Dépannage dans un Système d’Éclairage LED

Dépannage dans un Système d’Éclairage LED

Comprendre le Dépannage dans un Système d’Éclairage LED

Un technicien est appelé pour résoudre un problème sur un circuit de commande de lumière LED. Le circuit est censé allumer une série de LEDs lorsque l’intensité lumineuse ambiante tombe en dessous d’un certain seuil.

Le circuit comprend un photorésistor qui contrôle un transistor agissant comme un interrupteur pour les LEDs.

Description du Circuit :

  • Photorésistor : Varie sa résistance en fonction de la lumière. Résistance à pleine lumière : 1 kΩ, obscurité totale : 10 kΩ.
  • Transistor : BJT NPN, nécessite une tension de base de 0.7 V pour commuter.
  • Résistance de base (Rb) : 10 kΩ.
  • Source de tension : 9V.
  • LEDs : 3 LEDs en série, chaque LED avec une chute de tension de 2V et un courant de fonctionnement optimal de 20 mA.
  • Résistance de série avec les LEDs (Rl) : à calculer.

Problème :

Les LEDs ne s’allument pas même dans l’obscurité, alors que le circuit est alimenté et tous les composants semblent intacts.

Questions :

1. Calculer la tension à la base du transistor lorsque le photorésistor est dans l’obscurité totale.

2. Déterminer si le transistor peut s’activer avec la tension calculée à la base.

3. Calculer la valeur nécessaire pour la résistance Rl pour assurer un courant optimal de 20 mA à travers les LEDs quand le transistor est activé.

Correction : Dépannage dans un Système d’Éclairage LED

1. Calcul de la tension à la base du transistor

Utilisons la formule du diviseur de tension pour déterminer la tension à la base du transistor (\(V_B\)):

\[ V_B = V_{cc} \times \frac{R_{\text{photorésistor}}}{R_{\text{photorésistor}} + R_b} \]

Substituons les valeurs :

  • \(V_{cc} = 9V\)
  • \(R_{\text{photorésistor}} = 10 k\Omega\) (dans l’obscurité)
  • \(R_b = 10 k\Omega\)

\[ V_B = 9V \times \frac{10 k\Omega}{10 k\Omega + 10 k\Omega} \] \[ V_B = 9V \times \frac{10 k\Omega}{20 k\Omega} \] \[ V_B = 9V \times 0.5 \] \[ V_B = 4.5V \]

2. Vérifier l’activation du transistor

Le transistor BJT NPN nécessite une tension de base de 0.7V pour s’activer. La tension à la base calculée est \(V_B = 4.5V\), ce qui est largement suffisant pour activer le transistor. Ainsi, le transistor devrait être activé et permettre le passage du courant vers les LEDs.

3. Calcul de la résistance \(R_l\)

Nous devons maintenant calculer la résistance \(R_l\) qui permettra de limiter le courant à travers les LEDs à 20 mA, tout en tenant compte de la chute de tension totale aux LEDs. La formule à utiliser est :

\[ R_l = \frac{V_{cc} – V_{LEDs}}{I} \]

Substituons les valeurs :

  • \(V_{cc} = 9V\)
  • \(V_{LEDs} = 6V\) (chute de tension totale pour 3 LEDs)
  • \(I = 20 mA = 0.02 A\)

\[ R_l = \frac{9V – 6V}{0.02A} \] \[ R_l = \frac{3V}{0.02A} \] \[ R_l = 150 \Omega \]

Dépannage dans un Système d’Éclairage LED

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