Mini-projet EPA informatique : éclairage à LEDs

Résumé du document

Lors de la première séance de mini projet EPA nous avons décidé de travailler sur le projet « Éclairage à LEDs » en effet ce sujet nous attirait beaucoup puisqu'il est basé sur l'utilisation d'un produit très en vogue.

L'utilisation des LEDs de puissance n'est peut être pas une nouveauté dans le monde de l'électronique d'aujourd'hui, il en résulte quand même une utilisation de plus en plus fréquente des éclairages à LEDs. Nous pouvons citer quelques exemples qui parlent d'eux-mêmes comme l'utilisation de LEDs pour les feux de position sur certaines voitures de la gamme AUDI. Mais aussi en tant que lumière d'appoint.
Cela n'est pas anodin, un avantage certain en est tiré puisque l'éclairage à LEDs a une meilleure consommation électrique grâce à un meilleur rendement mais aussi une durée de vie beaucoup plus longue ou encore un fonctionnement en basse tension ce qui assure une certaine sécurité.

Le projet consiste à développer un système pouvant délivrer un courant dans une charge fixée via une consigne et qui reste insensible aux variations de tension de notre alimentation.

Extraits

[...] Ce signal combiné à la commande au travers d'un comparateur à seuil nous délivre un signal de rapport cyclique qui peut varier avec la commande. Pour illustrer nos propos voici un schéma qui parle de lui-même : La sortie de notre comparateur passe par deux transistors fonctionnant en alternance, à la sortie de notre émetteur commun nous avons un signal qui ressemble à ceci : Ce signal est inversé, on voit que la commutation n'est pas tellement nette. Après un passage par notre MOS le signal à bien meilleure allure puisque qu'il est utilisé en tant qu'interrupteur: Le signal est de nouveau inversé, il va ensuite passer à travers notre montage Buck Résultats 1 Courant dans la charge A l'aide de nos capacités parallèles aux LEDs nous avons une valeur moyenne et une valeur efficace qui sont égales. [...]

[...] Synoptique de notre montage en Boucle Fermée. Solution retenue Notre projet repose donc sur six parties principales : PWM Ajustage : valeur consigne Interrupteur Montage Buck Capteur de courant via le shunt Amplification Dimensionnement des éléments principaux Pour l'approche du projet ainsi que sa prise en main, nous avions l'aide d'un schéma sous forme informatique réalisé avec l'outil Simulink qui nous a aidés à dimensionner certaines valeurs. Notre PWM a une sortie régulée à nous l'utilisons donc comme alimentation de nos différents composants Fréquence de fonctionnement Pour la fréquence de fonctionnement de notre PWM nous nous sommes fixé sur la valeur du schéma Simulink. [...]

[...] Nous avons utilisé pour cela un système à action proportionnelle intégrale. Le schéma ci-dessus peut être représenté numériquement par la formule qui suit : R1=R2= 10kΩ et C1=10µF 2 Action proportionnelle L'action Proportionnelle corrige de manière instantanée, donc rapide, tout écart de la grandeur à régler, ce qui correspond ici à notre Mesure, elle permet de vaincre les grandes inerties du système. Afin de diminuer l'écart de réglage et rendre le système plus rapide, on augmente le gain (on diminue la bande proportionnelle) mais on est limité par la stabilité du système Action intégrale L'action intégrale complète l'action proportionnelle. [...]

[...] La valeur du courant de sortie dépend de notre alimentation et du rapport cyclique, ce qui explique les pics. Lorsque notre tension augmente cela influe directement sur la valeur instantanée de notre courant, la durée de ce pic correspond au temps de correction par notre PWM de la Mesure et en fonction de notre Consigne. On peut mettre ces résultats avec ceux obtenus en simulation : Pic obtenu par simulation Conclusion Au cours de ce mini projet, nous avons pu, pour la première fois, réaliser un projet qui associait à la fois de l'électronique et l'automatisme. [...]

[...] Synoptique de notre montage en Boucle Ouverte Boucle fermée La seconde partie de notre système est plus orientée Automatisme puisque notre boucle fermée représente une prise de mesure de courant et ensuite une correction si nécessaire de ce courant. La base de notre synoptique est donc la même que pour le montage boucle ouverte. Pour réaliser cette boucle fermée nous devons utiliser une méthode afin d'acquérir le courant traversant notre charge et ensuite l'amplifier pour le comparaitre avec la valeur de notre consigne. Nous utilisons une réaction proportionnelle intégrale. Le montage n'étant pas toujours totalement sûr, nous utilisons encore un rhéostat. [...]