Circuit à lampe néon expliqué : Fonction, applications et avantages

Divers circuits électroniques comportent des indicateurs visuels, parfois même sur des appareils. Ces indicateurs sont importants car ils montrent ce qui se passe avec le circuit ou l'appareil à cet instant. Comme quand votre lampe de poche est chargée ou quand votre téléviseur s'allume.

Si vous cherchez une alternative d'indicateur qui n'est pas une LED, tout ce dont vous avez besoin est une lampe néon.

Grâce à leur petite taille, les lampes néon fonctionnent comme indicateurs et comme simples lampes à lueur néon pour diverses applications, même décoratives.

Malgré les lampes néon étant considérées comme obsolètes, créer une petite ampoule néon peut être un projet amusant. Dans cet article, nous vous révélerons le secret de la lampe néon et les divers circuits à lampe néon que vous pouvez réaliser.

Qu'est-ce qu'une lampe néon ?

Les lampes néon ou tubes à décharge gazeuse sont des sources lumineuses utilisant la technologie des tubes sous vide. Elles comportent deux électrodes et du gaz néon dans une petite capsule en verre sous vide. Ces lampes s'allument une fois que le gaz néon reçoit une tension électrique, produisant l'éclat néon doux que vous connaissez.

Bien que l'éclat d'une lampe néon (généralement orange) ne soit pas assez fort pour éclairer votre chemin dans le noir, elle fonctionne parfaitement comme lampe indicatrice car elle émet une lueur faible.

Comment fonctionne une lampe néon ?

Une lampe néon ne fonctionne pas tant qu'elle ne reçoit pas une tension d'entrée supérieure à la tension d'allumage. Cette haute tension de démarrage déclenche l'éclat de la lampe néon. On appelle cette tension la tension de claquage initiale ou tension d'amorçage.

Une fois que la lampe néon atteint ce point de claquage, elle passe en mode tir (mode lueur).

Ensuite, elle laisse la tension diminuer aux bornes de la lampe.

De plus, elle reste fixe indépendamment de toute augmentation du courant injecté dans le circuit.

De plus, une fois que la lampe commence à briller, vous pouvez augmenter l'intensité ou la luminosité de la lumière émise en augmentant la tension d'alimentation. Elle peut atteindre un point où l'éclat remplit toute la partie de l'électrode à résistance négative.

Voici où vous devez être prudent.

Si vous dépassez le courant maximal que la lampe peut supporter, la lumière entre en état d'arc. L'éclat ne sera plus orange mais bleu-blanc remplissant les électrodes négatives. Une fois cela arrivé, la lampe se dégraderait rapidement.

Pour utiliser correctement une lampe néon, vous aurez besoin de suffisamment de courant pour que l'ampoule brille. Vous aurez aussi besoin d'un régulateur de tension pour réguler le niveau de courant que la lampe reçoit. Ces deux éléments combinés aident à maintenir la lampe néon autour de l'état de décharge normale.

Puisque la résistance normale du néon en mode tir est faible, vous devrez installer des « résistances en série » sur l'une des lignes d'alimentation. C'est là qu'intervient le ballast ou la résistance simple.

La tension de claquage pour une lampe néon

La tension de claquage ou d'amorçage d'une lampe néon est généralement entre 60 et 100 volts. Parfois plus. Cependant, le courant nécessaire pour faire fonctionner la lampe en continu est plus faible — environ 0,1 à 10 milliampères.

Pour la « résistance en série », vous pouvez choisir la valeur selon la tension d'alimentation à laquelle vous raccordez votre néon — secteur tension constante ou autre.

Voici un bon exemple.

Si vous raccordez votre lampe à une alimentation 220 V, une résistance de 220 kΩ serait un bon choix.

Pour les lampes néon commerciales, la résistance est généralement intégrée.

De plus, l'ampoule néon a peu ou pas de résistance quand elle émet de la lumière mais subit une chute de tension de 80 V aux bornes du néon.

Circuits simples à ampoule néon

Regardons maintenant les différents circuits que vous pouvez faire avec l'ampoule néon.

Note : Vous pouvez utiliser ces circuits néon pour diverses applications : indicateurs, lumières décoratives ou d'ambiance.

Circuit clignotant pour lampe néon

Le premier circuit simple utilise une lampe néon comme clignotant. Cela fonctionne parfaitement pour un circuit oscillateur de relaxation.

Regardez le diagramme ci-dessous :

Ce circuit montre un condensateur et une résistance joints en série à une tension d'alimentation DC. On voit la lampe néon connectée en parallèle au condensateur. Elle fonctionne comme indicateur visuel, la lampe néon montrant comment le circuit fonctionne.

Au premier regard, l'ampoule néon ressemblerait à un circuit ouvert. Mais une fois qu'elle reçoit la tension d'allumage, elle laisse le courant la traverser instantanément, permettant à la lampe de briller.

Quand vous alimentez ce circuit, le condensateur commence à se charger à un taux défini par la constante de temps RC. La lampe néon reçoit une alimentation égale à la charge aux bornes du condensateur.

De plus, une fois que la lampe passe en mode tir, le condensateur commence à se décharger à travers le gaz de l'ampoule néon.

Dès que le condensateur termine sa décharge, il arrête le flux de courant vers la lampe. Puis, il accumule une nouvelle charge supérieure à la tension d'allumage de la lampe. En d'autres termes, vous pouvez régler la lampe néon pour clignoter selon les valeurs fixées par la constante RC.

Le générateur de tonalité pour lampe néon

Voici un autre circuit simple à ampoule néon qui fonctionne comme un oscillateur électronique.

Regardez le diagramme ci-dessous :

Ce circuit a le potentiel de devenir un générateur de signal. Vous pouvez utiliser de minuscules haut-parleurs ou même vos écouteurs pour écouter la sortie, possible seulement quand vous ajustez le ton inégal du potentiomètre.

Mais il y a plus.

Vous pouvez concevoir vos clignotants néon pour fonctionner aléatoirement (clignotement aléatoire) ou séquentiellement.

De plus, si vous avez besoin de plus d'étages sur ce circuit, vous pouvez les ajouter facilement en connectant C3 à l'étage final.

Le clignotant néon astable

Ce type de lampe néon comporte un circuit multivibrateur astable avec deux ampoules néon. Regardez les schémas ci-dessous :

Dans ce circuit, vous pouvez régler les ampoules néon pour clignoter en séquence marche/arrêt. De plus, vous pouvez choisir la fréquence de clignotement via R1, R2 et C1. Cependant, les deux résistances doivent avoir des valeurs identiques.

Mais si vous augmentez la valeur du condensateur ou de la résistance de ballast de l'oscillateur de relaxation, cela diminuera la fréquence de clignotement. Cela fonctionne dans les deux sens.

Voici un autre secret pour ce circuit.

Pour préserver la durée de vie de votre lampe néon et obtenir les meilleurs résultats, ne choisissez pas une résistance de ballast inférieure à 100 kΩ, et maintenez la valeur de votre condensateur sous 1 µF.

Pourquoi utiliser des lampes néon comme lampes indicatrices

Bien que la plupart des circuits modernes utilisent des LED, on trouve encore des lampes néon comme voyants témoins ou indicateurs secteur AC.

• Les lampes néon sont durables.
• Elles ont une consommation de courant minimale.
• Les lampes néon résistent aux chocs et vibrations.
• Enfin, ces lampes ne surchauffent pas.

Ce qui rend une lampe néon unique

Vous pouvez changer la couleur de votre lampe néon de l'orange vers d'autres couleurs en ajoutant d'autres gaz comme le krypton ou l'argon. L'argon allume une lumière UV qu'on peut transformer en la couleur voulue. Comment ? Vous voyez les enseignes néon colorées en tapissant l'intérieur de votre lampe d'un revêtement fluorescent.

En plus de fonctionner avec une haute tension et un faible courant, vous aurez besoin d'une tension légèrement supérieure à la tension d'allumage pour démarrer une lampe néon (environ 10 à 20 V de plus). Ainsi, la lampe néon n'a pas besoin de circuits de démarrage spéciaux puisque l'alimentation secteur est assez haute.

Mais ce n'est pas tout.

Vous ne pouvez pas connecter une lampe néon directement à une source de tension sans installer un dispositif limitant le courant. Dans ce cas, un ballast. Heureusement, ce n'est pas un problème car vous pouvez utiliser une simple résistance comme limiteur de courant. Cependant, la plupart des modèles branchables directement sur le secteur ont une résistance de ballast intégrée.

En résumé

Les lampes néon sont anciennes, mais encore utiles dans le monde moderne. On les trouve utiles dans des applications utilisant une variété de tensions, températures et luminosités.

De plus, l'ampoule néon a différentes couleurs et niveaux de luminosité au choix, et convient même aux applications d'éclairage d'ambiance.

Le meilleur : vous pouvez prolonger la durée de vie d'une lampe néon en réduisant la tension de fonctionnement. Ainsi, les applications pouvant aller jusqu'à 50 000 heures utiliseraient une résistance avec une valeur de courant plus élevée. Cela réduit le courant de la lampe et augmente sa durée de vie. Voilà qui résume cet article. Si vous avez des questions, contactez-nous, nous serons ravis de vous aider.