Page créée le 11/10/2013 ; mise à jour le 10/06/2021.
Les diodes électroluminescentes (suite)
LED en série ou en dérivation ?
Lorsque l’on veut allumer plusieurs LED en même temps, vaut-il mieux les brancher en série ou en dérivation (= en parallèle) ? Cette question fait l’objet de grosses discussions sur certains forums de petits trains.
Si vous les mettez en parallèle, les courants de chaque LED s’ajoutent. Vous me direz que ce n’est pas grand-chose. Mais les petits ruisseaux font les grandes rivières : j’ai des voitures Rivarossi dont l’éclairage consomme 190 mA ! On a l’impression que chaque compartiment est muni d’une lampe d’autoroute à vapeur de sodium ! Un train de dix voitures pomperait presque 2 A, soit trois fois plus que la machine qui les tire !
Et il faut une résistance par LED. Eh oui ! Les LED, comme tous les semi-conducteurs, ont des caractéristiques très dispersées, et pas seulement depuis qu’elles sont fabriquées en Chine, comme certaines mauvaises langues le prétendent. C’est un fait qu’une très légère différence de dosage dans leur fabrication (ça se joue au millionième !) modifie largement leurs caractéristiques.
Il est possible d’obtenir des composants aux tolérances plus serrées, mais cela se réalise par un tri, et ce tri a un coût ! Si donc vous mettez deux LED apparemment identiques directement en parallèle, il y a des chances qu’elles n’éclairent pas avec la même intensité. Vous voudriez en savoir plus ? Allez donc voir la page 5.
Dans le schéma ci-dessus, le courant total est de 3 × 5 mA = 15 mA.
Voyez donc cette photo issue de l’excellent site Biscatrain : les trois LED ont été mises directement en parallèle. Celle de droite éclaire manifestement moins que les autres. Vous me direz qu’en réalité aussi, il y a des différences…
Cliché Biscatrain.
En série, les tensions s’additionnent, le courant est commun à tout le circuit, et c’est celui d’une seule LED. Et vous mettez une seule résistance en série avec l’ensemble. Certes, si un composant lâche, tout le circuit est en panne. Mais c’est très rare avec des LED, surtout qu’on va généralement les sous-alimenter, car elles éclairent trop fort avec leur courant nominal. Ici, le courant total n’est que de 5 mA. Pour vérifier les valeurs, reportez-vous à la page précédente. Vous aurez deviné ma solution préférée ?
L’honnêteté m’oblige à dire cependant que la mise en série s’applique difficilement dans le cas d’un réseau « analogique », car la tension minimale nécessaire pour allumer les LED serait trop élevée. Il faudrait donc que le train roule très vite pour que l’éclairage fonctionne. Difficile ? Hum, pas si sûr…
Test d’une LED
Il est essentiel de connaître le sens d’une diode, pour la polariser (appliquer la tension) dans le bon sens. Pour une diode simple, le marquage est assez clair. Mais pour une LED, ça l’est beaucoup moins. Si c’est une LED à fils neuve, le fil d’anode (le +) est plus long que celui de cathode (le −). Il y a aussi parfois un méplat sur la collerette. Mais si les fils sont coupés ? Ou si la LED est un CMS ? Dans ce dernier cas, certains boîtiers ont un angle coupé pour montrer l’orientation, mais il faut se reporter aux données du fabricant pour être sûr du sens. Parfois, le boîtier est tellement petit qu’un simple trait (ou rien du tout) peut indiquer la polarité. J’ai même vu des LED CMS dont le marquage était un triangle, mais dans le sens opposé au symbole d’une diode ! Alors, que faire ?
Si vous avez un multimètre électronique, ce que je vous recommande chaudement, il a sûrement une position test diodes. Si l’indication est de quelques volts, la diode est branchée en direct (à condition que la pointe de touche rouge soit bien raccordée à la borne rouge du multimètre, et la pointe noire à la borne noire). Si vous inversez les connexions, l’afficheur doit indiquer l’infini (sauf si la diode est claquée).
Pour l’instant, je n’ai parlé que de diode tout court. Le test est valable pour une LED, mais c’est encore plus pratique, car le multimètre va vous donner le sens de la LED sans même regarder l’afficheur de l’appareil : lorsque vous faites le test, si la LED s’allume, elle est en direct. Et si elle ne s’allume pas, elle est en inverse. Pas de risque de claquer la LED, étant donnée la faible tension qui lui est appliquée. Autre cas possible : la LED ne s’allume dans aucun sens. Alors, elle est morte !