Projecteur halogène 24V 250W

Une portée de plus de 1km est facile à atteindre avec ce projecteur utilisant une grande lentille de Fresnel pour focaliser la lumière issue d’une lampe 24V 250W halogène à réflecteur. Voici une réalisation étonnante et d’une grande puissance lumineuse.

Principe optique du projecteur halogène 24V 250W

Le principe repose sur une source lumineuse la plus petite possible en taille et une grande lentille de Fresnel pour focalise la lumière. D’un point de vue optique, la lampe (source lumineuse) est placée approximativement au foyer de la lentille. La distance entre la lampe et la lentille est environ égale à la distance focale. Des essais empiriques permettront d’ajuster plus précisément la distance lampe-lentille.

Principe optique du projecteur haute puissance :

Projecteur halogène et lentille : ampoule et lentille

Lampe et lentille du projecteur haute puissance

La lentille focalise tous les rayons lumineux, comme une puissante lampe torche. L’avantage d’une lampe à réflecteur est que la majorité de la lumière (les lumens) est dirigée vers la lentille. Si on utilise une ampoule nue (juste le filament), la lumière irait dans toutes les directions et la lentille ne capterait qu’une faible partie du flux lumineux total.

Exemples de jeux de lumière pour soirées

Les jeux de lumière standard utilisent des lentilles pour focaliser la lumière. En réalité, ces lentilles projettent l’image du filament de l’ampoule ou des LED du jeu de lumière.

La source lumineuse halogène 24V 250W

La lampe retenue pour ce projecteur est une lampe halogène 24V 250W à réflecteur. On utilise ces lampes dans les jeux de lumière ancienne génération et les projecteurs de diapositives. Ces lampes fournissent environ 8000 lumens. L’ampoule a besoin d’une alimentation 24V 250W (transfo électronique par exemple). Une LED de 100W fournit aussi environ 8000 lumens, mais même avec une lentille de focalisation, l’angle d’ouverture du faisceau lumineux est de 60° (140° sans lentille). L’avantage de la lampe 24V 250W est d’environ 30° (faisceau serré).

Lampe 24 V 250 W pour jeux de lumière et projecteur

L’alimentation 24V 250W

L’alimentation 24 V est réalisée de façon artisanale autour d’une alimentation à découpage qui fonctionne un peu comme un transformateur électronique à haute fréquence (30 kHz environ). Vous pouvez très bien utiliser un transfo électronique 24 V 250 VA prévu pour cela.

Voici le schéma de l’alimentation 24 V 250 W, conçue uniquement pour alimenter une lampe 24 V 250 W :

Alimentation à découpage 24 V 250 W : schéma et réalisation

Il est possible d’acheter une alimentation toute faite (transformateur électronique).

La lentille de Fresnel

C’est la partie essentielle du projecteur haute puissance. Cette lentille a l’avantage d’être très grande en taille (16 x 23cm environ) et donc d’intercepter un maximum du flux lumineux issu de l’ampoule. La quasi totalité de la lumière passe à travers la lentille. Le aberrations chromatiques et autres défauts de la lentille ne sont pas gênants vu qu’ici, on ne s’intéresse qu’à la puissance lumineuse brute. A partir d’une source de lumière qui n’est pas ponctuelle, il n’est pas possible de créer un faisceau lumineux parfaitement focalisé qui ne s’élargit pas avec la distance.

Exemples de lentilles de Fresnel (en verre ou en plastique souple)

Construction de la boite du projecteur

Pour réduire l’encombrement du projecteur, on choisit une forme en trapèze pour la boite qui est construite autour de la lentille et de l’ampoule 24 V 250 W. Du contreplaqué de 10 mm convient tout à fait. Un ventilateur extrait la chaleur dégagée par les 250 W de l’ampoule.

Montage du projecteur en cours

Lentille de Fresnel (sur la droite)

Ventilateur 12V, alimentation et ampoule 24V 250W du projecteur

Ajustement de la focalisation de la lentille de Fresnel

Des essais sont faits en ajustant la distance entre la lampe et la lentille. A une certaine distance (20cm environ), on projette l’image du réflecteur de l’ampoule. Lorsqu’on recule encore un peu l’ampoule, la tache lumineuse devient plus petite, plus floue, mais plus concentrée. C’est cet effet qu’on retiendra pour avoir une portée maximale, comme une lampe torche ou même un faisceau laser. En effet, dans un module laser, c’est la lentille qui focalise la lumière, comme en optique classique !

Voici quelques ajustements faits sur le mur d’une chambre (la lentilel Fresnel est décalée d’avant en arrière selon l’axe optique pour ajuster le faisceau lumineux et le rendre le plus concentré possible :

Faisceau lumineux large

Faisceau lumineux : de plus en plus concentré

La bonne distance se situe entre 20cm et 22cm entre l’ampoule et la lentille de Fresnel. On retient donc cet ajustement de distance entre ampoule et lentille de Fresnel. Le faisceau ressemble à celui d’une grosse lampe torche, mais en bien plus puissant. La quasi totalité de la lumière passe dans la lentille.

Rendu du projecteur 24V 250W haute puissance

Evidemment, il est tentant d’éclairer de nuit les immeubles et autres éléments extérieurs ! Voici quelques exemples avec ce projecteur. Et la lumière fut !

Lampe torche de 250W !

Rendu du projecteur 24V 250W (à ne pas reproduire chez vous !)

Attention

Attention, vous êtes responsable des gênes occasionnées par l’utilisation d’un tel projecteur. Les voisins, eux, n’ont rien demandé !

Projecteur halogène 24 V 250 W en action

Prototype d’alimentation à découpage (transformateur électronique)

Le premier transformateur électronique a été réalisé sur un circuit imprimé en bakélite :

Eléments de réalisation pour le transformateur électronique 250 Watts :

Prototype de transformateur électronique 24 V 250 W

Transformateur cubique et transformateur électronique 24 V 250 W