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> Veilleuse à led 001
Dernière mise à jour : 27/07/2008Attention ! Schéma terminé mais montage pas encore testé intégralement !
Présentation
Cette veilleuse s'allume automatiquement quand la lumière ambiante est faible, et s'éteint automatiquement dès que la lumière ambiante remonte en intensité. Pour cela, une cellule photo-résistive (LDR) est mise en oeuvre. Associée à un petit transistor basse puissance, elle permet la commande automatisée d'une petite led blanche. La veilleuse se branche directement sur le secteur 230V, l'alimentation est de type alimentation sans transformateur.Avertissement - A lire impérativement !
A lire impérativementavant de continuer. Tout montage alimenté par le secteur présente des risques mortels, si un minimum de bon sens n'est pas respecté. Le montage décrit ici ne possède pas de transformateur d'isolement, et présente donc un danger supérieur. Si ce montage vous interresse mais que la technique employée pour l'alimentation vous fait peur, merci de ne pas aller plus loin, ou de modifier le montage en lui ajoutant un transformateur d'alimentation, associé à un pont de diode (constitué de 1N4007) et à un petit condensateur de filtrage (100 uF à 220 uF / 25V).Le schéma
Ce schéma peut être scindé en deux parties :- la partie alimentation sans transformateur, située entre la prise secteur PL1 et la diode zener D5;
- la partie veilleuse en elle-même, située sur la partie droite du schéma, après la diode D5.
Partie alimentation secteur sans transformateur
De part sa réactance (résistance à une fréquence donnée - ici 50 Hz - et pour une valeur capacitive donné), le condensateur C1 limite le courant circulant dans l'ensemble du montage. La résistance R1 permet de limiter le courant au moment où l'on branche le circuit sur le secteur, car à ce moment-là le condensateur C1 est déchargé et se comporte comme un beau court-circuit. En l'absence de cette résistance R1, il circulerait un courant intense dans les diodes D1 à D4, dont la durée de vie serait raccourcie. On trouve entre les points communs D2 / D4 (masse) et D1 / D3, une tension alternative redressée en double alternance dont l'amplitude crête atteint un peu plus de 300 volts. Il est évidement hors de question d'utiliser une telle tension pour alimenter un transistor et sa led, c'est pourquoi la résistance R4, la diode zener D5 de 12V et le condensateur de filtrage C2 ont été ajoutés, afin de disposer d'une basse tension continue de 12V. Avec les valeurs choisies pour R4 et C2, la tension n'est pas parfaitement stabilisée et il subsiste une légère ondulation résiduelle, mais celà n'a pas d'importance ici. Notons que la résistance R4 voit à ses bornes une tension assez importante, qui peut lors des crêtes de la sinusoïde secteur, dépasser 300V. Comme les résistances classiques possèdent une tension de claquage voisine de 300V, R4 (valeur 2K4) est constituée de deux résistances de 1K2 cablées en série : chacune se partage ainsi la chute de tension totale (environ 150V sur chacune).Pour plus de détails sur les alimentations sans transformateur, merci de vous reporter à la page Alimentations secteur sans transformateur.
Remarque importante
Si vous comptez déplacer cette veilleuse (emploi mobile), vous devrez ajouter une résistance de 1 Mohms en parallèle sur le condensateur C1, afin de le laisser se décharger quand l'ensemble est débranché, et d'éviter ainsi de désagréables secousses en cas de contact accidentel avec les deux bornes 230V.
Partie veilleuse
C'est finalement celle qui occupe le moins de place, puisqu'on y trouve un transistor, une led, une LDR et trois résistances. Le principe de fonctionnement est très simple : la led est montée dans le circuit d'émetteur du transistor Q1, et ce dernier - qui fonctionne ici en tout ou rien - ne conduit que si la tension Vbe (tension entre émetteur et base) est de 0,6V au moins. La led présentant une chute de tension dans le sens direct (passant), la tension de commande du transistor (celle nécessaire pour le faire conduire), est réhaussée d'autant. Avec une led classique, qui présente une chute de tension de l'ordre de 2V, la tenson de commande passe à 2,6V environ (0,6V de la jonction B-E du transistor, additionnée aux 2V de la led). La tension de commande du transistor est issue d'un pont diviseur résistif constitué des deux résistances R2 et R3, et est d'autant plus élevée que R2 est faible ou R3 est élevée. R2 et R3 sont des résistances fixes, donc pas beaucoup à attendre d'elles-mêmes. Mais la LDR, qui est un composant dont la résistivité ohmique dépend de la quantité de lumière qui le frappe, est cablé en parallèle de R3. Quand cette LDR reçoit de la lumière, sa valeur ohmique diminue, et la résultante R3 // LDR diminue donc également. Quand la LDR est dans la pénombre, sa résistance ohmique augmente fortement, et la résultante R3 // LDR augmente en même temps (le résistance de la LDR est très grande par rapport à R3, c'est comme s'il n'y avait que R3 dans le circuit).Exemple concret
Alim 12V, led avec chute de tension de 2V, LDR = 500 ohms si éclairée, et LDR = 470K si non éclairée. Il faut une tension de commande de 2,6V sur la base de Q1 pour allumer la led.
En mode éclairé, la tension de commande est de :
Ub = 12V x (R3 // LDR) / (R2 + (R3 // LDR))
Ub = 12 x (2200 // 500) / (5600 + (2200 // 500))
Ub = 12 x (407) / (5600 + 407)
Ub = 0,8V (tension inférieure à 2,6V et donc insuffisante pour allumer la led)
En mode pénombre, la tension de commande est de :
Ub = 12V x (R3 // LDR) / (R2 + (R3 // LDR))
Ub = 12 x (2200 // 470000) / (5600 + (2200 // 470000))
Ub = 12 x (2189) / (5600 + 2189)
Ub = 3,4V (tension supérieure à 2,6V et donc suffisante pour allumer la led)
Remarque : la résistance R3 peut devoir être ajustée selon le type de la led employée et la sensibilité à la lumière désirée. Pour une led blanche haute luminosité, qui présente une chute de tension comprise entre 3,6V et 4,0V, je suggère l'emploi d'une résistance de valeur comprise entre 3K3 et 4K7.