Encore des histoires de LEDs

Bonjour,

Je ne vais pas re-faire un topo complet sur le montage des LEDs, il y a déjà plein d’infos disponibles sur le sujet. Mais si le principe de base est très simple, il y a quand même quelques points de détail qu’il est facile d’oublier et qui peuvent avoir des conséquences soit sur la longévité des LEDs soit sur le fonctionnement correct du circuit. Je m’étais d’ailleurs planté dans le câblage de mon WS-60HJ en allant un peu trop vite en besogne…

• Rappels et notations :
- Une LED est toujours montée en série avec une résistance « R »  permettant le contrôle du courant.
- Vf : Tension de fonctionnement de la LED. Correspond à la chute de tension de la diode équivalente. (« f » est pour « forward » , sens passant).
- If : Courant passant à travers la LED au point de fonctionnement.
- En général, les infos « constructeur » sont publiées pour un courant nominal If=20mA, valeur qu’il est recommandé de ne pas dépasser. Les autres caractéristiques de la LED (Vf, Intensité lumineuse, longévité, etc…) sont données pour cette intensité.
Ci-dessous, un dessin donnant la courbe caractéristique d’une LED. Genre d’infos détaillées malheureusement rarement publiées par les constructeurs ou vendeurs.



• Tension des accus :
La valeur nominale de la tension d’un packs d’accus est en fait la tension moyenne disponible sur une bonne partie de la courbe de décharge.
Par contre la tension à pleine charge (avant toute utilisation) est en général plus élevée, et, pour certains types, la différence est assez prononcée… Certes, la tension tombera rapidement à la valeur nominale lors de la navigation… Mais, dans le cas de tests à l’atelier ou d’une expo,  la tension pourra rester à la valeur max assez longtemps, les LEDs consommant très peu de courant… Et le courant monte très vite en fonction de la tension (voir courbe)! Ca va « briller » très fort, mais longévité réduite ou claquage pur et simple ! Donc il est nettement préférable de faire le calcul de la résistance de contrôle en prenant la tension maximale du pack après pleine charge et non la tension nominale.

• « Point » de fonctionnement :
La majorité des caractéristiques des LEDS sont données pour If =20mA. C’est en général l’intensité max qu’elles peuvent supporter en conservant une bonne durée de vie. C’est à cette valeur qu’elles pourront donc fournir l’intensité lumineuse max. Point mis en avant par les commerçants. Mais il n’est nullement obligatoire de travailler à cette intensité. La majorité des LEDs « s’allumeront » avec un courant If de 2 ou 3mA…  Après, libre à vous de choisir le point de fonctionnement : Par exemple pour l’éclairage d’une cabine ou de coursives, il peut être plus réaliste de baisser l’intensité lumineuse. Le calcul de la résistance de contrôle devra donc être fait avec cette intensité. Pour être précis, il faudrait avoir la courbe de la LED pour déterminer le Vf correspondant… Mais on peut se satisfaire de valeurs standard ou au pire utiliser le Vf nominal donné par le constructeur. L’erreur sur « R » sera faible.

• LEDs en série :
- Il est indéniable que le « bon » montage « professionnel » est d’ associer une seule LED à sa résistance de contrôle. Et le top du top, d’utiliser une résistance type CMS…
- Mais pour les moins doués (comme moi !) du fer à souder qui utilisent des résistances standards il est tentant et bien commode de monter plusieurs LEDs en série avec une seule résistance : Gain de place et de câblage. Bien sûr, si une « claque » on perd le tout… Mais elles sont quand même très fiables si bien montées…
- L’idéal dans ce cas est d’utiliser ensemble des LEDs de même couleur et du même fabriquant… Mais ça marche aussi en mélangeant les couleurs… On aura bien sûr moins de contrôle sur la luminosité de chaque LED, toutes étant traversées par le même courant… En général ce n’est pas gênant.
- La question suivante est : Combien puis-je en mettre en série ? En principe autant que la tension de l’accus le permet : Il faut juste que la tension de l’accus soit supérieure à la somme des tensions Vf des LEDs mises en série plus la chute à travers la résistance.
Un bémol quand même : Plus la résistance sera de faible valeur, plus la chute de tension aux bornes de la résistance sera faible et plus les LEDs seront sensibles à une variation de  la tension du pack d’accus. Et la tension de nos packs varient pas mal durant la décharge…
Un petit exemple, un peu extrême, mais qui illustre le phénomène : Prenons un pack NiMH de 10 éléments, tension nominale de 12v et de tension max après charge de 14v.
→ Si j’ai une seule LED rouge dans le circuit, pour fonctionner à 20mA il faut une résistance de (14-2)/0,02=600Ω. Lorsque la tension du pack chute vers la valeur nominale de 12v, le courant baisse à (12-2)/600=17mA. Une variation de 15%. Pas trop dramatique et se verra peu sur l’intensité lumineuse.
→ Si je monte 5 LEDs rouges en série, pour fonctionner à 20mA, la résistance sera de (14-10)/0,02=200Ω. Lorsque la tension du pack chute vers la valeur nominale de 12v, le courant baisse à (12-10)/200=10mA. Une variation de 50% !Là la différence de luminosité sera plus que notable!
Il faut donc s’assurer que la chute de tension aux bornes de la résistance reste à un niveau acceptable. 50% de la tension totale semble un bon compromis.  Dans l’exemple précédent, avec 3 LEDs en série, la variation d’intensité serait alors de 25%.

J’ai résumé tout ça dans un petit tableau Excel « CalcLED » qui me permet de faire rapidement mes calculs sans en oublier la moitié… Ben oui, la mémoire flanche de temps en temps…  Je vous le mets en attachement, si ça peut vous servir…
Les valeurs utilisées pour les accus (tension par élément) et les LEDs(Vf & If nominales) sont des valeurs courantes & standards.  La feuille est protégée en écriture (sauf  nbre éléments de l’accus et nbe de LEDs bien sûr). Mais le mot de passe est sur la feuille. Vous pouvez copier la feuille « LEDMaster », puis ôter la protection de la copie et modifier ce que vous souhaitez…
Critiques et commentaires bienvenus comme d'habitude...
Marcel.

Merci pour ces explications,

J'avais mis de côté un autre xls, trouvé sur le site promoled.fr, mais qui à priori n'y est plus.
Heureusement, je l'avais sauvegardé

pat_2b

PS : tu as été généreux sur les ccc de accus

PS2 : y veut pas me charger mon xls !!!

Pat 2b a écrit:PS2 : y veut pas me charger mon xls !!!

Bonjour.
Certainement un fichier trop gros pour la place qu'il reste dans le stockage de documents.
Et malheureusement je ne peux pas étendre cette capacité de stockage.
Reste la solution de mettre les documents sur Google Drive et de mettre les liens dans les sujets.

A+

Il fait la même taille que celui de Rookie (15ko), je suis jaloux
Bon, je l'ai mis ICI

Sinon, un calc en ligne :
http://ledcalc.com/#calc

Pat_2b

patdxfr a écrit:Merci pour ces explications,
J'avais mis de côté un autre xls, trouvé sur le site promoled.fr, mais qui à priori n'y est plus.
Heureusement, je l'avais sauvegardé

Oui, il y a de nombreux simulateurs dispos sur le Net, certains beaucoup plus sophistiqués!. D'ailleurs dans la section "Liens utiles" de notre Forum préféré il y en a plusieurs de référencés dont celui que tu mentionnes.
Mais je n'en ai pas trouvé un qui fasse ce que je voulais, mise en garde sur les tensions max et limitations du nombre de LEDs selon Vr... Certains ne font même pas de vérifs et donnent même des résistances négatives... Alors je me suis fait mon mien!... Pas bien compliqué...

patdxfr a écrit:
Il fait la même taille que celui de Rookie (15ko), je suis jaloux

Rien fait de spécial... J'ai suivi la procédure: Choix du fichier à attacher, puis chargement du fichier sur le serveur, puis envoi du message...

patdxfr a écrit:
PS : tu as été généreux sur les ccc de accus

Que veux-tu dire? Qu'aurais-tu pris comme valeur? Facile de modifier la page...

Marcel.
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rookie78 a écrit:

patdxfr a écrit:
PS : tu as été généreux sur les ccc de accus

Que veux-tu dire? Qu'aurais-tu pris comme valeur? Facile de modifier la page...

Marcel.
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C'est rien, juste une coquille, tu as écrit accus avec 3C

pat_2b

patdxfr a écrit:

rookie78 a écrit:

patdxfr a écrit:
PS : tu as été généreux sur les ccc de accus

Que veux-tu dire? Qu'aurais-tu pris comme valeur? Facile de modifier la page...

Marcel.
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C'est rien, juste une coquille, tu as écrit accus avec 3C

pat_2b

OOps! Ben au moins ça fait plaisir de voir qu'il y en a qui lisent TOUT, même les petites lignes!

A+
Marcel.
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patdxfr a écrit:Il fait la même taille que celui de Rookie (15ko), je suis jaloux
Bon, je l'ai mis ICI

Sinon, un calc en ligne :
http://ledcalc.com/#calc

Pat_2b

Ce sont les vaporistes qui utilisent tout l'espace dédié aux documents.
Voir ici:
https://modelismenavalradioc.forumactif.com/t12255-pourquoi-je-ne-peux-plus-heberger-de-document#170580

A+