Les leds

La LED est un composant optoélectronique capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Elle se comporte donc comme une diode conventionnelle, elle est passante dans un sens et bloquée en inverse. Sa particularité est de transformer le courant électrique qui la traverse en un rayonnement lumineux et en chaleur.

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Pour leur mise en application, le fabricant d’une LED communique un courant de fonctionnement typique, sous une certaine température d’utilisation. Ces données doivent être respectées sous réserve de destruction ou de diminution de sa durée de vie. La tension de seuil direct de la diode est, quant à elle, communiquée uniquement afin de déterminer quelle tension le générateur de courant doit pouvoir fournir.

Les LEDs, au départ cantonnées à la signalisation sur les appareils industriels puis sur les appareils grand public, sont devenues aujourd’hui des composants essentiels des produits de décoration et d’éclairage. C’est à partir de la création de la LED bleue, à la fin des années 80, que se sont développées les LEDs blanches. Celles ci n’ont cessé d’évoluer au fil des années pour devenir de plus en plus puissantes tout en élevant leur niveau de rendement. Parallèlement, la durée de vie de ces LEDs de puissance n’a cessée d’augmenter, celles ci dorénavant moins sensibles aux décharges statiques et leur flux lumineux devenant stable dans le temps.

Les applications d’éclairage les plus anciennes utilisaient des LEDs ayant un spectre lumineux pouvant générer une certaine quantité d’UV. Pour cette raison, les fabricants spécifiaient qu’elles devaient être utilisées à une certaine distance du corps humain afin d’éviter tout risque. De nos jours, La technologie ayant évolué, ce rayonnement est fortement diminué voir totalement supprimé sur les LEDs de dernière génération.

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L’utilisation des LEDs en éclairage domestique

Les ampoules conventionnelles à filament étant interdites à la vente à compter du 31 décembre 2012, il reste 3 catégories d’ampoules disponibles.

• Les ampoules halogène basse consommation : Ces ampoules ont adopté la même forme que les ampoules à filament afin d’être directement remplaçables. Leur avantage est de fournir une température de couleur agréable proche du filament mais leur rendement est inférieur aux LEDs et aux Fluo-compactes.

• Les ampoules fluo-compactes : Ces ampoules n’ont cessé d’évoluer au fil des années. Initialement perçues comme encombrantes, nécessitant une « période de chauffe » et produisant un éclairage blafard, elles sont maintenant sobres, d’un allumage instantané et disponibles en plusieurs teintes de couleurs et dans toutes les normes de culots.
• Les ampoules à LEDs : Ces ampoules, en perpétuelle évolution, permettent de fournir toujours plus de lumière pour le même nombre de Watts consommés, la fabrication des puces de LEDs faisant d’années en années des bonds technologiques, un peu comme les processeurs ou les disques dur en informatique, la puissance et le rendement par cm² augmente de jour en jour et le coût au Watt diminue. De ce fait, une grande diversité de style, de formes et de couleurs est maintenant disponible afin de couvrir 90% des besoins en éclairage.

Les grandes catégories de LEDs

• Les LEDs dites « standard » : Connues par tous les électroniciens comme fonctionnant sous 20mA. On pourrait les appeler les dinosaures de la famille.
  De conception « rustique » et éprouvée, elles ont un bas rendement et un très faible flux lumineux mais sont d’un très faible coût de production avec une durée de vie très longue. Leur champ d’application n’a pas changé et reste principalement la signalisation industrielle, le jouet et les gadgets.
• Les LEDs faible consommation alimentées sous 3 à 5mA : Cette catégorie de LEDs a vu le jour suite au besoin urgent de consommer moins d’énergie, principalement pour les produits nomades à piles ou alimentés par un générateur autonome. De nos jours, les appareils nomades utilisent des LEDs spéciales de très faible consommation qui ne sont pas distribuées comme produit fini mais uniquement sous forme de puces pour l’industrie.
• Les LEDs de forme « standard » (diamètre 3, 5 voir 8mm ou plus) à fort flux : Ces LEDs sont l’évolution de la LED standard mais non plus pour économiser de l’énergie mais pour fournir plus de flux lumineux. Elles sont souvent alimentées sous 50 à 70mA typique avec une tension de seuil supérieure aux LEDs classiques à 20mA. Leur flux lumineux s’étend de 50mcd à 100 000mcd (100cd) suivant les modèles. Ces LEDs ont été conçues pour la signalisation et l’affichage, on les retrouve partout dans la rue. Leur forme moderne est souvent ronde, taille basse ou ovale et les couleurs s’adaptent aux usages comme, par exemple, la signalisation urbaine (feux tricolores) ou les croix de pharmacie. Leur application de masse dans ces types d’applications à demandé la conception de LEDs avec une durée de vie extrêmement longue (jusque 100 000 heures).
• Les LEDs « PIRANHA » de forme carrée 7.62×7.62mm : C’est la LED conventionnelle avec des broches, la plus pratique pour une insertion automatique avant de passer dans le monde du CMS. Elles sont équivalentes aux LEDs à fort flux et délivrent en général de 2 à 10cd.

• Les LEDs Xéon : Ces LEDs ont marqué un tournant dans le monde de la LED, leur puissance s’exprime en Watt et leur flux n’est plus donné en mcd mais en lm (lumen) au même titre qu’une ampoule d’éclairage. Leur rendement est donc directement exprimable en lm par W. Leur puissance s’échelonne de 1 à 10W et nécessite l’utilisation de circuits imprimés en aluminium eux même fixés sur un radiateur afin de dissiper l’énergie thermique. Leur mise en œuvre nécessite de respecter les données constructeur notamment électriques, et thermiques afin de préserver leur durée de vie.Ces LEDs sont idéales pour la réalisation de points d’éclairage, de spots ou de plafonniers.
• Les LEDs de Haute puissance : Elles sont en fait une association d’un nombre plus au moins important de puces de LED sur un même substrat associé (ou non) à une optique afin de réaliser une LED de puissance. La gamme actuellement disponible s’échelonne de 10 à 300W pour un flux atteignant les 100 000cd. Leur mise en œuvre nécessite l’utilisation d’alimentations spécifiques.
• Les LEDS CMS sous toutes leurs formes : Ces LEDs furent crées au départ pour les chaines de fabrication en insertion automatique n’utilisant plus de composants ‘traversant’ à broches. Par la suite, leur utilisation s’est étendue à la fabrication de clusters et de réglettes rigides pour aboutir aux flexibles à LEDs sur base de circuit souple permettant de réaliser des rubans de LEDs de plusieurs mètres et pouvant épouser des formes courbes. C’est actuellement la version de LED la plus utilisée en décoration.
• Les puces de LED nues : Elles sont réservées aux intégrateurs qui les assemblent en fonction des besoins de l’industrie ou de l’éclairage.
• Les LEDs décoratives avec ou sans électronique : Ces types de LEDs sont exclusivement conçues afin de réaliser des décorations, des gadgets, des objets publicitaires ou d’action de vente. Leur conception est souvent simple et économique et peut inclure directement une électronique afin de les faire clignoter ou changer de couleurs. Elles se présentent sous toutes sortes de formes et de teintes.

N’oublions pas la technologie OLEDs (Organic-Light-Emitting Diodes) ou Diodes électroluminescentes organiques. Cette technologie, née également à la fin des années 80 permet la création d’écran à OLEDs en remplacement des écrans LCD. Découvrez le test complet de l'écran Oled avec sa programmation sur le forum. Enfin dans la rubrique ouvrage un membre nous fait un petit tuto sur l'utilisation d'un écran Oled.