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

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

Messagede JeanMarie » 16 Oct 2008 21:53

Réalisation d’une alimentation LED dimmable

Le remplacement de l’éclairage traditionnel d’un microscope par un éclairage à l’aide d’une LED de puissance (Light Emitting Diode) est de plus en plus souvent évoqué. Voici quelques unes des raisons qui poussent à faire ce choix.
• Les anciennes ampoules au tungstène sont souvent des modèles spécifiques de plus en plus difficiles à trouver, d’autant plus que ces ampoules ont une durée de vie limitée.
• Le filament de tungstène est loin d’être punctiforme, rendant plus difficile l’éclairage uniforme du champ microscopique.
• Ces ampoules chauffent beaucoup, allant même pour certains modèles jusqu’à rendre désagréable le positionnement des mains sur le socle du microscope.
• La lumière émise par ces ampoules est jaunâtre, nécessitant souvent l’utilisation d’un filtre bleu pour se rapprocher de l’éclairage du type lumière du jour

Au contraire des ampoules au tungstène, les LED de puissance sont des sources de lumière puissantes, presque punctiformes, ne consommant que quelques Watts, chauffant peu, d’une température de couleur proche de la lumière du jour (6000° K) et d’une durée de vie de 50.000 à 100.000 heures (24 à 48 ans à raison de 40 h/semaine).

Le revers de la médaille est que l’alimentation électrique des LED est plus délicate que celle des ampoules ordinaire. Les LED nécessitent un courant continu dont l’intensité est contrôlée. De plus, l’utilisation d’une LED dans un microscope oblige à prévoir un dispositif de réglage de l’intensité lumineuse.

La « solution du pauvre » consiste à alimenter la LED avec l’une de ces petites alimentations « régulées » du commerce, en limitant le courant à l’aide d’une simple résistance montée en série avec la LED et en limitant l’intensité lumineuse à l’aide du croisement de deux verres polarisés. La solution fonctionne à condition de s’assurer que l’alimentation délivre bien un courant continu et que le courant soit effectivement suffisant pour la LED choisie. La résistance de limitation du courant sera calculée grâce à la loi d’Ohm ( U = I x R ou R = U / I , U étant le voltage fourni par l’alimentation, I étant l’intensité maximale de courant de la LED et R la valeur de la résistance en Ohm). Ce type d’alimentation ne prévoit cependant aucune protection contre de petites variations du voltage résultant souvent d’un filtrage peu rigoureux de la tension de sortie. Or une petite variation de tension entraîne une forte variation de courant à travers la LED, ce qui peut réduire considérablement sa durée de vie. D’autre part, réduire la luminosité avec des verres polarisants est moins élégant que tourner le potentiomètre du bloc d’alimentation.

La « solution du pro » est de disposer d’une alimentation de laboratoire suivie d’un driver dimmable pour LED de puissance.

J’ai opté pour une troisième solution permettant d’allier la qualité « pro », le plaisir de bricoler et le coût très réduit de la réalisation.

Comme source de courant continu filtré, tout le monde ne dispose pas d’une alimentation de laboratoire. Il est très facile de trouver sur internet des schémas d’alimentation faisant appel à un transformateur suivi d’un pont de redressement, d’une filtration à l’aide de condensateurs électrochimiques et éventuellement d’un régulateur de tension. Cependant, je disposais d’une vieille alimentation ATX de PC, théoriquement capable de fournir 28 Ampères en 3,3 Volts, 30 A en 5 V et 15 A en 12 V. En somme, une puissance trop faible pour les PC actuels mais suffisante pour alimenter au moins 80 LED de 3 W !

L’idée est d’utiliser le 5 ou le 12 V et de limiter le courant à 1 Ampère, correspondant à ma LED Velleman (L-HP3PW). Le circuit intégré LM317 est un régulateur très répandu et bon marché (1,43 €) permettant de réguler un courant jusqu’à 1,5 A. La limitation à 1 A sert uniquement à préserver la LED. Le contrôle de la luminosité nécessite un module PWM (Pulse Width Modulation). Le nom est compliqué mais le principe de fonctionnement est simple. Il s’agit d’un générateur d’impulsion carrée dont on peut faire varier la durée du temps « ON » et du temps « OFF » et dont la fréquence dépasse ce que l’œil peut percevoir. Un tel générateur est facilement réalisable à l’aide d’un autre circuit intégré très répandu : le NE555.

Voici le schéma de principe de l’ensemble.
Alimentation LED 3W dimable JMCo (3).jpg
Exif et Meta MicroCartouche Alimentation LED 3W dimable JMCo (3).jpg (36.4 Kio) Vu 35358 fois


Transformation de l’alimentation PC ATX

Une alimentation de PC est facile à se procurer. Il suffit souvent d’aller faire un tour du côté des parcs à recyclage. L’informatique se démode tellement vite qu’il est fréquent d’y trouver des PC n’ayant que quelques années et dont il y a beaucoup de chances que l’alimentation soit intacte.

Alimentation générale 1.jpg
Exif et Meta MicroCartouche Alimentation générale 1.jpg (36.82 Kio) Vu 35319 fois


Vous savez probablement qu’une alimentation retirée de l’ordinateur ne fonctionne pas si on la branche simplement dans le courant. Il faut cependant très peu de choses pour la faire fonctionner.

De l’alimentation sort une série de câbles pour alimenter la carte-mère, les disques durs ainsi que les autres périphériques.
Voici l'étiquette de l'alimentation dont je dispose:
PWM Réalisation 82.JPG
Exif et Meta MicroCartouche PWM Réalisation 82.JPG (87.46 Kio) Vu 35319 fois

La plus grosse des prises comporte en général 20 connexions et est destinée à l’alimentation de la carte-mère:
connecteuratx20mp1.png
Exif et Meta MicroCartouche connecteuratx20mp1.png (12.18 Kio) Vu 35280 fois

Si l’alimentation respecte le code des couleurs, la broche 14 comporte un fil vert et correspond au signal PS-ON. Celui-ci est à raccorder à l’un des fils noirs. C’est de cette manière que la carte-mère signale à l’alimentation qu’elle est branchée. Dans ce cas, il suffit de mettre l’alimentation sous tension pour qu’elle démarre. Cela peut être vérifié par la mise en route du ventilateur. Certaines alimentations exigent également qu’il y ait une certaine charge sur le 5 V pour démarrer. Si c’est le cas de la vôtre, vous pouvez brancher entre un fil rouge (5 V) et un fil noir (Ground ou 0 V) une ampoule de voiture de 12 V d’une puissance de 5 ou 10 W pour tester votre alimentation. Plus tard, il est probable que l’allumage de la LED soit suffisant pour maintenir l’alimentation en fonction, sinon il faudra ajouter une résistance en parallèle.

Comme l’alimentation dont je disposais ne comportait pas d’interrupteur mais une prise 220V pour l’écran, j’ai remplacé cette dernière par un interrupteur. J’ai également placé une prise pour le câble qui alimentera la LED. Attention de choisir une prise qui n’accepte qu’un seul sens de branchement puisque la LED est polarisée. A côté de cette prise, j’ai prévu une LED témoin de 5 mm branchée sur le 5V avec une résistance en série de 220 Ohm.

La suite dans mon prochain message.
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Re: Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

Messagede JeanMarie » 16 Oct 2008 22:05

Module PWM

Ce module est basé sur le circuit intégré 555. Celui-ci peut fonctionner en oscillateur astable avec très peu de composants externes.
555 Astable.jpg
Exif et Meta MicroCartouche 555 Astable.jpg (11.25 Kio) Vu 35226 fois


On charge un condensateur C à travers les résistances Ra et Rb. Pendant cette charge, la sortie (Out) est à un potentiel haut. Lorsque la tension aux bornes du condensateur atteint 2/3 de la tension d’alimentation (+Vcc), la sortie passe au niveau bas (0 Volt) et la borne 7 (Discharge) se relie à la masse. Cette borne va servir à décharger le condensateur à travers la résistance Rb. Lorsque la tension aux bornes du condensateur atteint 1/3 de Vcc, le processus s’inverse : la sortie repasse au niveau haut et la borne 7 est coupée de la masse. Un nouveau cycle recommence. Ra sert simplement à ce que la tension d’alimentation ne soit pas mise en court-circuit avec la masse dans la phase de décharge.

Les graphiques suivants montrent l’état de la sortie (en violet) en fonction de la différence de potentiel aux bornes du condensateur.
555 Entrée - sortie.jpg
Exif et Meta MicroCartouche 555 Entrée - sortie.jpg (28.46 Kio) Vu 35239 fois


Voici quelques formules permettant entre autre de calculer les temps de charge et de décharge du condensateur.

 Temps de charge du condensateur : T on = 0,693 x (Ra + Rb) x C
 Temps de décharge du condensateur : T off = 0,693 x Rb x C
 Période du cycle : T on + T off
 Fréquence : 1 / Période
 Ratio de Temps ON : T on / Période (ramené en %)

On voit qu’il est facile de faire varier les temps de charge et de décharge du condensateur en faisant varier la valeur des résistances ou la valeur du condensateur.

Dans le cas de l’alimentation de la LED du microscope, il serait intéressant de conserver une fréquence stable, c'est-à-dire une somme des temps ON et OFF invariable, tout en faisant varier le ratio de temps ON depuis un minimum jusqu’à un maximum. Ce résultat peut être obtenu en remplaçant Rb par un potentiomètre et 2 diodes, selon le schéma suivant :
555 Astable pour LED.jpg
Exif et Meta MicroCartouche 555 Astable pour LED.jpg (20.33 Kio) Vu 35208 fois


Lorsque le condensateur est en cours de charge, le courant traverse R1, puis la partie gauche du potentiomètre et la diode gauche. Lors de la décharge, le courant vient cette fois du condensateur. Il traverse la diode de droite et la partie droite du potentiomètre pour rejoindre la masse par l’intermédiaire de la borne 7.

Supposons que le potentiomètre soit poussé complètement vers la gauche.
T on = 0.693 x 1000 Ω x 0,0000000022 F = 1,5 microsecondes
T off = 0.693 x 100.000 Ω x 0,0000000022 F = 150 microsecondes
P = 1,5 µsec + 150 µsec = 151,5 µsec
F = 1 / 151,5 µsec = 6.622 Hz ou 6,6 KHz
Ratio = 1,5 µsec / 151,5 µsec = 0,99 % ≈ 1 %

Supposons maintenant que le potentiomètre soit poussé complètement vers la droite.
T on = 0.693 x (1000 Ω + 100.000 Ω) x 0,0000000022 F = 154 µsec
T off = 0
P = 154 µsec
F = 1 / 154 µsec = 6.493 Hz ou 6,5 KHz
Ratio = 154 µsec / 154 µsec = 1 = 100 %

On voit donc qu’en faisant varier le potentiomètre, le ratio passe de 1% à 100 % alors que la période et la fréquence restent quasiment constantes.
Voici un graphique montrant en jaune le temps d’éclairement de la LED, en fonction de la position du potentiomètre.
555 Temps d'éclairement LED.jpg
Exif et Meta MicroCartouche 555 Temps d'éclairement LED.jpg (24.88 Kio) Vu 35186 fois


La suite dans mon prochain message

Edition du 6-11-2008: il y a une erreur dans le dernier schéma. C'est lorsque le potentiomètre est à gauche que la sortie est "ON" à 99% du temps, et inversement.
Dernière édition par JeanMarie le 06 Nov 2008 18:45, édité 1 fois.
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Re: Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

Messagede JeanMarie » 16 Oct 2008 22:15

Le transistor de commutation

2N3055.jpg
Exif et Meta MicroCartouche 2N3055.jpg (12.26 Kio) Vu 35185 fois


La sortie du 555 peut fournir un courant de 200 mA maximum. C’est beaucoup pour un circuit intégré mais insuffisant pour alimenter directement une LED de puissance. On va donc appliquer la sortie à la base d’un transistor et le faire fonctionner en commutation, c'est-à-dire que quand le courant est appliqué à la base, le transistor se comporte comme un interrupteur fermé entre le collecteur et l’émetteur. J’ai choisi le 2N3055, un NPN de puissance, simplement parce que je l’avais déjà dans mes réserves. Un transistor moins puissant aurait certainement pu servir.

Une résistance de 1 KΩ est insérée entre le 555 et la base du transistor pour limiter le courant de base.
555 + 2N3055.jpg
Exif et Meta MicroCartouche 555 + 2N3055.jpg (17.41 Kio) Vu 35170 fois


Le régulateur de courant

Il nous reste à voir comment utiliser le régulateur LM317 pour limiter le courant à 1 Ampère à travers la LED.

Voici le LM317 en boitier TO-220.
LM317.jpg
Exif et Meta MicroCartouche LM317.jpg (16.22 Kio) Vu 35147 fois


Le LM317 maintient entre Vout et ADJ, c'est-à-dire aux bornes de R3, une différence de potentiel de 1,25 V. Or, selon le schéma ci-dessous, le courant traversant R3 est également le courant traversant la charge car la borne ADJ n’absorbe qu’un courant négligeable. Il suffit donc selon la loi d’Ohm (U=I . R) de régler R3 pour que le courant soit de 1 A.
1,25 V = 1 A . R d’où R = 1,25 Ω
La valeur de résistance commerciale la plus proche est 1,2 Ω
LM317 current regulator.jpg
Exif et Meta MicroCartouche LM317 current regulator.jpg (7.8 Kio) Vu 35134 fois


En remettant tout ensemble, on retrouve le schéma complet :
Alimentation LED 3W dimable JMCo (3).jpg
Exif et Meta MicroCartouche Alimentation LED 3W dimable JMCo (3).jpg (36.4 Kio) Vu 35140 fois


La suite dans mon prochain message.
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Re: Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

Messagede JeanMarie » 16 Oct 2008 22:26

Réalisation pratique

Pour réaliser ce petit montage et l’inclure dans le boitier de l’alimentation PC, il y a intérêt à fabriquer un petit circuit imprimé. Circuit imprimé, c’est une façon de parler car je ne dispose pas du matériel pour fabriquer un circuit imprimé professionnel. Je me suis donc dessiné un circuit à l’aide du petit programme TCI (Tracé de Circuit Imprimé) disponible gratuitement sur le site http://b.urbani.free.fr/ Le programme permet de travailler à l’échelle 1/1, ce qui facilite grandement l’implantation des composants, le dessin des pistes et le perçage.

Alimentation LED 3W - côté composants.jpg
Exif et Meta MicroCartouche Alimentation LED 3W - côté composants.jpg (74.76 Kio) Vu 35128 fois

Les pistes sont grisées et sont vues par transparence.

Alimentation LED 3W - côté pistes.jpg
Exif et Meta MicroCartouche Alimentation LED 3W - côté pistes.jpg (76.15 Kio) Vu 35126 fois

Il s’agit donc de la face inférieure du circuit. Cette fois, ce sont les composants qui sont vus par transparence. Attention, cette photo est agrandie.

Ma plaquette mesure 8 x 4,3 cm. Avant de se lancer dans la réalisation, vérifiez l’espace dont vous disposez dans le coffret de l’alimentation. Pour fabriquer le circuit, il faut imprimer sur papier le côté pistes à la dimension réelle à l’aide du logiciel cité. On colle ensuite le papier sur la face cuivrée d’une plaquette vierge de circuit imprimé. A l’aide de ce gabarit, on perce avec précision les trous indiqués. La plupart des trous ont un diamètre de 0,8 mm. Pour le transistor, la grosse résistance et le LM317, les trous sont de 1,2 mm. Prévoir également un trou de 4 mm pour le collecteur ainsi qu’un trou de 4 mm dans chaque coin pour la fixation de la plaquette. Lorsque les trous sont percés, on enlève le gabarit, on nettoie énergiquement la face cuivrée au savon, on la sèche et on évite de reposer les doigts dessus. On dessine alors les pastilles et les pistes à l’aide d’une règle et d’un feutre indélébile spécial vendu dans les magasins d’électronique. Veiller à ce que les pastilles et les pistes voisines ne se touchent pas.

Préparer dans un récipient de verre ou de plastique le bain d’oxydant (Perchlorure de fer, Persulfate de sodium ou Persulfate d’ammonium, disponibles dans les mêmes magasins) selon les indications de l’emballage et y plonger la plaquette. La solution peut être chauffée au micro-onde si nécessaire. Le produit va dissoudre le cuivre sauf aux endroits protégés par l’encre. Il faut contrôler le processus et sortir la plaquette dès que le cuivre entre les pistes a complètement disparu. Surtout ne pas laisser plus longtemps car l’encre n’offre qu’une protection relative et certaines pistes risquent d’être au moins partiellement dissoutes, surtout si elles sont minces. Rincer abondamment et examiner toutes les pistes à la loupe puissante, à la recherche soit de court-circuits entre deux pistes, soit d’interruption de circuit. Vérifier éventuellement l’intégrité du circuit à l’aide d’un ohmmètre.

On passe alors à l’implantation des composants. Veiller à la qualité des soudures et éviter de griller les composants par des soudures prolongées. Plutôt que de souder le NE555 directement sur le circuit, Il est de loin préférable de souder un support (DIL 8). Cela permet de remplacer facilement le circuit intégré et de ne pas faire chauffer les pattes de cette pièce délicate. Les résistances R1 et R2 sont implantées verticalement pour gagner de la place. Attention au sens des diodes et du branchement des fils du potentiomètre. Porter également attention au sens de branchement du transistor. Le LM317 est couché avec sa partie métallique en contact avec la face supérieure de la plaquette. Comme on fonctionne en 5 V et en commutation, la charge du LM317 et du 2N3055 reste légère. A pleine puissance, le LM317 chauffe un peu mais on peut tenir le doigt dessus. Aucun radiateur n’est donc nécessaire. Pour la LED elle-même, il est spécifié par le fabriquant de prévoir un radiateur. En réalité, l’échauffement est minime dans les conditions de mon montage.

Voici les tensions mesurées à quelques points stratégiques:
• A la puissance minimale
• A la puissance maximale
Alimentation LED 3W dimable JMCo (3) Tensions.jpg
Exif et Meta MicroCartouche Alimentation LED 3W dimable JMCo (3) Tensions.jpg (41.66 Kio) Vu 35074 fois


Ces valeurs ne sont en fait que des moyennes, une sorte d’intégration dans le temps, étant donné que tout le système est un oscillateur dont la fréquence dépasse 6000 cycles par seconde. Les valeurs restent cependant représentatives. En effet, prenons l’exemple du collecteur du transistor. On lit 2,320 Volts à la puissance minimale. Cette lecture pourrait correspondre à un voltage de 2,345 V pendant 99 % du temps et 0,075 V pendant 1 % du temps.

Par contre, il y a des mesures que je ne m’explique pas aux bornes Vout et Adj. On ne retrouve pas cette différence de 1,25 V annoncée dans le documentation. Si quelqu’un a la solution …

Voici pour terminer quelques photos de la réalisation.

PWM Réalisation 73.JPG
Exif et Meta MicroCartouche PWM Réalisation 73.JPG (92.02 Kio) Vu 35059 fois
Voici le côté composants.Un effet de paralaxe donne faussement l’impression que la plaquette n’est pas plate.

PWM Réalisation 75.JPG
Exif et Meta MicroCartouche PWM Réalisation 75.JPG (80.4 Kio) Vu 35027 fois
Voici le côté piste. J’ai commis une erreur lors de la conception des pistes. (Cette erreur est déjà corrigée dans les schémas du circuit imprimé donné plus haut).

Les dernières photos dans le message suivant.
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Re: Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

Messagede JeanMarie » 16 Oct 2008 22:49

Suite des photos

PWM Réalisation 76.JPG
Voici l’erreur corrigée en interrompant une piste et en soudant un strap.


PWM Réalisation 71.JPG
La platine est fixée à l’aide de vis de 3mm et d’entretoises sur une tôle qui sera elle-même vissée au chassis de l’alimentation.


PWM Réalisation 78.JPG
Voici l’ensemble mis en place. On voit les fils tressés blanc et vert allant au potentiomètre fixé au couvercle.


PWM Réalisation 80.JPG
Voici l’alimentation refermée, avec son potentiomètre au-dessus. On voit également la fiche qui alimente la LED fixée à l’étau de table. A noter la LED bleue, témoin de la mise sous tension de l’alimentation.


PWM Réalisation 81.JPG
On voit ici l’autre face de l’alimentation avec la grille du ventilateur, le câble secteur et l’interrupteur poussoir que j’ai ajouté.


FIN ... En espérant que cet article donnera l'envie de faire chauffer les fers à souder.

PS. Vos questions et remarques sont les bienvenues mais je serai absent tout le week-end.
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Re: Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

Messagede Gérard Weiss » 17 Oct 2008 02:59

Bonsoir Jean-Marie,

Bravo pour cette réalisation astucieuse et merci du soin que tu as apporté à nous la décrire et à nous l'expliquer.


Je n'ai pas encore dégusté toutes les subtilités de ce montage, surtout au niveau du NE555 que je connais très mal, mais je crois pouvoir déjà répondre à une de tes questions :
Par contre, il y a des mesures que je ne m’explique pas aux bornes Vout et Adj. On ne retrouve pas cette différence de 1,25 V annoncée dans le documentation. Si quelqu’un a la solution …

C'est normal. Le LM317 est utilisé en générateur de courant tant qu'il n'est pas bloqué par le 2N3055 et la tension Vout - Adj aux bornes de R3 est alors égale à 1,25V aux tolérances près de ce circuit. Par contre, lorsque le LM317 est bloqué par le 2N3055, plus aucun courant ne le traverse et on a alors Vin - Vout = Vout - Adj = 0. La tension Vout - Adj aux borne de R3 est donc hachée entre les valeurs 0 et 1,25V, et on peut facilement en mesurer la valeur moyenne avec un voltmètre analogique. (Je ne sais pas comment se comporte un voltmètre numérique dans ce cas là.) En divisant cette tension moyenne par R3, on a alors le courant moyen traversant la LED.


Une autre façon de contrôler le courant traversant la LED serait de disposer une résistance par exemple de 1ohm 3W entre l'émetteur du 2N3055 et le 0V qui doit je pense être la masse. Peut-être faudrait-il réduire alors R2 ? On pourrait alors connecter aux bornes de cette résistance un oscilloscope, un voltmètre externe ou interne pour contrôler le courant de sortie. Cette solution permettrait de pouvoir effectuer cette mesure quelque soit la valeur de R3. On pourrait alors également avoir plusieurs résistances R3 de différentes valeur selon le courant maximum devant traverser la LED, et choisies avec un commutateur. Ainsi :
Sortie alim.jpg
Exif et Meta MicroCartouche Sortie alim.jpg (20.09 Kio) Vu 30214 fois


Question : a-t-on une bonne progressivité dans le réglage des faibles courants, disons entre 30 et 150mA ?
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Gérard
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Re: Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

Messagede JeanMarie » 17 Oct 2008 08:33

... Juste avant de partir en week-end...

Merci Gérard pour tes commentaires et pour ton explication des mes mesures de voltage aux bornes du LM317. Cela a effectivement du bon sens. Je n'ai pas trop le temps de réfléchir à ce que tu proposes. Ce sera pour la semaine prochaine.

Question : a-t-on une bonne progressivité dans le réglage des faibles courants, disons entre 30 et 150mA ?

Je ne suis pas sûr d'avoir bien compris la question car le courant est toujours de 1A lorsqu'il traverse la LED. C'est juste le temps de traversée qui change. Mais je suppose que tu me demandes si j'obtiens un réglage bien progressif de la LED aux faibles puissances. En fait, le réglage de la luminosité de la LED ne semble pas tout à fait linéaire vu à l'oeil. Dans la position minimum, la LED est très faiblement éclairée, montrant que la source lumineuse n'est pas ponctuelle mais sous forme d'une barette de 5mm de long sur 1mm de large. Quand on monte le potentiomètre, la luminosité augmente rapidement jusqu'à devenir éblouissante à +/- 1/4 de course du potentiomètre. Ensuite la luminosité continue à augmenter linéairement jusqu'à la fin mais il est difficile de juger à l'oeil si c'est 2 fois plus éblouissant ou 5 fois plus éblouissant. Il faudrait une mesure instrumentale plutôt qu'un jugé à l'oeil. Ai-je plus ou moins répondu à ta question ?
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Re: Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

Messagede Gérard Weiss » 20 Oct 2008 00:02

Re-bonsoir Jean-Marie,


Ton schéma est intéressant car il propose un variateur de courant (intensité électrique) pour LED connectable à diverses alimentations. Utiliser des alimentations d'ordinateur est une bonne idée car on en trouve à la pelle et elles sont surpuissantes pour nos besoins. De plus, il reste de la place dans les boitiers pour toutes sortes de dispositifs complémentaires. Je vois toutefois deux problèmes :


1. Les alimentations d'ordinateurs sont des alimentations à découpage et elles doivent être manipulées avec précaution car on peut très bien avoir accidentellement quelques milliers de volts aux bornes d'un bobinage. L'énergie reste faible, mais ça doit secouer et on risque de mettre hors service un instrument de mesure comme un voltmètre numérique ou un oscilloscope. Attention donc. Les marchands de Tasers disent que leurs instruments sont inoffensifs, mais il y a je crois des expériences à éviter...


2. La tension de 5V délivrée par l'alimentation ATX me parait un peu faible. Nous avons en effet pour un courant de 1 ampère :
- tension de déchet du 2N3055 = 0,1V
- tension aux bornes de la LED = 3,5V environ
- tension aux bornes de R3 = 1,2V
Ca fait en tout 0,1 + 3,5 + 1,2 = 4,8V et il ne resterait donc plus que 5 - 4,8 = 0,2V entre les bornes Vin et Vout du LM317 ! C'est très faible, alors que la documentation indique qu'il faut au moins 5V pour que le LM317 puisse exercer correctement sa fonction de régulateur. On ne lui en demande certes pas tant ici, mais il y a gros à parier qu'il n'arrive pas à débiter le courant maximum de 1A demandé. Cela pourrait expliquer ton observation :

A pleine puissance, le LM317 chauffe un peu mais on peut tenir le doigt dessus. Aucun radiateur n’est donc nécessaire. Pour la LED elle-même, il est spécifié par le fabriquant de prévoir un radiateur. En réalité, l’échauffement est minime dans les conditions de mon montage.


Je pense que ça marcherait mieux avec la sortie 12V de l'alimentation ATX, mais l'échauffement sera plus important et il vaudrait mieux prévoir des radiateurs pour ne pas risquer de détruire les composants : le LM317, le 2N3055 et surtout la LED. Le boîtier en tôle de l'alimentation est peut-être suffisant pour les deux premiers ?


Bien amicalement,
Gérard
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Re: Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

Messagede JeanMarie » 20 Oct 2008 14:06

Hello Gérard,

J’avais lu des mises en garde concernant la présence de haute tension possible aux bornes de certaines bobines de l’alimentation PC. J’ai fait de multiples essais avec le boitier ouvert mais je me suis bien gardé d’aller promener mes pattes ou mon voltmètre sur les composants de l’alimentation pendant le fonctionnement. Je n’ai donc pas eu à déplorer de secousse, arrêt cardiaque ou décès.

Ta remarque sur l’alimentation en 5 V est judicieuse. Lors de la mise au point du schéma, j’ai fait de multiples essais sur une plaquette d’expérimentation. J’avais commencé par alimenter avec le 12 V (les divers composants supportent une alimentation jusqu’à 15 V). J’étais cependant revenu à 5 V car sous 12 V le LM317 chauffe et nécessite l’utilisation d’un radiateur. Par contre, le 2N3055 reste froid. Mon alimentation PC comporte 2 grands radiateurs. Je pense que l’un d’eux concerne le découpage haute tension. Le deuxième sert aux régulateurs basse tension. Celui-ci comporte encore de la place et on pourrait y ajouter le LM317, à condition d’isoler électriquement le dos métallique (connecté à la broche Vout) du radiateur à l’aide d’une plaquette de mica. Ce radiateur pourrait très bien supporter l’échauffement car il reste froid dans notre application d’alimentation de la LED.

L’utilisation du boitier de l’alimentation comme radiateur est également possible mais je ne dispose d’une surface plate que dans le couvercle, obligeant à utiliser 3 longs fils souples comme pour le potentiomètre. Mais c’est pas vraiment un problème.

Suite à ta remarque concernant l’utilisation du 12 V, je vais reprendre ma plaquette d’expérimentation et refaire des mesures avec 5 et 12 V. Il me reste un LM317 et un 2N3055. Par contre, il faut que j’aille rechercher une résistance de 1,2 Ω. Il n’est pas nécessaire d’utiliser l’oscillateur NE555 mais simplement de polariser correctement la base du transistor pour que celui-ci soit passant ou bloquant. Que penses-tu du schéma d’expérimentation suivant ?
Schéma expérimentation 5V ou 12V.jpg
Exif et Meta MicroCartouche Schéma expérimentation 5V ou 12V.jpg (20.61 Kio) Vu 28509 fois

L'interrupteur servirait à commander le transistor. En position ouvert, la base du transistor serait à 0V et le transistor serait bloqué. En position fermé, la tension de la base serait +- 1/3 de la tension d'alimentation ; le transistor serait passant, que la tension d'alimentation soit 5V ou 12V.
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Re: Transformation d'1 alimentation PC ATX pour LED 3W dimmable

Messagede Gérard Weiss » 20 Oct 2008 19:30

Bonsoir Jean-marie, Christian,

Excuses-moi Christian si je te mets dans le coup.

J’étais cependant revenu à 5 V car sous 12 V le LM317 chauffe et nécessite l’utilisation d’un radiateur.
Evidemment c'est le problème, et on peut légitimement trouver un peu bête de devoir monter jusqu'à 12V pour une LED de 3,5V ! Le rendement est guère honorable : 3,5 / 12 = 29%, ça chauffe, la honte ! C'est l'inconvénient des variateurs traditionnels à base de composants discrets ou de circuits genre LM317. Je crois que la bonne solution résiderait aujourd'hui dans les petits modules LuxDrive que Christian nous a fait connaitre dans une autre discussion:
viewtopic.php?f=60&t=821
J'en ai acheté au fournisseur canadien indiqué par Christian, c'était pas cher et la livraison était rapide. Malheureusement, je n'ai encore pas trouvé le temps de m'en occuper, alors que je vais en avoir bientôt besoin... :oops: :oops:


Par contre, le 2N3055 reste froid.
Heureusement ! Il ne dissipe de l'énergie que pendant les temps de commutation entre la position saturée (intensité maximale et tension de collecteur voisine de zéro) et la position bloquée (intensité nulle). Son échauffement signifierait par conséquent que la commutation se fait trop lentement. Il faudrait alors voir du coté du NE555 ou rajouter un condensateur en parallèle de la résistance R2 sur la base du 2N3055 pour accélérer les commutations.


Il n’est pas nécessaire d’utiliser l’oscillateur NE555 mais simplement de polariser correctement la base du transistor...
Là je ne comprends plus : sans le NE555, le dispositif fonctionne en alimentation fixe et non en variateur... Je proposerais alors dans le nouveau schéma de supprimer également le 2N3055 et de mettre simplement l'interrupteur sur la ligne 5V ou 12V...


Bien amicalement,
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Gérard
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