Not exactly…

There is a main difference between a light bulb and a LED :

• A light bulb is a resistor, you drive them using a given voltage, the current flowing thru the bulb is only a result of this voltage..
• A LED is a diode, you drive them using a given current, the resulting voltage drop is given by the led's V/I curve.

NEVER DIRECTLY POWER A LED ON BATTERIES OR A POWER SUPPLY. THIS LEADS TO QUICK DESTRUCTION OF THE LED

How a LED works depends of several characterics curves Most important of them are :

• The light vs current graph

This graph allows to know the beam power depending on the current flowing in the LED. This graph is often displays a quasi-proportionnal variation between current and light strength.

• The forward voltage vs forward current graph (ie : right hand graph)

This graph allows to know the voltage drop in the LED, depending on the current flowing in it. This graph (or at least the voltage value at nominal current) is mandatory to choose the appropriate current limiting resistor, required to operate the LED safely.

A led is basically a diode. So it'll work only if the current is flowing in the correct way.

The LED has 2 leads : anode (A) and cathode (K).

To operate correctly, the current must flow from the anode to the cathode. We'll have to wire the led cathode toward the negative lead of the power supply, anode toward the positive lead of the power supply.

If you power the LED the wrong way :

• If the power supply voltage value is less than the LED reverse voltage value, the LED will simply not work.
• If the power supply voltage value greater than the LED reverse voltage value, chances are the LED will fry.

There is no way to be 100% sure of a LED polarity without testing it , if we don't know its model. Nevertheless these rules are usually working :

• Flat side on the case = cathode
• In case of low power leds, the chip orientation inside the LED can be of some help : big piece = cathode

the SFH485, has an internal reversed chip : big piece = anode

• We don't connect a LED or LED group directly on a voltage generator. The current flowing inside the LED depends of the LED's Voltage/Current characteristics curve and of the real output voltage value of the generator, we can't predict this current precisely, and we can easily exceed the LED max values.
• When grouping LEDs in parallel, each LED has its own resistor.

Remark : this is a simplified law, valid for use with continuous current and real resistors

When we apply voltage on a component, some current will flow in it , but the component will resist this flow.

This value is given by the Ohm law :

When we wire several resistors in a serial group, we get a new resistor, result of this grouping.

• This resistor value is equal to the sum of all resistors of the group.
• The current is the same in all resistors (Nodes law).
• The total voltage drop is dispatched on each resistor (Kirchhoff law).

When we wire several resistors in a parallel group, we get a new resistor, result of this grouping.

• This new resistor value is given by the formula below
• Each resistor get the total voltage
• The current flow is dispatched between the resistors (Nodes law)

Un groupement complexe est un ensemble de résistances en série et parallèle. Ce type de groupement est assez rare, on préfère habituellement mettre en place la résistance résultante.
Il peut par contre servir en dépannage si on n'a pas la valeur souhaitée, pour s'en approcher au plus près.

Tout groupement complexe peut être éclaté en un ensemble de :

• groupements série
• groupements parallèle

Qui peuvent être résolus séparément.

Puisqu'une résistance de charge est nécessaire pour faire fonctionner correctement une led, comment calculer celle-ci ???

On a au départ plusieurs informations à notre disposition :

• la tension du générateur

et , si on est chanceux :

• la tension directe de la led
• le courant nominal de la led

ou, si l'on n'est pas chanceux :

• la documentation technique de la led

• il faut d'abord rechercher le courant nominal, et s'assurer qu'il n'y a pas de facteurs limitatifs de ce courant nominal (modes de pose,…)
• si l'on ne désire pas la puissance maximale lumineuse de la led , relever sur la courbe puissance lumineuse/courant le courant nécessaire pour obtenir la puissance lumineuse souhaitée.
• il faut ensuite déterminer la tension directe grâce à la courbe tension/courant et au courant de fonctionnement déterminé précédemment.

On va établir un circuit électrique dans lequel vont se trouver en série :

• notre générateur
• la résistance de charge
• la led

le courant sera donc le même en tout points du circuit (voir loi des noeuds plus bas). Calculer le courant dans la résistance reviendra donc à calculer le courant dans la led.

On a donc dans ce circuit :

• Ugéné = Ures + Uled
• Icircuit = Igéné = Ires = Iled

Avec : Ugéné = tension fournie par le générateur Ures = tension constatée aux bornes de la résistance Uled = tension relevée aux bornes de la led (ou fournie par la documentation, dans notre cas)

Igéné = courant fourni par le générateur Ires = courant traversant la résistance Iled = courant traversant la led

Pour calculer une résistance , on utilise la loi d'ohm (voir plus bas) :

La valeur de la résistance est donc : R = U / I = Ures / Ires = (Ugéné - Uled) / Ires = (Ugéné - Uled) / Iled

Le pilotage en courant permet de s'affranchir de la résistance de charge, mais demande un générateur de courant plus complexe à monter qu'un circuit de résistances.

Son usage ne se justifie que lorsque la source de tension sur laquelle est branchée le montage à leds enregistre de fortes variations de tension pendant l'utilisation.

Le pilotage impulsionnel permet de tirer, pour un même courant moyen consommé, plus de luminosité d'une Led.

Sa mise en oeuvre demande un circuit de contrôle et de puissance, dont la complexité ne se justifie pas dans le cadre de FreeTrack.

Exemple de schéma pour consultation (pas d'assistance sur ce point) →

Les groupements de leds sont utilisés pour optimiser l'alimentation simultanée de plusieurs leds depuis un même générateur.
On tentera toujours de privilégier le type de montage permettant d'exploiter au mieux la tension du générateur à notre disposition, de façon à pouvoir limiter le courant dans le montage.

Le choix du montage sera donc :

• groupement série, si la tension du générateur l'autorise.
• sinon, groupement série-parallèle.
• on n'utilisera finalement le groupement parallèle que si la tension du générateur est trop faible pour l'un des 2 autres types de groupement.

Le calculateur de leds vous permettra d'obtenir rapidement le meilleur montage selon les caractéristiques de votre générateur et des leds : http://www.free-track.org/freetrack/calcled

Lorsqu'on place des leds en série :

• On crée un circuit à 1 branche
• On n'a besoin que d'une résistance, quel que soit le nombre de leds
• Le courant total consommé par le circuit correpond au courant consommé par 1 led.
• La tension d'alimentation nécessaire pour faire fonctionner le circuit va varier en fonction du nombre de leds, car les chutes de tensions de chaque led s'additionnent.

• C'est le type de groupement qui va demander le moins de courant
• Dans le cas d'une alimentation par piles, le groupement en série est le montage qui permet le maximum d'autonomie avant recharge ou remplacement. Il est donc à privilégier si la tension du générateur le permet.
• Ce type de groupement demande moins de composants et de câbles

• La tension d'alimentation du générateur doit être assez importante pour alimenter ce type de montage

• montage à N leds
• chaque led a pour tension nominale Uled (en volts) et courant nominal Iled (en milliampères)
• le bloc d'alimentation délivre une tension Ualim (en volts)

• Il faut que Ualim soit supérieur à Uled * N , sinon ce montage n'est pas utilisable (Leds sous-voltées = leds éteintes)

• Valeur de la résistance de charge :

Lorsqu'on place des leds en parallèle :

• On crée un circuit à N branches (N étant le nombre de Leds)
• On a besoin d'une résistance par branche.
• Le courant total consommé par le circuit correspond à la somme des courants dans chaque branche, c-à-d la somme des courants consommées par chaque led.
• La tension d'alimentation nécessaire pour faire fonctionner le circuit va être la même que la tension d'alimentation requise pour alimenter un montage à 1 led.

• C'est le type de groupement qui va demander le moins de tension pour pouvoir fonctionner, le générateur peut donc avoir une tension assez faible (mais malgré tout supérieure à la tension nominale de la led (led sous-voltée = led éteinte).

• Le générateur devra délivrer un courant suffisant pour alimenter l'ensemble du montage.
• Dans le cas d'une alimentation par piles, c'est le montage qui offre le moins d'autonomie avant recharge ou remplacement.
• Ce type de groupement demande plus de composants et de câbles.

• Dans ce type de montage, on calcule la résistance pour 1 branche puis on reproduit ce calcul sur les autres branches. Le calcul est donc le même que pour un montage à 1 led.
• chaque led a pour tension nominale Uled (en volts) et courant nominal Iled (en milliampères)
• le bloc d'alimentation délivre une tension Ualim (en volts)

• Il faut que Ualim soit supérieur à Uled , sinon ce montage n'est pas utilisable (Leds sous-voltées = leds éteintes)

• Valeur de la résistance de charge :

Un assemblage série-parallèle est en fait un ensemble de plusieurs assemblages série, placés en parallèle les uns des autres.

On utilise ce type d'assemblage lorsque la tension du générateur est assez importante pour des assemblages série de 2 leds au moins mais trop faible pour un assemblage série de l'ensemble des leds du montage (p.ex : 4 leds)

On crée donc un circuit à plusieurs branches, chaque branche ayant ses propres caractéristiques et étant calculée séparément des autres. Le nombre de leds dans les différentes branches n'est pas forcément identique (p.ex : montage à 3 leds, répartis en une branche de 2 leds et une branche de 1 led)

• Consomme moins de courant que l'assemblage en parallèle et peut fonctionner avec une tension plus basse que l'assemblage série 3 ou 4 leds.

• Ce type de groupement demande plus de composants et de câbles que le groupement série.

• Dans ce type de montage, on calcule indépendemment la résistance pour chaque branche (on reproduit ce calcul sur les autres branches si elles sont identiques).
• la branche considerée contient N leds en série
• chaque led a pour tension nominale Uled (en volts) et courant nominal Iled (en milliampères)
• le bloc d'alimentation délivre une tension Ualim (en volts)

• Il faut que Ualim soit supérieur à N * Uled , sinon ce montage n'est pas utilisable (Leds sous-voltées = leds éteintes)

• Valeur de la résistance de charge pour une branche: