Impression 3D

D’une révolution nous passons aux évolutions, l’imprimante 3D est en passe de transformer notre quotidien en se démocratisant avec des modèles de plus en plus performants et simples d’usage.

L’impression 3D est une formidable aventure que nous vous proposons de partager au travers de ce forum.
Forum spécialisé BQ Witbox, Hephestos , Witbox 2, Hephestos 2, Witbox Go!

Utiliser des LEDs

Posez ici vos questions techniques avec ou sans rapport à l'impression 3D

Retour vers Sujets de technique générale

par Jacques » Jeu Déc 15, 2016 1:36 am

LED comme Light Emitting diode

Cette petite lampe existe depuis plus de 40 ans. 30 ans sans évolution notable, elle était juste utile en tant que voyant. Depuis quelques années elle devient plus lumineuse et l'on trouve toutes les couleurs et toutes les formes.
La plus courante est la led 3mm ou 5mm, ronde.

Image

La broche longue est l'anode ou le +
La broche courte est la cathode ou le -

Outre sa faible consommation, il s'agit d'un composant électronique et non d'une simple ampoule.
Ses caractéristiques sont les suivantes :
- Tension de fonctionnement
- Courant de fonctionnement
- Couleur
Suivant sa couleur, une led a une tension de fonctionnement propre et un courant généralement de 20 mA
En principe une tension donne directement un courant suivant la fameuse loi d'Ohm mais ce n'est pas applicable pour une led qui se comportera comme une diode.
La particularité d'une diode est de conserver une tension constante à ses bornes.
Autrement dit, une led de 2V ne peut supporter plus de 2V sous peine de bruler par une augmentation exponentielle du courant la traversant.
Pour résoudre ce problème de courant nous utiliserons un régulateur de courant ou plus simplement une résistance.

Image

Une led rouge demande 1,8 à 2,2 V, une blanche ou bleu demande 3 à 3,2 V
Sachant que la LED maintient une tension fixe à ses bornes et que le courant sera identique dans tous les point du circuit, il devient facile de déterminer la résistance qu'il conviendra d'utiliser.

Prenons le cas type d'une Led rouge
Dans le circuit plus haut, prenons l'exemple d'une alimentation de 5V avec aux bornes de la led 2V, nous aurons donc 3V aux bornes de la résistance (5-2=3).
R (résistance) = U/I soit 3V/0,02 (20mA) = 150 Ohms, par sécurité nous opterons pour 220 Ohms

Le montage classique 12V
Comme il n'existe pas de led 12V, il s'agit souvent de 3 leds montées en série dans le même boitier avec une résistance. On retrouve ce principe sur les bandes de leds que nous pouvons couper à chaque multiple de 3 leds.

Prenons le cas type de 3 leds blanches en série.
Chaque led a une tension de 3,2V soit un total de 3,2 X 3 = 9,6 V
12 - 9,6 = 2,4 V aux bornes de la résistance
R = U/I soit 2,4V / 0,02 = 120 Ohms, par sécurité nous prendrons une résistance de 150 ohms

Rien de plus simple en fait, il faut juste garder en tête de ne pas dépasser 20 mA de courant.
Sachant que chaque couleur à sa propre tension, il conviendra d'ajuster la résistance pour être certain de ne pas dépasser le courant maximum.

Du fait de la tension propre à chaque led, le montage en parallèle des leds est à proscrire sous peine d'avoir un déséquilibre de courant dans les leds suivant la caractéristique de chacune. En effet, une led de 1,8 V montée avec une autre de 1,9 V, celle de 1,8 V prendra tout le courant (2x20 mA) pour elle seule et finira par griller.
Dans le même esprit, un montage de deux groupes de trois leds aura une résistance propre par groupe de trois leds.

Pour les led haute puissance il conviendra d'utiliser un régulateur de courant adapté, plus stable qu'une simple résistance.
Si vous souhaitez utiliser une résistance, assurez-vous que le courant ne dépasse pas celui indiqué par le constructeur. Assurez-vous aussi de favoriser le refroidissement par un radiateur ou un morceau de métal afin que sa jonction ne puisse dépasser 150° (la face métal ne doit pas dépasser 70°)
Vous cherchez une imprimante, du filament, une pièce détachée, visitez notre boutique, https://boutique.premium-computer.fr/
Des idées d'améliorations https://www.thingiverse.com/Premium/designs
Premium, la qualité, le service en plus.
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3601
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Axel » Jeu Déc 15, 2016 10:44 am

Bonjour Jacques,

Grand merci pour ce sujet.
Je le relirai en détail et avec attention ce week end.
J'aurai certainement beaucoup de questions !
Axel
Vénérable membre
 
Message(s) : 393
Inscrit le : Sam Oct 25, 2014 7:23 am
Imprimante 3D: WITBOX

par François » Jeu Déc 15, 2016 3:06 pm

Bonjour Jacques,
Super cet article, me voilà éclairé :goodguy:
J'aurai aussi quelques questions, mais je dois avancer mon projet avant.
Merci
François
Membre actif
 
Message(s) : 38
Inscrit le : Mar Juil 19, 2016 8:17 am
Imprimante 3D: Hephestos

par Axel » Sam Déc 17, 2016 11:45 am

Ma liste de questions est longue : :holdon: :whistle: :lol:
Je commence avec quelques unes à propos de l'alimentation.


- Si on respecte votre calcul, peux t-on utiliser des piles de tous formats et tensions ? Par exemple, 5 piles AAA de 1,5V montées en série pour alimenter 2 LED blanches de 3,2V, avec une résistance de minimum 55 Ohms (7,5V- 6,4V = 1,1V -> R= 1,1/0,02 = 55 Ohms) :-ss ^#(^ :nope: :goodguy:
- Peux t-on aussi envisager de la même manière l'utilisation de piles rechargeables de 1,2V ? par exemple 6 piles rechargeables AA de 1,2V en y ajoutant une résistance de 40 Ohms minimum ?
- Peux t-on aussi utiliser de vieux chargeurs de GSM : j'ai devant moi un chargeur Nokia à brancher dans sur le 220V et qui sort du 3,7V en 350 mA : dans ce cas quelle résistance pour alimenter une LED blanche de 3,2V ? R = 0,5/0,02= 25 Ohms ? :letmethink:
Axel
Vénérable membre
 
Message(s) : 393
Inscrit le : Sam Oct 25, 2014 7:23 am
Imprimante 3D: WITBOX

par Jacques » Sam Déc 17, 2016 12:07 pm

C'est tout bon Axel.
Par contre les résistances sont normalisées, a série E12 propose 56 ou 68 ohms pour 55 ohms
Pour le nokia ce sera 27 ohms

Ensuite pour une pile rechargeable on calculera son autonomie selon la formule suivante
20 mA / 500 MA/H (capacité) = 25 H en théorie, dans la pratique on comptera plus sur 15H
Vous cherchez une imprimante, du filament, une pièce détachée, visitez notre boutique, https://boutique.premium-computer.fr/
Des idées d'améliorations https://www.thingiverse.com/Premium/designs
Premium, la qualité, le service en plus.
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3601
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Axel » Sam Déc 17, 2016 2:49 pm

Vous évoquez des normes pour les valeurs des résistances :
- trouve t-on toujours une valeur se rapprochant (ou dépassant légèrement) du calcul opéré ?
- peux t-on aussi placer si nécessaire des résistances en série pour se rapprocher au mieux de la valeur optimale ?
- que se passe t-il si le calcul du circuit fait apparaître un voltage trop faible pour la LED ? Par exemple, 2v pour une LED blanche
- chez un commerçant de composants électroniques trouvé par hasard on trouve énormément de références différentes !
https://www.selectronic.be/c/composants ... iques.html

A quoi doit-on faire attention, faut-il choisir un type de résistance particulier ?
Axel
Vénérable membre
 
Message(s) : 393
Inscrit le : Sam Oct 25, 2014 7:23 am
Imprimante 3D: WITBOX

par Jacques » Sam Déc 17, 2016 3:22 pm

Il y a suffisamment de valeurs pour trouver son bonheur dans les séries standards.
On peut bien entendu mettre des résistances en série afin d'ajuster une valeur mais ce ne sera pas le cas avec les leds ou la précision est largement suffisante pour ces applications.
En général on prend une valeur plus grande ce qui donnera un courant un peu inférieur mais assure la stabilité dans le temps.
Dans votre exemple on parle de résistance avec une tolérance de 1% ce qui n'est pas le cas habituel qui est de 5%.
En fait ces résistances de faible valeur sont souvent utilisées pour des mesures précises, ce qui explique le nombre considérable de valeurs différentes.
Ensuite il faudrait prendre une série 1/4 de W (puissance acceptée). Ca se calcule simplement par le produit du courant 20mA X la tension à ses bornes. Si l'on à 2 V X 0,02 A ca donne 0,04 W soit bien moins que 0,25 W qui est la puissance acceptable dans les cas précités.
Mais i on imagine une simple led de 2V sur 12V on aura 10V aux bornes de la résistance et donc 10 X 0,02 = 0,2 W ce qui va la faire chauffer beaucoup. Soit on utilise une 1/2 W soit on baisse le courant un peu en augmentant la résistance, la led sera moins brillante mais tout dépend de l'application.
Si vous voulez travailler avec des leds, vous pouvez acheter des séries complètes qui se vendent par 10 ou 100 de chaque valeur pour un prix modique.
Vous cherchez une imprimante, du filament, une pièce détachée, visitez notre boutique, https://boutique.premium-computer.fr/
Des idées d'améliorations https://www.thingiverse.com/Premium/designs
Premium, la qualité, le service en plus.
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3601
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Picco 77 » Sam Déc 17, 2016 5:01 pm

Youpi on entre dans la loi d'ohms.
R=U/I
P=U*I
I=P/U
Vas y Axel,tu as toutes les billes. ;)
je viens de commander 550 leds RGB, si ça te branche....
Quand on voit ce qu'on voit, qu'on entend ce qu'on entend et qu'on sait ce que qu'on sait, on a bien raison de penser ce qu'on pense.
Picco 77
Contributeur actif
 
Message(s) : 188
Inscrit le : Ven Juil 01, 2016 11:08 am
Imprimante 3D: Hephestos 2 Dagoma D200

par Axel » Sam Déc 17, 2016 5:29 pm

Branchements-connectique :
après la théorique, la pratique ! :sheldon: :ympray:

Comment peux t-on relier tous ces composants (ampoule, résistance, alimentation) les uns aux autres ? :letmethink:

- Peux t-on les relier de manière souple principalement par des fils ? Si oui, faut-il faire attention à leurs sections et à leurs longueurs ?
- Doit-on au contraire placer la résistance sur un support rigide et y souder les autres composants ?
- Faut-il utiliser exclusivement de la soudure pour assurer une bonne connection ?
- Si on peut utiliser des fils, peux t-on faire des connections en torsadant leurs extrémités et en les protégeant par de la gaine thermo ?
- Peux t-on utiliser des connecteurs std (sucres, conex, wago, etc..) ?
- Existe t-il des connecteurs adaptés à ce
- Les broches des LED semblent infiniment longues ! Peux t-on les recouper ?

Dans le cas de ma lampe robot, je pourrais placer une LED dans chaque oeil (en adaptant les mesures si nécessaire), en installant la résistance dans la tête et peut-être le transfo dans le corps, ou plus loin sur le câble en dehors du robot.
Ce montage ne peut s'effectuer que par des fils
Voilà le montage que j'imagine :
- transfo 220v -> 12v
- 2 LED blanches : 2 x 3,2v = 6,4v
- 1 résistance de min 280 Ohms (12-6,4=5,6v ; 5,6/0,02= 280 Ohms)

Ca tient la route ? :ympray:
Pièces jointes
LED.jpg
LED.jpg (21.86 Kio) Consulté 1558 fois
Axel
Vénérable membre
 
Message(s) : 393
Inscrit le : Sam Oct 25, 2014 7:23 am
Imprimante 3D: WITBOX

par Jacques » Sam Déc 17, 2016 5:57 pm

La section des fils doit être en rapport avec le courant, dans notre cas il est très faible donc petite section. Fil de téléphone pourquoi pas mais qui peut le plus peut le moins.
Après pour le câblage il faut s'inspirer de ce qui existe dans la vie et faire attention à la relative fragilité des composants.
Soudure, le meilleur contact dans le temps
Torsade, possible mais il faut serrer les torsades afin que le contact soit franc et surtout tienne dans le temps
Domino, possible connexion difficile avec des câbles fins
Le bornier à insertion n'est pas utilisable à cause de la section des fils qui n'est pas adaptée à ces produits.
Les broches des leds se coupent sans problème et la résistance peut être montée directement sur la led qui est fixée ou coincée dans un support.
Achetez un petit fer de 24/50W, c'est bien plus pratique que tout le reste

Pour le transfo, utilisez un vieux transfo de récupération et adaptez votre résistance à celui-ci. Vérifiez tout de même sa tension réelle avec un voltmètre avant de décider de la résistance à monter et faites un essai en volant avant le montage définitif. Remesurez la tension avec la led afin de vous assurer qu'en charge elle n'a pas changée.
Vérifiez aussi que le transfo sort du continu et non de l'alternatif.

Finalement votre montage ne coutera que quelques centimes et ne consommera pratiquement rien. Une led coute en énergie 15 centimes pour 15000 H de fonctionnement..
Vous cherchez une imprimante, du filament, une pièce détachée, visitez notre boutique, https://boutique.premium-computer.fr/
Des idées d'améliorations https://www.thingiverse.com/Premium/designs
Premium, la qualité, le service en plus.
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3601
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos

par Picco 77 » Sam Déc 17, 2016 5:58 pm

Alex, on parle de leds, donc de faible courant 20mA max par led sinon plouf....
Oui tu peux relier avec du fil souple, petite section genre fil de câblage electronique, 0,2 mm2.
Ou la soudure sera bien plus efficace.
Tu peux souder les résistances sur le fil et les pattes des leds direct, faut pas chauffer à la lampe à souder non plus. un petit fer de 15/20 W suffit pour ça.
Un peu de gaine thermo rétractable fera ton bonheur si tu veux éviter les courts circuits.
Sucre ou domino, conex, wago, pas fait pour ça, sauf pour bob le bricoleur.
Oui tu peux recouper les broches de leds, attention la plus longue = le +, une fois couper aaaaah....
tu as un méplat sur la base de la led, normalement c'est le -.

Sinon oui ton montage est ok... ;)

Oups j'avais pas vu la réponse du boss :(
Quand on voit ce qu'on voit, qu'on entend ce qu'on entend et qu'on sait ce que qu'on sait, on a bien raison de penser ce qu'on pense.
Picco 77
Contributeur actif
 
Message(s) : 188
Inscrit le : Ven Juil 01, 2016 11:08 am
Imprimante 3D: Hephestos 2 Dagoma D200

par Axel » Sam Déc 17, 2016 6:21 pm

Grand merci pour toutes ces réponses et conseils !

Plus qu'une question ! :nononono:
Y a t-il des adresses miracles où l'on peut trouver tous ces composants ?
Axel
Vénérable membre
 
Message(s) : 393
Inscrit le : Sam Oct 25, 2014 7:23 am
Imprimante 3D: WITBOX

par Jacques » Sam Déc 17, 2016 6:40 pm

Vous cherchez une imprimante, du filament, une pièce détachée, visitez notre boutique, https://boutique.premium-computer.fr/
Des idées d'améliorations https://www.thingiverse.com/Premium/designs
Premium, la qualité, le service en plus.
Avatar de l’utilisateur
Jacques
Site Admin
 
Message(s) : 3601
Inscrit le : Jeu Oct 23, 2014 3:02 pm
Localisation : Gonesse (95)
Imprimante 3D: Witbox et Hephestos


Retour vers Sujets de technique générale