PMAEL: Un ruban à base de LED SMD 5050
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Document préparé par | Jlstomo46 |
Il existe sur le marché de grandes variétés de produits, nous allons voir ce qu'il est possible de faire avec un "strip" (ruban) de 5 m équipé de 300 Led SMD 5050
Les Led SMD 5050 sont utilisées pour équiper des ampoules ou de grands écrans couleur car elles intègrent 3 diodes en une, qui peuvent être blanches ou de couleur (R-V-B).
Leur utilisation sur des produits d"entrée de gamme" tels que des rubans souples destinés à la décoration ou à un éclairage indirect permet de disposer d'une bonne puissance d'éclairage, avec une consommation réduite, et il est possible de commander ces ensembles via internet, directement en Chine ou à Hong Kong à un tarif dérisoire (une dizaine d'euros).
La simplicité et une souplesse de mise en oeuvre sont intéressants pour éclairer une pouponnière horticole.
Nous allons voir si les caractéristiques de ces rubans sont à la hauteur des descriptifs techniques, et/ou tout au moins adaptés à notre besoin.
La commande inclue le ruban (5m 300 Led) avec son alimentation 12V , les cables et les connecteurs adaptés. A réception on constate que le produit est conforme et semble de bonne qualité.
La notice indique que l'alimentation délivre 6A à 12 V, soit théoriquement 72 W maxi.
Le rouleau est relativement fin , le ruban est autocollant.
On constate que chaque groupe de 3 Leds est accompagné de 3 résistances de régulation, ces résistances limitent le courant qui alimente les Leds. Il est possible de couper et de ressouder le bandeau tous les 5 cm, ceci permettra de personnaliser la mise en oeuvre très facilement.
Schéma de câblage du strip :
Le câblage de chaque cellule repose sur la particularité que chaque LED SMD 5050 est composée, dans un même boitier, de 3 LEDs élémentaires avec pour chacune un connecteur d'entrée et un connecteur de sortie. La cellule est câblée dans un schéma série/parallèle.
les 3 pattes (d'un coté) de la première LED 5050 sont sur le 12V, les 3 pattes (de l'autre côté) vont chacune (indépendamment) rejoindre les 3 pattes de la suivante , et ainsi de suite jusqu'aux 3 dernières pattes de la 3eme qui sont sur le 0V , dans cette chaîne est intégré une résistance de 150 Ohms (indépendante) sur chaque ligne. Dans chacune des 3 lignes en parallèle, de 0 à 12V on traverse 3 "tiers" de 5050 et la résistance.
En alimentant le strip dans toute sa longueur avec l'alimentation livrée la tension de 12V aux bornes de la première cellule tombe à 10V aux bornes de la dernière (la plus éloignée), l'intensité est totale est alors de 2.8A. Attention : la résistance des conducteurs sur les 5 m du strip sont non négligeables.
Le strip a donc été coupé en 10 bandes de 50 cm (de 10 cellules chacune) et chacune de ces bandes directement alimentée en 12V depuis l'alimentation.
Les mesures ont alors donné les résultats suivants :
- tension aux bornes de chaque cellule : 11,75 V
- intensité totale : 3,75 A
- l'intensité moyenne par cellule est donc de 37,5 mA, se répartissant en 3 fois 12,5 mA dans chaque ligne (3 tiers de 5050 + réistance de 150Ohms)
- la tension dans chaque ligne se répartir alors entre : ~ 1,9V pour la résistance et ~ 3,3V pour chaque LED
Notre étude visera aussi à quantifier la perte "thermique" dissipée par ces résistances comparé à la puissance d'"éclairage" disponible sur les Leds.
Premier essai fonctionnel : Branchement du ruban via le connecteur fourni : ça fonctionne ! c'est un "blanc froid" théoriquement le meilleur choix pour la croissance des jeunes plants. Sortons le multimètre pour vérifier la puissance consommée par ce ruban : Vérif. de la tension aux bornes du connecteur : 11.99 V (parfait !)
Mesure de l'intensité : 2.8 A, soit une puissance de 33.6 W, ça parait assez faible par rapport à ce que ça pourrait être. Une rapide vérification de la "datasheet" montre que les Led 5050 sont prévues pour un courant nominal 60 mA , 100 groupes (de 3 diodes) devraient pouvoir passer 100x0.06= 6 A , on en est loin ... (2.8/100 = 28 mA)
Vérification de la tension à l'autre bout du ruban : 10.02 V . Premiers constats : non seulement ces Led sont alimentées très en dessous de leur puissance nominale ( ce n'est pas un mal en soit puisque leur rendement lumineux est meilleur à basse puissance, et leur durée de vie est largement préservé) il faudra simplement en mettre davantage au m², mais la longueur du ruban et la finesse des conducteurs est un frein au passage du courant, agissant comme une résistance supplémentaire (les Led du bout sont nettement moins bien alimentées que les premières).
Second essai : Vérification du courant et de la puissance sur un morceau de 50 cm ( 30 diodes seulement )
Tension de sortie à l'alimentation 12.3 V , intensité 0.42 A .
L'alim étant peu chargée, sa tension est plus élevée, et l'intensité par groupe (de 3 Leds) est passée à 0.42/10 = 42 mA (50% de plus que la mesure précédente)
Il faudra donc porter une attention particulière à l'alimentation électrique, éviter les rubans trop longs si on veut optimiser le rendement de ces éclairages.
Exemple pratique :
Disposant d'une plaque et d'ampoules Led horticoles d'ancienne génération, mise en place d'un "patchwork" de Leds au plafond d'une pouponnière :
Après découpe et collage de strips ( aucun morceau ne fait plus de 500 mm ) soudage des fils d'alimentation, raccordés (à l'arrière) au câble d'alimentation 12 V
Ajout de strip "blanc froid" entre les rangées de led de couleur, pour booster l'éclairage. Avec une connexion possible tous les 5 cm, c'est assez facile de faire des dérivations.
Une fois les connections faites et les vérifications effectuées, branchement du nouveau plafond à éclairage Led , ça fonctionne !
Mise en place du nouvel éclairage dans la pouponnière, les plans "test" vont servir de cobaye pour quelques semaines supplémentaires.
Vérification de la tension de l'alim strip : 11.75 V (correct) , intensité 3.75 A soit 37.5 mA par ligne de Led , elles travaillent à 2/3 de leur puissance nominale, ce qui garantit un bon rendement lumineux par watt consommé (lm/W) et une durée de vie améliorée (il faut se souvenir que ces Led premier prix ne doivent pas être les plus fiables du marché) idem pour l'alimentation qui fournit là 44 W . Un rapide calcul donne 7.03 W (16%) consommés dans les résistances, et 37 W (84%) dans les Led.
Sur une base de 150 à 200 W/ m², on peut donc estimer qu'une paire de strips 2 x 5m (600 Led) est à même de satisfaire à l'éclairage d'un étage de pouponnière d'une surface de 0.40 à 0.50m² soit par exemple 1m 25 x 40 cm dans de très bonnes conditions, pour un prix très serré et une faible consommation électrique.
Essais de qualification en cours dans plusieurs autres configurations de pouponnières.
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