Dans ce tutoriel, vous apprendrez à contrôler des LED puissantes à courant élevé avec le driver LD24AJTA et un Arduino. Les LED standard sont généralement utilisées comme voyants indicateurs et peuvent être pilotées directement depuis une broche GPIO d’Arduino. Cependant, pour contrôler des LED très lumineuses, comme les LED Cree, un peu plus de travail est nécessaire.
Dans ce projet, nous utiliserons une carte driver LED LD24AJTA pour contrôler ces LED haute puissance très lumineuses avec un Arduino. Notez que nous avons également un tutoriel pour le LD24AJTA_MINI, très similaire : Dim High-Power LED with Arduino and LD24AJTA_MINI.
Commençons !
Pièces requises
Voici la liste des pièces nécessaires. J’ai utilisé un Arduino Uno pour ce projet, mais n’importe quelle autre carte Arduino, ou une carte ESP8266/ESP32 fonctionnera tout aussi bien. Le lien fourni pour la LED puissante est pour une LED blanche, mais vous pouvez trouver toutes sortes de couleurs et même différentes températures de couleur (par exemple blanc chaud vs blanc froid).
Driver LED LD24AJTA
LED haute puissance (blanche)
Arduino Uno
Jeu de fils Dupont
Plaque d’essai (breadboard)
Câble USB pour Arduino UNO
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LED standard versus LED puissante
Dans cette section, nous examinons les LED puissantes, leur comparaison avec les LED standard et ce dont vous avez besoin pour les piloter.
LED standard
Vous connaissez probablement les petites LED standard de 5 mm ou 3 mm LEDs qui sont couramment utilisées comme voyants indicateurs ou dans les jouets. La photo ci-dessous montre une LED standard blanche typique de 5 mm.
Ces LED consomment très peu d’énergie, environ 20 mA sous 3 V. Vous pouvez les piloter directement depuis une broche GPIO d’Arduino, ce qui est pratique. Cependant, elles ne sont pas très lumineuses ; environ 1 lumen, ce qui suffit pour une veilleuse mais pas beaucoup plus. Voir notre tutoriel sur How to build a motion activated night light, pour un exemple d’application.
LED puissante
Les LED puissantes, en revanche, sont beaucoup, beaucoup plus lumineuses. Par exemple, une seule LED haute puissance Cree LED peut produire jusqu’à 350 lumens, soit 350 fois plus lumineuse que la LED standard montrée ci-dessus !
Et, bien que les LED puissantes ne soient pas beaucoup plus grandes que les LED standard, elles consomment beaucoup plus de courant et chauffent beaucoup plus, c’est pourquoi elles nécessitent généralement un dissipateur thermique ou un refroidissement supplémentaire. Par exemple, la LED haute puissance listée dans les pièces requises consomme jusqu’à 700 mA et est montée sur une plaque en aluminium en forme d’étoile, servant de dissipateur.
Notez que la LED elle-même est la petite tache jaune au centre de la plaque, d’un diamètre similaire à une LED standard de 3 mm. Ces LED utilisent généralement un 3535 SMD LED chip et sont disponibles en différentes couleurs, angles de vue, températures de couleur et avec différents dissipateurs.
Les spécifications techniques de la LED haute puissance que nous utilisons ici sont les suivantes :
- courant jusqu’à 700 mA (en continu)
- courant de pointe en impulsion 1000 mA (avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d’impulsion de 0,1 ms)
- tension : 3,2-3,6 V
- puissance : 3 W
- 170 lumens à 700 mA (typique)
Une broche GPIO d’Arduino peut fournir un courant maximal de 40 mA, bien inférieur aux 700 mA qu’une LED haute puissance consomme à pleine luminosité. Par conséquent, vous ne pouvez pas connecter une LED puissante directement à un Arduino, il faut utiliser un driver LED.
Dans la section suivante, nous allons découvrir un tel driver : le driver LED LD24AJTA.
Présentation du driver LED LD24AJTA
La carte driver LD24AJTA accepte une tension d’entrée de 6 à 25 V et fournit un courant régulé entre 30 et 900 mA. La photo ci-dessous montre le brochage de la carte.
La carte contient un convertisseur buck qui abaisse la tension d’entrée et un PT4115 circuit intégré driver LED qui régule le courant et le maintient constant. C’est important car la résistance des LED puissantes varie avec la température, ce qui peut entraîner une surchauffe si le courant n’est pas contrôlé.
La tension d’entrée (DC) est fournie aux broches VIN+ et GND. Un potentiomètre (Pot) permet d’ajuster manuellement le courant de sortie. Il y a aussi une entrée PWM qui accepte un signal PWM entre 100 Hz et 20 kHz pour contrôler électroniquement le courant de sortie.
La liste suivante détaille les spécifications du LD24AJTA :
- Contrôleur à découpage à courant constant
- Abaisseur 6-25 V 900 mA
- Driver LED avec gradation 5000:1
- Tension de fonctionnement : DC 6-25 V
(pour LED ou bande LED 6V, 9V, 12V, 18V, 24V) - Courant de sortie : 30-900 mA
En changeant la résistance RCS, le courant maximal peut atteindre 1200 mA - Puissance de sortie maximale : 20 W
- Régulation du courant
(via résistance ajustable ou contrôle PWM) - Contrôle marche/arrêt et luminosité par une seule broche avec tension DC ou PWM
- Fréquence de commutation jusqu’à 1 MHz
- Précision typique du courant de sortie : 5 %
- Protection intrinsèque contre circuit ouvert LED
- Haute efficacité (jusqu’à 97 %)
- Détection de courant côté haut
Comme mentionné, le courant de sortie du LD24AJTA peut être contrôlé manuellement ou électroniquement. Les deux méthodes sont expliquées dans les sections suivantes.
Contrôle manuel du courant
Pour un contrôle manuel, connectez simplement le LD24AJTA à une alimentation 6..25 V et une ou plusieurs LED en série à la sortie LED. Le courant de sortie peut alors être ajusté en tournant le potentiomètre (Pot) à droite ou à gauche.
Contrôle électronique du courant
Pour contrôler le courant de sortie électroniquement, fournissez un signal PWM à l’entrée PWM. L’alimentation et les LED sont connectées comme précédemment.
Note : lorsque vous utilisez l’entrée PWM pour contrôler le courant, les réglages du potentiomètre sont ignorés. En d’autres termes, vous ne pouvez pas contrôler le courant manuellement et électroniquement en même temps.
Circuit intégré driver PT4115
Le LD24AJTA utilise le circuit intégré driver LED PT4115 PT4115, comme montré dans le schéma ci-dessous :
En regardant de près le schéma, on voit que le potentiomètre (RP1) est connecté à la broche DIM du PT4115 et non au circuit de détection de courant (RCS). Ainsi, le signal PWM a la priorité sur le réglage du potentiomètre.
Si vous utilisez l’entrée PWM mais souhaitez un courant maximal autre que 900 mA, vous pouvez remplacer la résistance RCS sur la carte par une valeur adaptée. RCS signifie : Résistance de détection de courant.
Vous pouvez calculer la valeur de résistance requise avec la formule I out = 0,1 / RCS . Le tableau ci-dessous montre quelques valeurs courantes de résistance et les courants de sortie correspondants. La résistance par défaut est de 0,11 Ω, ce qui donne un courant maximal d’environ 900 mA.
| RCS | I max out |
|---|---|
| 1,0 Ω | 100 mA |
| 0,5 Ω | 200 mA |
| 0,2 Ω | 500 mA |
| 0,11 Ω | 900 mA |
| 0,1 Ω | 1000 mA |
Dans la section suivante, nous connectons le LD24AJTA à l’Arduino et utilisons sa sortie PWM pour contrôler le courant de la LED et ainsi la gradation.
Connexion du LD24AJTA et de l’Arduino
La connexion du LD24AJTA à l’Arduino est très simple. Commencez par relier les broches GND du LD24AJTA et de l’alimentation (batterie) à la broche GND de l’Arduino (fils noirs). Selon le schéma, il peut suffire de connecter une seule broche GND du LD24AJTA, mais par sécurité, j’ai connecté les deux à la masse. Voir la photo du câblage ci-dessous.
Ensuite, connectez le pôle positif de l’alimentation (batterie) à l’entrée VIN du LD24AJTA. J’utilise ici une batterie 9 V, suffisante pour tester le circuit. Mais pour une application sérieuse, il faudra une alimentation capable de fournir un courant continu de 1 A. Une batterie 9 V classique est limitée à 600 mAh, ce qui suffit pour allumer la LED mais ne dure pas longtemps. Vous pouvez trouver des batteries 9 V rechargeables de 1000 mAh (link), qui dureront un peu plus longtemps.
Ensuite, connectez l’entrée PWM du LD24AJTA à une broche PWM de l’Arduino (fil vert). Je choisis la broche 6 ici, mais n’importe quelle broche PWM (~3, ~5, ~6, ~9, ~10, ~11) fonctionnera.
Enfin, connectez la LED puissante aux sorties LED+ et LED- du LD24AJTA (fils bleu et rouge). Assurez-vous de respecter la polarité.
Passons maintenant à l’écriture du code pour contrôler la LED.
Code pour contrôler des LED puissantes avec Arduino
Avec le driver LD24AJTA connecté, le code pour contrôler une LED puissante est identique à celui pour une LED standard. Voici le code classique de clignotement qui allume la LED pendant une seconde puis l’éteint pendant une autre seconde.
// Switching LED on and off
const byte ledPin = 6;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
analogWrite(ledPin, HIGH);
delay(1000);
analogWrite(ledPin, LOW);
delay(1000);
}
Si vous avez besoin d’aide avec ce code, consultez notre tutoriel sur How To Blink An LED Using Arduino .
De même, pour la gradation de la LED, on utilise la fonction analogWrite() et la modulation de largeur d’impulsion (PWM) pour augmenter progressivement la luminosité de 0 à 255.
// Dimming the LED
const byte ledPin = 6; // PWM
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
for (int b = 0; b < 256; b++) {
analogWrite(ledPin, b);
delay(100);
}
}
Si vous souhaitez contrôler la luminosité de la LED en fonction de capteurs externes, regardez l’exemple dans How use Arduino to control an LED with a Potentiometer et How to detect light using an Arduino.
Et voilà. Vous savez maintenant comment contrôler des LED puissantes très lumineuses avec un Arduino en utilisant la carte driver LD24AJTA. Il existe deux autres options que nous abordons dans la section suivante.
Autres cartes drivers LED
Je souhaite mentionner trois autres cartes drivers LED. D’abord, le LD24AJTA_MINI, qui est essentiellement le même que le LD24AJTA, mais avec un format un peu plus compact. Voir la photo suivante :
Nous avons aussi un tutoriel pour ce driver LED : Dim High-Power LED with Arduino and LD24AJTA_MINI.
La carte suivante intéressante est le LD06AJSA/B, illustrée ci-dessous.
C’est une bonne option si vous voulez piloter des LED à courant élevé, car elle peut fournir jusqu’à 1500 mA, alors que le LD24AJTA est limité à 1000 mA.
Une option pour des LED moins gourmandes est le LD2635MA, plus petit et moins cher que le LD24AJTA et le LD06AJSA, mais ne peut fournir que jusqu’à 350 mA. Voici une photo de cette carte.
Les trois cartes supportent un contrôle manuel ou électronique du courant de sortie. Le tableau suivant compare rapidement ces trois options :
| Driver | Vin | I max out |
|---|---|---|
| LD06AJSA/B | 2,8-6 V | 1500 mA |
| LD2635MA | 5-27 V | 350 mA |
| LD24AJTA | 6-25 V | 900 mA |
Utiliser des LED puissantes sans driver
Si vous ne souhaitez pas utiliser de driver LED, il existe des LED puissantes avec une résistance de limitation de courant intégrée que vous pouvez connecter directement à une source d’alimentation. Par exemple, la LED puissante ci-dessous fonctionne sous 5 V et intègre une résistance de 68 Ω.
Cependant, elles sont généralement limitées à des courants plus faibles et moins lumineuses que la LED listée dans les pièces requises. Malgré le courant plus faible, vous ne pouvez toujours pas les piloter directement depuis une broche GPIO d’Arduino, et vous aurez donc besoin d’un circuit supplémentaire pour les commuter électroniquement (par exemple MOSFET, transistor).
Conclusion
En conclusion, nous avons appris avec succès à contrôler des LED puissantes à courant élevé très lumineuses en utilisant le driver LED LD24AJTA et un Arduino. En comprenant les composants nécessaires et les connexions requises, nous avons pu créer un circuit fonctionnel pour réguler la luminosité des LED.
Amusez-vous à étendre ce circuit de base avec des fonctionnalités supplémentaires !
Questions fréquentes
Q : Comment connecter le driver LED LD24AJTA à l’Arduino ?
R : Pour connecter le driver LED LD24AJTA à l’Arduino, il suffit de câbler les broches d’entrée et de sortie selon le schéma fourni. Assurez-vous que l’alimentation et la masse sont correctement connectées pour un fonctionnement sans problème.
Q : Est-il possible d’utiliser plusieurs drivers LED LD24AJTA pour contrôler plusieurs LED puissantes ?
R : Oui, vous pouvez utiliser plusieurs drivers LED LD24AJTA pour contrôler plusieurs LED puissantes simultanément. Cela permet une évolutivité et une flexibilité dans vos projets d’éclairage.
Q : Comment protéger le driver LED LD24AJTA contre les surintensités ou la surchauffe ?
R : Pour protéger le driver LED LD24AJTA contre les surintensités ou la surchauffe, vous pouvez ajouter des résistances de limitation de courant externes, des dissipateurs thermiques et des ventilateurs de refroidissement.
Q : Le driver LED LD24AJTA supporte-t-il la fonction de gradation pour les LED puissantes ?
R : Oui, le driver LED LD24AJTA supporte la gradation via le contrôle PWM, vous permettant d’ajuster les niveaux de luminosité des LED puissantes selon les besoins de votre projet.
Q : Y a-t-il des précautions de sécurité spécifiques à prendre en compte lors de l’utilisation de LED puissantes à courant élevé et du driver LD24AJTA ?
R : Lors de l’utilisation de LED puissantes à courant élevé et du driver LD24AJTA, assurez-vous de fournir un refroidissement adéquat. Les LED puissantes, même avec dissipateurs, peuvent devenir très chaudes !
Q : Puis-je utiliser le driver LED LD24AJTA avec des LED RGB puissantes pour le mélange des couleurs ?
R : Oui, le driver LED LD24AJTA peut être utilisé avec des LED RGB puissantes pour des applications de mélange des couleurs. En contrôlant l’intensité de chaque canal de couleur, vous pouvez obtenir une large gamme de couleurs.
Q : Puis-je utiliser le driver LED LD24AJTA conjointement avec des capteurs pour un contrôle d’éclairage automatisé ?
R : Oui, vous pouvez intégrer des capteurs tels que des détecteurs de mouvement, des capteurs de lumière ou de température avec le driver LED LD24AJTA et l’Arduino pour permettre un contrôle d’éclairage automatisé basé sur les conditions environnementales ou les interactions utilisateur.
