Bonjour.

Voici un petit article technique qui explique comment mettre en place une solution efficace est pas très chère pour pouvoir varier la luminosité sur des DEL. Eh oui. La DEL étant un dipôle exigeant un courant continu, elle est fréquemment positionnée derrière un transformateur nécessitant une tension bien définie en entrée, et en fournissant une d’une stabilité équivalente en sortie (au détail d’être redressée). Il en est de même quand nous optons pour une alimentation depuis une batterie, ou une pile : la tension reste fixe, donc le courant le sera aussi, et par extension, la luminosité.

L’astuce simple et efficace que j’ai trouvée consiste à placer un autre composant au secondaire dilapidant l’énergie que nous n’avons pas envie de voir transmise aux DEL (et ainsi, de les assombrir). Ce n’est pas la meilleure des solutions, car elle implique un gâchis : nous consommons toujours autant de puissance indépendamment du niveau d’éclairage, et la dissipation étant thermique, notre circuit peut beaucoup chauffer et donc nécessiter un refroidissement annexe. Une alternative préférable aurait été que nous procédions à l’aide d’AOP, mais c’est plus cher, et je ne maitrise pas (encore) suffisamment le sujet pour en parler.

L’idée

Voici ce que nous voudrions faire dans l’idéal, mais qui ne fonctionnera pas :

En admettant que nos DEL aient une luminosité maximale avec un courant de 150 mA, et que cette valeur soit obtenue avec une tension de 3 V entre chacune de leurs bornes, nous pouvons en monter deux en série et les alimenter avec une source à 6 V pour atteindre la puissance nominale. Pour pouvoir réduire l’éclairage, et donc diminuer l’électricité circulant dans le fils, on peut simplement insérer un composant, faisant ainsi chuter la tension restante. Un potentiomètre semble être le choix idéal, car c’est un élément résistif nous permettant de contrôler exactement la quantité d’énergie que nous voulons qu’il dissipe. Malheureusement, ceux-ci ne tolèrent qu’une faible charge et les 300mA auquel notre montage, pourtant modeste, peut exposer le nôtre, est une valeur bien trop élevée…

La solution

Une solution presque équivalente peut néanmoins être réalisée à l’aide d’un autre composant, qui aura pour tâche d’éliminer la puissance indésirable à la place du potentiomètre. Il s’agit du LM317.

Nous pouvons voir sur la photo à côté le petit radiateur présent sur le composant, ce qui montre bien qu’il a été conçu pour pouvoir disperser pas mal de chaleur. Attention quand même, un LM317T est capable de dissiper jusqu’à 20 Watt, mais à ce niveau, le système de refroidissement de base n’est pas assez puissant et l’améliorer est nécessaire. Passons aux choses sérieuses. Comment l’utiliser ? Je vous invite à lire sa fiche technique pour vous faire une idée plus complète.

En gros, notre composant a trois pattes : l’entrée, la sortie, et l’ajustement. Il se charge de faire en sorte que la sortie soit définie en fonction de la différence de potentiel appliquée entre la borne d’ajustement et la sortie. Le but du jeu est donc de changer le voltage à cet endroit pour atteindre la tension adéquate. Heureusement, l’ajustement libère une quantité très faible de courant (100 µA max), ce qui nous permet d’y lier un potentiomètre sans aucun problème cette fois. 🙂 Voici comment procéder pour le montage précédent :

Dans cet exemple, la valeur de R1 est celle conseillée dans la documentation du produit, à savoir 240 Ω. Il ne nous reste plus qu’à jouer avec R2 pour augmenter ou diminuer la tension aux bornes de la patte d’ajustement, et donc également celle de sortie qui alimentera directement les DEL. Notez qu’il faudra une alimentation plus élevée que 6V pour alimenter 2 DEL de 3V en série, car le LM317T utilise déjà 2V pour ses besoins internes. C’est pour cette raison que l’alimentation est passée à 8V.

Attention, les DEL ne sont pas des composants résistifs. Cela signifie que la loi d’ohm est inutilisable pour calculer les courants et tensions à chaque point du montage… Pour avoir ces relations, il faut se fier aux mesures normalement présentes dans la fiche technique de la diode. Vous remarquerez notamment qu’une faible variation de tension peut impliquer une intensité évoluant du simple ou double. C’est pour cette raison que l’alimentation des DEL se doit d’être très stable (et que les transfo pour LED coutent cher, accessoirement…). Bref, tout ça pour dire qu’en tant que novice, il est plus sage de trouver la plage de valeur idéale pour R2 en expérimentant concrètement qu’à l’aide de simulateurs ou de calculs, car vous vous tromperez probablement. 😀

En pratique

Voici un montage que j’ai effectué de façon concrète :

Nous avons six DEL de branchées en série sur une alimentation en 24 V continue, avec un LM317T qui se charge de la commande, comme nous venons de le voir. J’ai juste rajouté un bouton poussoir pour fermer le montage (S1) et ainsi éviter de cramer le circuit en cas de problème, car il me suffit de lever le doigt pour tout couper, ce qui est plus rapide que de courir retirer la prise. R3 est censé protéger les DEL si de légères surtensions surviennent, mais je n’ai pas vraiment compris comment (donc si vous avez la réponse, ça m’intéresse 😉 ). À présent, tout ce que nous avons à faire pour varier l’intensité lumineuse est de changer la valeur de R2. Voici les résultats que j’ai obtenus :

C’est pas mal, n’est-ce pas ? Pour information, j’utilise ces diodes électroluminescentes, qui ont une puissance maximale de 25 lumens quand elles sont alimentées à 150 mA. Je me suis limité à 140 mA dans mon expérience pour éviter de les dégrader, car mon montage n’étant pas super stable, taper dans un fils pouvait faire varier ce courant de quelques mA. ^^”

Si dans mon cas, j’aimais faire une lampe permettant de faire varier sa puissance, il me suffirait, par exemple, de segmenter R2 en deux résistances. La première en serait une fixe d’environ 2,8 kΩ, et la seconde serait un potentiomètre fluctuant de 0 à 1kΩ. De cette façon, je pourrai contrôler la luminosité d’un extrême à l’autre de l’image ci-dessus sans avoir à faire gaffe de ne pas dépasser les limites. 🙂 Notez également que je n’ai besoin d’aucune source de refroidissement annexe pour le montage : ni le LM317, ni les diodes ne surchauffent.

Et voilà, c’en est tout pour cette astuce. J’espère qu’elle vous plaira, et qu’elle vous a inspiré pour vos futures réalisations !

---

Credit image :

• La DEL de couverture by outlaw-wolf.
• Les schémas électriques ont été réalisés avec le logiciel libre Fritzing.
• Les photos sont de moi.