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[Tuto] Les leds CREE XPG 5

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[Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  Grenaille le Dim 1 Mai - 22:34

Les leds CREE XPG R5

Sommaire :


  1. Qu'est ce que c'est ?
  2. Quels intérêts ?
  3. Combien de lumens et quel puissance d'alimentation pour les leds ?
  4. Comment les faire fonctionner ?
  5. Tableau nombre de leds.
  6. Conclusion.
  7. Sites pratique.


/!\ Attention, je ne pourrai être tenu pour responsable en cas de problème. /!\

1. Qu'est ce que c'est ?

Les leds CREE, sont des leds haute puissance, c'est à dire qui ont un fort flux lumineux suivant le courant qu'on leur distribue.

On va s'intéresser plus particulièrement au led CREE XPG R5 (5W), aujourd'hui on en trouve pas assez dans les constructions de palu, on les retrouve plus en récifal. Le rapport qualité/prix est intéressant, environ 5€ la led sur platine étoile. Il existe aussi des leds CREE XM-L mais elles consomment plus et les matériels pour les faire fonctionnaient sont un peu plus chère car plus on consomme plus le dimensionnement des alimentations doit être important. On reviendra dessus dans le chapitre 3.

Leur composition :

- Dissipateur thermique : il sert à dissiper la chaleur créée par le fonctionnement de la led. Pour les XPG R5, un dissipateur Ø 3,8 cm, épaisseur = 1,6 cm suffit.



- Platine étoile : c'est la où repose la led, et c'est là où l'on fait les soudures.



- La led : c'est par la où sera créé le flux lumineux.
              Il en existe plusieurs couleurs :
                 - Blanc froid appelé aussi COOL WHITE, c'est celle que j'utilise car elles ont une longueur d'onde entre 5000 et 8300 K. (400lm à 1A)
                 - Blanc neutre appelé aussi NEUTRAL WHITE, 3700 - 5000 K (350lm à 1A)
                 - Blanc chaud appelé aussi WARM WHITE, j'en ai 4 car elles ont une longueur d'onde entre 2600 et 3700 K (350lm à 1A)



- La lentille : c'est la dernière pièce d'une led haute puissance c'est la partie qui va orienté le flux lumineux sur un angle donné suivant la lentille. Plus l'angle est faible, plus le flux lumineux est concentré sur une petite zone. Généralement des 60° ou des 80° c'est bien.



2. Quels intérêts ?

Pourquoi des leds plutôt que des néons ?

Alors que les néons on a besoin de peu de matériels, les leds demandent un peu de connaissance en électronique et un peu de matériel.

Les néons :

[Avantages] :

           - Prix pas excessif
           - Facilité d'installation
           - Température des couleurs facile à trouver
           - Couvre une grande zone d'éclairement

[Inconvénients] :

           - Super éclat sur les 8 premiers mois, puis baisse de flux lumineux avec le temps
           - Consommation électrique forte
           - Coût à répétition pour le changement des néons.

Les leds :

[Avantages] :

           - Continuité d'éclat dans le temps non négligeable
           - Consommation électrique faible
           - Plage de couleur personnalisable (Avantage comme inconvénient)

[Inconvénients] :

           - Prix du matériel au départ
           - Minimum de connaissance en électronique ou électricité (rien d'insurmontable, les explications dans le chapitre 4^^)

En conclusion : Une personne voulant faire un paludarium sur un coup de tête (et que c'est son premier) je lui conseillerais des néons car c'est le moins chère et c'est ce qui peut mieux correspondre au envie passagère pour pas trop chère. C'est facile pas besoin de trop se prendre la tête. Pour les personnes désirant faire un gros projet sur du long terme les leds seraient le mieux niveau usure quasi nul et consommation basse.

3.Combien de lumens et quel puissance d'alimentation pour les leds ?

Alors maintenant qu'on sait comment est fait une led, parlons de comment calculer le nombre de leds en fonction des lumens nécessaire. Bien évidement c'est proportionnel. Je conseillerais dans le chapitre 4 d'utiliser les leds avec une intensité à 1 A.

/!\ Intensité maximum : 1.5A pas plus sinon les leds vont grillées /!\

Valeurs des leds avec une intensité max de 1 A :

- COOL WHITE (CW): 400 lm
- WARM WHITE (WW): 350 lm

Donc si on veut un éclairage à 5000 lm, on calcule pour 5500 lm (vous comprendrez après), il faut savoir le nombre de leds WW et CW, généralement c'est 1 WW pour 2 ou 3 CW. Donc on calcule en premier si toutes les leds étaient des CW.

5500/400 = 13.75 (on arrondi toujours à la valeur supérieur si c'est un résultat en décimal) donc 14

Ensuite, 14/2 = 7 (on arrondi toujours à la valeur inférieur si c'est un résultat en décimal ), donc il faut 7 leds CW et 7 WW ce qui donne (400*7)+(350*7)= 2800+2450 = 5250 lm

Il faut calculer pour 500 lumens de plus car on a moins de lumens au niveau des WW.

Voila pour la partie combien de leds, maintenant il faut les alimenter, pour cela on choisit une alimentation et cela varie en fonction du nombre de leds mais aussi des drivers utilisés (permet de régler l'intensité des leds, existe en réglable ou en valeur fixe).

Il existe 2 types d'alimentations, les alimentations à drivers intégré et les alimentations sans drivers et la on doit en acheter un à part (ce que j'utilise actuellement car plus facile à utiliser avec une arduino).

Pour une alimentation à drivers intégré et intensité fixe (je déconseille ceux à valeurs réglables avec une arduino, ça fonctionne pas top), comme celle ci Driver LED Mean Well LPC-60-1050, un peu de décodage :



60 : Puissance maximum de 60 W soit pour nos leds 60/5 = 12 leds pouvant être branché.
1050 : Intensité fixe à 1A
Tension de sortie : 9-48V continue
Tension d'entrée : 115-230V

Suivant le nombre de leds il en faudra plusieurs.

Pour une alimentation avec drivers à part (le mieux car bien plus simple pour les programmateurs Wink), c'est le mieux quand on a beaucoup de leds, et ce système permet d'avoir qu'une grosse alimentation pour plusieurs drivers.

Les calculs pour choisir une bonne alimentation et les drivers à part :

Une alimentation se choisit en suivant ces étapes.

Etape 1 : L'intensité, si vous utilisez 3 drivers de 1 A, 3*1 = 3 A donc il faudra une alimentation au minimum 4 ou 5 A (je préfère surdimensionner l'alim car on peut toujours avoir besoin de plus de leds^^)

Etape 2 : La tension d'alimentation, sachant que les leds sont en série les tensions d'appels s'accumulent, une led à 1 A a une tension de 3.3V donc si on a 14 leds, ça fait 14*3.3 = 46.2 V continue, il faudra choisir une alimentation avec une tension de sortie de 48V continue minimum. /!\ Faites attention les drivers ne supporte pas plus de 52V continue pour les LDD 1000HW /!\

Etape 3 : La puissance, chaque led produit une énergie de 5W à 1.5 A, mais nous c'est 1 A donc on s'en fiche, /!\ SURTOUT PAS /!\, on calcule comme si les leds étaient alimenté en 1.5A pour avoir la valeur maximum donc 5x14 = 70W. On prend une plage entre 10W et 30W de plus pour l'alim voir le double pour être tranquille pour plus tard on sait jamais les nouveaux projets ça va vite. Le tout c'est que ça doit être supérieur à la puissance de toutes les leds.

Récapitulatif : il faut donc une alimentation de 4 A, qui a une tension de sortie de 48 V minimum et qu'elle est au maximum 100W et au minimum 80W de charge MAXI.

Pour choisir le driver, je conseille la serie LDD XXX HW de MEANWELL, ils sont variable en intensité (influe sur la luminosité).



Le driver à lui seul ne sert qu'à faire varier l'intensité lumineuse, pour les XPG R5 le maximum est de 1.5A mais pour les économiser je conseille des drivers 1A ce qui est déjà pas mal.


4. Comment les faire fonctionner ?

Pour les faire fonctionner, nous avons vu qu'il nous faut une alimentation et un driver mais si on les "dimme" c'est à dire qu'on les fait varier, il faut une carte programmable, il existe donc plusieurs solutions, la DIY avec une carte arduino, celle que je vous présente par exemple ou le babyfish, un système assez complet sur ce que j'ai lu.

Mais avant il va falloir câbler, souder et coller. Coller ? Oui il va falloir les fixer sur des dissipateurs thermiques pour dissiper la chaleur provoqué par la lumière. On utilise de la colle thermique bi composant. J'utilise de la colle Artic Silver, l'une des meilleurs marque pour les pâtes thermiques.

Voici ci dessous le schéma du câblage avec une arduino :



Il faut bien penser à câbler le 0V de la carte sur le 0V du in - sinon les leds scintilleront

Pour la programmation je me permet de vous rediriger sur un autre forum où il y a un tuto sur la programmation qui est tout simplement bien expliqué => Tuto programmation leds

Si vous ne désirez pas de variations au niveau des leds il vous faut juste une alimentation meanwell avec une intensité fixe et une tension délivrée en rapport aux nombres de leds et un interrupteur ON/OFF juste pour allumer et éteindre vos leds et un programmateur à la minute.

5. Le tableau pour calculer le nombre de leds

C'est un tableau que j'ai fait moi même si il y a des améliorations à apporter n'hésitez pas à me MP ou à le signaler dans ce poste.

Tableau calcul leds


6. Conclusion

Les leds que ce soit les leds haute puissance ou les rubans leds ont un avenir important dans la mise en œuvre d'un éclairage "écologique - économique" pour les palu et aquariums. La mise en place d'un éclairage led demande un minimum de connaissance en électronique même si cela n'est pas sorcier.

J'espere que ce tuto vous aidera dans vos réalisations.


7. Sites pratiques

- AquaLight Solution Le site où il y a les leds et les dissipateurs thermiques (vous pouvez en trouver aussi chez Radiospare )
- Lumitronix C'est un site spécialement pour les leds il y a de tout
- Pour trouver les alimentations


Dernière édition par Grenaille le Lun 4 Juil - 10:01, édité 7 fois
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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  phill le Lun 2 Mai - 7:28

Excellent article Grenaille un grand Merci Wink
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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  Grenaille le Lun 2 Mai - 8:02

De rien Phill Wink
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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  chris33 le Lun 2 Mai - 8:25

Super article, tu ma donnez envie de me faire mes rampes ;-)

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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  Asthur le Lun 2 Mai - 13:30

Super article: c'est simple et clair .
manque plus que le schéma électrique pour monter tout ça!
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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  bupa le Lun 2 Mai - 18:05

cheers TOPISIME Merci Wink
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http://decor-aquarium.forumactif.org/

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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  Grenaille le Lun 2 Mai - 21:09

Merci à tous ça me fait plaisir que ça vous intéresse.

EDIT : Article mis à jour.
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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  phill le Mar 3 Mai - 18:29

c'est plus qu’intéressant c'est essentiel tu as passé du temps à rédiger tout cela de ta propre initiative c'est un vrai cadeau

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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  Grenaille le Mar 3 Mai - 21:12

C'est la moindre des choses, vous m'avez aidé et vous continuez à m'aider Wink
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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  dimvig le Mar 3 Mai - 21:58

tres bon ca cheers cheers

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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  Grenaille le Dim 15 Mai - 13:46

La suite et fin pour bientôt, je travaille actuellement sur un tableau excel qui calcul le nombre de leds qui serai nécessaire selon le nombre de lumens par litre.
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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  phill le Dim 15 Mai - 16:22

En voila une bonne nouvelle quelle chance on à de t'avoir cheers cheers cheers
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Re: [Tuto] Les leds CREE XPG 5

Message  Grenaille le Lun 27 Juin - 18:53

Merci Phill Embarassed Embarassed Embarassed Embarassed Embarassed Embarassed

Voilà avec pas mal de retard la suite du tuto avec le fameux tableau !
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