Electronique

Des documents de références techniques, comme quelques principes de base de la locomotive à vapeur ou la numérotation des engins moteur ou des wagons, l'histoire de l'échelle N, les époques en modélisme et pleins d'autres documentions indispensables aux modélistes ferroviaires et à toutes autres personnes qui s'intéressent au domaine ferroviaire ...

Les diodes électroluminescentes (LED)

Le principe

Une diode électroluminescente (DEL. En anglais : LED, Light-Emitting Diode), est un dispositif opto-électronique capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Une diode électroluminescente ne laisse passer le courant électrique que dans un seul sens (le sens passant, comme une diode classique, l'inverse étant le sens bloquant) et produit un rayonnement monochromatique ou polychromatique non cohérent à partir de la conversion d’énergie électrique lorsqu'un courant la traverse.

La couleur de la LED

En fonction du matériau utilisé pour la réalisation de ce semi-conducteur, la LED émettra une longueur d'onde différente, donc émettra une couleur différente. La couleur visible peut aussi, dans certains cas, être liée à la couleur du capot.

Plus la longueur d'onde émise par la LED est faible et plus la tension nécessaire à son allumage sera élevée (il s'agit de la tension de seuil) :

  • Infrarouge (> 760 nm) < 1.63V ;
  • Rouge (610 à 760 nm) 1.63V à 2.03V ;
  • Orange (590 à 610 nm) 2,03V à 2,10V ;
  • Jaune (570 à 590 nm) 2,10V à 2,18V ;
  • Vert (500 à 570 nm) 2,18V à 2,48V ;
  • Bleu (450 à 500 nm) 2,48V à 2,76V ;
  • Violet (400 à 450 nm) 2,76V à 3,1V ;
  • Ultraviolet (< 400 nm) > 3,1V ;
  • Blanc (chaud à froid) > 3,5V.

Une diode électroluminescente (DEL. En anglais : LED, Light-Emitting Diode), est un dispositif opto-électronique capable d'émettre de la lumière lorsqu'il est parcouru par un courant électrique. Une diode électroluminescente ne laisse passer le courant électrique que dans un seul sens (le sens passant, comme une diode classique, l'inverse étant le sens bloquant) et produit un rayonnement monochromatique ou polychromatique non cohérent à partir de la conversion d'énergie électrique lorsqu'un courant la traverse.

La couleur de la LED

En fonction du matériau utilisé pour la réalisation de ce semi-conducteur, la LED émettra une longueur d'onde différente, donc émettra une couleur différente. La couleur visible peut aussi, dans certains cas, être liée à la couleur du capot.

Plus la longueur d'onde émise par la LED est faible et plus la tension nécessaire à son allumage sera élevée (il s'agit de la tension de seuil) :

  • Infrarouge (> 760 nm) < 1.63V ;
  • Rouge (610 à 760 nm) 1.63V à 2.03V ;
  • Orange (590 à 610 nm) 2,03V à 2,10V ;
  • Jaune (570 à 590 nm) 2,10V à 2,18V ;
  • Vert (500 à 570 nm) 2,18V à 2,48V ;
  • Bleu (450 à 500 nm) 2,48V à 2,76V ;
  • Violet (400 à 450 nm) 2,76V à 3,1V ;
  • Ultraviolet (< 400 nm) > 3,1V ;
  • Blanc (chaud à froid) > 3,5V.

Légende


  1. Capot en résine époxy
  2. Micro-câble
  3. Cavité réfléchissante
  4. Puce semi-conductrice
  5. Enclume
  6. Borne
  7. Grille de connexion
  8. Méplat
  1. Anode
  2. Cathode

Dans un semi-conducteur à base de silicium, la lumière émise est infrarouge et l’œil humain ne la distingue pas. Pour réaliser des LED de lumière rouge ou verte, il faut d’autres matériaux : arséniure et phosphure de gallium, arséniure d’indium, etc... Le choix du semi-conducteur permet de définir la lumière émise par la LED.

Comment identifier les fils d'une LED

Une LED possède deux fils : un positif (anode) et un négatif (cathode). Sur les schémas, son symbole est similaire à celui de la diode simple, avec deux flèches pointant vers l'extérieur. L'anode (+) est marquée par un triangle et la cathode (-) par un trait. Vous trouverez parfois des étiquettes supplémentaires :A ou + pour l'anode et C ou - ou encore K pour la cathode.

Il existe plusieurs façons d'identifier les fils d'une LED:

  1. La cathode (négative) est généralement marquée par un bord aplati sur la partie inférieure du corps de la LED.
  2. La plupart des LED sont fabriquées avec une patte plus longue, indiquant le positif (anode).
  3. Jetez un coup d'œil à l'intérieur de la LED elle-même : la plus petite pièce métallique à l'intérieur de la LED se connecte à l'électrode positive et la plus grande se connecte à l'électrode négative.
Le boitier d'une LED 5mm.

Le calculateur de résistance pour LED

Le calculateur de résistance pour LED vous aidera à déterminer la valeur de la résistance série de limitation de courant lorsque vous pilotez une seule LED ou un ensemble de LED à faible courant. Pour commencer, entrez les valeurs requises et cliquez sur le bouton "Calculer".

Le programme dessine un petit schéma, affiche la résistance calculée et vous indique la valeur et le code couleur de la résistance standard inférieure et supérieure la plus proche. Il calculera la puissance dissipée par la résistance et les LED, la puissance recommandée de la résistance, la puissance totale consommée par le circuit et l'efficacité de la conception (Puissance consommée par les LED / Puissance totale consommée par le circuit) x 100).

Champs de saisie

Tension d'alimentation: Indiquez une tension supérieure à la chute de tension des LED pour un circuit à LED unique et une connexion en parallèle ou la somme de toutes les chutes de tension lors de la connexion de plusieurs LED en série.

Courant de la LED: Indiquez le courant de la LED unique en milliampères. Les LED courantes de 3 mm et 5 mm fonctionnent généralement entre 10 et 30 milliampères, mais les LED de puissance utilisées dans les applications d'éclairage et automobiles peuvent avoir des besoins en courant supérieurs à 200 mA. Un courant de 20 mA est généralement une valeur sûre si vous n'avez pas accès à la fiche technique du composant.

Couleur de la LED et chute de tension: Sélectionnez la couleur de votre LED. La boîte de chute de tension se remplit automatiquement avec la valeur typique pour la couleur sélectionnée (par exemple, 2V pour une LED rouge standard ; 3,6V pour une LED blanche utilisée dans l'éclairage, les stroboscopes, etc. ; 1,7V pour une LED infrarouge utilisée dans les télécommandes, etc.) Cependant, la chute de tension varie considérablement entre les différents types de LED et varie également légèrement en fonction du courant, c'est pourquoi vous devez modifier la valeur si vous connaissez la valeur correcte pour votre composant.

Nombre de LEDs: Sélectionnez le nombre de LED que vous souhaitez utiliser dans votre circuit. Pour plusieurs LED, une deuxième liste déroulante apparaît, dans laquelle vous pouvez sélectionner une connexion en série ou en parallèle.

Remarque : il est préférable d'éviter de connecter des LED en parallèle en ne partageant qu'une seule résistance entre elles. Des LED identiques peuvent être connectées en parallèle avec succès, mais chaque LED peut avoir une chute de tension légèrement différente, et la luminosité des LED sera différente. Si vous souhaitez connecter les LED en parallèle, chacune d'entre elles doit avoir sa propre résistance. Calculez la valeur d'une seule LED et connectez toutes les paires LED-résistance en parallèle.

Précision de la résistance: sélectionnez la précision standard souhaitée pour la résistance : 10% (E12), 5% (E24), 2% (E48) ou 1% (E96). Utilisez notre calculateur de code de couleur de résistance pour connaître les bandes de couleur des différentes résistances de précision (20 %, 0,5 %...).

Calculateur de résistances pour LED

Comment interpréter les résultats

  • Un schéma simple est généré à chaque chargement de page. Seule la valeur de la résistance standard la plus proche est indiquée sur le schéma et seules deux connexions de LED sont dessinées, quel que soit le nombre de LED dans le circuit (mais je suis sûr que vous pouvez facilement compléter les parties manquantes).
  • Deux résistances sont représentées à droite. Il s'agit des valeurs standard (supérieure et inférieure) les plus proches de la résistance brute calculée. Vous ne devez en utiliser qu'une seule dans votre circuit. Il est préférable de choisir celle qui est la plus proche supérieure (celle dont la valeur est suivie d'un *).
  • La puissance en watts de la résistance recommandée est calculée avec une petite marge de sécurité, de sorte que la puissance dissipée ne dépasse pas 60 % de la valeur nominale.
  • Le rendement [%] indique la part de la puissance totale consommée par le circuit qui est effectivement utilisée par la ou les LED.

Remarque: Les scripts ont été testé rigoureusement, mais ils peuvent encore avoir quelques petits bugs.
Merci de me les signaler via le formulaire.