Bonjour à tous,
Comme promis, voici un Tuto pour réaliser des régulateurs de tensions pour LED. Ils peuvent bien sûr servir à toutes sortes d'autres choses. Exemple, mini chargeurs de batterie, UBEC, lanternes, ... Enfin pour tout ce qui a besoin d'une tension régulée dans la limite des puissances et des tensions permises par les composants que je vais citer et que nous allons utiliser.
Tout d'abords, pour réguler une tension, il faut savoir que la tension de distribution doit être plus importante que la tension de sortie du régulateur. Bien sûr si elle est inférieure, le régulateur n'ajoute rien. Par exemple : dans un régulateur, si vous avez 15V en entrée pour 3V en sortie, tant que vous avez plus de 3V et un pouillème en entrée, il y aura toujours 3V en sortie. Par contre, si vous avez 2,5V en entrée, vous aurez 2,5V moins un pouillème en sortie.
Donc, sachant cela, qu'avons nous comme composants électroniques simple pour arriver à nos fin dans les trucs qui ne coûtent quasiment rien et simples à mettre en oeuvre. Des régulateurs bien évidement.
Il en existent une kyrielle, mais deux catégories nous interéressent vraiment. Il s'agit des série
78xx et
LM317. En plus, ils sont en boîtiers TO220. Nous verrons plus tard ce que c'est. Pour l'instant, décrivons les.
Les
78xx :
Ce sont des régulateurs qui délivrent, avec une tension d'entrée de xV à 36V, une tension de sortie fixe régulée.
Exemples :
un 7805 donne 5V en sortie avec une tension d'entrée de 5,2V à 36V,
un 7806 donne 6V en sortie avec une tension d'entrée de 6,2V à 36V,
un 7809 donne 9V en sortie avec une tension d'entrée de 9,2V à 36V,
un 7812 donne 12V en sortie avec une tension d'entrée de 12,2V à 36V,
etc ...
Leurs avantages, pas de calcul à faire et une mise en oeuvre des plus simple.
Leur inconvénient majeur, une tension de sortie fixe.
Les
LM317 :
Eux, sont des régulateurs variables qui peuvent délivrer, avec une tension d'entrée de 3,7V à 38V, une tension de sortie régulée de 1,2V à 37V.
Exemple, pour un LiPo 2S de 7,4V (qui a une tension variable de 8,2V à 6V en fonction de sa charge), nous pouvons simplement avec un minimum de composants électroniques avoir une tension régulée de 1,2V à 6V. Et cela sans variation de tension.
Nous pouvons aussi avoir une tension régulée à 7,4V et accepter que cette tension maximum de sortie descende jusqu'à 6V sur le seuil mini de la tension de l'accus. Dans ce cas, nous ne régulons que la tension maximum de sortie.
Pour nos LED, nous utiliserons donc un
LM317. Ce qui nous permettra de réguler la tension pour le plus haut voltage des LED utilisées. Pour l'exemple, je choisis d'alimenter de une à 12 LED blanches, 4 LED jaunes clignotantes et 4 LED rouges. Pour info, un
LM317 peut fournir 1,5A en continu. Sachant que les diodes qui nous intéressent consomme un maximum de 0,030A, on peut de ce fait alimenter 50 LED (1,5A / 0,030A) (ou 75 à 0,020A) si on met un dissipateur thermique sur le
LM317. Pour ce passer de ce radiateur (gain de place), on ramène le nombre de LED à 30 maximum. Ce qui laisse une bonne marge pour nos machines n'est-ce pas ?
La liste des composants nécessaire. Deux cas : le simple et le luxe.
Le simple :
- 1 régulateur LM317T (boîtier TO220) à 0,70 €,
- 1 résistance de 150 Ohm 3W à 0,10 €,
- 1 résistance de 198 Ohm 3W à 0,10 €.
Soit 0,90 € au total.
Le luxe :
- 1 régulateur LM317T (boîtier TO220) à 0,70 €,
- 1 résistance de 150 Ohm 3W à 0,10 €,
- 1 résistance de 198 Ohm 3W à 0,10 €
- C2, 1 condensateur céramique radial de 0,22 ou 0,10 micro farad à 0,40 €,
- C1, 1 condensateur polarisé de 10 micro farad en 35V, 50V ou 63V à 0,20 €
Soit 1,50 € au total.
Si vous ne pensez j'amais mettre 50 LED sur ces régulateurs, les résistances de 3W peuvent être remplacées par des 0,5W pour 14 LED maxi, 1W pour 30 LED maxi, afin de gagner de la place.
Les plans.
Le simple :
C'est le minimum de composants requis pour que cela fonctionne.
Le luxe :
C'est la version évoluée avec condensateurs pour que ce soit plus propre électriquement parlant (Réserve d'énergie, pas d'oscillation, éclairage constant, filtrage, etc...). Ce montage est nécessaire si vous n'alimentez pas le régulateur directement à la sortie de l'accus (si il y a de l'électronique entre les deux par exemple).
Maintenant, calculons les résistances R1 et R2. Ce sont elles qui vont définir la tension régulée en sortie du régulateur. Dans notre exemple, nous devons avoir pour tension régulée la plus grande tension des LED. En l'occurrence la blanche soit 2,9V. Allons y. Il y a deux méthode de calcul. Une empirique qui fonctionne très bien et une théorique qui est mieux bien sûr.
L'empirique je la donne quand même, cela peut aider :
Faire le montage en installant une résistance de 150 Ohm en R1 (c'est arbitraire) et remplacer la résistance R2 par un potentiomètre de 5 ou 10 Kilo Ohm avec une connexion sur la patte du milieu et une des deux autres pattes. Mettre le système sous tension et mesurer à la sortie le voltage. Tourner le potentiomètre dans un sens ou dans l'autre jusqu'à lire 2,9V sur le voltmètre. Débrancher le potentiomètre (sans le dérégler) et mesurer la valeur de résistance entre les deux pattes utilisées sur le potentiomètre. Prendre une résistance de même valeur et la souder dans le circuit. Et c'est fini.
Pour la théorique :
Bin, il faut connaitre un peu plus l'électronique que moi pour calculer cela, j'utilise un logiciel sur "iPhone" qui me calcule cela très bien. Si vous voulez des valeurs particulières, demandez-le moi.
Faire le montage en installant une résistance de
150 Ohm en R1 (c'est arbitraire) et une de
198 Ohm en R2 pour être précis. Une de 200 Ohm fera très bien l'affaire.
Maintenant, travaux pratiques, le montage :
Voici les étapes en images. J'ai fais de gros points de soudure et j'ai espacé les composants pour que vous voyiez bien les points à souder. Je ne vous fais pas de bla bla, j'ai procédé par étapes visuelles. Si toutefois cela ne vous suffit pas, faites-le moi savoir, je raconterai ma vie.
Dans les étapes finale, je vous montre que l'on peut tordre ce montage pour gagner de la place. C'est à votre convenance et fonction de vos besoins. Si vous prenez soin, vous pouvez faire quelque chose de très petit. Voir plus petit encore avec d'autre composants. Demandez moi si cela est nécessaire. Faites attention quand vous tordez les pattes à ce que des connexions parasites ne ce produisent pas.
Pour terminer et assurer la longévité, la sécurité, la résistance aux vibrations, etc ..., vous pouvez noyer votre montage avec de la colle à chaud ou par une autre méthode. Et pour finir, mettez une graine thermo durcissable pour obtenir une belle finition.
Pour vous donner des idées, j'ai fais plein de montages sur cette base pour réaliser des lanternes extérieures, des éclairages de placards, des éclairages dans mes trains, des lampes de poches modifiées, dans mes voitures bien sûr, etc ... N'oubliez pas, on peut faire des UBEC pour rien. Et je vais vous donner une dernière idée. Pensez aux UBEC de petites puissance déportés. Cela permet par exemple de ne mettre que deux fils d'alimentation entre l'avant et l'arrière d'un véhicule tout en alimentant plein de trucs. C'est vrai, que deux fils à passer, c'est mieux qu'une tripoté.
Pour le montage en image, j'ai pris les composants que j'avais sous la main. J'avais la flemme de chercher dans mon brol. Le condensateur céramique est beaucoup plus petit dans la capacité que je préconise.
Les photos racontent le montage de luxe. Le complet. Pour le montage simplifié, arrêtez-vous à l'étape n° 5. Cela fonctionne bien aussi et ajoutez les étapes 8 et 8bis.
Voilà, j'espère vous avoir été utile.
Bien à vous,
Fred.
Petit ajout de dernière minute :
Cet exemple est calculé pour des LED blanches de 2,9V à la sortie. En mettant une résistance sur une LED rouge, jaune ou autre (calculée avec l'autre Tuto), vous la connectez à la suite sans souci.
Bon assez bavardé, place au photos.
Notre ami Scorpio nous à trouvé deux liens Internet intéressant permettant de calculer les valeurs des résistances afin d'obtenir des tensions désirées.
Le premier est en anglais, il contient un calculateur et des abaques permettant de lire directement les valeurs sans calcul.
Ils sont tous deux d'utilisation simple.
Merci Scorpio.