Principes clés de la gradation des LED et guide de sélection

Imaginez créer l'ambiance pour un dîner romantique avec un éclairage tamisé ou créer une expérience de cinéma maison immersive en atténuant les lumières. La technologie de gradation rend ces scénarios possibles. Mais comment les lumières LED parviennent-elles à s'atténuer ? Quels types de variateurs devriez-vous choisir ? Cet article explore les principes et les méthodes de gradation des LED tout en fournissant des conseils pratiques pour sélectionner les bonnes solutions de gradation.

La gradation fait référence à la réduction de la puissance lumineuse d'un luminaire, généralement mesurée en lumens (lm), également appelée "flux lumineux". Lorsqu'une lumière est atténuée, sa puissance en lumens diminue en conséquence. En termes simples, la gradation est le processus de contrôle de la luminosité d'une lumière.

La réponse est oui—théoriquement, toutes les lumières LED peuvent être atténuées. Cependant, l'aspect pratique dépend du type de driver qui contrôle la LED. Pour déterminer si un luminaire LED spécifique est dimmable, il est essentiel de comprendre la relation entre la LED et son driver.

Toutes les lumières LED nécessitent un driver, un dispositif électronique qui convertit le courant alternatif (CA) du secteur (généralement 230 V, 50 Hz) en courant continu (CC) basse tension (généralement 12 V ou 24 V) pour faire fonctionner la LED. En effet, les LED ne peuvent pas utiliser directement le courant du secteur et nécessitent plutôt un courant continu basse tension.

Dans les luminaires commerciaux—tels que les panneaux lumineux LED, les encastrés et les spots—le driver est souvent séparé du luminaire lui-même. Cela permet aux installateurs d'accéder au driver et, s'il est compatible, de connecter des fils de contrôle de gradation en plus de l'alimentation électrique.

Pour les ampoules LED, le driver est intégré et inaccessible. Étant donné que la LED et le driver forment une unité scellée, aucun fil de contrôle de gradation ne peut être connecté.

Pour répondre à la question "Cette lumière LED peut-elle être atténuée, et comment ?", vous devez d'abord identifier si le driver est séparé et accessible ou intégré à la LED.

Si le driver est séparé ou accessible dans le luminaire, la meilleure méthode de gradation consiste à utiliser un driver dimmable. Cette approche est la plus courante dans les installations d'éclairage commercial et industriel.

Dans les luminaires commerciaux, le driver LED est généralement autonome, ce qui permet aux installateurs de le remplacer par une version dimmable si nécessaire. Un driver dimmable remplit deux fonctions : il agit à la fois comme un driver (convertissant le CA en CC) et comme un variateur (ajustant la puissance fournie à la LED).

Les drivers dimmables réduisent la puissance de la LED en utilisant deux méthodes principales :

• Modulation de largeur d'impulsion (PWM) : Le driver allume et éteint rapidement la LED. Plus les impulsions "allumées" sont longues et les impulsions "éteintes" courtes, plus la LED apparaît brillante, et vice versa. Si cela se produit à une fréquence supérieure à 200 Hz, l'œil humain perçoit un niveau de luminosité constant.
• Modulation d'amplitude (AM) : Le driver ajuste le courant de sortie vers la LED. Bien que cela élimine le scintillement, certaines LED peuvent présenter de légers changements de couleur à de faibles niveaux de courant.

Certains drivers combinent PWM et AM pour des performances optimales.

Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour contrôler les drivers dimmables, chacune nécessitant une alimentation électrique continue et un signal de contrôle. Les méthodes les plus courantes incluent :

• DALI (Digital Addressable Lighting Interface) : Le protocole de communication le plus largement utilisé dans le contrôle de l'éclairage commercial, les signaux DALI sont transmis via deux fils supplémentaires en plus de l'alimentation électrique.
• Contrôle analogique 1-10V : Un protocole de communication analogique qui utilise également deux fils supplémentaires.
• Gradation par interrupteur, gradation tactile ou gradation par bouton-poussoir : Ces méthodes utilisent un fil supplémentaire pour alimenter une borne dédiée sur le driver. Un interrupteur momentané (non verrouillable) contrôle la fonction de gradation—des pressions rapides allument/éteignent la lumière, tandis que maintenir l'interrupteur allume ou atténue la lumière.
• Fonction couloir : Une variante de la gradation par interrupteur qui utilise un interrupteur à verrouillage, tel qu'un détecteur de mouvement ou une minuterie, au lieu d'un interrupteur momentané.
• DMX (Digital Multiplex) : Développé à l'origine pour l'éclairage théâtral, DMX est désormais utilisé pour les applications de changement de couleur comme l'éclairage de façade.
• Contrôle sans fil : Des technologies comme Zigbee et Bluetooth permettent la communication sans fil avec les drivers LED.

Pour la plupart des ampoules LED et de nombreux luminaires résidentiels, le driver est scellé à l'intérieur, ce qui rend impossible l'envoi d'un signal de contrôle de gradation. Dans ces cas, la gradation doit être obtenue en installant un variateur externe sur la ligne d'alimentation.

Cette approche nécessite que le driver soit conçu pour être compatible avec les variateurs externes. Ces drivers sont étiquetés comme "dimmables", mais même les LED dimmables peuvent ne pas fonctionner avec tous les types de variateurs. Vérifiez toujours les recommandations du fabricant pour les variateurs compatibles.

Les variateurs LED les plus courants sont les variateurs à coupure de phase, qui fonctionnent en allumant et en éteignant le courant alternatif deux fois par cycle, réduisant ainsi l'énergie fournie à la LED. Il existe deux types :

• Variateurs à coupure de phase en début de front (Triac/Phase directe) : Ces variateurs coupent le courant au point de passage par zéro et le rallument plus tard dans le cycle. Plus la période "éteinte" est longue, plus la lumière est faible.
• Variateurs à coupure de phase en fin de front (Phase inverse) : Ces variateurs allument le courant au point de passage par zéro et le coupent plus tard dans le cycle, en utilisant généralement un IGBT (Transistor bipolaire à grille isolée).

Pour sélectionner le meilleur variateur pour une ampoule ou un luminaire LED spécifique, consultez les recommandations du fabricant. Si aucune liste n'est fournie, suivez ces étapes :

• Calculez la puissance totale de toutes les ampoules/luminaires sur le circuit et choisissez un variateur avec une plage de charge compatible.
• Optez pour un variateur à fin de front ou un variateur annoncé comme "compatible LED", car ceux-ci sont plus susceptibles de fonctionner avec les LED dimmables.