Éclairage intérieur discret et réaliste pour bâtiment

Bonjour à tous!

Je me permets d’ouvrir ce fil afin de demander l’aide des connaisseurs en électronique du forum..

Alors voila, pour mon projet de réseau, je compte installer un éclairage intérieur complet dans mes différents bâtiments, la plupart seront fermés ainsi on ne verra que très peu l’intérieur, je pense donc y installer des led viessmann ref 6008.

En revanche pour ce qui est de la partie ateliers de mon réseau, les bâtiments seront entièrement ouverts et l’intérieur bien visible du spectateur. Je dois donc rendre mon éclairage intérieur le plus réaliste possible, ainsi j’ai dans l’idée d’installer des micro led cms que je collerai à des plafonniers. Il en va de même pour les fosses de visite que je souhaite éclairer. Enfin je souhaiterai installer un module de soudure à l’arc qui m’a très gentiment été offert par notre ami fantasio.

Ma question est donc simple, et en plusieurs points:

-comment dois-je câbler mes led?
-y a t’il des boîtiers d’alimentation à ajouter au montage?
-si je veux pouvoir allumer les éclairages indépendamment des autres, que dois je faire?

Je vous remercie par avance, je me répète mais je n’y connais strictement rien et j’aimerai beaucoup avoir les idées un peu plus claires, afin de ne pas faire de bêtises que ce soit dans l’achat du materiel mais aussi à son installation…

À bientôt! Thibault

Les LED, contrairement aux lampes à incandescence, ne peuvent pas être électriquement assimilées à des résistances. Ce sont avant tout des diodes, elles se comportent donc (toujours électriquement parlant) comme telles.

De façon concrète, une diode est conductrice pour un sens du courant, et non conductrice pour l'autre sens. Dans le sens où elle est conductrice, elle présente un seuil de tension :
- En dessous de ce seuil elle n'est pas conductrice du courant.
- Au dessus de ce seuil, la diode devient très conductrice du courant (résistance interne très faible).
Evidemment, le seuil n'est pas hyper franc au mV près, entre l'absence de conduction et la conduction totale, il y a un passage progressif d'un état à l'autre sur une plage de quelque centaines de mV

Par rapport aux diodes ordinaires (par exemple celles utilisées pour faire du redressement), les LED ont des caractéristiques particulières.
- En premier lieu, pour le sens où le courant ne passe pas, la limite maxi de tension acceptable avant claquage est bien plus faible (plusieurs centaines de volts pour les diodes ordinaires, 1 ou 2 dizaines seulement pour une LED)
- Pour le sens passant du courant, la tension de seuil est plus élevée. En général, c'est autour de 0,7V pour une diode ordinaire, et c'est de l'ordre de 2 à 3 V pour une LED (ça dépend de sa couleur)

Autre différence fondamentale entre les LED et les lampes à incandescence : l'inertie lumineuse.
En effet, dans une lampe la lumière est émise par le rayonnement du filament porté à l'incandescence par le passage du courant. De par sa masse, le filament ne peut pas refroidir instantanément, il y a une inertie thermique qui procure donc par conséquence une inertie lumineuse. Ainsi, même si le courant varie très rapidement en permanence (cas du courant alternatif sinusoïdal), la lumière reste constante.
Par opposition, une LED n'a aucune inertie lumineuse. Le principe d'émission de la lumière dans une LED n'est pas thermique, mais purement atomique.
Si on branche une LED dans un circuit alimenté par une tension alternative sinusoïdale, d'une part la lumière ne sera émise qu'une alternance sur 2 (puisque le courant ne la traversera que dans un sens) et d'autre part même pendant l'alternance où elle éclaire son intensité lumineuse suivra la variation sinusoïdale du courant. Il en résultera un effet de scintillement très désagréable (sans parler du risque de claquage si la tension appliqué en inverse dépasse la valeur maxi supportable par la LED).



Tous ces petits rappels permettent de bien comprendre comment câbler les LED.
- Tout d'abord, ne pas alimenter les LED à partir d'une source alternative, mais utiliser du continu. A noter que les anciens transfos pour trains électriques proposaient souvent une sortie 14 V alt pour brancher les accessoires, dont les lampes à incandescence. A ne pas utiliser telle qu'elle, sans redressement + filtrage, pour alimenter des montages à LED.
- Ensuite, bien faire attention au sens de la LED, respecter les polarités + sur l'anode, - sur la cathode
- Enfin, ne pas brancher directement une LED sur une source de tension > à son seuil de conduction sans insérer dans le circuit un dispositif capable de limiter le courant à quelques mA (le plus simple et économique étant une résistance) ; sous peine de griller la LED instantanément. A noter qu'évidemment, si on branche une LED sur une source de tension < à son seuil de conduction, elle n'éclairera pas.

En respectant ces quelques principes, on peut imaginer toutes sortes de câblages possibles.
- Une seule LED avec une résistance en série. La résistance se calcule comme suit : R = (Tension d'alim - tension de seuil diode) / Courant souhaité dans la LED (rappel : quelques mA. A ajuster suivant la luminosité désirée, c'est directement proportionnel). Exemple : 1 LED de 2,2V de seuil, intensité voulue 5 mA, alimentation 12V continus. R = (12 - 2,2) / 0,005 =1960 Ohms.

- Plusieurs LED peuvent se brancher en série avec une seule résistance commune. Dans ce cas, les tensions de seuil s'additionnent. Par exemple 4 LED de 2,2V de seuil branchées en série équivalent électriquement à un seuil de 8,8V. Exemple de calcul avec ces 4 LED et une tension d'alim de 12V : R = (12 - 8,8 ) / 0,005 = 640 Ohms.
Remarque : Avec une source de 12V, on ne peut guère aller plus loin que 4 LED en série sous peine d'avoir un écart trop faible entre source et seuil pour un calcul fiable de R (compte tenu de la plage de conduction progressive au voisinage de la tension de seuil).

- Plusieurs LED peuvent se brancher en parallèle avec une seule résistance commune branchée en série avec l'ensemble des LED, à condition que les LED soient identiques. C'est très important, car si les LED sont de caractéristiques différentes, celle qui a la tension de seuil la plus faible consommera tout le courant, les autres n'éclaireront pas ou presque pas. Pour calculer la résistance avec ce type de câblage, les seuils ne se cumulent pas, en revanche ce sont les intensités voulues dans chaque LED qui s'additionnent. Toujours avec notre exemple de 4 LED de 2,2V tension d'alim de 12V et 5 mA par LED, on a : R = (12 - 2,2) / (4 x 0,005) = 490 Ohms

Pour répondre concrètement à tes questions :
- comment dois-je câbler mes led ? Comme expliqué ci-dessus : Individuellement, en série ou en parallèle en respectant les règles associées à ces branchements.
-y a t’il des boîtiers d’alimentation à ajouter au montage ? Oui, il faut limiter le courant. La résistance est le moyen le plus simple.
-si je veux pouvoir allumer les éclairages indépendamment des autres, que dois je faire ? Chaque éclairage indépendant doit faire l'objet d'un circuit dédié, avec une commande (interrupteur, sortie d'un dispositif électronique quelconque…)

Merci Dmarrion pour ces explications claires et précises!

Du coup si je comprends bien, dans le cas où j’installerai sur mon réseau un feeder d’alimentation auxiliaire, il me suffirait de faire un piquage pour chaque bâtiment avec un fil d’alimentation principal, auquel je raccorde un interrupteur, puis une résistance de la valeur cohérente au nombre de led que je souhaite installer et la Valim, puis suite à cette résistance je soude toutes les anodes des Led que je viens placer en position, puis je raccorde les cathodes directement à la terre du feeder. Ainsi ça devrait fonctionner si j’ai bien suivi..

- Le principe du feeder d'alim auxiliaire avec piquage pour chaque bâtiment est bon.
- L'interrupteur avec une résistance calculée pour le nombre de LED et la tension d'alim, c'est bon également.
- Le câblage que tu décris ensuite pour les LED est le câblage en parallèle (anodes reliées ensembles, cathodes reliées ensembles). C'est jouable, mais c'est techniquement le moins "pur", car comme expliqué dans mon post précédent il implique d'avoir des LED strictement identiques, sous peine d'avoir des différences de luminosité entre chaque LED. Cela dit, les techniques de fabrication sont maintenant précises et dans un même lot de LED les caractéristiques sont très voisines (sauf peut-être pour les produits venus d'extrême orient vendus à des prix dérisoires).

Je te conseillerais de limiter à 3 ou 4 le nombre de LED câblées en parallèle. Pour un grand bâtiment, type atelier, tu pourrais faire plusieurs séries de 3 ou 4 LED branchées en série avec une résistance commune, chaque série étant connectée au même interrupteur comme ci-dessous :

Merci Dmarrion pour ces explications!

Les choses sont bien plus claires désormais,, il me reste à trouver le type de led à installer mais je pense partir sur des micro CMS tond froid pour les plafonds et tons chauds pour les fosses de visite.

Pour l’éclairage des ateliers je pense qu’il peut être intéressant de découper l’éclairage et sa commande en parties distinctes, si cela n’est pas trop lourd comme manip..

L'emploi des LED tons "blanc chaud" et "blanc froid" pour des installations différentes est une très bonne idée. Le blanc froid correspond assez bien à la lumière produite dans les années 60 et 70 par les lampes à vapeur de mercure (éclairage de puissance des projecteurs montés sur pylône, luminaires suspendus dans des ateliers avec plafond haut), et également à certains type de tubes fluos "blanc industrie".
Le blanc chaud correspond aux lampes halogènes, aux tubes fluos "incandia" et aux lampes à vapeur de sodium haute pression dites "sodium blanc" apparues dans les années 90
Pour info, il existe 3 type de lampes au sodium :  
- sodium basse pression : lumière orange quasi monochromatique. Très bon rendement énergétique, mais très mauvais rendu des couleurs. Plus trop utilisé, on en trouve parfois encore de nos jours pour l'éclairage dans les tunnels routiers.
- sodium haute pression : lumière orangée plutôt dorée. Perce bien le brouillard, bien meilleur rendu des couleurs que sodium basse pression, rendement un peu moins bon.
- sodium blanc : extrapolation du principe du sodium haute pression pour un rendu des couleurs encore meilleur. N'existe que depuis la fin des années 90.

Pour la petite histoire, la SNCF a longtemps interdit l'éclairage des quais de gare avec les lampes au sodium au motif que la teinte orangée pourrait induire en erreur les conducteurs de train qui les prendraient pour un signal lumineux (avertissement)… A ma connaissance, c'est dans le milieu des années 80 que cette "précaution" a été abandonnée.

Pour en revenir aux "p'tits trains", aux époques III et IVa les grands ateliers étaient souvent éclairés par des gros luminaires industriels équipés de lampes à vapeur de mercure (ton blanc froid), et les fosses avec des lampes à incandescence (blanc chaud) ou des tubes fluos blanc industrie (blanc froid). C'est donc intéressant de jouer sur les tons de couleurs disponibles avec les LED actuelles pour essayer de reproduire les ambiances lumineuses des sites réels.

Il est important de faire des essais avec différentes LED pour choisir la bonne teinte. Lorsque j'ai éclairé la verrière de ma grande gare, j'ai commis l'erreur de mettre des LED d'un ton trop chaud avec des nuances de jaune acide trop prononcées, le résultat n'est pas ce que j'espérais, d'autant plus que fin années 60 - début années 70 où je situe mon réseau, une telle verrière aurait probablement été éclairée par des lampes à vapeur de mercure (blanc froid). En revanche, le 3° quai (à droite sur la photo) est éclairé par des LED blanc froid imitant bien les tubes fluos type blanc industrie, ou blanc "lumière du jour".