : IF=(5V - 3V)/100Ω=20mA.

    Si l'on utilise une tension de 3,3V, on serait probablement plus proche de la vérité en considérant qu'on a : IF=(3,3V - 3V)/100Ω=3mA. Comme la tension directe de la led chute quand le courant diminue, en réalité on aurait un courant plus important, peut-être 5mA, mais certainement pas 13,5mA comme tu l'as calculé ci-dessus.


    Mais d'un point de vue pratique, il devient illusoire de chercher à réaliser des calculs lorsque la tension d'alimentation est trop proche de la tension directe de la led, car les incertitudes sur les caractéristiques réelles des composants utilisés (alimentation, résistance, led) correspondent à une trop grande variation du courant effectivement obtenu. Une incertitude de 0,1V peut facilement aboutir à réduire ou augmenter le courant de 50%, voire plus.

  12. #8
    PA5CAL

    Re : choix de resistance

    Citation Envoyé par woshou Voir le message
    Bonjour Pascal,

    Merci beaucoup pour toutes ces précisions , c'est ce que j'ai essayé de faire sur mon schéma que j'ai mis sur mon deuxième poste branchés les 5 leds en séries au 5V du raspberry.
    Tes pièces jointes viennent d'être validées.

    Tu confonds le montage « en série » et le montage « en parallèle ». Sur ton schéma de câblage, tes leds sont branchées en parallèle. Et chaque led est branchée en parallèle avec une résistance, et connectée directement entre le + et le – de l'alimentation --> sous 5V, elles devraient griller presque instantanément.

    Pour pouvoir limiter le courant dans la led, la résistance doit être branchée en série. Le même courant traverse la led puis la résistance. Ces deux composants n'ont donc qu'une seule connexion commune.
    Dernière modification par PA5CAL ; 26/09/2018 à 11h01.

  13. #9
    woshou

    Re : choix de resistance

    Merci , ça va me faire faire des économies .

    Voila mon montage les leds sont en parallèle (je me suis trompé dans le poste précédent) et chaque led à une résistance de 100 ohm en série.

    schéma_neurogreen_bb.jpgschéma_neurogreen_schéma_1.jpg

  14. #10
    PA5CAL

    Re : choix de resistance

    Ok. Ce montage est correct.

    Mais d'après ton sujet, j'avais cru comprendre que tu souhaitais les allumer à l'aide de sorties numériques du Raspberry Pi... !?

  15. #11
    woshou

    Re : choix de resistance pour led

    Bonjour ,

    oui à la base c'est ce que je voulais faire , mais comme les sorties du raspberry pi n'envoi que du 3,3V c'est risqué à cause des raisons que vous avez évoqué plus haut .

    Je voulais donc juste tester la luminosité sous 5V et ensuite je vais commander ces 5 leds à l'aide d'un arduino qui a plusieurs sorties numérique en 5V.

    Vous voyez d'autres options?

  16. #12
    f6bes

    Re : choix de resistance

    Remoi Woshou,
    Ca me géne que tu écrives cela :...."Les sorties du raspberry pi peuvent fournir au niveau bas(0 volt) ou haut (3,3 volts).Le courant de sortie sortie esst limité à 16 mA."
    ET
    que tu veuilles mettre 5 fois ( leds) consommant 5 fois 20mA=100 mA.
    Que va en penser la fameuse sortie...16 mA ?
    Tu n'y vois pas un inconvénient ?
    Bonne journée
    Dernière modification par f6bes ; 26/09/2018 à 15h04.

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  18. #13
    woshou

    Re : choix de resistance

    Oui avec la loi des nœuds il y a une inégalité...je peux donc pas brancher les 5 leds à la sortie de 16mA. Par contre je peux alimenter les led et la résistance avec la sortie analogique de 5V,1,5A(max) du raspberry pi et contrôler ces dernières à l'aide d'un transistor branché à la sortie de 3,3V.

    Bonne journée!

  19. #14
    PA5CAL

    Re : choix de resistance

    Il faudra donc utiliser un transistor pouvant supporter plus de 100mA, et adapter en conséquence la valeur de la résistance entre sa base et la sortie numérique du Raspberry Pi.

    raspi-5leds.png

  20. #15
    woshou

    Re : choix de resistance

    Bonjour merci pour toutes ces informations précieuse , puis-je savoir quelle logiciel vous utiliser pour réaliser vos schémas?

    Je dispose à la maison de transistor (2N2222A) sur le datasheet y a énormément de valeurs que ce soit pour la base le collecteur et l’émetteur comment vous savez quelle valeur correspond à l'intensité limite qu'une broche peut supporter ?

    Merci bien


    page1:page1.png
    page2:page2.png
    page3:2nn2a.png
    page4:2n22a.png

  21. #16
    PA5CAL

    Re : choix de resistance

    J'utilise un outil de dessin fait-maison. Avant, j'utilisais un logiciel de dessin vectoriel classique (Apple Works) qui donnait des résultats similaires, mais qui présentait l'inconvénient de ne pas être multiplateformes.


    Un 2N2222A peut effectivement convenir.

    Les valeurs à retenir sont le courant collecteur maximum (IC=800mAdc dans Maximum Ratings) et les caractéristiques de saturation (VCE(sat)<0,3Vdc et 0,6Vdc<VBE(sat)<1,2Vdc pour IC=150mA et IB=15mA dans On Characteristics, et courbes des figures 2, 3 et 5). On pourrait aussi d'intéresser aux caractéristiques thermiques pour vérifier que le transistor ne chauffe pas trop (mais dans le cas présent on est loin des limites).

    Le but est de s'approcher de ce point de fonctionnement :

    2n2222a-sat100mA.png

    On aura alors typiquement :
    - IB ≈ 10 mA
    - IC ≈ 100 mA
    - VCE(sat) ≈ 0,1 V
    - VBE(sat) ≈ 0,8 V
    ce qui permet de calculer la valeur des résistances nécessaires.

  22. #17
    woshou

    Re : choix de resistance

    Bonjour Pascal , merci beaucoup est bien compris et je vois maintenant si j'ajoute d'autres leds comment la résistance relié au GPIO devra évoluer !

  23. #18
    woshou

    Re : choix de resistance

    Donc si j'ai bien compris on sait une chose que le courant dans le collecteur serat de 100mA , ensuite on regarde dans le graphique figure 2 et dans l'ae des abscisse on cherche 100mA et on travail à 25° donc notre tension Vbe(sat) serat de plus ou moins 0,8 V et les caractéristiques nous disent 0,6Vdc<VBE(sat)<1,2Vdc donc tout vas bien.


    Ensuite on doit determiner le courant dans la base pour que IB=15mA donc on fait R =3,3*(15mA)=220 ohm. ainsi on peut déterminer la résistance idéal.

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  25. #19
    woshou

    Re : choix de resistance pour led

    Que se passe t-il si on va au-delà des valeurs de tensions de saturation Vce et Vbe ?

  26. #20
    PA5CAL

    Re : choix de resistance pour led

    La méthode est :
    - on sait que le courant collecteur doit être de IC=100mA
    - pour assurer un bonne saturation du transistor, on fait en sorte que IC/IB=10 environ, soit IB=10mA
    - pour IC=100mA et IB=10mA, on trouve que VCE(sat)=0,1V et VBE(sat)=0,8V (pour un transistor qui ne chauffe pas beaucoup, soit une température proche de 25°C)
    - on calcule la tension aux bornes de la résistance de limitation des leds parcourues par un courant IF=20mA, soit URL=5V-VF-VCE(sat)=5-3-0,1=1,9V
    - on en déduire la valeur des résistances de limitation : RL=UR/IF=1,9/20m=95Ω et on prend la valeur normalisée supérieure la plus proche (i.e. correspondant à un courant un peu plus faible, assurant une meilleure limitation), soit RL=100Ω
    - on calcule la tension aux bornes de la résistance entre la base et la sortie numérique, soit URB=3,3V-VBE(sat)=3,3-0,8=2,5V
    - on en déduit la valeur de cette résistance : RB=URB/IB=2,5/10m=250Ω et on prend la valeur normalisée inférieure la plus proche (i.e. correspondant à un peu plus élevé, assurant une meilleure saturation), soit RB=220Ω.


    Les valeurs de VCE et de VBE obtenues sont juste la conséquence du fonctionnement du transistor pour les courants IC et IB indiqués.

    Il n'est pas possible d'augmenter énormément VBE, sauf à injecter dans la base un courant IB très important qui détruirait le transistor.

    La tension VCE peut augmenter si le courant IB est trop faible ou si le courant IC est trop important, ce qui se traduit par une mauvaise saturation du transistor. D'ailleurs, pour éteindre les leds, on annule le courant IB, ce qui annule le courant IC et fait augmenter VCE jusqu'à 5V.

  27. #21
    woshou

    Re : choix de resistance pour led

    ok l’électronique devient très clair avec vous merci infiniment ! Bonne soirée

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