Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

[Maraussan]

Sous réserve que je dise des bétises, le plus simple et fiable serait (peut-être) d'introduire momentanément un shunt en série sur la LED, sous la forme d'un résisteur de résistance connue. J'utilise souvent une 1 ohm ou une 10 ohms, ce qui à le mérite de simplifier à l'extrème les calculs...
Le top est un résisteur à couche oxyde de métal, de fort wattage, sur radiateur.
Eviter les résisteurs bobinés, aux effets selfiques.

On mesure la différence de potentiel aux 2 bornes du résisteur.
U=R*I et donc I=U/R
Exemple, R=10, U=300mV donc I= 30mA
On en déduit que dans cette portion du circuit, "coule" un courant de 30mA entre la masse (référentiel zéro) et la source de courant.

[Gérard Weiss]

Bonjour Alain, Jean-Marie et tous,

• Alain nous dit :
  Sous réserve que je dise des bétises, le plus simple et fiable serait (peut-être) d'introduire momentanément un shunt en série sur la LED, sous la forme d'un résisteur de résistance connue. J'utilise souvent une 1 ohm ou une 10 ohms, ce qui à le mérite de simplifier à l'extrème les calculs...

Ce n'est pas du tout une bêtise ! Une résistance de 1ohm et 2 à 3W placée en série avec la LED est le moyen le plus pratique et le plus fiable pour mesurer le courant traversant la LED. Un problème apparaît cependant lorsque le circuit est alimenté sous une tension trop basse, par exemple les 5V d'une première expérimentation de Jean-Marie. En effet, cette résistance va provoquer une chute de tension supplémentaire allant jusqu'à 1ohm x 1A = 1V, ce qui perturbera encore plus le fonctionnement du circuit.

Pour remédier à cela, on pourrait utiliser une résistance de 0,1ohm fabriquée en soudant en parallèle 10 résistances de 1ohm et de faible puissance. Pour un courant à mesurer allant jusqu'à 1A, la chute de tension ne sera plus que de 0,1V et sera donc négligeable.

Bien amicalement,
Gérard

[Maraussan]

L'idéal dans ces conditions est de trouver un résisteur calibré, spécialement destiné aux mesures de courants (mA Et A).
Sous eBay, rubrique "Shunt de précision", ou tout autre catalogue grand public en composants électroniques.

[JeanMarie]

Je réponds d'abord à une question de Gérard.

Je dessine mes schémas électroniques avec le logiciel gratuit SDS dont voici l'adresse:
http://b.urbani.free.fr/pagesds/sds.htm
D'autres (payants) sont certainement plus performants mais il me suffit. Le fichier d'aide est court et assez facilement assimilé. Quand tu as terminé un schéma, tu sélectionnes l'ensemble et tu fais un copier-coller dans photofiltre. Là tu peux fignoler avec des couleurs ou du texte coloré.

Pour ce qui est des mesures dans mes montages, je viens d'essayer de remettre à plat et de repartir du plus simple possible avec le 5 V.

Schéma expérimentation 5V basique.jpg (55.82 Kio) Vu 8893 fois

Les valeurs en rouge sont mesurées.
La chute de potentiel mesurée dans la résistance est 1,66V. Le courant étant de 0,45 A, la résistance calculée est de 3,68 Ω. C’est vraiment à la limite supérieure de la valeur nominale car la tolérance de cette résistance est de 10% (3,3 + 10% = 3,63)

En mettant en parallèle avec cette résistance une résistance de 5,6 Ω (1/4 W), j’obtiens un courant de 0,60 A avec une chute de 1,56V aux bornes des résistances. La mesure des résistances en parallèle donne 2,9 Ω alors que la résistance calculée fait 2 Ω.

Schéma expérimentation 5V basique (2).jpg (46.49 Kio) Vu 8887 fois

J’ai essayé de remplacer cette résistance de 5,6 Ω par des résistances plus faibles (à partir de 3,9 Ω). Bien sûr, le courant augmente mais à partir de 0,7A la LED commence à siffler et ce n’est pas de bon augure.

De tout ceci, j’en conclus que pour ces faibles valeurs, je ne peux me fier ni aux valeurs nominales, ni aux valeurs mesurées, ni aux valeurs calculées puisque celles-ci reposent soit sur les valeurs nominales soit sur les valeurs mesurées. Dans ces conditions, ou bien je m’achète un bon voltmètre en y mettant le prix, ou bien je me débrouille avec ce que j’ai et j’évite de faire siffler la LED. C'est ce que je vais faire pour poursuivre dans l'immédiat.

[JeanMarie]

J'ai maintenant rajouté le transistor au schéma précédent et refait les mesures. Voici le résultat:

Schéma expérimentation 5V fermé sans régulateur (2).jpg (25.79 Kio) Vu 8522 fois

La prochaine étape sera de rajouter le PWM.

[JeanMarie]

Demain (après le ménage du vendredi ! ) je prévois donc de remettre en service la partie PWM basée sur le NE555.

Le schéma devient donc celui-ci:

Alimentation LED 3W dimable JMCo (4).jpg (34.82 Kio) Vu 8487 fois

On voit que le LM317 a disparu et est remplacé par les 2 résistances en parallèle. Il n'y a plus de régulateur de courant. Par contre, l'alimentation PC reste évidemment régulée. C'est vrai, Gérard, qu'il s'agit d'une régulation en tension et non en courant. En principe, c'est donc moins bien pour la LED. Cependant, la charge que je demande à l'alimentation reste très faible par rapport à ce qu'elle peut fournir. Je compte donc sur sa stabilité et il me semble qu'il n'y a donc aucun danger pour la LED.

En fait il y a très peu de choses à changer sur la carte proprement dite. En voici la nouvelle représentation:

Alimentation LED 3W - côté composants (4).jpg (76.35 Kio) Vu 8482 fois

Il suffit de désouder le LM317, remplacer la R3 par une 3,3 Ω, ajouter la R4 dans l'emplacement des pattes du LM317 et placer un strap entre deux de ces pattes.

[JeanMarie]

Voila qui est fait. J'ai fait les changements prévus sur le circuit imprimé.

P1010761.jpg (80.39 Kio) Vu 8380 fois

On voit ici que la grosse résistance de 1,2 Ω a été remplacée par celle de 3,3 Ω ; Le LM317 a disparu et j'ai placé une résistance de 5,6 Ω.

P1010762.jpg (73.53 Kio) Vu 8381 fois

A l'arrière, on voit le strap supplémentaire.

Et les résultats: ?

SUPER

Maintenant, la progression de la luminosité est bien linéaire depuis une barette légèrement lumineuse jusqu'à un fort éblouissement. Je vois la différence par rapport au précédent montage.

[Christian]

Bonjour Jean-Marie,

Heureux que ton montage donne de bons résultats !!

Maintenant, la progression de la luminosité est bien linéaire depuis une barette légèrement lumineuse jusqu'à un fort éblouissement.

Linéaire ? Je ne vois pas comment elle pourrait l'être avec ce montage ?!
Elle ne peut être qu'exponentielle à mon avis …
Mais tu veux probablement dire que tu arrives à gérer les basses luminosités ?

[JeanMarie]

Hello, Christian

Oui, je gère les faibles luminosités. Mais en disant linéaire, je voulais dire que la luminosité semble progresser de manière parallèle à la course du potentiomètre.

Ta remarque m'a fait réfléchir et je me suis demandé si la progression était linéaire ou exponentielle.

Je suppose tout d'abord que si la LED reste éclairée deux fois plus longtemps à chaque cycle, l'oeil aura l'impression que la luminosité est deux fois plus forte car la quantité de rayonnement lumineux produite par unité de temps est double.

J'ai ensuite été rechercher mes formules de l'oscillateur.
Temps ON = 0,693 . C . Résistance de charge du condensateur
Comme [0,693 . C] est une constante, je remplace ce facteur par K
Les formules deviennent donc:

• ° T_on = K . Résistance de charge
  ° T_off = K . Résistance de décharge
  ° Ratio = T_on / T_on + T_off
  D'où Ratio = K . Résistance de charge / K (Résistance de charge + Résistance de décharge)

Or (Résistance de charge + Résistance de décharge) est une constante dans mon montage et vaut toujours 101 KΩ.
Donc le Ratio, c'est-à-dire le pourcentage d'éclairement pendant une période, c'est-à-dire la luminosité perçue par l'oeil, augmente dans la même proportion que T_on, c'est-à-dire dans la même proportion que la résistance de charge.
Or la résistance de charge varie avec le potentiomètre et comme il s'agit d'un potentiomètre linéaire, il me semble que la progression lumineuse est aussi linéaire.

Je te propose de réfléchir à ça car je me suis peut-être planté quelque part.

[JeanMarie]

En réalité, la résistance de charge n'est pas tout à fait proportionnelle à la course du potentiomètre car il s'ajoute toujours à cette course la résistance R1 de 1KΩ entre le 5V et le potentiomètre. Aux faibles valeurs du potentiomètre, cette résistance allonge le temps ON. Par contre, cette résistance devient vite négligeable.

C'est d'ailleurs en raison de cette résistance que la LED n'est pas complètement éteinte lorsque le potentiomètre est à zéro.