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007
Dernière mise à jour : 05/06/2011Présentation
La présente réalisation, qui ne nécessite aucune alimentation, est un modulateur de lumière une voie pilotant une ou plusieurs LED haute luminosité.
L'entrée du modulateur se fait directement aux bornes d'un HP, et le montage peut au besoin être intégré directement dans son enceinte. Le circuit est conçu pour fonctionner avec une puissance BF comprise entre 5 W et 200 W, mais moyennant la modification de quelques composants on peut jouer sur une autre plage de valeurs. Pour pouvoir fonctionner sur une large plage de valeurs sans risque de destruction pour les LED, un système de limitation et de régulation de courant (simple) à base de transistor FET est mis en oeuvre. J'ai aussi pensé à ceux qui n'aiment pas les transistors FET et propose un second montage avec un transistor bipolaire (PNP s'il vous plait). Deux schémas sont donc proposés :
- schéma 007 : version avec transistor FET pour limitation de courant dans la ou les LED;
- schéma 007b : version avec transistor bipolaire et réglage de sensibilité.
Avertissement
Ce montage est destiné à être raccordé directement sur une sortie BF (sortie HP) d'un amplificateur de salon ou de sono. En lui-même, il ne constitue pas un danger pour l'amplificateur BF, qu'il ne charge pas de façon inconsidérée (impédance d'entrée de plus de 200 ohms). Mais ce n'est pas une raison pour y aller "à la va vite" au niveau des raccordements...Schéma 007
On a déjà vu pire, n'est-ce pas ?
Le principe de fonctionnement est fort simple. On procède tout d'abord à un redressement double alternance du signal audio issu de l'amplificateur de puissance (signal appliqué sur un HP qui doit rester connecté à l'amplificateur). Ce signal redressé au moyen de classiques diodes de redressement (D1 à D4, 1N4007) est ensuite filtré par le condensateur C1 de valeur modeste (10 uF). Puis il est écrêté si la valeur de la tension obtenue après filtrage est supérieure à 22 V, à l'aide de la diode zener D5. Pour finir, la ou les LED D6 (on peut en mettre de une à quatre) sont montées dans un circuit générateur de courant constant constitué d'un seul petit transistor de type BF245.
Tension efficace selon puissance de l'amplificateur
Les valeurs qui suivent donnent un ordre de grandeur de la correspondance entre puissance de sortie de l'ampli BF et tension efficace, selon que la charge est un HP de 4 ohms ou 8 ohms.5 V / 8 ohms -> 3,1 W (5,8 V sur C1)
5 V / 4 ohms -> 6,2 W (5,8 V sur C1)
10 V / 8 ohms -> 12,5 W (7 V sur C1)
10 V / 4 ohms -> 25 W (7 V sur C1)
15 V / 8 ohms -> 28,1 W (12,6 V sur C1)
15 V / 4 ohms -> 56,2 W (12,6 V sur C1)
20 V / 8 ohms -> 50 W (19 V sur C1)
20 V / 4 ohms -> 100 W (19 V sur C1)
25 V / 8 ohms -> 78 W (24 V sur C1)
25 V / 4 ohms -> 156 W (24 V sur C1)
30 V / 8 ohms -> 112 W (25,6 V sur C1)
30 V / 4 ohms -> 225 W (25,6 V sur C1)
Les tensions relevées sur C1 correspondent à une valeur moyenne et non à une valeur crête, la valeur crête est un peu plus élevée.
Nombre de LED
Le nombre de LED est limité dans le bas par leur type même et par la tension requise pour les allumer. Si vous utilisez des LED haute luminosité rouges qui se contentent de 2,2 V, il faudra 6,6 V pour les éclairer de façon nominale, sous réserve que le courant qui les traverse est suffisant. Ce n'est pas vraiment un hasard si j'ai choisi des LED haute luminosité. Ces dernières présentent en effet l'avantage de s'allumer très convenablement pour un courant quart ou moitié du courant nominal. Et dans le cas présent, le courant est limité à une valeur comprise entre 5 mA et 20 mA, la valeur exacte dépend du transistor lui-même. Avec trois LED de ce type donc, on ne peut pas espérer un allumage franc pour une tension d'entrée de 5 V (3 W sur 8 ohms ou 6 W sur 4 ohms). Par contre avec une seule LED de même type à la place de trois, elle s'allumera bien. Le nombre de LED détermine donc en même temps la "sensibilité" du montage, puisque plus il y en a et plus il faut de puissance (tension) à l'entrée pour un même degré d'illumination. Si vous destinez ce montage à un petit ampli BF, mieux vaut ne mettre qu'une seule LED et abaisser légèrement la valeur des deux résistances d'entrée R1 et R2 (essayez tout de même de ne pas descendre en dessous de 47 ohms pour chacune). Evidement, vous serez sans doute tenté de mettre trois ou quatre LED (voir plus) si vous jugez qu'une seule ne suffit pas pour le look d'enfer que vous voulez donner à l'enceinte du HP. Sûr dans ce cas qu'une LED bleue aux quatre coins du coffret procurent un effet visuel différent...Puissance dissipée dans les composants
Elle dépend bien sûr en priorité de la puissance fournie par l'amplificateur BF. Par exemple avec une tension efficace de 30 V en entrée (112 W sur 8 ohms ou 225 W sur 4 ohms), on dispose d'une tension d'environ 42 V en crête aux bornes de C1. Le courant qui traverse les deux résistances R1 et R2 est de l'ordre de 75 mA qui se répartissent ensuite dans le condensateur (qui se charge et se décharge), dans la diode zener et dans les leds. La puissance dissipée par les deux résistances R1 et R2 peut aller jusqu'à 1 W en crête quand l'ampli BF se donne à fond. Si vous restez modestes dans vos demandes, de simple résistances de 0,5 W suffiront. Mais je vous conseille tout de même des modèles 1 W pour parer à toute générosité concernant les watts. Pour ce qui est de R3, le courant ne devrait pas dépasser 40 mA en crête, ce qui induit une dissipation de puissance inférieure à 0,2 W. Une simple 1/4 W ou mieux tout de même 1/2 W fera donc l'affaire. Quant à la diode zener, je conseille vivement le modèle 1,3 W, la version 400 mW risquant d'être un peu juste.Réactivité (temps de réponse)
La façon dont la lumière "suit" la musique est conditionnée par la valeur donnée aux résistances R1 et R2 et au condensateur C1. Les deux résistances R1 et R2 servent à limiter le courant et à ne pas surcharger l'amplificateur. On trouve des montages où ces résistances n'existent pas et où le pont de diode est monté directement en sortie HP. Perso, je préfère ajouter des résistances, quitte à perdre en sensibilité. Le seul composant avec lequel on peut s'amuser est alors C1. Plus sa valeur est élevée et plus les leds mettent du temps à s'éteindre lorsque l'amplitude du signal sonnore chute. Vous pouvez essayer des valeurs comprises entre 1 uF et 100 uF. Mais attention, le condensateur C1 doit dans tous les cas avoir une tension de service d'au moins 63 V.Schéma 007b
Juste pour montrer qu'avec quelques variations de câblage de composants on obtient un résultat quasi-similaire. Attention toutefois avec ce montage, la LED s'allume peut-être de façon plus "rythmique" mais elle ne supportera pas une puissance d'entrée trop élevée.
Par rapport au schéma 007 précédent, on constate les différences suivantes :
- plus de résistances en série avec l'entrée du pont de diodes (oui je sais je disais qu'il fallait les mettre);
- ajout d'un potentiomètre de réglage de sensibilité RV1;
- remplacement du transistor FET par un bipolaire classique agissant en commutation tout ou rien et non plus en régulateur de courant;
- mise en place d'une diode zener qui décale le point d'entrée en action vers le haut. Pour une sensibilité maximale, supprimer cette diode. Pour une sensibilité moindre, changer cette diode par une de valeur zener plus élevée.
Utilisation en indicateur de surcharge HP
Correctement étalonné, ce montage peut servir d'indicateur de surcharge HP. Si tel en est l'usage, vous devrez alors ajuster la valeur de limitation de courant de la LED D6 pour que le courant qui la traverse ne dépasse pas 20 mA pour la puissance crête que vous définissez comme limite et seuil d'action.Ca ne fonctionne pas comme souhaité ?
Le circuit 007 est tellement simple que vous n'avez pas résisté à l'envie de l'essayer. Oui mais voilà, ça ne fonctione pas comme vous le pensiez...La ou les leds ne s'allument pas du tout
- Avez-vous vérifié le cablâge de l'ensemble des composants ?- Quelle est la puissance de sortie de votre ampli ? Etes-vous sûr qu'elle est suffisante pour allumer plusieurs leds en même temps ? Essayez avec une seule led pour voir ce que ça donne (vous pouvez court-circuiter temporairement les autres puisque le transistor Q1 limite le courant max).
- Etes-vous sûr du bon état et du bon câblage de votre transistor BF245 ? dans le doute, câblez une résistance de 22 ohms entre ses pattes et montez le volume de l'ampli tout doucement, de préférence avec une musique de variété et non de la musique classique. Si maintenant les leds s'allument, le transistor est peut-être deffectueux ou mal câblé.
La ou les leds s'allument tout le temps
La sensibilité d'entrée est trop forte par rapport à la puissance de sortie de votre ampli. Dans ce cas, augmentez la valeur des résistances R1 et R2, de 100 ohms montez-les à 220 ohms ou plus. Vous pouvez aussi monter une diode zener additionnelle en série avec la résistance R3, cathode zener additionnelle côté pont de diodes et anode zener côté Q1. Valeur zener pouvant aller de quelques volts à une dizaine de volts (par exemple 5,1 V ou 9,1 V).Circuits imprimés - Schémas 007 et 007b
Réalisés en simple face.
Circuit 007
Circuit 007b
Typons aux formats EPS, PDF et Bitmap 600 dpi