Dans ce tutoriel, vous apprendrez comment graduer une LED haute puissance avec le driver LD24AJTA_MINI et un Arduino. Les LEDs haute puissance sont comme des LEDs normales mais beaucoup, beaucoup plus lumineuses. Comme elles nécessitent un courant plus élevé, vous ne pouvez pas les connecter directement à une broche GPIO, mais devez utiliser un driver LED. Vous apprendrez comment utiliser un tel driver LED dans les sections suivantes.
J’utiliserai ici le driver LED LD24AJTA_MINI, mais nous avons aussi un tutoriel pour le très similaire driver LD24AJTA : Control Power LEDs with LD24AJTA and Arduino .
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. Cependant, avec une carte ESP8266/ESP32, la tension maximale en entrée sur l’entrée analogique est de 3,3 V et non 5 V comme sur l’Arduino Uno.
Le lien fourni pour la LED de puissance est pour une LED blanche, mais vous pouvez choisir d’autres couleurs et différentes températures de couleur (par exemple blanc chaud vs blanc froid). Vous aurez aussi besoin d’un potentiomètre, n’importe quel potentiomètre entre 5K et 50K conviendra.
Arduino Uno
Jeu de fils Dupont
Plaque d’essai (breadboard)
Câble USB pour Arduino UNO
Driver LED LD24AJTA_MINI
Potentiomètre 10KΩ
LED haute puissance (blanche)
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LEDs haute puissance
Vous verrez que les LEDs haute puissance existent sous toutes sortes de formes et tailles. Mais celle de faible puissance que je vais utiliser ici ressemble typiquement à ceci :
Elles ont une plaque de refroidissement en forme de disque ou d’étoile attachée, car en raison de leur consommation de courant élevée (>100mA), elles chauffent facilement et nécessitent un refroidissement supplémentaire.
En revanche, les LEDs standard fonctionnent typiquement à 10mA à 20mA et ne chauffent même pas. Cependant, les LEDs haute puissance sont beaucoup, beaucoup plus lumineuses que les LEDs normales (100x et plus) et peuvent éclairer une pièce.
La LED haute puissance que je vais utiliser ici (listée ci-dessus) peut tirer un courant allant jusqu’à 700mA et produit jusqu’à 170 lumens de lumière. Cela correspond à environ 170 fois la luminosité d’une LED normale.
L’inconvénient d’une LED haute puissance est que nous ne pouvons pas la contrôler directement depuis une broche GPIO d’un Arduino, car le courant de sortie GPIO est limité à un maximum de 40mA (et même cela est préférable d’éviter). Nous avons besoin d’un driver LED et dans la section suivante, nous allons examiner de plus près certains drivers LED.
Bases des cartes drivers LED
Les cartes drivers LED sont des composants essentiels dans presque tous les systèmes d’éclairage LED. Elles fournissent la régulation de puissance nécessaire pour que les LEDs haute puissance fonctionnent de manière optimale. Ces cartes convertissent généralement une tension plus élevée (AC ou DC) en une tension plus basse (DC) adaptée aux LEDs. Plus important encore, elles maintiennent un courant constant à travers la LED. Sans une régulation correcte du courant, les LEDs peuvent être facilement endommagées ou ne pas fonctionner efficacement.
Un driver LED contient un circuit régulateur à découpage qui commute rapidement la tension d’entrée pour contrôler la tension de sortie. Cette action de commutation permet au driver de réduire efficacement la tension tout en minimisant les pertes d’énergie. Il contient typiquement aussi une inductance qui libère de l’énergie pendant le processus de commutation et aide à réguler la tension et le courant de sortie. Enfin, il contient un régulateur de courant qui contrôle la quantité de courant traversant les LEDs pour éviter la surchauffe et assurer une luminosité constante.
Beaucoup de petites cartes drivers LED utilisent un circuit intégré commun, le PT4115, comme composant principal. Nous allons examiner ce CI de plus près dans la section suivante.
PT4115
Le PT4115 est un convertisseur abaisseur inductif en mode conduction continue. Il peut piloter une ou plusieurs LEDs à partir d’une source de tension supérieure à la tension totale de la chaîne de LEDs. Le circuit d’application typique suivant montre comment utiliser le PT4115.
Vous remarquerez que le circuit d’application typique montre une alimentation AC, mais toutes les cartes drivers LED que nous discutons ci-dessous supportent uniquement une alimentation DC ! Ne les connectez pas à une tension AC !
Le circuit d’application typique montre aussi une petite inductance (68uH) et une résistance Rs (0,13Ω). Vous reconnaîtrez ces composants sur les cartes drivers LED présentées ci-dessous.
La tension d’entrée admissible pour le PT4115 varie de 6V à 30V et le courant de sortie maximal est de 1,2A ! Notez que les cartes listées ci-dessous peuvent avoir des spécifications légèrement différentes, soit en raison de recommandations différentes, soit de modifications de la résistance Rs, qui contrôle le courant de sortie maximal.
LD24AJTA_MINI
Le driver LED LD24AJTA_MINI est basé sur le PT4115. La tension d’alimentation recommandée est comprise entre 6V et 25V et il fournit un courant de sortie réglable en externe jusqu’à 910mA. Selon la tension d’alimentation, le LD24AJTA_MINI peut délivrer jusqu’à 22 watts de puissance de sortie (à 24V). La photo ci-dessous montre le recto et le verso de la carte :
Brochage
Le LD24AJTA_MINI LED a cinq broches à connecter. VIN+ et GND servent à fournir la tension d’alimentation (6-25V). LED+ et LED- sont les sorties positive et négative pour piloter les LEDs. La broche PWM (modulation de largeur d’impulsion) contrôle le courant de sortie et donc la luminosité des LEDs connectées.
Le petit potentiomètre (Pot) sur la carte vous permet de réduire le courant de sortie maximal à partir de 910mA. Donc, si vos LEDs chauffent trop ou sont trop lumineuses, c’est ici que vous pouvez ajuster le courant. Notez cependant que si un signal PWM est fourni, il prend le pas sur le réglage du potentiomètre. Pour plus de détails, voir notre tutoriel : Control Power LEDs with LD24AJTA and Arduino .
Changer le courant max
Si vous avez besoin de plus de courant de sortie, au lieu de moins, vous pouvez remplacer la résistance de détection de courant (RCS) sur la carte. Voir la photo ci-dessous.
En changeant la résistance RCS, vous pouvez atteindre un courant maximal de 1,2A. Le tableau suivant montre la relation entre la valeur de RCS et le courant de sortie maximal.
| RCS | max I sortie |
|---|---|
| 1,0 Ω | 100 mA |
| 0,5 Ω | 200 mA |
| 0,2 Ω | 500 mA |
| 0,1 Ω | 1000 mA |
La résistance par défaut est une résistance de 0,11 Ω, ce qui donne un courant de sortie maximal par défaut d’environ 910 mA.
Notez qu’il existe deux autres cartes, la LD3080SA et la LD2635MA, qui ressemblent presque à la LD24AJTA_MINI (voir les photos dans les sections suivantes). La principale différence est l’absence de potentiomètre pour régler manuellement le courant de sortie maximal.
LD3080SA
Comme la LD24AJTA_MINI, la LD3080SA est basée sur le PT4115 et a essentiellement les mêmes spécifications et brochage que la LD24AJTA_MINI (6-25V en entrée, puissance de sortie max 20W). Voir photo ci-dessous.
Cependant, vous pouvez acheter différentes versions de la LD3080SA, avec différentes résistances RCS soudées. Comme montré dans le tableau ci-dessus, selon la valeur de RCS, le courant de sortie maximal variera. Vous pouvez obtenir une version 330mA, 500mA, 660mA et 910mA, la version étant marquée par un point rouge au dos (voir ci-dessus).
Notez que vous pouvez toujours (ré)réguler le courant en utilisant l’entrée PWM (D) sur la carte.
LD2635MA
La LD2635MA est essentiellement une version plus petite de la LD3080SA avec un courant maximal fixe de 350mA. Le brochage, la fonction et les composants matériels sont les mêmes. Voir photo ci-dessous.
La principale différence est que vous obtenez généralement la LD2635MA uniquement en version 350mA, ce qui peut être un courant de sortie trop faible selon la LED que vous souhaitez piloter.
Dans ce projet, vous pouvez utiliser la LD24AJTA, la LD24AJTA_MINI ou la version 910mA de la carte LD3080SA. Toutes délivrent jusqu’à 910mA de courant de sortie, ce qui est plus que les 700mA de la LED haute puissance que nous utilisons ici.
Dans la section suivante, je vous montre comment connecter la LD24AJTA_MINI à l’Arduino et utiliser sa sortie PWM pour contrôler le courant de la LED afin de la graduer. La bonne nouvelle est que la LD3080SA ou la LD2635MA seraient connectées et contrôlées exactement de la même manière.
Connexion de la LD24AJTA_MINI et du potentiomètre à l’Arduino
Dans cette section, vous apprendrez comment connecter un driver LED et un potentiomètre à un Arduino pour réguler manuellement la luminosité de la LED haute puissance en tournant le bouton du potentiomètre.
La connexion du driver LED est simple. Le circuit de base suivant montre comment alimenter et connecter les LEDs au driver LD24AJTA_MINI.
À partir du circuit de base, nous pouvons connecter le driver LD24AJTA_MINI à l’Arduino. Dans l’exemple suivant, j’utilise une pile 9V comme alimentation pour le driver LED. Mais toute alimentation de 6-25V avec un courant suffisant (700mA) peut être utilisée.
Dans un premier temps, nous connectons la pile au driver LED. Le pôle positif (+) doit être connecté à la broche V (fil rouge) et le pôle négatif (-) de la pile 9V doit être connecté à la broche G (fil bleu) du driver LED.
Ensuite, nous connectons aussi le pôle négatif de la pile 9V à la broche GND de l’Arduino. C’est important ! Arduino et driver LED doivent partager la même masse.
Comme nous voulons contrôler la luminosité de la LED, nous devons utiliser la broche PWM (D) du driver LED. Connectez-la à la broche 11 de l’Arduino (fil vert). Toute autre broche PWM (~3, ~5, …) de l’Arduino fonctionnerait aussi. Assurez-vous simplement d’adapter le code ci-dessous en conséquence.
Ensuite, nous connectons la LED haute puissance aux broches L+ et L- du driver LED (fils rouge et noir). Faites attention à la polarité !
Enfin, nous connectons le potentiomètre à l’Arduino. La sortie +5V de l’Arduino doit être connectée à la broche droite ou gauche du potentiomètre. La broche GND doit être connectée à la broche opposée (gauche ou droite). Et la broche centrale (fil jaune) sera connectée à l’entrée analogique A0 de l’Arduino.
Dans la section suivante, nous écrirons le code pour graduer la luminosité de la LED en tournant le bouton du potentiomètre.
Code pour contrôler la luminosité via potentiomètre
Dans l’extrait de code ci-dessus, nous contrôlons la luminosité d’une LED haute puissance en utilisant un Arduino, un driver LED LD24AJTA_MINI et un potentiomètre. Cette configuration permet d’ajuster la luminosité de la LED en faisant varier l’entrée analogique du potentiomètre.
// Regulate brightness of high-power LED
// via LED driver board and Potentiometer
const byte ledDriverPin = 11;
const byte potPin = A0;
void setup() {
pinMode(ledDriverPin, OUTPUT);
}
void loop() {
int pot = analogRead(potPin);
int brightness = map(pot, 0, 1023, 0, 255);
analogWrite(ledDriverPin, brightness);
delay(100);
}
Décomposons le code pour comprendre son fonctionnement en détail.
Constantes et variables
Nous commençons par définir deux constantes : ledDriverPin qui spécifie la broche connectée à l’entrée PWM (D) de la carte driver LED, et potPin qui spécifie la broche analogique connectée au potentiomètre.
Si vous souhaitez connecter le driver LED à une autre broche GPIO de l’Arduino, vous pouvez le faire ici. Assurez-vous simplement d’utiliser une broche PWM.
const byte ledDriverPin = 11; const byte potPin = A0;
Fonction setup
Dans la fonction setup() , nous configurons la broche ledDriverPin comme sortie car nous l’utiliserons pour contrôler la luminosité de la LED via un signal PWM.
void setup() {
pinMode(ledDriverPin, OUTPUT);
}
Fonction loop
La fonction loop() lit en continu l’entrée analogique du potentiomètre avec analogRead() . Cependant, l’entrée analogique varie de 0 à 1023 alors que la sortie PWM (luminosité LED) varie seulement de 0 à 255.
Nous utilisons donc la fonction map() pour convertir la valeur d’entrée analogique de la plage 0-1023 en une valeur de luminosité entre 0 et 255. La valeur de luminosité calculée est ensuite écrite sur la broche ledDriverPin avec analogWrite() , ce qui contrôle la luminosité de la LED en générant un signal PWM approprié.
Nous n’avons pas besoin de faire cela très rapidement, donc nous utilisons un court délai de 100 millisecondes pour alléger la charge de calcul. Cela rend aussi les transitions de luminosité un peu plus douces mais plus lentes.
void loop() {
int pot = analogRead(potPin);
int brightness = map(pot, 0, 1023, 0, 255);
analogWrite(ledDriverPin, brightness);
delay(100);
}
Si vous souhaitez plus de détails sur la lecture des valeurs du potentiomètre, consultez notre tutoriel sur How use Arduino to control an LED with a Potentiometer .
Et voilà ! Avec le code et le circuit ci-dessus, vous pouvez graduer des LEDs haute puissance jusqu’à 22W.
Conclusion
Dans ce tutoriel, vous avez appris comment graduer une LED haute puissance en utilisant le driver LD24AJTA_MINI et un Arduino via un potentiomètre. Vous comprenez maintenant pourquoi un driver LED est nécessaire pour contrôler des LEDs haute puissance. Nous avons aussi discuté des cartes drivers très similaires LD24AJTA, LD3080SA et LD2635MA et leurs différences.
Avec les exemples fournis, vous devriez avoir suffisamment d’informations pour construire des applications plus avancées. Par exemple, contrôler la luminosité d’une LED haute puissance en fonction de la lumière ambiante avec un capteur LDR, ou construire une solution d’éclairage de surveillance activée par mouvement.
Si vous avez d’autres questions, consultez la section FAQ suivante et n’hésitez pas à demander ; )
Questions fréquemment posées
Q : Comment connecter le driver LD24AJTA_MINI à l’Arduino ?
R : Pour connecter le driver LD24AJTA_MINI à l’Arduino, il suffit de câbler les broches d’entrée et de sortie selon le schéma fourni. Assurez-vous d’avoir une alimentation et une masse correctement connectées.
Q : Le driver LD24AJTA_MINI supporte-t-il les fonctions de gradation pour LEDs haute puissance ?
R : Oui, le driver LD24AJTA_MINI supporte la gradation via contrôle PWM, ce qui vous permet d’ajuster les niveaux de luminosité des LEDs haute puissance.
Q : Quelle est la différence entre le driver LED LD24AJTA_MINI et les LD24AJTA, LD3080SA ou LD2635MA ?
R : Ce sont essentiellement les mêmes drivers basés sur la puce PT4115. La principale différence est que les cartes LD24AJTA ont un potentiomètre qui permet de régler le courant de sortie maximal. Cependant, si vous utilisez un signal PWM pour contrôler le driver, ce réglage n’est pas nécessaire.
Q : Y a-t-il des précautions de sécurité spécifiques à prendre en compte lors de l’utilisation de LEDs haute puissance ?
R : Lors de l’utilisation de LEDs haute puissance, assurez-vous de fournir un refroidissement adéquat. Les LEDs de puissance, même avec des dissipateurs thermiques, peuvent devenir très chaudes !
Q : Puis-je utiliser le driver LD24AJTA_MINI 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 LD24AJTA_MINI et un Arduino pour activer un éclairage automatisé.
Q : Puis-je utiliser une autre carte driver LED à la place de la LD24AJTA_MINI ?
R : Oui, vous pouvez utiliser une autre carte driver LED tant qu’elle est compatible avec la LED haute puissance que vous utilisez et peut être contrôlée par un Arduino.
Q : Ai-je besoin d’autres composants pour graduer la LED haute puissance ?
R : En plus de l’Arduino, du driver LED LD24AJTA_MINI et du potentiomètre, vous pourriez avoir besoin d’une alimentation adaptée et de connecteurs de câblage appropriés.
Q : Comment protéger la LED haute puissance contre la surchauffe ?
R : Pour éviter la surchauffe, assurez une bonne dissipation thermique en utilisant un dissipateur ou un ventilateur si nécessaire. Surveillez la température de la LED pendant son fonctionnement.
Q : Puis-je contrôler la luminosité de la LED à distance via Bluetooth ou Wi-Fi ?
R : Oui, vous pouvez intégrer des modules Bluetooth ou Wi-Fi avec l’Arduino pour contrôler la luminosité de la LED à distance via une application mobile ou une interface web.
Q : Quelle est la puissance maximale supportée par le driver LED LD24AJTA_MINI ?
R : Le driver LED LD24AJTA_MINI peut supporter des LEDs haute puissance avec une puissance maximale de 22 watts.
