Question alimentation/câblage d'un projet avec arduino et bandes led

[fuama]

Bonjour à tous,
Préparant actuellement un cosplay (costume tiré de la pop culture où les gens essaient de reproduire un personnage) d'un personne avec de la lumière, j'ai préparé sur Tinkercad un schéma de mon projet avec le code qui va avec.
Niveau code, 0 problème, je suis dev, j'ai appris le système général et mon code fonctionne. Cependant je ne suis pas électricien ni du domaine de l'électricité et du circuit électrique en général (monter un PC je sais faire, m'occuper de comment ça marche, c'est pas la même affaire !) ^^

Je vous met le lien du schéma sur Tinkercad afin que vous puissiez voir mon bazar, en ayant ajouté des notes.

Circuit design Schéma partagé - Tinkercad

Pour vous aiguiller, je vous ajoute une photo du personnage. Je vais mettre les leds autour en forme de rond, elles ne seront donc pas directement visibles, et j'aurai devant une feuille de plexiglass givré, le tout étant de bien réfléchir la lumière et pas faire de points lumineux.

Point matériel : mes leds fonctionnent toutes en 5v, ce sont des WS2812b, l'arduino est un arduino uno r3 pour un et un similaire acheté sur alliexpress pour l'autre (car j'ai un système pour l'arme aussi, mais réussir un système me permettra de savoir faire le deuxième).

Les bandes noires à plusieurs entrées sont ce que j'appelle des "multiplicateurs" (ah oui, désolé les gens du métier, j'ai absolument aucun terme technique donc certains vont s'en arracher les cheveux, je m'excuse d'avance). Le but est que je prenne un fil isolé, par exemple +, que je le rentre dans ce dit objet, et que je puisse brancher ensuite plusieurs fil rouges pour alimenter mes divers composants, tout ça dans le but d'éviter de faire une soudure de 25 fils différents (j'exagère mais vous avez compris l'idée)

Venons en au fait, voilà mon problème.

Niveau alimentation, je suis PER-DU. J'ai lu que les bandes leds en dérivation pouvaient cramer sauf que je ne sais pas comment faire autrement que là.
Autrement, niveau alimentation, chat gpt m'a dit qu'apparemment je ne peux me contenter de mettre une batterie 5v, 12v ou de n'importe quelle intensité car il faut quelque chose pour réguler le courant en 5v pour les leds, mais quoi, il refuse de me le dire...

De plus, j'ai lu partout qu'il faut des résistances dans mon système, mais où quand et comment ? Comment savoir quelle résistance est-ce qu'il me faut ?

Ayant besoin d'être alimenté une bonne partie de la journée (pour recharger le soir), j'ai environ 200 leds au total dans mon système (les bandes que je vais utiliser me sont encore inconnues, je ne sais encore si je vais utiliser du 60/m, 144m, ...) et chatgpt m'indique qu'une batterie li-ion de 40 000 mha fera l'affaire. Mais comment savoir quel voltage devrais-je prendre ? Quels fils rouge/noir prendre (comme j'ai vu qu'ils ont des épaisseurs différentes) ? Car j'ai lu que des leds en dérivation pouvaient devant de prendre un voltage supérieur, et j'avoue ne pas tout comprendre de quand utiliser telle ou telle chose....

D'autres questions viendront très probablement plus tard, mais voilà mes plus gros problèmes auxquels je ne sais répondre tout seul..

Merci d'avance de votre aide, je m'excuse de ce gros pavé, j'ai vraiment essayé de faire au mieux pour détailler mon problème

Bonne soirée

[jef59]

Bonjour,

Ca nous aiderait si tu nous indiquais les reférences de tes composants.

[terwal]

@fuama

Autrement, niveau alimentation, chat gpt m'a dit qu'apparemment je ne peux me contenter de mettre une batterie 5v, 12v ou de n'importe quelle intensité car il faut quelque chose pour réguler le courant en 5v pour les leds, mais quoi, il refuse de me le dire...

Effectivement si tes LED attendent du 5V, il faut leur donner le voltage qu'elles attendent, voir pire supporte avant de cramer
Pour cela, tu n'a d'autre choix que de regarder ce que dit la datasheet d'une WS2812b

Power supply voltage | VDD | +3.5~+5.3 | V

cela t'indique que pour quelles fonctionnent correctement il faut une tension entre 3.5V et 5.3V

De plus une batterie n'a pas une tension stable dans le temps, par exemple une batterie constituée d'une cellule li-ion la tension va aller de 4.2V(chargée) à 3.2V(déchargée) et ne doit plus être utilisé en dessous de 3V
Donc si tu utilises une batterie 2S(7.4V) ou 3S(11.1V), la tension est trop haute, il faudra un régulateur ou abaisseur de tension.
Je ne crois pas qu'il existe de régulateur pouvant supporté le courant que va demander tes LED, plusieurs ampères (en général dans les 20mA par couleur d'une LED, 60mA pour le blanc, soit 12A pour 200 Leds).

Ensuite pour savoir l'autonomie de la batterie et savoir si 40 000 mAh, il faut comparer le temps de fonctionnement avec un courant maximum, par exemple pour 200 Leds et 12A.
cela veut dire que tu aura au minimum 40/12 = 3.3 heures d'autonomie.
Par contre je ne connais pas trop, mais je ne suis pas sûr que tu trouves des batteries de 40000mAh toutes faites qui puissent te délivrer 12A.

@fuama

Quels fils rouge/noir prendre (comme j'ai vu qu'ils ont des épaisseurs différentes) ?

Une fois que tu as déterminer le courant maximum que tes Leds vont demander, tu peux aisément choisir le type de fils nécessaire.
Je crois que du 14 AWG devrait être bon, mais je ne suis pas du tout un spécialiste, donc mieux vaut prendre un autre avis

[J-M-L]

@fuama

chat gpt m'a dit qu'apparemment je ne peux me contenter de mettre une batterie 5v, 12v ou de n'importe quelle intensité car il faut quelque chose pour réguler le courant en 5v pour les leds, mais quoi, il refuse de me le dire...

chatGPT devrait savoir qu'une intensité ne se mesure pas en Volts

lisez cet article ça devrait vous apporter un peu plus d'information sur ces pixels et leur alimentation

Adafruit NeoPixel Überguide

[fdufnews]

@terwal

(en général dans les 20mA par couleur d'une LED, 60mA pour le blanc, soit 12A pour 200 Leds)

Il faudrait mettre à jour nos infos sur ces produits. Selon Worldsemi les caractéristiques se sont améliorées

Donc maintenant il vaudrait mieux partir sur 12mA par couleur. Ça divise par deux la consommation, qui reste cependant élevée pour 200 LEDs bien sûr.

---

il faudrait que @fuama fasse une estimation précise de sa consommation. C'est-à-dire:

• Voir combien de LEDs sont allumées en moyenne sur la séquence complète pour calculer la puissance moyenne et donc l'autonomie/capacité des batterie.
• Voir quelle partie de la séquence allume le plus de LEDs pour estimer le courant consommé en pointe.

A noter, la librairie FastLED permet de contrôler le courant maximal consommé. On lui donne un courant ou une puissance maximale et si cette valeur est dépassée la luminance est réduite pour protéger la batterie.

---

A noter aussi

@terwal

il faut leur donner le voltage qu'elles attendent

en français on parle de tension. Voltage c'est anglais.

---

En pièce jointe la dernière version de la doc des WS2812b que j'ai pu télécharger. Il faut maintenant s'enregistrer pour la télécharger.
En plus du courant qui est plus faible, ils disent aussi qu'il n'y a plus besoin de composant externe, même le condensateur n'est plus nécessaire

No need for external electric components and even the capacitor.

WS2812B_(Ver._No._V5)_EN_19112715001349.pdf (620.6 KB)

[terwal]

@fdufnews

Il faudrait mettre à jour nos infos sur ces produits. Selon Worldsemi les caractéristiques se sont améliorées

Merci pour l'information, j'ai été d'ailleurs surpris de ne pas voir l'information sur la datasheet.

@fdufnews

en français on parle de tension. Voltage c'est anglais.

Oui tu as raison, c'est un abus de langage d'un mot anglais, mais moi tant que l'on me comprends, je n'ai pas de position de défense de la langue Française pratiqué en France.

[J-M-L]

@fdufnews

Il faudrait mettre à jour nos infos sur ces produits. Selon Worldsemi les caractéristiques se sont améliorées

Il faudrait aussi être sûr que les bandeaux pas chers que l'on trouve en Asie sont bien de nouvelle génération...

[fuama]

Bonjour à tous, merci beaucoup pour vos réponses !

Bonjour,
Ca nous aiderait si tu nous indiquais les reférences de tes composants.

Alors niveau référence je ne sais pas vraiment quoi dire de plus ^^
Ce sont donc bien des WS2812b, et ne sachant pas encore si je vais partir sur des 60/m, des 72/m ou plus, voilà ce qui est dit sur les WS2812b en 60/m.

Pour les flex testor, j'ai trouvé ça.

Description du produit :
Modèle : Capteur Flex 4,5 pouces
Spécifications techniques Résistance droite : 25K ohms
Tolérance de résistance : +30 % de flexion
Changement de résistance : 60K-110K ohms
Puissance nominale : 0,5 W Puissance de crête : 1 W
Durée de vie en flexion : supérieure à de fois
Température de fonctionnement : 35°C~+80°C
Type d'interface : broches métalliques à 2 broches (pas de 0,1)
Capteur de couple, pour électroniques. Lorsque le métal du capteur se vers l'extérieur, la résistance du capteur change et la courbure peut être détectée.
Résistance à l'état non-flexion : -9000 ohms
Résistance à la flexion à 90 degrés : 14 000 ohms
Résistance à la flexion à 180 degrés : 22 000 ohms
Principe : Capteur de courant
Application : capteur de pression
Type : Capteur de vibrations
Sortie : Capteur analogique
taille : 11 x 1 x 1 cm
Matériau : ABS
couleur : jaune

Mon arduino est comme dit plus haut un Arduino Uno R3, niveau fils comme dit plus haut je ne sais pas encore ce que je vais utiliser, pareil pour la batterie ni le régulateur de tension. Et pour la résistance des capteurs de flexion, je ne sais pas non plus laquelle utiliser car je ne sais pas comment savoir laquelle utiliser.

De plus une batterie n'a pas une tension stable dans le temps, par exemple une batterie constituée d'une cellule li-ion la tension va aller de 4.2V(chargée) à 3.2V(déchargée) et ne doit plus être utilisé en dessous de 3V
Donc si tu utilises une batterie 2S(7.4V) ou 3S(11.1V), la tension est trop haute, il faudra un régulateur ou abaisseur de tension.
Je ne crois pas qu'il existe de régulateur pouvant supporté le courant que va demander tes LED, plusieurs ampères (en général dans les 20mA par couleur d'une LED, 60mA pour le blanc, soit 12A pour 200 Leds).

Ensuite pour savoir l'autonomie de la batterie et savoir si 40 000 mAh, il faut comparer le temps de fonctionnement avec un courant maximum, par exemple pour 200 Leds et 12A.
cela veut dire que tu aura au minimum 40/12 = 3.3 heures d'autonomie.
Par contre je ne connais pas trop, mais je ne suis pas sûr que tu trouves des batteries de 40000mAh toutes faites qui puissent te délivrer 12A.

Ouais j'ai plus ou moins lu ça comme quoi la tension était variable, on m'a parlé de régulateur de tension pour avoir quelque chose de constant pour les leds, mais j'admets ne pas trop savoir où le brancher, comment, ni quoi choisir dans mon cas ^^
Pour mes leds, 200 est un nombre moyen en fonction de mes calculs, c'est pour ça que je me base plus ou moins dessus. J'ai prévu d'allumer mes leds en bleu clair comme sur la photo plus haut, sachant que pour donner un effet plus "vrai" il y aura un petit effet de battement avec baisse d'intensité de leds pour simuler un cœur lumineux.

En terme de temps d'utilisation, la convention dure de 10h à 19h les deux jours, en prenant en compte que j'aurai un temps pour manger, que je me poserai, on compter 8h d'allumage en gros, sachant que je compte recharger les batteries le soir entre les deux jours.
Dans les on va dire 220 leds environ pour faire gros, j'ai 48 leds qui ne seront pas allumées en permanence, seulement lorsque j'aurai la main bien ouverte (prévu 48 par main à la base mais je viens de recevoir les anneaux de 24 leds et ils sont tout de même gros pour mes mains, donc je pense partir sur seulement 24 leds par main, soit 18+16), donc quelque chose de bien volontaire tout de même, ce qui je dirai allez, 10% du temps maximum d'allumage pour les mains, vu que je n'ouvrirai pas forcément les mains grandes ouvertes en permanence.

Ce qui fait : 172 leds pour 8h d'utilisation en bleu clair variable (effet coeur), + 48 leds allumées pendant 1h pour faire gros en bleu clair plus clair. J'admets cependant que niveau de calcul dans tout ça je ne comprends pas trop

En cherchant à te répondre, le moteur de recherche m'a indiqué ce sujet (ici), est-ce que vu ce que je veux faire, les WS2815 ne seraient pas meilleures ? Il est dit que dessus il n'y a pas de baisse d'intensité, ce qui serait relativement intéressant pour mon projet et que de plus si une led est morte, celles derrière continueraient de fonctionner.
J'ai trouvé ceci sur amazon, cela pourrait donc convenir ?
Serait-ce possible de mettre derrière un convertisseur vers du 5V pour les anneaux Led, ou alors je dois obligatoirement en prendre des 12v ?

Une fois que tu as déterminer le courant maximum que tes Leds vont demander, tu peux aisément choisir le type de fils nécessaire.
Je crois que du 14 AWG devrait être bon, mais je ne suis pas du tout un spécialiste, donc mieux vaut prendre un autre avis

Ok cool, merci beaucoup

chatGPT devrait savoir qu'une intensité ne se mesure pas en Volts

lisez cet article ça devrait vous apporter un peu plus d'information sur ces pixels et leur alimentation

Pour le coup c'est peut-être moi qui ai mal compris
Yes je vais aller lire ça, merci beaucoup !

il faudrait que @fuama fasse une estimation précise de sa consommation. C'est-à-dire:

• Voir combien de LEDs sont allumées en moyenne sur la séquence complète pour calculer la puissance moyenne et donc l'autonomie/capacité des batterie.
• Voir quelle partie de la séquence allume le plus de LEDs pour estimer le courant consommé en pointe.

A noter, la librairie FastLED permet de contrôler le courant maximal consommé. On lui donne un courant ou une puissance maximale et si cette valeur est dépassée la luminance est réduite pour protéger la batterie.

Yes j'ai écrit ça plus haut dans ce message de réponse générale ducoup ^^
Pour FastLED je ne connaissais pas, c'est vrai que ça peut être vachement intéressant !

Il faudrait aussi être sûr que les bandeaux pas chers que l'on trouve en Asie sont bien de nouvelle génération...

Pour le coup ils semblent corrects, mais au vu du timing et que j'ai actuellement des WS2812b 144/m de alliexpress, si je change pour autre chose (en vu des calculs, de la consommation etc), je prendrai sur Amazon pour une livraison plus rapide et je renverrai les produits de Alliexpress

[68tjs]

@fdufnews

A noter aussi

@terwal

il faut leur donner le voltage qu'elles attendent

en français on parle de tension. Voltage c'est anglais.

Pourquoi dit-on ampérage et pas voltage ?
Les deux mots sont construits de la même façon.

Pourquoi dit-on inductance et pas capacitance ?

Je passerai sous silence : LED au lieu de DEL, driver au lieu de pilote, ground au lieu de masse, etc.....,
Ground ne risque pas de se confondre avec Earth

Y a du boulot pour parler correctement "la france".

[J-M-L]

@68tjs

Pourquoi dit-on ampérage et pas voltage

En fait on dit intensité et tension en bon français

L'usage de "ampérage" est courant par analogie avec d'autres termes comme "kilométrage et dans ce cadre voltage est aussi souvent entendu.

[68tjs]

@J-M-L

En fait on dit intensité et tension en bon français

On dit intensité du courant et tension électrique .
OK j'arrête, les plaisanteries les plus courtes sont les moins longues.

[J-M-L]

@68tjs

On dit intensité du courant et tension électrique .

tout à fait, ce sont les bons termes.

[terwal]

@fuama

J'ai trouvé ceci sur amazon, cela pourrait donc convenir ?

JE n'ai pas compris que veux tu faire avec un transformateur secteur?
Tu comptes avoir un rallonge brancher sur le réseau électrique de la convention ?

@fuama

Yes j'ai écrit ça plus haut dans ce message de réponse générale ducoup ^^

il faut maintenant que tu poses ça dans un tableau pour faire les calcules

@fuama

Ouais j'ai plus ou moins lu ça comme quoi la tension était variable, on m'a parlé de régulateur de tension pour avoir quelque chose de constant pour les leds, mais j'admets ne pas trop savoir où le brancher, comment, ni quoi choisir dans mon cas

Chaque chose en son temps, ca ne sert à rien de prévoir un schéma, si tu n'est pas sûr des composants que tu va utiliser.
Comme indiqué si tu prends des 1S, tu ne devrais pas avoir besoin d'un régulateur ou convertisseur de tension, mais .
Dans ton cas je pense qu'un régulateur est une mauvaise idée et que le convertisseur est plus approprié.
Les experts pourrait le infirmer/confirmer ?

Si on calcule à la louche 220 LEDs en bleu flashy , tu utilises 2 couleurs à fond et un peu la troisième.
Comme l'indique @J-M-L je ne sais pas ce que tu va trouver sur Amazon, donc peut être calculer les deux configurations.

donc si on pars sur quelque chose comme Rouge 20%, Vert 100%, Bleu 100% on obtient 0.220+20+20 = 44mA, ou 0.212+12+12=26.4 mA
Donc environs 8A ou 5A pour tes 172 LEDs du battement, c'est un calcul vraiment à la louche qui ne peut pas être pris comme base pour acheter directement les composants.
Par contre comme on peut voir qu'une batterie 40000,mAh hormis le fait que je crois pas quelle puisse délivrer 8A, ne tiendra peut être pas 10h, car il faudrait quand moyenne l'animation ne consomme pas plus de 50% des LEDs à pleine puissance.
Après c'est compliqué d'estimer finement la consommation de ton animation.

De même as tu réellement besoin de la pleine puissance des LEDs ?

[fuama]

JE n'ai pas compris que veux tu faire avec un transformateur secteur?
Tu comptes avoir un rallonge brancher sur le réseau électrique de la convention ?

Ah mince je ne l'avais pas compris de la sorte, je pensais que ça pouvait servir de régulateur d'énergie entre mon alimentation et mes leds

il faut maintenant que tu poses ça dans un tableau pour faire les calcules

Alors l'objectif est que ce soit tout de même bien lumineux. Si tu regardes plus haut l'image de mon personnage, on voit que chaque point de lumière est en rond. Pour y ressembler le plus, l'installation va être de la sorte :
Les bandes seront collées en rond sur le contour
De face il y aura une fine feuille de plexyglass givré, entouré de mousse pour ne pas rendre les leds directement visibles
Côté peau une fine feuille de mousse blanche pour réfléchir la lumière

En gros le but est d'avoir une lueur assez puissante pour être bien visible comme sur la photo plus haut, donc je ne sais pas ce qui sera le mieux en terme de nombre de leds pour pas qu'il y ai comme un effet "trou" d'un côté, ni de la puissance nécessaire des leds ^^

Et pour l'épée, bah je vais partir du 60 ou 72/mètre je pense, en mettant 2 bandes l'une a l'autre de dos. Le but disons est que toute l'épée reflète de la lumière, donc de mettre de la lumière partout. Le top du top serait un néon style magasin etc, mais bien trop fragile
Là la contrainte est de pouvoir cacher le système, sachant que mon épé va faire 3 cm d'épaisseur, où j'ai pour projet de coller 3 feuilles de mousse EVA de 1cm, où celle du milieu sera creuse.

Voilà pour l'épée l'estimation de leds, sachant que la couleur serait aussi du bleu clair.

[terwal]

@fuama

Ah mince je ne l'avais pas compris de la sorte, je pensais que ça pouvait servir de régulateur d'énergie entre mon alimentation et mes leds

Franchement ne t'occupe peut être pas de ça maintenant.
On pourra je pense y revenir un peu plus tard, quand tu aura bien compris comment les différents composants intervienne dans ton projet.

@fuama

Les bandes seront collées en rond sur le contour

Tu veux dire en rond sur la face interne d'un petit cylindre ?

@fuama

En gros le but est d'avoir une lueur assez puissante pour être bien visible comme sur la photo plus haut, donc je ne sais pas ce qui sera le mieux en terme de nombre de leds pour pas qu'il y ai comme un effet "trou" d'un côté, ni de la puissance nécessaire des leds ^^

Je me doute, mais comme toi je n'ai aucune expérience pour evaluer la luminosité des LEDs, sur les bandes de LED que j'ai installé sur des meubles, je trouve ça plutôt lumineux, mais sur un vêtement, je ne serais dire.
Je crois qu'il y a déjà eu des projets de Iron Man, peut être demander à son auteur son retour.

Maintenant que tu as fais ton tableau, tu va pouvoir y ajouter la consommation de chaque partie. Tu peux aussi ajouter une colonne sur le temps d'utilisation, en mettant 100% si tu ne sais pas pour l'instant l'évaluer.
Si tu as reçu tes bandes et un Arduino, tu va pouvoir mesurer leur consommation.
Attention il ne faut pas alimenter le bandeau avec ton Arduino, mais passer une alimentation séparée.
De quoi dispose tu pour l'instant et as tu un MultiMètre ?

[fuama]

Tu veux dire en rond sur la face interne d'un petit cylindre ?

C'est cela, elles ne seront pas visibles directement, comme sur cette vidéo à 2m31. Je prévois de faire comme lui, mettre une surface derrière pour réfléchir.

Oui je connais son auteur en plus, je vais aller regarder, j'ai peut-être des idées qui vont venir avec !

J'ai le arduino, des bandes 144 (pas de choix définitif pour mon projet, ce sont juste les seules commandées à présent que je pensais prendre, mais que je vais donc peut-être renvoyer pour prendre des bandes à moins de led par mètre), mais pas d'alimentation, ni de multimètre. J'ai trouvé cependant un kit de leds maison pour essayer de voir comment cette réflexion pourrai être (avec mon installation dont je parle avant) avec le nombre de leds que j'ai dessus.

Là je vais aller promener mon chien, et je m'y attaquerai ensuite !

[fuama]

Je viens d'essayer avec mes leds retrouvées tant bien que mal.
Ce sont des 30/m donc l'effet est bien évidemment bien différent de ce que je pourrais avoir des 60/m et plus, je n'arrive cependant pas à trouver quelconque référence dessus.
Ce sont des 12 volts, avec 4 "barres" de liaison entre chaque led donc j'aurai tendance à penser que ce sont des WS2815 like, mais rien d'écrit donc rien d'officiel.