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Eclairage à led sur vae

Cet article fait suite à la discussion menée sur le forum concernant un éclairage à led où Silicium et Ma888 ont décrit leurs montages respectifs.(voir ici l'intégralité de la discussion.)

Le but est d’expliquer comment construire un éclairage vraiment trés puissant à led consommant peu d’énergie.

I le schéma électrique et les explications.

schéma d implémentation (par Silicium)

Quelques explications :

Les leds se pilotent en courant, c'est-à-dire qu’elles donnent leur luminosité nominale lorsqu’elles sont traversées par un courant (en milliampères ici) déterminé.
Dans le cas présent, avec les leds utilisées, on cherche à obtenir un courant constant de 20mA.

Le circuit se compose de x branches en parallèle.

II Principe du circuit.

1) un générateur de courant constant (intéressons nous à la première branche).

La loi d’Ohm U = R  I. va nous servir. En effet, pour fixer l’intensité, nous allons fixer la tension aux bornes de la résistance R4. Ainsi, R4 étant fixe, l’intensité la traversant sera fixée et l’intensité traversant les leds également.
Pour cela, le montage de silicium utilise une led et un transistor.
Un courant traverse la résistance R3 ainsi que la led D18.
Cette led (standard, voir plus bas le matériel proposé) va maintenir à ses bornes une tension fixe comprise entre 1,6V et 2,2V (2,2V pour les leds standards utilisées). Ainsi, la tension entre la masse et la base du transistor est fixée.
La tension entre la base et l’émetteur du transistor (la « sortie », là où est la flèche) est également fixée par le transistor.
Ainsi, la tension aux bornes de la résistance R4 est fixée et le courant qui la traverse l’est également.
Nous avons donc ici un générateur de courant constant.

2)Alors, comment déterminer la valeur de la résistance R4 ?

La tension aux bornes de la leds et celle entre base et émetteur dépendant du type de composant, il faut tout simplement monter une branche en tablant sur environ 1V entre émetteur et base puis mesurer avec un voltmètre la tension effective entre l’émetteur et la base. Ensuite, en utilisant R=U/I et en utilisant l’intensité voulue et la tension mesurée, on détermine la valeur de R nécessaire.



3)Combien de leds par branche ?

La tension aux bornes des leds est également déterminée (environ 3,2 volts pour celles utilisées, nécessitant un courant nominal 20mA).
Pour ce courant, comptons au maximum 1V aux bornes de la résistance R4, plus 1V (A VERIFIER) entre collecteur et émetteur, nous avons déjà une tension de 2V entre le collecteur du transistor et la masse.

Si notre batterie est une batterie de 36V, il nous reste donc 34V.
34/3,2 = 10,625.
On pourra donc placer au maximum 10 leds dans la branche.

Et si j’en place moins ??

Et bien c’est le transistor qui va « encaisser » la tension et donc dissiper cette énergie sous forme de chaleur.

Dans le montage que j’ai fait, j’ai mis, pour des questions de place dans le boitier, 9 leds par branche.


4)Des diodes zener, à quoi ça sert ?

Imaginons que l’on ne mette pas de diodes zener (D34, D32, …).
Si une leds claque, le circuit dans la branche est rompu et le courant ne peux plus y passer. Toutes les leds de la branche s’éteignent donc.

Maintenant, l’on a mis des diodes. Ce type de diode laisse passer le courant dans le sens de la flèche (pas le but ici) et le bloque en sens contraire tant que la tension est inférieur à sa tension zener.
En fonctionnement normal, la tension aux bornes de la led étant de 3,2V, inférieur à la tension zener de la diode, la diode ne laisse pas passer le courant qui passe donc dans la led et l’allume.

Si une led claque, la diode zener qui est en parallèle va se retrouver avec à ses bornes une tension supérieure à sa tension zener et donc laisser passer le courant (donc ne pas chercher à mettre par branche le maximum de leds afin de garder une petite « réserve » de tension) qui pourra donc continuez à passer dans la branche.

Une led de la branche s’éteindra, mais pas les autres.

Si vous ne voulez pas mettre de diodes zener et si une led claque, vous avez toujours la solution d’ouvrir le boîtier et de relier entre elles (par soudure) les pattes de la led fautive. Ainsi, la branche correspondante continuera à s’allumer.

II Quels composants, quelle implantation ?

1)Voici ci-dessous la liste des composant que j’ai personnellement utilisés pour faire le montage sur une plaque pastillée avec leurs références chez sélectronic :

10 résistances 43 ohms x1 : réf. 80.9772-10
10 résistances 47koms x1 : réf. 80.4582-10
25 BC 547B x1 : réf. 80.3540-25
led rouge 2v standard x5
zener 4,3V BZX 55 x25 :réf. 80.7308-2
plaque bakélite pastillée 100x160 x1 : réf. 80.7668

Les leds ont été achetées sur e-bay (stores.ebay.fr), le vendeur étant « HKJE Led Lamp center ».
Ce sont dans la catégorie « 5mm White LED » , les « 5mm super Bright White led 55,000 mcd » qui m’ont couté 12 € port compris pour 50.

2)Implantation sur une plaque pastillée.

Vous trouverez ci-dessous le schéma d’implantation que j’ai utilisé sur une plaque pastillée.
J’ai fait le dessin d’une branche seulement.

Tous les composants, saufs les leds sont au verso de la plaque.

La branche suivante peut venir juste à côté ou être un peu plus espacée. Sur le mien, j’ai mis trois « trous de plaque » entre les leds (pour l’implémentation dans le boitier).

schéma implantation sur la plaque

Il faut un peu ruser au niveau du transistor, mais ça se fait bien. (voir photo.)




J’ai également rajouté un porte-fusible au cas-où.

Vue du verso terminé :




3)Implantation dans le boîtier.

J’ai utilisé des boîtiers également trouvés chez sélectronic (boitier teko 10008 réf 80.4204-3).

Après avoir mis du scotch de masquage, j’ai tracé le centres des leds (en utilisant une plaque pastillée) et j’ai percé au foret de 5mm.



Perçages terminés et leds en place :



Pour l’étanchéité, j’ai déposé de manière généreuse,sur le recto de la plaque pastillée, du silicone entre les leds et j’ai monté la plaque dans le boîtier. Cependant, les trous étant vraiment bien ajustés, je pense que l’eau n’aurait pas pu entrer.

J’ai percé un petit trou en dessous du boîtier pour le passage des fils. Silicone également pour refermer le boîtier.


4)Montage sur le vélo.

Quelques images valent mieux qu’un long discours :





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Créé le 25-08-2008 à 20h32.
Modifié le 27-08-2008 à 11h16.

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