Jeu de lumière à LED RGB 3W : réalisation

Une boule à facette revisitée de façon moderne avec des LED ? Les LED et un dôme en plastique transparent formé de multiples petites lentilles permettent de produire une ambiance proche des boules à facettes éclairées par le projecteur PAR36 d'autrefois, mais avec plus de couleurs et une consommation électrique divisée par 10 ! Cet article présente ici la réalisation d'une double boule à LED de couleur modifiée.

Voici donc la présentation de la réalisation du jeu de lumière moderne.

Principe du jeu de lumière à LED

Les LED sont montées sur un petit circuit imprimé circulaire fixé au fond de l'ampoule. Le circuit imprimé possède 3 LED (rouge, vert, bleu par exemple). Pour améliorer l'effet qu'on trouve déjà dans le commerce sous forme d'ampoule à visser ou à baïonnette, on peut doubler l'effet et modifier les couleurs des LED.

La partie tournante au dessus des LED est un dôme de plastique transparent formé d'une multitude de facettes qui forment des lentilles convergentes (des loupes). Ces loupes focalisent la lumière et projettent ainsi des faisceaux de lumière concentrés, image des LED. La distance focale de ces petites lentilles est environ égale à la distance entre les lentilles mobiles tournantes et les LED.

Eléments du jeu de lumière à 6 LED

On démonte deux ampoules à LED RGB (rouge, vert, bleu) de 3 W. Ces ampoules à LED se trouvent dans le commerce dans le rayon éclairage ou parmi les effets lumineux pour soirées. Sur internet, ce sont des ampoules "Disco RGB LED 3W RGB E27 ou B22".

Dôme de lentille, LED de couleur 1 W, et moteur de l'ampoule

L'ampoule d'origine se trouve dans le commerce sous la dénomination "ampoule RGB LED 3W disco" en culot à vis E27 ou baillonnette B22 standard :

Ampoule disco LED RGB 3 Watts E27 ou B22 (prix : 4 - 6 euros)

Les LED rouge, verte et bleue d'origine peuvent être remplacées à votre guise (couleur au choix). Elles sont montées en série et la petite carte d'alimentation pilote l'ensemble en régulant le courant. Ici, la LED verte de 1 W a été remplacée par une LED blanche et la LED bleue a été remplacée par une LED ambre. Le choix des couleurs des LED est libre à condition de choisir des LED de 1 W (300 mA de courant nominal). Le montage des LED doit se faire avec un peu de pâte thermoconductrice (celle qu'on met sur les processeurs ou les transistors de puissance dans les amplis).

Les LED 1 W du jeu de lumière, vues de près :

LED 1 W d'une ampoule RGB 3 W (3 x 1 W)

En zoomant sur une LED 1 W, on aperçoit les fils de liaison ("bonding") entre les broches et la puce elle-même :

Fils de bonding d'une LED 1 W

Pour tester une LED, on peut utiliser le multimètre, fonction "diode" (commutateur sur le symbole de la diode). Il faut respecter la polarité de la LED. Si la LED ne brille pas légèrement, inverser les cordons du multimètre. Lorsque la LED brille, elle brille faiblement parce que le multimètre n'injecte qu'un très petit courant, de l'ordre du mA. On teste ici une LED rouge :

LED rouge 1 W testée au multimètre : elle s'allume légèrement (courant injecté : 1 mA)

Si la LED ne s'allume pas, on inverse la polarité (cordon rouge et cordon noir)

Test sur une LED ambre 1 W :

Test au multimètre d'une LED ambre de 1 W : elle brille faiblement

Si la LED ne s'allume dans aucun des sens avec le multimètre en fonction diode, tester le multimètre en touchant les deux contacts : il doit biper. Si le multimètre bipe, et que la LED ne s'allume dans aucun sens, elle est cassée.

On passe maintenant à la réalisation pratique du jeu de lumière à LED 6 W.

Réalisation du jeu de lumière à 6 LED (6 W)

Voici donc les éléments de deux ampoules RGB 3 W démontées :

Les circuits imprimés pour l'implantation de 3 LED 1 W:

La réalisation est faite sur un morceau de contreplaqué de 10 mm :

Montage de deux supports à LED 1 W sur du contreplaqué

On a choisi comme couleurs de LED 1 W :

• Ampoule à LED 1 : rouge, ambre, blanc chaud
• Ampoule à LED 2 : rouge, ambre, bleu

Les moteurs des ampoules sont des moteurs à courant continu équipés d'un réducteur de vitesse. Ils doivent être connectés en série avec une résistance (choisir entre 10 Ohms et 100 Ohms selon la vitesse de rotation souhaitée) directement sur une des LED. Sur une LED rouge ou ambre, il y aura environ 2 V et sur une LED verte, bleue, blanche, rose ou UV, il y aura environ 3,2 V. La consommation du moteur est inférieure à 40 mA et ne perturbe pas le fonctionnement des LED.

Les deux moteurs sont connectés de telle sorte qu'ils tournent en sens contraire. L'effet est ainsi plus esthétique (mais c'est au choix, évidemment...).

On teste les LED sans les dômes en plastique : les 6 LED fonctionnent bien :

Test des LED : 6 W de LED fournissent une excellente luminosité !

Avec les dômes en plastique transparents des ampoules, le rendu prend tout son sens :

Jeu de lumière à 6 LED (6 x 1 W)

Après montage des dômes en plastiques (vissés sur l'axe du moteur), on admire le résultat plutôt lumineux et coloré

Rendu du jeu de lumière à LED

Le rendu du jeu de lumière est largement lié au choix des couleurs des LED. Quand on est proche du dôme en plastique transparent, on reconnait les formes triangulaires des lentilles :

Rendu des LED (avec le dôme à gauche, sans dôme à droite) : fruit du soleil ambré

Les faisceaux ne se dessinent qu'au fur et à mesure qu'on s'éloigne du jeu de lumière. A quelques mètres, l'effet prend toute sa splendeur. Les petites lentilles focalisent la lumière issues des LED :

Rendu du jeu de lumière aux 6 LED : Pays sucré aux mille merveilles colorées

Magnifique rendu d'une double boule à LED : éveil des couleurs

Cette réalisation permet de créer une ambiance de boule à facette à partir de deux ampoules RGB 3 W LED ambiance disco pour un budget de 10 euros. le choix des couleurs des LED permet de changer du trop vu RGB (rouge vert bleu). Le blanc chaud et l'ambre complètent bien les nuances chaudes qui manquent bien souvent aux jeux de lumière à LED.