Une LED pilote ou pilote de LED bipolaire est un circuit électrique qui régule une quantité de courant et de tension vers une LED ou une lampe LED. Une lampe LED est une lumière qui contient un agencement de LED configuré dans un circuit électrique qui est conçu pour fonctionner efficacement. Les circuits pilotes de LED bipolaires sont des alimentations optimisées pour les LED et sont généralement connus sous le nom de «pilotes de LED».
Les pilotes de LED sont alimentés par la source principale de courant alternatif (CA) (tension primaire). Le pilote redresse cette tension primaire pour générer une tension continue constante du côté secondaire pour piloter la lampe LED. Les pilotes de LED peuvent avoir des transformateurs à noyau de fer encombrants pour abaisser la haute tension principale à une tension inférieure pour la lampe LED (12V par exemple).
La plupart des ménages utilisent un onduleur pour abaisser la tension de la lampe LED en raison de leur faible coût et de leur petit facteur de forme.
La structure de base de la LED bipolaire
Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs à deux bornes. Une LED Jonction PN libère des photons lorsqu'un courant le traverse dans un processus appelé thermoluminescence. La couleur d'une LED est définie par le type de matériau utilisé - qui définit les caractéristiques de la bande interdite d'énergie spécifique au semi-conducteur.
Structure d'une LED et d'un symbole de circuit
Une LED est également constituée d'une jonction P-N, mais le silicium ne convient pas car la barrière énergétique est trop basse. Les premières LED étaient fabriquées à partir d'arséniure de gallium (GaAs) et produisaient une lumière infrarouge à environ 905 nm.
La raison de la production de cette couleur est la différence d'énergie entre la bande de conduction et le niveau d'énergie le plus bas (bande de valence) en GaAs. Lorsqu'une tension est appliquée à travers la LED, les électrons reçoivent suffisamment d'énergie pour sauter dans la bande de conduction et le courant circule. Lorsqu'un électron perd de l'énergie et retombe dans la bande de valence, un photon (lumière) est souvent émis.
Emission lumineuse de photons dans les semi-conducteurs
Circuit pilote de LED bipolaire utilisant un microcontrôleur
Il s'agit d'un circuit simple donné ci-dessous et la conception implique l'interfaçage d'un microcontrôleur, l'oscillateur et les circuits de réinitialisation pour le microcontrôleur et la sélection de la résistance LED.
Circuit pilote de LED bipolaire utilisant un microcontrôleur
La LED utilisée ici a une chute de tension directe de 2,2 V et peut donc être polarisée à l'aide d'une alimentation de 5 V. Le circuit utilise un microcontrôleur pour piloter la LED bipolaire. Le contrôle du circuit de commande de LED est effectué par le Programme de microcontrôleur , basé sur les boutons-poussoirs d'entrée. Le microcontrôleur est en conséquence programmé pour envoyer les signaux appropriés aux deux broches de sortie. Ces broches de sortie sont connectées aux bornes de la LED bipolaire.
L'interfaçage du microcontrôleur est réalisé en connectant deux commutateurs à bouton-poussoir au port P1 et en connectant les deux bornes de la LED bicolore au port P2. La conception de l'oscillateur se fait en sélectionnant deux condensateurs céramiques 10pF pour assurer la stabilité. Le signal d'horloge est généré à l'aide d'un oscillateur à cristal de 11 MHz.
Le circuit de réinitialisation est conçu en sélectionnant un condensateur électrolyte de 10 uF et une résistance de 10 K pour obtenir une largeur d'impulsion de réinitialisation de 100 ms. La chute de tension à travers la résistance est maintenue autour de 1,2V.
Fonctionnement du circuit de pilote de LED bipolaire
Une fois le circuit sous tension, le microcontrôleur scanne toujours les broches d'entrée au port P1. Si le premier bouton est enfoncé, le microcontrôleur reçoit un signal logique bas à la broche d'entrée correspondante et, en conséquence, le compilateur affecte un signal logique haut à la broche P0.0 et un signal logique bas à la broche P0.1. Cela permet à la lumière rouge de la LED de briller.
Maintenant, lorsque le deuxième bouton est enfoncé, le compilateur attribuera en conséquence un signal logique bas qui sera attribué aux deux broches de sortie et la LED sera éteinte.
Circuit de pilote de LED pour le contrôle de la luminosité de la LED par 555 Timer
Circuit de pilote de LED pour le contrôle de la luminosité de la LED par 555 Timer est généralement réalisé en commutant rapidement l'alimentation sur la LED, en contrôlant le rapport ON / OFF de l'alimentation à l'aide d'un processus appelé modulation de largeur d'impulsion (PWM) . Les pilotes de LED ont également une boucle de contrôle intégrée pour maintenir un courant constant.
Circuit de pilote de LED pour le contrôle de la luminosité de la LED par 555 Timer
Ce circuit illustré ci-dessus est conçu sur la base d'un 555 minuterie IC . Mettez le circuit sous tension (5 V), car la tension à la broche de déclenchement du 555 IC est inférieure à 1/3 Vcc.
La tension d'entrée atteindra le condensateur via le potentiomètre 10kΩ et la diode D2 de sorte que le condensateur commence à se charger avec une constante de temps RdR1C (où Rd est la résistance directe de la diode D2).
Lorsque la tension du condensateur dépasse 2/3 Vcc, la minuterie 555 est réinitialisée. Ensuite, la sortie sera de zéro volts. A cet instant, le condensateur se décharge via la diode D1 et le potentiomètre R1 vers la broche de sortie car il est au potentiel de masse. Lorsque la tension du condensateur passe en dessous de 1/3 Vcc, la sortie du 555 IC s'élève à nouveau à 5V. Ce processus se poursuit.
Ici, le chemin de charge et de décharge est entièrement différent puisqu'il est isolé par les diodes D1 et D2 (voir les images ci-dessus). Si le point médian du potentiomètre est à 50% (milieu), nous pourrons obtenir un rapport cyclique de 50% (ondes carrées de largeur d'impulsion égale).
La largeur d'impulsion peut être modifiée en modifiant le temps de charge et de décharge, cela est possible en ajustant le potentiomètre. Ainsi, nous obtenons le signal PWM selon notre niveau d'intensité nécessaire.
Ce signal est appliqué à la LED via une résistance de 4,7 kΩ. La luminosité de la LED est proportionnelle à la valeur moyenne de l'onde carrée. Pour une largeur d'impulsion élevée, il est possible d'obtenir l'énorme luminosité de la LED. De plus, s'il s'agit d'une impulsion faible avec, la luminosité diminue.
Applications des pilotes LED bipolaires
Certaines applications pour les pilotes de LED sont:
- Éclairage industriel / extérieur
- Contrôle automatique de l'intensité des lampadaires
- Éclairage commercial
- Éclairage résidentiel
- Flash de caméra de téléphone portable
- Feux intérieurs ou arrière automobiles
- Lampe de poche / torche portable
- Signalisation
- Éclairage d'ascenseur
- Rétroéclairage LCD
Ainsi, il s'agit de la conception du circuit pilote de LED bipolaire, de sa construction à l'aide d'un microcontrôleur, d'un circuit intégré de minuterie 555 et des applications. Nous espérons que vous avez une meilleure compréhension de ces informations.
De plus, toute question concernant ce concept ou projets électriques et électroniques , veuillez donner vos précieuses suggestions en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction du potentiomètre dans un circuit de gradateur à LED?
