Du fun avec un ruban de LED - Chicoree

1 Principe

Concrètement, un ruban de LED est constituée de modules comprenant chacun 3 LED et 1 résistance en série. Les différents modules du ruban sont assemblés en parallèle. Les fabricants font le choix de cet arrangement car il permet d'alimenter le réseau de LED à tension constante – et cela quelle qu'en soit la longueur. La plupart des modèles sont conçus pour une tension d'alimentation 12V qui conviendra aussi bien pour un seul module que pour le rouleau de 5 mètres, voire une plus grande longueur encore en reliant plusieurs rouleaux ensemble … à condition que l'alimentation soit assez puissante. C'est à dire en l’occurrence, capable de fournir le courant nécessaire tout en maintenant sa tension de sortie à 12V.

2 Mesures

Après avoir passé un bon moment à comparer les prix et les modèles, je me suis finalement décidé pour un ruban de LED blanc froid (cool white) équipé avec des LED au format 3528, à raison de 60 LEDs/mètre. Il est livré pour une tension d'alimentation de 12V. Pour mes tests, j'ai en ai coupé un morceau composé de 18 modules. Soit 18×3 LED pour une longueur totale d'environ 90cm.

2.1 Consommation

Alimenté en 12V les LED brillent décemment – mais inutile d'espérer éclairer une pièce avec ce genre de produit. Tout au plus peut-il servir (c'est l'usage que j'en fait) pour éclairer une étagère. Ou comme éclairage architectural.

2.2 Intensité et durée de vie d'une LED

Pour poursuivre sur ces considérations techniques, je me suis amusé à mesurer le courant circulant dans chaque module en fonction de la tension d'alimentation. Les données sont résumées dans le tableau ci-contre. Comprenez bien que ce tableau se base sur l'intensité moyenne. Celle-ci peut être variable d'un module à l'autre. Ainsi, une valeur marquée comme inacceptable signifie que plus de la moitié des modules est en sur-intensité.

2.3 Projections

Muni des différentes mesures effectuées et des informations résumées ci-dessus, j'ai modélisé l'évolution du courant dans les modules en fonction de la température ambiante. Et j'ai comparé ces données avec les maximums théoriques annoncés par le fabriquant Wayjun Technology Co. Ltd pour ses LED 3528-SMD cool white. C'est un des rares fabriquant chinois à fournir des données relativement détaillées sur ses produits. Et je suppose que les LED qui équipent les rubans bon marchés ont des caractéristiques assez proches. Les graphiques ci-dessous permettent de comparer les limites de température entre alimentation à tension continue et alimentation à courant continu. Comme vous le constaterez, si les résultats ne sont pas aussi éloignés que la théorie pouvait le laisser penser, des différences subsistent quand même…

2.4 Et la résistance?

Quand le ruban est alimenté à tension constante, c'est la résistance de 150Ω qui contraint l'intensité du courant dans chaque module. Or, une partie non négligeable de l’énergie consommée par le ruban est perdu par effet Joule dans cette résistance: un module de 3 LED alimentées en 12V sous 18mA consomme 216mW desquels plus de 48mW sont dispersés sous forme de chaleur par la résistance. Soit plus de 20% de l'énergie perdue.

3 Alimentation à courant constant

Après toutes ces considérations théoriques sur l'intérêt d’alimenter un ruban de LED à courant constant, il est temps maintenant de passer à la pratique. Mon choix pour la mise en œuvre c'est porté sur le circuit VLD24-300 fabriqué par Cui Inc. Celui-ci est conçu spécifiquement pour alimenter un éclairage LED à courant constant, et est capable de délivrer 300mA à sa sortie, ce qui correspond à ce dont j'ai besoin pour mon segment de 90cm. Par ailleurs, c'est un circuit dont le prix reste raisonnable (10€), qui est performant (le fabriquant annonce un rendement de 96%), et qui permet de moduler l'éclairage (modulation analogique et/ou PWM ) – bien que je n'ai pas utilisé cette possibilité ici. Par contre, il n'est pas très tolérant aux erreurs de câblage. Faites en particulier attention aux polarités et souvenez-vous que si vous l'utilisez, la broche remote (PWM) n'accepte que des tension entre 0V et 6V alors que la broche d'alimentation (V_in) accepte une tension entre 6,5V et 36V.