Réaliser un sapin lumineux à LED et pile 4.5V

Réaliser un sapin lumineux à LED et pile 4.5V

Avec une pile de 4.5V, des LED et des résistances, on peut réaliser toutes sortes de petits objets lumineux (sapins de Noel, etc). La pile de 4.5V alimente l'ensemble des LED durant des heures et des heures. Les LED peuvent être de n'importe quelle couleur : rouge, ambre, vert, bleu, blanc, multicolore...

Montage du sapin lumineux à LED et pile 4.5V

Voici le schéma incluant la pile, et chaque ensemble LED-résistance :

realiser un sapin lumineux a led et pile 4 5v 0

Sapin lumineux avec pile 4.5V

Détails du fonctionnement des LED

Chaque LED a besoin de sa résistance branchée en série. Il ne faut jamais brancher directement une LED sur la pile de 4.5V, même au bout d'un long fil ou d'un morceau de papier alu qui pourrait faire résistance. Il faut toujours une résistance en série avec la LED.

La valeur de la résistance doit toujours être supérieure à 150 Ohms environ pour éviter que le courant (intensité) ne soit trop grand dans la LED. Plus la résistance à une forte valeur, moins il y a de courant, moins la LED brille et plus la pile va durer longtemps. On peut choisir comme résistance la valeur de 220 Ohms.

Calcul du courant :

Le courant est défini par la loi d'Ohm pour les résistances (U=RI)

U : tension aux bornes de la résistance (en Volts)
R : valeur de la résistance (en Ohms)
I : courant dans la branche

La loi d'Ohm (le fameux "U=RI") s'écrit ici :

R = U/I

Que vaut U, la tension aux bornes de la résistance ?

U = tension de la pile (4.5V) - tension aux bornes de la LED

Pour éviter de griller une LED, il faut éviter que le courant ne dépasse son maximum (20mA le plus souvent). Le pire cas est obtenu lorsque la tension U aux bornes de la résistance est la plus grande. La plus grande tension possible aux bornes de la pile vaut 4.8V et la plus petite tension aux bornes de la LED vaut 1.9V, ce qui fait :

U = 4.8V - 1.9V = 2.9V

Pour la valeur de I, on prend le courant maximum qui peut passer dans la LED (20mA = 0.02A)

R = 2.9V / 0.02A = 145 Ohms

Pour avoir une marge suffisante, on prend la valeur 220 Ohms (valeur standard parmi les standard)

On peut augmenter la valeur de la résistance (470 Ohms, 1kOhm, etc) pour limiter le courant et augmenter la longévité de la pile ! Bien sur les LED brilleront un peu moins, mais l'oeil ne fait qu'assez peu la différence.

N'hésitez pas à choisir des résistances de 470 Ohms ou 1kOhm.

Durée de vie de la pile 4.5V

Une pile de 4.5V neuve fait autour de 3000mAh (ordre de grandeur à défaut de trouver des infos plus précises).

Si le sapin de Noel comporte par exemple 20 LED utilisées avec des résistances 1kOhm, chaque LED est traversée par un courant de 2 à 3mA. Le courant total (somme de tous les courants) vaut environ 50mA.

La durée de la pile sera donc de 3000mAh / 50mA = 60h

Le sapin de Noel pourra rester allumé non stop pendant 60 heures !

Astuces de réalisation du sapin à LED

Pour brancher la pile de 4.5V, on peut utiliser de petites pinces crocodiles

realiser un sapin lumineux a led et pile 4 5v 1

Pince crocodile pour connecter la pile aux LED

Premiers essais avec LED, résistance et pile

Pour commencer, vous pouvez utiliser la pile, une résistance et une LED. 

Il ne faut jamais que la LED se trouve reliée à la pile directement. Rien ne limiterait le courant et la LED grillerait (sauf si la pile est presque vide, mais bon... ne partons pas de cette idée là !)

Chaque branche "LED - résistance" se branche en parallèle avec les autres.

La longue patte de la LED correspond au + de la LED.

L'ensemble lumineux ne devra pas dépasser 50 à 100 LED maximum pour éviter que la pile ne débite trop de courant, à moins d'utiliser des résistances de 1kOhm ou plus.

L'interrupteur peut être fait avec toutes sortes de contacts en métal (attaches parisiennes, clous et fil, papier alu, etc)

B0012ZJRBU

Couleur des LED : classique ou multicolore automatique

Choisissez les LED de couleur au choix, tout fonctionnera. Certaines LED changent de couleur automatiquement (LED RGB Fast ou LED RGB slow en vente sur des sites de vente aux enchères pour quelques centimes pièce) : elles contiennent 3 LED et un circuit électronique miniature qui pilote le l'allumage successif des 3 LED dans la LED.

 B00F4MGA0I

Avis des internautes en moyenne 2.72 pour 25 votes
  Réaliser un sapin lumineux à LED et pile 4.5V, publié par nina67 le 3 Octobre 2016
Les 10 outils indispensables pour l'électronique
Nina67
5 COMMENTAIRES
Alice

Merci beaucoup pour ces explications ! Je n'ai pas beaucoup de résistances à disposition, il faut faire un montage en dérivation si j'ai bien compris (un peu plus compliqué qu'un en série pour mes élèves). Il est impossible d'en faire un en série, avec une plus petite résistance (mais une seule) ?

nina67

Bonjour Alice, oui, il est impossible de faire un montage en série avec une pile de 4.5V. En tous les cas, il faut une résistance. Nous pouvons vous en proposer (5 euros les 50 résistances). Cordialement

Alice

Ok merci, c'est bon j'ai déjà commandé des résistances de 330 ohms, j'espère que les élèves s'en sortiront avec le montage !

nina67

Bonjour Alice, oui, 330 Ohms est une très bonne valeur. Vous pouvez commencer par utiliser une pile, une LED et une résistance pour montrer que ça fonctionne, puis ajouter les autres ensembles LED + résistances en dérivation dans un second temps. N'hésitez pas à partager vos réalisations sur notre site ! Cordialement

junior

Je fais le BT en élétronique-informatique. J'aime beaucoup cette filière donc j'ai besoin de votre aide pour être un bon éléctronicien-informaticien.

ECRIRE UN COMMENTAIRE :