Le Naturaliste

Bonjour à tous.

Un petit topo pour vous faire part de mes essais avec des leds UV haute puissance.

J'ai acheté sur ebay deux de ces LEDs (d'abord une pour voir, puis une autre)
La réponse aux UV des matériaux fluorescents est forte, mais elles émettent une forte lumière parasite dans le visible. j'ai donc intercalé le filtre passe bande d'une lampe UV "mineralight" vintage que je possède. la composante visible est alors très bien filtrée, et il ne restait que très peu de lumière mauve parasite, bien moins qu'avec une lampe UV à tube néon. je me suis donc mis en quête de tels filtres.

J'ai trouvé que le filtre SCHOTT UG11 correspondait très bien à mes besoins (coupure totale de quasiment tout le spectre visible, et très bonne transmission dans l'ultra-violet court à long (et accessoirement dans l'infrarouge).

J'en ai trouvé un sur ebay. un peu petit comparé à la taille de la LED (15mm de diamètre) mais ça doit passer. et très épais : 3mm. je l'ai donc acheté.

En cherchant un peu, j'ai trouvé un équivalent chinois à vil prix.
Il en existe 3 modèles avec des courbes de réponse différentes. celui-ci coupe bien le visible mais n'est adapté qu'aux UV longs. il coupe les UV courts (254 nm) et atténue fortement les UV moyens. ce n'est pas grave car les LEDs délivrent des UV longs (365nm - théoriquement - on y reviendra plus loin).
Il est un peu plus grand (20mm) et un peu moins épais (2mm).

Après réception et comparaison à main levée avec les cablages "en l'air", j'ai commandé la deuxième LED ainsi que d'autres filtres chinois, cette fois-ci dans des tailles plus confortables.
42mm de diamètre, épaisseur 1,9mm. j'en ai acheté 4 (vu le prix dérisoire, faut pas se priver)

J'ai tout sous la main, on va réaliser le prototype.

Les filtres :
La LED et son driver :
Le radiateur sera de la récup. un ventirad de pentium II :
J'ai pour le moment déposé le ventilateur pour pouvoir le travailler. on verra à l'usage comment chauffe l'ensemble, et au besoin je le remettrai.

Après meulage des tétons de centrage du processeur, perçage et taraudage, les LEDs sont montées avec de la pate thermique pour assurer une bonne dissipation de la chaleur.
J'ai relativement espacé les LEDs pour assurer un éclairage sur une grande surface au besoin. de plus j'envisage de rajouter une troisième LED au centre pour compléter certains tests (une LED UV 390-400nm, longueur d'onde supérieure aux 365nm standards des UV longs)

Il faut faire une entretoise pour compenser l'épaisseur des LEDs. sur le prototype elle sera en carton ! l'épaisseur n'est pas idéale mais ça ira quand-même
Cablage de l'électronique et essai :
La LED de droite est allumée. l'interrupteur est un inverseur qui permet d'allumer soit la LED de droite, soit celle de gauche.
L'alimentation doit être du courant continu entre 12 et 24V, d'après le site du vendeur. en fait elle peut se faire en alternatif ou en continu, les drivers ayant un pont de diodes en entrée. je l'ai alimenté en continu avec mon alim stabilisée

On tourne l'interrupteur et c'est la LED de gauche qui est allumée. on voit d'ailleursque l'émission dans le visible est très forte, l'allumage des LEDs étant parfaitement discernable malgré le flash.
La grosse diode n'a rien à voir avec le montage : elle traine là, c'est tout.... (je suis un poil bordélique !)

Pour les essais, et vu la faible tension utilisée, une isolation sommaire au gaffer fera l'affaire

Pour l'alimentation du prototype, je ne vais pas trimballer mon alim de labo. je vais donc utiliser un transfo de récup (un transfo d'imprimante, 30V - 500mA) et intercaler un des petits modules régulateur de tension que j'avais acheté voici déjà longtemps (j'avais vu le lien sur ce forum, il me semble)
La tension d'entrée nominale est de 12V. l'allumage de la LED commence vers 8V et l'éclairage augmente progressivement jusqu'à 12V. à 12V l'intensité est de 700mA. ça nous donne une puissance consommée de 8,4W. (en deçà des 10W annoncés, mais il fallait s'y attendre - les vendeurs chinois sont toujours optimistes)
Au delà de 12V, l'intensité diminue au fur et à mesure que la tension augmente. l'intensité lumineuse délivrée par la LED reste constante.
D'après le site du vendeur, on peut alimenter le driver avec une tension allant jusqu'à 24V. cependant je déconseille...
- 1) : une tension de 12V sera idéale pour alimenter aussi le ventilateur de refroidissement si ce dernier s'avère nécessaire
- 2) : quand j'alimente le montage avec une tension supérieure à 12V, j'entend des parasites dans la micro-chaine de mon coin bricolage . le hachage semble très mal filtré !

On va monter les filtres devant les LEDs. pour ça je vais utiliser les filtres les plus petits : le schott et le chinois 20mm.

Là encore, ce sera un proto en carton !
Les trous sont réalisés avec un foret à étages

Les filtres dans leur logement , avec les LEDs allumées.

D'abord le Schott
Puis le chinois
On constate déjà que si l'on distingue les composants lumineux des LEDs à travers le filtre chinois, on ne les voit plus du tout à travers le Schott. son épaisseur supérieure n'y est sans doute pas pour rien, mais est-ce la seule raison ?

Ils seront maintenus par une troisième feuille de carton, avec des trous de diamètre légèrement inférieur
Le tout solidarisé au gaffer

Premiers essais....

J'ai redimensionné les photos pour qu'elles passent sur le forum (à ce propos, aux admins : n'y aurait il pas moyen de s'affranchir de cette limitation à 800 pixels ? c'est vraiment trop riquiqui pour ce qu'est le WEB aujourd'hui).
Je disais donc - avant d'être grossièrement interrompu par moi-même - que j'ai redimensionné les photos, mais je ne les ai pas recadrées. dans mes essais, je veux voir le rendu des UV, mais aussi la quantité de lumière mauve parasite qui éclaire le support.

J'ai posé les minéraux que le statif photo. au dessus, posé sur les cols de cygne des leds d'éclairage, une lampe UV 365nm à tube néon (un détecteur de faux billets que j'ai installé dans des chutes de lambris quand j'avais 14-15 ans, et que j'ai toujours tel quel !). devant, le montage avec les LEDs

L’échantillon est une torbernite de Montebras (Creuse). la torbernite n'est pas fluorescente mais celle-ci est recouverte d'un voile d'autunite, qui réagit vivement.

Les photos ne sont pas géniales, c'est un compact poussé à 1600 iso, mais ça suffit pour ce que je veux comparer.
Tube néon
LED + filtre chinois
LED + filtre SCHOTT
Le tube néon émet beaucoup de mauve parasite, la LED + chinois un peu moins et la LED + SCHOTT encore moins.
Sur cet essai, on peut penser que la différence entre les deux filtres est due à leur épaisseur, mais sur les points fluorescents du fond, la luminosité des points semble inchangée là ou l'intensité du mauve diminue. le SCHOTT filtre t-il mieux parce qu'il est plus épais, où parce qu'il est de meilleurs qualité ? difficile à dire....

Je testerai SCHOTT vs 2 filtres chinois (soit 3mm vs 3,8mm) demain pour en avoir le cœur net

Une fluorite de Rogerley (angleterre)

Tube néon
LED + SCHOTT
LED + chinois

Une autre fluorite, de Villabona (Espagne)

Tube néon
LED + SCHOTT
LED + chinois

Les LEDs semblent donc etre supérieures au tube NEON, notamment grâce au filtrage plus efficace de la lumière mauve visible.

MAIS ! (car il y a un mais....) : ces LEDs annoncées pour une longueur d'onde de 365nm, délivrent en fait des UV à une longueur d'onde plus élevée. j'ai fait un test avec cette pièce : https://www.mindat.org/photo-921880.html

Ces apatites réagissent vivement avec des LEDs UV à 390-400nm, mais pas du tout avec le tube néon à 365nm. or elle réagissent avec les LEDs + filtres utilisées pour ce test. la longueur d'onde est supérieure à celle annoncée.

L'ennui, c'est qui si ça fait réagir l'apatite, certains minéraux par contre ne réagiront plus, où moins bien...

Par exemple cette calcite de Font-sante (var), qui réagit en rouge

tube néon
LED + chinois
LED + SCHOTT
C'est très difficile à illustrer en photo, mais en observation directe, les rouges ressortent très mal avec les LEDs. même en éclairant par dessus pour avoir une illumination plus conforme à ce que donne le tube néon, les rouges ressortent moins qu'avec ce dernier. mais on distingue quand-même qu'avec le tube néon les rouges sont plus denses malgré une lumière mauve parasite plus envahissante (en observation directe, c'est un rouge profond)
(j'ai pas trop bougé, malgré les 10s de pose... )

Suite des tests plus tard (et plus appliqués, c'était un premier jet...)

Pascal

Quel super travail ,Pascal !

jp