Tutoriel : Construction d’une lame Luxeon 

Par Erv
erverv2004@yahoo.fr
© Plecter Labs Décembre 2005 - http://irvin.plecter.free.fr

Consultez le site de Plecter Labs pour des éventuelles mises à jour de ce tutoriel.

 

L’exploration des technologies appliquées au sabre laser m’a conduit tout d’abord vers le fil et la bande électroluminescente (EL), qui est une lumière dite « froide » et peu rayonnante. J’ai néanmoins réussi à tirer le meilleur de cette technique grâce à un driver (onduleur) de fil EL personnalisé permettant de survolter le fil pour le rendre plus brillant et sans trop consommer de courant (cf tutoriel « inspiration graflex »). Et puis je suis arrivé à la conclusion que j’en voulais encore plus… et si possible avec une solution utilisant un maximum de composants accessibles sans être obligés de recourir à une expertise trop poussée pour les mettre en œuvre.
L’utilisation de LED Luxeon pour réaliser des lames de sabre laser est apparue vers juin 2005 sur les forum américains et s’est démocratisée à partir de septembre environ, date à laquelle je me suis intéressé à la question.
Il est important de noter que bon nombre des informations présentées dans ce tutoriel sont basées le savoir et l’expérimentation de Corbin Das, notamment la topologie de lame qui permet de simuler la sortie/rétractation de lame.

[Note] : les LED luxeon dont il est question dans ce document sont extrêmement lumineuses. Il ne faut pas les regarder directement en face ni viser les yeux de quelqu’un avec, tout comme n’importe quelle lampe puissante. Plecter Labs ne saurait être responsable d’aucune utilisation malencontreuse des LED luxeon.

 

Sommaire

Introduction
Lame simple
Lame avec effet sortie/retractation
Utilisation d'un gradateur
Alimentation et refroidissement
Refroidissement
Integration et fixation dans le manche

Introduction

Le principe d’une lame luxeon est… une LED Luxeon. Introduite à partir de 2003 par Lumiled™, la LED luxeon est une source de lumière inégalée en rapport taille / puissance lumineuse. Dès son apparition, les amateurs de lampe de poche hightech les ont utilisés pour remplacer les ampoules de leur maglite ou pour créer des modèles innovants. Le fait de posséder une source lumineuse ne permet pas de réaliser un sabre laser pour autant : il suffit de regarder un sabre Hasbro pour s’en rendre compte. Les 3 LEDs haute luminosité présentes à la base de la lame télescopique rayonnent assez peu dans l’ensemble du tube (outre le fait bien entendu que les 3 LEDs sont très loin d’être équivalentes à une seule luxeon).

L’idée novatrice dans l’utilisation des LEDs puissante est de recourir à un collimateur : il s’agit d’une optique divergente permettant de récupérer un maximum des rayons lumineux émis sur une presque demi-sphère. Ainsi, l’énergie lumineuse n’est pas « gâchées » en partant dans d’autre direction que la lame. 

Les collimateurs existent en différentes versions, les plus populaires pour les sabres sont 6° et 10°, leur utilisation varie en fonction du diamètre de la lame en Polycarbonate utilisée. Plus la lame est grosse, moins la convergence a besoin d’être serrée. Le collimateur recentre environ 60% de l’énergie lumineuse dans le cône de x° comme le montre la figure ci-dessous.

 

Diagramme de radiation lumineuse d’une optique 6°

 

Les LEDs luxeon existent en plusieurs modèles, de différente puissance, et de différentes méthode d’émission (on parle de radiation pattern). Les modèles les plus utilisés sont les Star/O, une luxeon 1 watt équipée d’une optique de 10°, et la Star III, une LED 3 watt, livrée « nue » sur un substrat d’époxy (un mini circuit imprimé en forme d’étoile) doublé d’aluminium au dos pour dissiper la chaleur produite.

  

 

 

La Star/O coûte a peu près autant qu’une Star III « nue » tout en possédant une optique, elle est assez populaire aux USA pour la réalisation d’un premier sabre car de bon rapport qualité prix. Cependant je ne la recommanderais pas pour le design d’un sabre réalisé avec les lames classique française en polycarbonate 20/16 mm. En effet, le collimateur de 10° ne resserre pas assez la lumière pour ce diamètre de lame, créant une baisse de luminosité dans les derniers 20 cm de lame. Nos collègues américains utilisent des lame de 1" (2,54 cm) captant mieux le rayonnement. Pour nos lames 20/16, une optique de 6° est recommandée pour obtenir les meilleurs résultats.

Il est bon de noter que des lames plus grosse sont trouvables et peuvent tout à fait être réalisées, mais elles sont généralement plus lourdes et le 20/16 mm reste un excellent compromis permettant d’obtenir une luminosité quasi identique à des lames de 1" si l’on utilise les bons composants. Les lames de 1" sont également plus proche de ce que l’on peut voir dans les films au niveau du rendu.

Etant donné la collimation insuffisante de la star/O (à moins de remplacer son optique), je recommanderais plutôt l’utilisation de la Star III équipée d’un collimateur de 6°.

Ce tutorial ne traitera que des lames simples tube telle que l’on peut les réaliser avec le matériel disponible en France, mais d’autres variantes sont possibles, généralement plus difficiles et  plus onéreuses à réaliser. Référez vous au tutoriel de Corbin Das sur le site de « Corbin’s Components » pour plus de détails.