Quelle résistance pour mes leds

J'essaie de fabriquer un signal trois feux. J'ai vu ici et là et notamment sur un signal disque rouge que je possède qu'il faut une résistance pour protéger les leds. Si j'ai bien compris il faut mettre une résistance entre le transfo et les trois pattes longues des leds c'est cela ? De quelle puissance doit etre la résistance ? J'étais parti sur une valeur de 560 Ohms. ( j'ai vu cette valeur sur un site internet mais je ne retrouve plus où ). N'y connaissant rien en électronique ( ca se voit un peu je pense ), j'aimerai l'avis d'un spécialiste.

Il faut que tu précises avec quoi tu va alimenter tes feux.

CleoN a écrit:

Il faut que tu précises avec quoi tu va alimenter tes feux.

Plus précisément la tension d'alimentation (le voltage) ...

Bonjour,

Le principe, c'est la loi d'ohm.

R= U/I R= la valeur de la résistance en ohm, U= la tension d'alimentation en volts et I l'intensité en Ampères.

Les diodes LED ne supporte que 20 mA soit 0,02 A

Si ton transfo sort du 16 volts (cas courant), la valeur de la résistance sera = à 16/0.02 = 800 ohms, il faut toujours prendre la valeur immédiatement supérieure soit 820 ohms.

Si ton transfo sort du 12 volts (cas d'une alim accessoires), la valeur de la résistance sera = à 12/0.02 = 600 ohms, il faut toujours prendre la valeur immédiatement supérieure soit 620 ohms.

Tableau des résistances de la série E24

Série E24 (5%) Valeurs de la série
Elément 1 à 7 100, 110, 120, 130, 150, 160, 180
Elément 8 à 11 200, 220, 240, 270
Elément 12 à 15 300, 330, 360, 390
Elément 16 et 17 430, 470
Elément 18 et 19 510, 560
Elément 20 à 21 620, 680
Elément 22 750
Elément 23 820
Elément 24 910

Pour faire le calcul exact, il faut déduire la chute de tension de la diode qui varie suivant sa couleur.
Rouge 1,6 volts
Jaune 2.1 volts
Orange 2 volts
Vert 2,6 volts
blanc 3 volts

Donc si ton alim est de 12 volts tu déduits 1,6 volts, il te reste 10,4 que tu divises par 0,02 = 520 ohms, la valeur la plus proche est 560 ohms.

Je te conseille de ne pas tenir compte de la chute de tension de la LED (tension de seuil) tu seras sur de ne pas griller ta LED et tu ne verras que très peu de différence sur la luminosité. bien souvent pour les feux, il faut augmenter grandement les valeurs pour que la luminosité ne soit pas trop forte.

pointcom a écrit:

... bien souvent pour les feux, il faut augmenter grandement les valeurs pour que la luminosité ne soit pas trop forte.

En lisant ce fil, je m'apprêtait à réagir lorsque je me suis aperçu que ce que j'allais dire est mentionné fort justement dans le post ci-dessus.

En effet, 20mA dans une LED, c'est le courant qu'il fallait lui donner pour qu'elle éclaire un peu...dans les années 70 !!!
Aujourd'hui, la technologie des LED a fait d'énormes progrès et on trouve de tout : il y a toujours des LED "poussives" pour lesquelles 10 à 20 mA sont nécessaires, mais il y a aussi sur le marché des LED bien plus performantes.
J'ai réalisé mes signaux avec les LED haute luminosité de 1,8mm de diamètre, et j'ai choisi des résistances qui limitent le courant à moins d'1mA, et même moins de 0,5 mA pour les LED vertes, et je trouve que c'est encore trop lumineux ! De plus, la sensibilité est différente suivant la couleur

Bref, une seule solution : faire des essais avant de câbler tous les signaux

Pour les perfectionnistes :

Certains feux sont câblés avec une seule résistance pour les 2 ou 3 LEDs, en conséquence les luminosités sont différentes suivants les couleurs de LED. Pour équilibrer tout ça il faut choisir des résistances différentes pour chaque LED et câbler indépendamment .

Bonjour à tous,

Au sujet des leds "haute luminosité" mentionnées par Dmarrion, j'aimerais savoir quel est leur courant nominal ?

Je me demande si on peut facilement réduire le courant d'un facteur 5-10 par rapport au courant nominal. C'est sans risque pour la led mais je n'ai pas essayé pour voir le rendu.

Si je l'avais fait pour les leds indicatrices de la carte gare cachée du réseau de Jappy (https://le-forum-du-n.1fr1.net/t23136-commande-de-gare-cachee), je n'aurais pas été confronté à l'échauffement du régulateur de tension linéaire qui produit le 5 V à partir d'environ 14 V continu et ~40 mA pour 3 leds indicatrices. Cf. mes derniers post à ce sujet.

J'évaluerai les convertisseurs de tension à découpage pour d'autres projets où le même besoin de produire du 5 V se présente.

Bonne fin de semaine.

SavignyExpress a écrit:

Je me demande si on peut facilement réduire le courant d'un facteur 5-10 par rapport au courant nominal.

Oui, sans pb je l'ai fait souvent en particulier pour les éclairages internes aux bâtiments et les feux fin de convoi.
Il n'y a aucun inconvénient à essayer

SavignyExpress a écrit:

Bonjour à tous,

Au sujet des leds "haute luminosité" mentionnées par Dmarrion, j'aimerais savoir quel est leur courant nominal ?

.

Bonjour SavignyExpress
Les LED que j'utilise sont produites par WINGER. Je les achète en ligne chez LED1.DE, voici le lien  Led HL
Elles ont un boitier incolore de diamètre 1,8mm, et voici leurs caractéristiques "constructeur" :

1) Caractéristiques communes aux 3 couleurs (Rouge, Vert et Jaune)
- Courant nominal : 20 mA
- Courant maxi : 30 mA

2) Led rouge
- Tension : 2,2V
- Luminosité maxi : 3600 mcd
- Angle d'ouverture : ca.40°
- longueur d'onde 620 nm

3) Led verte
- Tension : 3,2V
- Luminosité maxi : 3600 mcd
- Angle d'ouverture : ca.70°
- longueur d'onde 520 nm

4) Led jaune ambre
- Tension : 2,2V
- Luminosité maxi : 2900 mcd
- Angle d'ouverture : ca.30°
- longueur d'onde 590 nm

Inutile de dire qu'avec 20mA, c'est d'une luminosité incroyable ! Cet excellent rendement m'a permis de descendre très bas en intensité pour mes signaux, et ainsi je peux les commander directement par les sorties des portes logiques NAND technologie C.MOS sans aucune interface autre que la fameuse résistance.

A tous ceux qui m'ont demandé les schémas de mon BAL en MP, j'avais indiqué les valeurs suivantes pour les résistances : LED rouge = 5,6 K ; LED verte = 10 K ; LED jaune = 3,9K
Finalement, après mise en situation sur mon premier module, j'ai trouvé que c'était trop lumineux et j'ai câblé avec les valeurs suivantes : LED rouge = 10 K (soit environ 1,2 mA); LED verte = 22 K (soit environ 0,5 mA); LED jaune = 4,7 K (soit environ 2,7 mA). Si je devais recommencer j'augmenterais encore les résistances pour le rouge et le vert.

Merci pour vos réponses. J'ai des leds de 1,8 mm achetées chez FB System. C'est vrai que je n'ai pas précisé l'alimentation. Je branche sur du 0-15 volts continu. Donc si je met à la moitié de la tension ( environ 7 volts ) je n'aurai pas besoin de résistance ? Les résistances sont surtout faites si l'on pousse le transfo à fond ? ( 15 volts dans la led ). L'ampérage n'a aucune incidence ? J'ai surtout pas envie de griller une led. Je galère déjà à les installer sur le signal. J'étais parti dans l'idée de brancher les 3 leds ensemble ( pour le + ). Car de toute facon il n'y aura jamais plus d'une led allumée en meme temps. C'est un sémaphore. C'est peu etre un branchement différent pour les carrés ou rappels de ralentissement ou plusieurs leds sont allumées en meme temps. Bref ca se voit que je débute

NON, NE BRANCHE PAS UNE LED SANS RESISTANCE SUR DU 7,5V !!!!
Elle grillerait immédiatement !

Attention, une LED n'est pas électriquement assimilable à une résistance, comme peut l'être une ampoule à incandescence.
Pour simplifier, une LED présente une tension de seuil dont la valeur varie entre 2V et 3,5V suivant les matériaux constituant le cristal émetteur.
En dessous de ce seuil, la diode LED ne conduit pas le courant, et au delà du seuil la diode conduit comme un fil (encore une fois, ce n'est pas tout à fait exact mais je simplifie pour bien faire comprendre le concept)

Donc :
- Si on la branche à une source de tension plus basse que la tension de seuil, aucun courant ne la traverse et elle ne s'allume pas

- Si on la branche à une source de tension supérieure à la tension de seuil, le courant va pouvoir passer mais rien ne va le limiter : la diode va donc griller rapidement

Il faut donc remplir 2 conditions :
1) disposer d'une source de tension supérieure au seuil de la LED (avec 15V, aucun souci)
2) Placer une résistance en série avec la LED pour fixer la valeur de l'intensité du courant.

Pour calculer cette résistance, pas de panique c'est simple (comme expliqué par les collègues dans les posts plus hauts). Il suffit d'appliquer la formule suivante :
Résistance = (Tension Alim - Tension seuil LED) / courant désiré
Par exemple, pour une LED rouge dont le seuil est de 2,2V dans laquelle on veut faire passer 10 mA avec une alimentation de 15V, le calcul donne :
R = (15 - 2,2)/0,01 = 12,8/0,01 = 1280 Ohms (on peut arrondir à 1,2 KOhms qui est une valeur normalisée).

DMARRION a écrit:

Les LED que j'utilise sont produites par WINGER. Je les achète en ligne chez LED1.DE, voici le lien  Led HL

YESSSSSSSSS!

Cela fait des mois que je cherche un site qui vende des réflecteurs pour monter des leds et fabriquer des éclairages pour mes maquettes. Mon ancien fournisseur  ne les proposait plus.



Avec ça, je fait ça:


Encore merci.

DMARRION a écrit:

Pour calculer cette résistance, pas de panique c'est simple (comme expliqué par les collègues dans les posts plus hauts). Il suffit d'appliquer la formule suivante :
Résistance = (Tension Alim - Tension seuil LED) / courant désiré
Par exemple, pour une LED rouge dont le seuil est de 2,2V dans laquelle on veut faire passer 10 mA avec une alimentation de 15V, le calcul donne :
R = (15 - 2,2)/0,01 = 12,8/0,01 = 1280 Ohms (on peut arrondir à 1,2 KOhms qui est une valeur normalisée).

Si j'ai bien compris Il faut connaitre la tension seuil de la led. Je ne connais pas la mienne mais d'après vos dires ca devrait etre une tension de 2,2. ( c'est une rouge ). Apparemment selon la couleur de la led les seuils de tension sont différents donc il faudrait, dans mon cas pour un signal, utiliser une résistance propre à chaque led comme quelqu'un d'autre l'a fait remarquer.
Par contre, qu'est ce que le courant désiré ?   J'ai bien compris que ce n'était plus les volts mais les ampères qui étaient en cause. Quand tu dis "désiré", c'est le scintillement de la led que l'on veut au final ? Pourquoi 10 mA dans l'exemple ? C'est l'intensité normale d'une led ?
J'imagine qu'il ne faut pas prendre la loi d'ohms à l'envers en partant d'une valeur de  résistance, d'une tension d'alimentation et d'une tension de seuil pour déterminer l'ampérage ?
Question bête :
puisque je suis en courant continu, lorsque je tourne le bouton de mon transfo, j'augmente le voltage c'est ca ?
J'étais parti dans l'idée de mettre une résistance de 560 ohms. Donc si je tourne le bouton qu'à la moitié j'aurai bien 7,5 volts ?
Ce qui donne (7,5-2,2)/0,01 = 530

Mais les 0,01 correspondent à quoi finalement ? ( 10 milli ampères ca sert à quoi )
J'ai remarqué par le passé que lorsque je rajoutais une loco sur un petit circuit commandé par un transfo ou roulait déjà une loco, ca ralentissait cette dernière. En gros deux locos sur un meme circuit roulent moins vite qu'une seule avec le meme voltage dans les roues. C'est que l'ampérage fourni par le transfo est divisé entre les deux ?

La plupart du temps les transfos pour les trains électriques possèdent deux sorties:

- Une sortie "traction" réglable de 0 à 12v continu, destinée à faire avancer les locos à la vitesse souhaitée. Si ça ralentit avec 2 locos, c'est que le transfo est un peu faible (comprendre:manque de puissance).
- Un sortie "accessoires" 14V alternatif, destinée à faire marcher les feux, les lumières de décoration, les aiguillages etc...C'est sur cette sortie que tu dois brancher ta LED, moyennant quelques précautions: une diode de protection, la résistance calculée comme indiqué et la LED.

Les 0,01 indiqué sont bien des Ampères, soit 10milli Ampère comme tu le dis. En fonction de l'intensité du courant dans la LED, la luminosité sera plus ou moins forte.
Pour 2 ou 3 mA , une LED normale commence à s'allumer et éclaire à pleine puissance pour 20mA,
la valeur de 10mA proposé par DMARRION permet un éclairage moyen.
Il existe des LEDs à haut rendement qui s'éclairent à pleine puissance pou 2 ou 3 mA, donc bien regarder ce que tu achètes !

CleoN t'a bien expliqué le topo.
Voici néanmoins quelques éléments de réponse complémentaires à tes questions
1) Si j'ai bien compris Il faut connaitre la tension seuil de la led. Je ne connais pas la mienne mais d'après vos dires ca devrait etre une tension de 2,2. ( c'est une rouge ). Apparemment selon la couleur de la led les seuils de tension sont différents donc il faudrait, dans mon cas pour un signal, utiliser une résistance propre à chaque led comme quelqu'un d'autre l'a fait remarquer.
Pour la tension de seuil, ce n'est pas grave si tu ne la connais pas exactement. En prenant 2,2V, ça te donne un calcul de résistance qui sera valable (le calcul ne donnerait pas un résultat très différent avec un seuil de 3V).
Utiliser une résistance propre à chaque LED permet surtout d'ajuster à son goût la luminosité, car les LED de couleur différentes n'ont pas forcémment le même rendement lumineux.

2) Par contre, qu'est ce que le courant désiré ?   J'ai bien compris que ce n'était plus les volts mais les ampères qui étaient en cause. Quand tu dis "désiré", c'est le scintillement de la led que l'on veut au final ? Pourquoi 10 mA dans l'exemple ? C'est l'intensité normale d'une led ?
Oui, c'est bien le courant désiré qui conditionne la luminosité de la LED, c'est même proportionnel. Avec un courant de 20 mA, une LED émet 2 fois plus de photons qu'avec un courant de 10 mA.
L'intensité nominale d'une LED de petite puissance est de l'ordre de 20 mA, mais avec cette intensité, il se peut qu'elle éclaire trop pour faire un signal ferroviaire crédible (il ne s'agit pas de faire un projecteur d'éclairage public !)

3) J'imagine qu'il ne faut pas prendre la loi d'ohms à l'envers en partant d'une valeur de  résistance, d'une tension d'alimentation et d'une tension de seuil pour déterminer l'ampérage ?
Ah si, bien sûr, la loi d'Ohm marche dans tous les sens. Rien ne t'empêche de calculer l'intensité qui traversera la LED en partant d'une résistance, d'une tension d'alimentation et d'une tension de seuil.
Dans ce cas, il faut juste vérifier si le résultat obtenu n'est pas supérieur à ce que peut supporter la LED (30 mA en général)

4) Question bête : puisque je suis en courant continu, lorsque je tourne le bouton de mon transfo, j'augmente le voltage c'est ca ?
J'étais parti dans l'idée de mettre une résistance de 560 ohms. Donc si je tourne le bouton qu'à la moitié j'aurai bien 7,5 volts ? Ce qui donne (7,5-2,2)/0,01 = 530
Rassure toi : Il n'y a pas de question bête ! Ton raisonnement montre au contraire que tu as bien compris le principe.
Effectivement, lorsqu'on tourne le bouton on fait varier la tension de sortie (petite remarque : Pour être précis et être sûr qu'on parle de la même chose, il vaut mieux utiliser les termes exacts, par exemple "Voltage", c'est "Tension" et "Ampérage", c'est "Intensité").
Maintenant, dans la pratique, il n'est pas certain que le bouton soit linéaire, c'est à dire que même à mi-course, la tension de sortie n'est peut-être pas égale à la moitié de la tension "bouton à fond", ça dépend de la conception de ton transfo. Mais en tous cas, encore une fois, ton raisonnement est bon.

5) Mais les 0,01 correspondent à quoi finalement ? ( 10 milli ampères ca sert à quoi ) Comme déjà expliqué plus haut, les 10 mA correspondent à l'intensité qu'on a choisi pour la LED afin qu'elle éclaire à la luminosité de notre goût. On peut évidemment choisir une intensité plus faible (la LED éclairera moins fort), ou plus importante (la LED éclairera plus fort) en faisant toutefois attention de ne pas dépasser le maxi qu'elle puisse supporter.

6) J'ai remarqué par le passé que lorsque je rajoutais une loco sur un petit circuit commandé par un transfo ou roulait déjà une loco, ca ralentissait cette dernière. En gros deux locos sur un meme circuit roulent moins vite qu'une seule avec le meme voltage dans les roues. C'est que l'ampérage fourni par le transfo est divisé entre les deux ? L'intensité fournie par le transfo n'est pas une constante, elle dépend totalement de la consommation de chaque récepteur alimenté. Par exemple, si tu tournes ton bouton pour avoir 15V et qu'il n'y a aucune loco sur les rails, ni wagon éclairé, l'intensité fournie par le transfo est alors nulle.
Sans rien changer au réglage du transfo, si tu mets une loco sur la voie, l'intensité fournie par le transfo sera égale à la consommation de ta loco. S'il y a 2 locos, le transfo devra fournir une intensité égale à la somme des consommations de chaque loco.
Il faut bien comprendre que "l'ampérage" indiqué sur le transfo est la limite maximum de ce qu'il peut fournir.
Si tu lui fait débiter moins, il ne s'en portera que mieux, si tu lui fait débiter plus, il disjonctera dans le meilleur des cas, ou s'il est mal protégé il chauffera anormalement jusqu'à ce que odeur de cramé et mort s'en suivent.
La différence de vitesse constatée lorsque tu ajoutes une loco prouve que le transfo utilisé n'est pas régulé, c'est à dire que lorsque l'intensité du courant qu'il fournit augmente, la tension délivrée diminue un peu. Donc, lorsque tu dis "deux locos sur un meme circuit roulent moins vite qu'une seule avec le meme voltage dans les roues", ce n'est pas exact, car en fait l'alimentation s'est un peu "écroulée" et la tension dans les roues a diminué de quelques % (c'est facile à vérifier avec un voltmètre). Si tu fais la même expérience avec une alimentation parfaitement régulée, il n'y aura pas de diminution de la vitesse.

Voilà, c'est un peu long, mais j'essaye d'éclaircir chaque point que je sens encore obscur en lisant tes réflexions.

Une remarque que Cléon évoque également dans son post : Pour alimenter tes signaux, c'est "ballot" d'utiliser la sortie variable d'un transfo "traction", car la luminosité des signaux va varier avec la vitesse des trains. Il vaut mieux utiliser la sortie "Accessoires" 15V alternatifs qui ne dépend pas de la vitesse des trains, mais dans ce cas il faudrait insérer dans le circuit un redresseur pour alimenter tes LED en courant continu.
A moins que tu n'aies prévu d'utiliser un vieux transfo rien que pour alimenter les signaux, auquel cas je te conseillerais de faire tes calculs de résistance en partant de la tension maxi, et tu pourras diminuer la luminosité si nécessaire en tournant le bouton pour diminuer la tension d'alimentation.

Merci beaucoup pour ces explications éclairées surtout à DMARRION. C'est vrai que je n'ai pas précisé que je comptais dédier un transfo a tout ce qui étaient leds ( signaux et éclairage des batiments ). Maintenant je vois aussi que c'est plus complexe qu'il n'y parait, l'électronique d'un réseau. Du moins quand on veut faire soi meme beaucoup de choses. Je vais bien prendre mon temps et garder en mémoire tout ca. En attendant de mieux cerner tout ca je vais m'attaquer à d'autres aspects de mon réseau. Par contre quand je vais m'attaquer vraiment à tout ca je vais bien rigoler car j'avais pour projet d'installer des éclairages et des feux de fin de convois dans mes voitures voyageurs ! Encore des résistances à prévoir !
Par contre Cléon, qu'est ce qui est le plus pratique tout de même ? La sortie continu ou alternatif ? Si j'ai bien compris la deuxième demande l'installation d'un redresseur pour changer le courant c'est ca ? Faut il aussi une résistance tout de même ? Quel est le meilleur résultat au final ?

Redresseur avec l'alternatif :
Au premier abord, le redresseur ne parait pas indispensable car une LED étant une diode, elle peut assurer elle-même cette fonction de redressement.
En y regardant de plus près, on aurait dans ce cas les inconvénients suivants :

1) Une LED est une diode, certes, mais sa constitution a été étudiée pour émettre des photons et pas pour redresser. En bref, une LED est une mauvaise diode de redressement qui ne supporte pas une tension inverse supérieure à une ou 2 dizaines de volts. Avec 15V alternatif, on est limite et mieux vaut ne pas prendre de risque.

2) Même sans parler du problème vu en 1), sans redresseur ajouté et en comptant sur la fonction redressement de la LED, on obtiendrait un redressement type "simple alternance". Ce qui implique que pendant une période complète de la tension alternative, c'est à dire 20 ms, la LED éclairerait pendant les 10 ms de l'alternance positive et serait éteinte pendant les 10 ms de l'alternance négative. Ce clignotement est très rapide et ne se perçoit pas forcément quand on regarde bien face (grâce à la persistence rétinienne), mais se ressent quand on "regarde en coin" et génére un effet stroboscopique.

Pour ces 2 raisons, il faut mettre un redresseur si on veut utiliser la sortie alternative du transfo pour alimenter les signaux à LED.

Résistance avec l'alternatif :
Si tu as bien compris le pourquoi et le calcul de la résistance avec le continu, pourquoi voudrais-tu que ce soit différent avec l'alternatif ?
Lorsque la LED va être conductrice, avec ou sans redresseur, il faudra bien limiter l'intensité du courant qui va la traverser par une résistance. Je t'accorde que le calcul de cette résistance serait différent car il faudrait partir sur les valeurs moyenne des tensions redressées et pas sur la valeur de 15V, mais bon... Le calcul avec la même formule que pour le courant continu donnerait quand même des valeurs du bon ordre de grandeur.

Quel est le plus pratique :
- L'intérêt d'utiliser la sortie "alternatif" du transfo est de ne pas être dépendant du réglage de vitesse "traction" pour l'éclairage des signaux. En revanche, le montage est un peu plus compliqué puisqu'il faut un redresseur.

- Si tu disposes d'un transfo "traction" en rab et que tu peux le dédier à l'alimentation des signaux en courant continu, alors c'est la solution la plus simple.