Culture et communication en Provence

Les différents problèmes et pannes des lampes de jardin :

Sur cette lampe de nombreuses réparations ont été faites : le capteur original a été remplacé par un capteur collé sur la tranche. Il est incliné à 45 degrés et donnera plus de courant malgré sa taille inférieure, particulièrement en hiver. On a rajouté un redresseur pour lisser le courant dans la led : c’est le condensateur rouge et la diode noire qui lui est soudée.
Cette lampe fonctionnait avec un détecteur de lumière à LDR (visible au-dessus du capteur) qui s’était oxydé. Nous avons remplacé le circuit par un plus récent qui fonctionne sans détecteur par une astuce qui récupère une indication de courant provenant du capteur.

Les améliorations possibles

Tout dépend s’il s’agit d’un projet d’achat, d’une lampe neuve que l’on veut améliorer pour avoir une bonne durée de vie, ou d’une lampe déjà en panne...

L’étanchéité
Les défauts d’étanchéité produisent du vert de gris sur les contacts des piles, parfois du panneau, et la lampe tombe en panne. Vérifier l’étanchéité, au besoin rajouter du mastic, de préférence translucide pour qu’il soit moins visible. En principe ce mastic reste assez souple et n’empêche pas d’ouvrir la lampe si besoin.

L’échauffement
Aujourd’hui on trouve beaucoup de lampes de jardin en métal. C’est la meilleure matière car le métal évacue mieux la chaleur que le plastique. Les lampes plus grosses ont beaucoup d’avantages qui sont :

 Un chapeau souvent assez large qui protège le luminaire du soleil, donc d’un échauffement excessif.

 de la place disponible au cas où on veut mettre un circuit plus efficace, une meilleure pile.

L’inclinaison du capteur
La lampe est conçue avec un panneau horizontal ce qui est esthétique mais peu efficace surtout en hiver. Peu de lampes ont un capteur incliné vers le soleil. Cela suppose de dissocier le bloc du capteur et la partie luminaire, comme c’est le cas sur la lampe « papillon. »

La transparence du luminaire et de la résine
La résine du panneau s’obscurcit également ce qui diminue la charge.
Les panneaux bruns en silicium amorphe sont en verre et ne sont pas sensibles à ce vieillissement par contre s’ils sont moulés dans un ensemble non étanche, ils vont s’oxyder par le dessous et tomber en panne au bout d’un à deux ans. C’est ce qui est arrivé à une série de lampes de ce type que je possède.
Le luminaire en plastique transparent prend peu à peu une teinte jaunâtre. On peut très bien fabriquer un luminaire en verre, plusieurs astuces sont possibles : récupérer un pot de confiture ou un pot allongé genre aromates, ou encore : une vieille ampoule...

Changer le circuit de la lampe ?

Une lampe en 3 volts
On peut passer à un circuit en 3 volts avec une pile lithium, ce qui assurera un meilleur rendement et simplifiera le circuit, voir ici ma réalisation de lampe solaire. Par contre cela suppose d’avoir 2 panneaux solaires de 2 volts en série pour alimenter la pile. Si on veut utiliser la boitier d’origine de la pile, il existe des piles lithium en format AA R6 ou en format AAA R3, par contre leur capacité est bien moins importante que les modèles standard qui ont eux une longueur de 6,5 centimètres.Voir ici ma description de lampe en 3 volts :
http://jeanlouis.ramel.free.fr/spip.php ?article42

Les lampes en 1,2 volt
On peut aussi choisir de rester sur un circuit en 1,2 volt. Si on n’a pas de circuit sous la main et qu’on connaît l’électronique on eut en fabriquer un.
Le plus simple est d’utiliser un convertisseur à circuit intégré, par exemple le QX5252 qui me semble le plus facile à trouver et qui est disponible sur Ebay. En lançant une recherche vous trouverez son mode de branchement qui est ultra simple.
Correspondance entre la valeur de l’inductance et la consommation pour le QX5252
L ; 330uH 270uH 220uH 150uH 100uH 82uH 56uH 47uH 33uH
I : 11mA 14.5mA 15.5mA 25mA 34.5mA 38mA 50mA 75mA 110mA
Attention la valeur de I est celle de la consommation ; pour obtenir le courant dans la led il faut diviser la consommation par 3 car le circuit intégré transforme du 1,2v en 3,6v donc à puissance constante quand on multiplie la tension on divise l’intensité.

Il en existe aussi beaucoup d’autres modèles, plus difficiles à trouver, comme le ANA608/ZE002, ANA 609, ZXLD383. Certains circuits ont une entrée "Enable" qui permet de se connecter à une photorésistance ; on doit pouvoir comme sur le PR4403 y brancher une résistance qui permet de régler la tension d’arrêt du circuit pour éviter une décharge trop profonde de la pile. Le circuit ANA618 est identique aux précédents à la différence que la diode anti-retour est contenue dans le circuit lui-même.

http://www.channel-microelectronic.de/ch_html_de/halbleiter/led_controller/pdf/pr4403_DS.pdf
http://www.elexs.de/led8.htm
Le mode d’emploi donne toutes les indications pour choisir l’intensité, et aussi la tension de seuil. Il est conseillé d’utiliser le seuil de 1 volt qui ne décharge pas la pile à l’excès.
Un autre convertisseur à transistors classiques.

Voici un schéma relevé sur une lampe du commerce, il est simple et très efficace. Pendant le jour, la tension présente sur le panneau fait remonter la tension sur la résistance de 20 kilo-ohms et bloque la conduction du transistor, ce qui fait que la lampe reste éteinte. La consommation est de 30 mA environ, on peut l’augmenter en diminuant la résistance qui relie les 2 transistors. On a 40 mA pour 680 ohms.

les meilleurs plans ont été créés à mon avis par Quantsuff, voir sa présentation en images sur le site "instructables". Le seul problème est que ces oscillateurs démarrent à une tension un peu trop faible, on pourrait peut être relever la tension de fonctionnement en remplaçant le transistor qui pilote la self par un Cmos compatible avec les faibles tensions.
http://www.instructables.com/id/Adding-Oomph-to-the-Garden-Solar-Light/ ?ALLSTEPS

Voir également d’autres exemples du fonctionnement sur son site :
http://quantsuff.com/LED2.htm
Nous avons rajouté un redresseur en sortie du module (diode plus condensateur, en rouge) pour antiparasiter, nous avons remplacé la led d’origine par une led verte. C’est un exemple pour montrer différentes interventions possibles, heureusement il ne faut généralement pas tout changer !

 la batterie : Faible durée de vie, trop grande exposition de la batterie à la chaleur, circuit électronique qui décharge trop
Il n’existe pas de bonne solution sur les petites lampes pour avoir une pile durable : la Ni-Mh a une courte durée de vie, la Ni-CD était la moins mauvaise, car elle peut supporter 1000 cycles de charge, aujourd’hui elle est pratiquement disparue. Elle a quand même un mauvais rendement avec une perte de près de 25 % de la charge contre 20% pour le Ni-Mh. Le lithium ne perd que 5% de rendement entre la charge et la décharge donc il constitue une bonne solution à condition de prévoir un circuit en 3 volts, il ne fonctionnera pas en « échange standard » sur une lampe 1,2 volt. Suite à l’interdiction des Nickel cadmium, les batteries sont actuellement des Ni-Mh, qui sont beaucoup plus fragiles et ont un cycle de fonctionnement plus court : environ 400 charges et décharges, soit environ 2 ans. Au-delà, leur capacité diminue.
Sous des températures autour de 40 degrés, ce qui peut se produire l’été, la durée de vie de la batterie peut encore être divisée par deux !
Il existe une amélioration de la batterie Ni-Mh sous le nom de Ni-Mh hybride, qui annonce un cycle de 1000 cycles, et même de 1800 cycles pour la Sanyo Eneloop. Eviter par contre la "Eneloop XX" qui est une Ni-Mh normale. Sanyo a fabriqué aussi Eneloop lite qui est une batterie avec moins de capacité que l’originale (le AAA descend de 800 à 600 mA) mais avec une augmentation de 1800 à 2000 cycles. ) A mon avis il vaut mieux la Eneloop classique à 1800 cycles car le nombre de cycles de la Lite n’est que peu supérieur. Or il vaut mieux avoir une réserve ce capacité car le stress de tempéraure (gelées ou au contraire journée ctrès chaude affecte cette capacité. Le prix de cette batterie n’est pas excessif on trouve des packs de 4 batteries AAA 800mAh HR-4UTG-8BP autour de 8 Euros sur Amazon par exemple, ou 4 batteries AA 2000mAh HR-3UTG-8BP autour de 14 Euros. Ces batteries ont l’avantage d’un meilleur rendement avec une tension d’utilisation proche de 1,3v, sensiblement supérieure aux autres. On en trouve aussi de temps en temps chez Lidl par pack de 4 à moins de 4 Euros. Attention il s’agit là du pack de batteries vertes hybrides car Lidl vend aussi de temps en temps des NiMh classiques en boiier rouge qui sont moins performantes.

On peut encore récupérer des batteries cadmium-nickel ; si on possède des batteries d’outillage portatif encore bonnes, elle contiennent des éléments de 1,2v 1200 mAh que l’on peut démonter et utiliser. Les batteries Ni-Mh sont très sensibles aux surcharges ; fort heureusement le faible rendement des capteurs fait que cela arrive rarement. Les lampes anciennes fonctionnaient avec des piles AA 600 mAh, actuellement on trouve surtout des AAA entre 300 et 600mAh, donc la taille est en diminution. On peut les remplacer sans problème par les piles en vente courante qui sont généralement des 900 mAh, de préférence de type hybride.
Plusieurs lampes sont équipées d’origine avec des piles dont la capacité est bien inférieure à ce qui est annoncé : j’ai vu des batteries marquées 400 mAh qui sont des 100 mAH !
Certains circuits électroniques déchargent trop la batterie, jusqu’à 0,6 volt, d’autres sont plus respectueux et la déchargent seulement jusqu’à 0,9 volt ce qui est conforme aux préconisations ; la batterie Ni-Mh semble plus sensible que la Ni-Cd aux décharges profondes. Le cycle de charges décharges de la pile Ni-Mh passe de 400 à 300 cycles dans les cas de décharge à 100%.
Certaines anciennes lampes de jardin fonctionnaient en 2,4 volt avec 2 piles en série mais ce fonctionnement aboutissait à une usure prématurée des piles due au différentiel de charge-décharge entre les deux. Dans ce cas il serait préférable de remplacer les 2 piles en série par une seule pile LiFePo4 de 3 volts.

Protection contre les surcharges : On peut rajouter une limitation de tension pour éviter toute surcharge. Voir ici un régulateur shunt à TL 431 qui fonctionne jusqu’à 100 mA ce qui convient pour des piles de 2,5 jusqu’à 5 volts et un demi-watt.
http://www.reuk.co.uk/Shunt-Regulator.htm

 La durée de vie de la Led : elle est censée être très importante, mais en réalité lorsque le système d’alimentation est rudimentaire elle se trouve alimentée par des tensions en impulsions qui réduisent peu à peu leur luminosité.
Pour lisser le courant on peut utiliser une diode de type schottky, voir sur la première photo (1N5820, 1N5822 ou en version CMS, la diode B130LB) et un condensateur de 1 microfarad. Voir exemples dessous. C’est plus particulièrement important si le fil qui amène le courant à la led est rallongé.

Et aussi... quelques problèmes écologiques à réfléchir ou même à solutionner pour respecter l’environnement

 Pollution électromagnétique
Toutes les lampes de jardin qui fonctionnent avec des batteries de 1,5 volt possèdent un convertisseur à découpage pour créer du 3,5 volts nécessaire pour la led blanche. Malheureusement il n’y a pas d’antiparasitage ou peu d’antiparasitage ce qui crée un rayonnement électromagnétique à la fréquence de découpage (environ 100 Khz.) Préférez les lampes métalliques dont le boîtier fera partiellement blindage. Au besoin on peut rajouter un condensateur en parallèle sur la pile, un autre en parallèle sur la sortie (Led) avec un redresseur à diode s’il est absent, et si on veut pousser la perfection, blinder le circuit en rajoutant une deuxième plaque métallique au-dessous de lui.

 Pollution lumineuse
Qui dit éclairage nocturne dit pollution lumineuse, il faut voir si l’éclairage est vraiment nécessaire car l’éclairage nocturne affecte la biodiversité, il est néfaste à de nombreux animaux, ainsi qu’aux plantes. Les plantes sont moins sensibles à la lumière nocturne verte car elles n’utilisent pas la lumière verte pour la synthèse de la chlorophylle. L’idéal serait d’utiliser des détecteurs de présence pour n’éclairer qu’en cas de nécessité. De telles lampes existent déjà, et même sont faciles à réaliser. Nous le verrons à la fin.

Quelques exemples de réparations.

Ici nous avons monté les capteurs au-dessus de la lampe, toujours à 45 degrés, avec un pistolet à colle. L’ancien capteur situé dessous a été couvert de peinture argentée pour augmenter la réverbération.

Où trouver des capteurs de remplacement ?

Il est difficile de trouver des capteurs bon marché, or c’est essentiel sinon la réparation reviendrait plus cher que l’achat d’une lampe neuve. Pour les lampes d’entrée de gamme on peut utiliser des capteurs 2v 50 mA. On en trouve par 5 pièces sur Ebay au prix de 4 Euros sous le nom "5pcs 2V 50mA 0.1W High Efficiency Solar Cell 60 x 30mm"chez le vendeur http://shop.ebay.fr/geiliable-store
ou par 10 en version 150 mA pour 6 Euros chez le vendeur http://stores.ebay.fr/sure-display .
Attention, on serait tenté de surdimensionner le capteur pour avoir de la lumière même les jours peu éclairés. Or cela aboutirait à l’effet inverse, c’est à dire abîmer la pile car dans ces dispositifs rudimentaires il n’y a pas de régulateur de charge et il faut que la charge maximale, même dans les moments d’éclairement les plus importants, c’est à dire par une journée entièrement ensoleillée d’été, soit entièrement consommée pendant la nuit suivante. Donc pour un panneau de 2v et 150 mA il faut augmenter en conséquence la capacité de la pile (passer au moins à 900 mAh) et augmenter l’éclairage pour passer à une consommation de 50 mAh. (la consommation doit être au moins du tiers de l’alimentation) Si on n’augmentait pas la consommation, il faudrait mettre un régulateur shunt en série sur la pile pour empêcher la surcharge (à base cette fois de TL 432 pour être ajusté à 1,5v) et prendre une pile cadmium Nickel car la pile Ni-mh est presque impossible à réguler en charge avec un dispositif d’alimentation imprévisible tel que celui d’un panneau solaire.

Utiliser de "vrais" panneaux solaires ou même les fabriquer ?

On peut aussi facilement et pour un moindre coût fabriquer ses propres panneaux si on est bricoleur. Il faut acheter de la résine époxy dans un magasin de bricolage (disponible à partir de 250 g). Pour faire 2 volts il faut 4 cellules de 0,5 volt.
On trouve sur Ebay des cellules de 52mm X 19 mm et le ruban pour les relier sous le nom de solder tabbing wire. Tous ces types de panneaux en résine ont malheureusement une durée de vie réduite, la résine époxy est donnée pour une durée de 4 ans, en Provence j’aurais tendance à dire qu’on est en-dessous.
Si on veut une très longue durée il faut employer la technique des panneaux professionnels, par contre le silicone encapsulant coûte environ 40 Euros les 500g, à réserver pour des projets importants. On dépose les cellules sur une vitre, côté qui verra le soleil vers la vitre, puis on verse du silicone transparent "sylgard 184" et on secoue bien pour éliminer les bulles entre les cellules et la vitre, on lisse au pinceau, on peut appliquer ensuite un silicone blanc de finition sur ce qui deviendra l’arrière du panneau.
Cette même technique est utilisée pour les panneaux de puissance, on trouvera des vidéos sur Youtube.

Ces "vrais" panneaux solaires sertis en verre de type 12 volts, se trouvent pour des puissances à partir de 5 watts. On peut très bien utiliser ce type de panneau pour alimenter plusieurs lampes, (avec le convertisseur de tension correspondant) le problème étant l’obligation de relier le panneau et les lampes par un fil.

Réparation de lampes de jardin classiques

Nous allons montrer des modifications sur plusieurs lampes. Sur l’une des cellules, la résine semble avoir disparu et le silicium des panneaux a commencé à se déchirer. Il semble que la résine résiste très mal aux UV. Ceci dit d’autres lampes que je possède avec des panneaux en verre sont également tombées en panne à cause d’une mauvaise étanchéité ce qui fait que les contacts avec les panneaux se sont corrodés.
Nous avons racheté des modules 2 volts sur Ebay et nous les avons montés toujours à un angle de 45 degrés car c’est l’orientation idéale pour capter le maximum de lumière.
Nous avons également changé les Led, le gain de luminosité est d’environ 50 pour cent ! Sur la précédente nous avons monté des Led vertes. En fait la nuit on ne voit pas les couleurs, par contre la lumière verte est plus visible que la blanche et à puissance égale la lumière verte paraît deux fois plus lumineuse !
Sur certaines il a fallu changer la pile, prendre de préférence de Ni-Mh hybrides, elles ont une durée de vie plus grande. On peut aussi récupérer des éléments de piles Ni-Cd sur de vieilles batteries de perceuses ou caméscopes. Dans ce cas les souder. Pour rénover ces batteries 1,2v si elles sont vieilles, il faut leur appliquer quelques décharges par l’intermédiaire d’un condensateur (environ 10000 microfarads chargé à 5 volts). Vérifier ensuite sur un chargeur de piles s’il se charge et se décharge de façon satisfaisante.
Pour le schéma de fonctionnement, voir ici. Actuellement l’oscillateur à transistors est remplacé par un circuit intégré mais le fonctionnement est le même. Les lampes n’ont plus de détecteur de lumière (LDR). C’est le courant provenant du panneau qui bloque le fonctionnement de l’oscillateur pendant la journée.
Un schéma de lampe de jardin à titre d’information. http://members.shaw.ca/novotill/SolarGardenLight/index.htm
Modèle ancien à faible efficacité :
http://www.talkingelectronics.com/projects/30%20LED%20Projects/images/SolarGardenLight-1.gif

Éclairage de jardin à 5 tiges lumineuses de couleur à effet fibres optiques

Au bout d’un an ça n’éclaire plus et les éclairages des tiges sont en court circuit car de l’eau est rentrée à l’intérieur.

Une jolie lampe à effets de fibres malheureusement pas étanche, l’eau est rentrée dans les tubes et a court circuité les led. L’éclairage est irrécupérable, on peut juste brancher la sortie du boitier à une nouvelle Led car le boitier d’alimentation est intact.

Je coupe le fil qui alimente toutes les lampes, je mesure le débit d’alimentation en remplaçant l’ensemble des éclairages par une seule Led et je trouve 15 mA. Par conséquent je peux alimenter à la place une petite lampe de jardin à Led, qui sera quand même relativement plus brillante que les modèles d’’entrée de gamme qui ne donnent que 5mA.

Ici également, on a remplacé la source de lumière par une led placée à l’intérieur d’un pot en verre, genre petit pot de confiture. On peut alors réutiliser le capteur en le plaçant à 45 degrés.

Je mesure le courant de charge en sortant un des pôles de la pile 1,5 volt de son boitier. Je trouve 110 mA en plein soleil en orientant le boitier face au soleil. Cela veut dire que la pile d’origine a une capacité un peu insuffisante et il faudrait la remplacer par une pile, de préférence Cadmium-Nickel, plus robuste (quoique difficile à trouver) de 900 mA/H
Autre problème : le courant de sortie vers les led n’est ni redressé ni filtré. Or comme il circule dans un fil très long il génère une formidable pollution radioélectrique. Il faut absolument rajouter une diode de redressement (de type schottky 1N5817/5819, 0,32v à 100 mA qui paraît mieux quoique plus grosse ou SR360 0,27v à 100 mA ou MBR350, 0,27v à 20 mA, 0,31v à 100 mA) (éviter les schottky pour petits signaux qui finalement ont une chute de tension importante sous 10 mA : BAT54/BAT85, 0,4v à 10 mA et 0,5v à 30 mA) et un condensateur (de préférence au mica car il supporte mieux les fortes températures que l’électrochimique, par ex. 1 microfarad.)

On voit l’ajout du redresseur qui permettra de limiter l’envoi de hautes fréquences dans le fil. Notons la construction d’origine qui donne une impression de bricolage.

La qualité du boitier est plutôt bonne pour ce type de produit car l’eau n’a pas pénétré à l’intérieur ce qui permettra aux composants de durer longtemps et élimine les risque de rouille des contacts de la pile. La qualité du capteur est excellente aussi et du fait qu’il est dans un ensemble hermétique on n’a aucun risque de délabrement des contacts qui sont d’ailleurs soudés.
Au bout d’un an la lampe arrête à nouveau de fonctionner. La pile semble mal se charger. le capteur est toujours bon. Comme je vois qu’il s’agit de 2 capteurs de 2 volts en parallèle, je les mets en série et j’alimente directement une batterie lithium fer de 3,2 volts (voir mon montage lampe à led 1 watt)
Je change aussi le luminaire et j’achète un photophore dans lequel je mets la led ce qui donne une meilleure esthétique. Le résultat en terme d’éclairage est largement supérieur grâce au fait qu’il fonctionne directement en 3,2 volts.

Lampe papillon à couleurs changeantes achetée chez Lidl : amélioration

La lampe fonctionne bien, quoique assez peu lumineuse. L’intérieur du boitier est bien isolé de l’eau et de la poussière. Le montage est d’une technologie assez évoluée, en effet il contient un circuit intégré YX801 qui contient même la diode anti-retour allant vers le panneau. Pour ceux qui voudraient le schéma il est ici. Il est d’une simplicité surprenante, il faut dire que le circuit intégré contient en fait les transistors et résistances des montages précédents sous une forme miniaturisée. Il y a quand même une diode redresseuse Schottky 1N5819 en sortie et un condensateur de filtrage des impulsions ; je suppose que la led multicolore fonctionnerait mal avec un courant non filtré car elle contient un circuit électronique qui commande les variations de couleurs.

Le capteur a été incliné, position non prévue par le constructeur au départ ! En plus on peut modifier maintenant l’inclinaison selon les saisons... On voit par dessous le morceau de tuteur pour surélever le papillon.

Le panneau débite un courant de charge de 40 mA en plein soleil. Le problème est que le boitier de la cellule possède sur l’arrière un ergot pour l’empêcher de descendre en-dessous de l’horizontale. Dans ces conditions l’éclairage reçu n’est pas optimisé. Avec un cutter j’arrive à couper l’ergot et maintenant la cellule peut se positionner à 45 degrés. Dans ces conditions on aura une charge largement supérieure, surtout en intersaison et l’hiver. La batterie est marquée 600mAh NIMh ce qui est suffisant.
La consommation de l’éclairage (pendant l’obscurité) est de 9 à 10 mA. On en déduit qu’on peut sans problème doubler la consommation ce qui permettra un éclairage bien supérieur.
Je rajoute en parallèle sur la self de 150 micro Henrys une deuxième self récupérée sur une autre lampe défectueuse et on passe à une consommation de 18 mA. (voir photo)
Effectivement d’après les informations qu’on peut trouver c’est la valeur de la self qui détermine la puissance d’éclairage. On peut descendre jusqu’à 33 micro Henrys en théorie mais dans ce cas il faut bien sûr un panneau plus puissant et une pile de plus gosse capacité. Attention si on pousse trop la puissance du chip on risque de le griller !
Le condensateur de filtrage en sortie du redressement est un peu faible, il fait 0,1 microfarad. En premier j’ai essayé un condensateur au tantale 18v mais il ne tient pas le coup, probablement à cause des pics de tension. J’utilise alors un condensateur électrochimique 10 microfarads 64 volts.

L’ensemble est remonté, j’en profite pour le mettre sur un tuteur plastique beaucoup plus haut que la tige d’origine ce qui permettra au capteur de mieux prendre la lumière car la végétation monte beaucoup en été.
La luminosité a largement augmenté ; je commande quand même un lot de diodes multicolores chez le vendeur ebay longxinelectronics pour voir si les diodes actuellement produites n’auraient pas un meilleur rendement.
Le résultat est mitigé : sur les mesures aux luxmètre poue les 3 couleurs RVB on a 50 % de luminosité en plus sur le rouge et le vert et 50 % de luminosité en moins sur le bleu, donc la nouvelle led est un peu décevante pour la couleur bleue tout en ayant dans l’ensemble un rendement un peu plus homogène.
Le papillon a tendance à jaunir peu à peu, si l’on faisait un découpage dans du verre de polycarbonate ce serait le même problème, ou alors réaliser une figure moulée en verre ?
Cette année en 2013 je vois sur le catalogue de Aldi du 13 avril une lampe du même style, "garden feelings" avec une sphère lumineuse verre, c’est assurément une meilleure solution pour la durabilité de l’ensemble.

Essai d’un ensemble "guirlande solaire lampions à led 10 boules" de chez bazarland.

Contrairement à la publicité qui montre des boules de 5 couleurs différentes on a le choix uniquement entre des boules rouges et orange ou bien des boules vertes et blanches. C’est étrange car les led sont de toutes façon blanches donc le fabricant aurait très bien pu panacher les couleurs.
Le boitier a l’air bien étanche, ce qui est un bon point.
Le courant consommé par le convertisseur est de 15 mA sous 1,2 volt. Par conséquent le courant en sortie est d’environ 5 mA, pas plus que dans une lampe de jardin basique, or ici le courant doit se partager entre 10 led !
Chaque led reçoit donc 0,5 mA ; quand on sait que le courant nominal d’une led est de 20 mA, elles sont donc alimentées à 20 fois moins que leurs possibilités. A ce niveau on arrive juste à voir en pleine nuit que les lampions sont allumés, pas question de s’en servir pour l’éclairage !

En outre bien sûr il ne s’agit pas de led haut de gamme, leur rendement est relativement réduit. Il y a aussi une perte de luminosité lorsqu’on éclaire en couleur blanche un lampion transparent de couleur, il vaudrait mieux éclairer par exemple un lampion rouge avec une led rouge... Le circuit est un QX5251, d’après la notice il est prévu pour fonctionner jusqu’à 300 mA.
La notice indique que l’intensité est égale à 2 fois la tension d’alimentation au carré divisée par la valeur de l’inductance en microhenrys.
Au départ on a une inductance de 220 microhenrys, qui donne une intensité de 20 mA. Lorsqu’on la remplace par une inductance de 22 microhenrys, le montage consomme 180 mA. Par contre la puissance de sortie est multipliée seulement par 6. Et encore on a pris quelques précautions pour améliorer le montage : condensateur de découplage de 100 microfarads sur l’alimentation, condensateur de 10 microfarads en parallèle sur les led, changement de la diode redresseuse par une 1N 5818.
On voit donc ici les limites de ce type de circuit, si on veut une alimentation solaire puissante.

Le panneau débite environ 45 mA en plein soleil. Il est assez peu puissant à la base, si on utilisait bien toute la surface du boitier avec un bon panneau on arriverait à une alimentation de 150 mA et le circuit pourrait alors débiter 50 mA soit déjà trois fois plus.
Dans notre essai d’alimentation poussée à 180 mA il faudrait ne alimentation par un panneau de 2v 300 mA ou 2 panneaux de 2v 150 mA en parallèle, ce qui est tout à fait réalisable.
Ça reste encore léger pour obtenir un bon éclairage. Dans le cas d’une guirlande il faut presque dire qu’il faut soit prévoir un panneau conséquent, dans l’idéal 500 mA et qui fonctionne directement en 4 volts pour un meilleur rendement, on aurait le maximum, c’est à dire un courant de 200 mA en alimentation soit 20 mA par led. il vaut mieux donc utiliser un montage directement avec une pile 3,2 volts sans conversion de tension, ce qui permettra un meilleur rendement. Voir notre article sur la lampe de jardin 1 watt.
Si la guirlande doit fonctionner de façon ponctuelle on peut très bien l’alimenter par un transformateur secteur. On peut encore pousser plus loin la modification si on veut vraiment une belle lumière, pourquoi pas monter alors à l’intérieur des leds de 1 watt.
Dans ce cas bien sûr la consommation sera de 3 ampères sous 3 volts, envisageable plus facilement avec une alimentation secteur.
Il est un peu difficile de monter des leds de couleur du fait qu’elles ne fonctionnent pas toute sous la même tension il faudrait soit 2 lignes différentes : l’une pour les rouges et les orange en 2 volts, l’autre pour les vertes et les blanches en 3 volts. Ou alors tout alimenter en 3 volts et prévoir une résistance en série avec chaque led rouge ou orange.

La réalisation de lampes à led avec détecteurs de présence.

Avec un panneau 5 volts suivi d’un redresseur on peut alimenter une pile Lifepo4 de 3,2 volts ou une lithium-ion de 3,6 volts. La pile Lifepo4 est donnée pour être une pile écologique néanmoins à volume égal elle a trois fois moins de capacité que le lithium-ion et sa durée de vie s’est trouvée écourtée. Le modèle le plus courant est le 18650 (18mm diamètre x 65 mm de longueur) avec une capacité de 1100 mAh annoncée (800 mAh réels) pour le Lifepo4 ou 2400 mAh pour le lithium Ion. Néanmoins à l’essai j’ai été déçu car ces piles n’ont fonctionné qu’un an puis sont tombées en panne alors que les Lithium-ion "protected" fonctionnent toujours depuis 4 ans (peut être justement grâce à leur circuit de protection qui évite toute surcharge) Attention pour les achats de Lithium ion sur Ebay il y a énormément de contrefaçons avec de fausses capacités annoncées. Les piles qui ne sont pas des contrefaçons : Les trustfire 2400 avec la petite flamme orange et rouge sur la bas, prix environ 3,50 Euros. Attention les trusfire 3000 ne sont pas des originaux, on peut difficilement produire du 18650 à une capacité atteignant 3000 mAH sauf en très haut de gamme chez Panasonic et à un prix d’environ 10 Euros pièce.
On trouve facilement des détecteurs de présence qui fonctionnent avec 2 piles 1,5 volt, soit 3 volts. Ils ne devaient pas trop souffrir d’une tension pouvant aller jusqu’à 3,6 volts. En effet certaines piles neuves de 1,5 volt peuvent monter jusqu’à 1,6 volt.
Si on utilise un détecteur de présence qui fonctionne sous 4,5 volts, on peut l’alimenter avec un porte-clés à led (décrit dans mon article sur les piles rechargeables) La charge de 5 mA que donne le chargeur en plein soleil est suffisante compte tenu du fait que le détecteur de présence ne va pas s’allumer souvent. Il faut bien sûr ouvrir le porte-clés pour récupérer le courant en se branchant aux bornes de la pile rechargeable. Dans chaque cas penser à rajouter un régulateur shunt (voir précédemment) pour ne pas surcharger la batterie.
Le problème principal est que les détecteurs de présence classiques ne sont pas protégés contre les intempéries ; à placer de préférence sous un auvent ; on ne peut pas non plus placer le détecteur à l’intérieur d’un verre car le détecteur d’infrarouges ne fonctionnerait plus.

Une lampe solaire à détecteur de présence de bonne qualité

J’ai testé la lampe de jardin vendue sous le nom FZD039 solar led sensor. Elle fonctionne bien, néanmoins au bout de 2 ans, le capteur s’est décollé. Il faudrait prévoir de coller une vitre en verre au-dessus de l’appareil pour filtrer les UV et réduire les dommages sur le capteur.
Cette lampe possède un capteur d’un demi-watt, une batterie de 800mAh, 16 leds, un circuit de commande bien réalisé, l’ensemble pour un prix très abordable, à partir de 6 Euros.

Une lampe réalisée avec un matériel de qualité, on retrouve les problèmes d’étanchéité et de protection du capteur, elle mérite qu’on améliore cette protection si on veut atteindre une durée de vie importante.

Vous trouverez sur mon site beaucoup d’autres tests et plans sur les éclairages à leds.
N’hésitez pas à faire part de vos remarques, expériences ou questions qui pourront servir à enrichir cet article. On peut me contacter par le lien au bas de cet article.