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Je compte faire 2 posts : celui-ci pour une présentation simple et générale, un second pour une explication avancée avec notamment l'utilisation avec un micro-controleur.
PARTIE 1
Avec l’apparition des Leds à très hautes performances (miniaturisation, grande luminosité, faible consommation), on a vu apparaître sur le marché des rubans de Leds, à la fois efficaces et à petit prix. On peut utiliser ces rubans « tels quels » ou bien les commander soi-même, ce qui est la partie intéressante sur un forum consacré au bricolage et au DIY.
Un Ruban Led, c’est quoi en pratique ?
En général, un ruban de Leds se présente sous la forme d’une fine bande de 1 cm de diamètre, sur laquelle sont implantées une série de Leds à intervalle de quelques centimètres. Elles sont recouvertes d’un gel transparent, assurant la protection mécanique et la diffusion de la luminosité. Le plus souvent, le ruban de Leds est vendu avec 1 transformateur, 1 boitier pilote (driver) et parfois une petite télécommande Infra rouge permettant de modifier le comportement du ruban (clignotement, couleur, luminosité, etc.)
Il existe une très grande variété de rubans :
Pour Les rubans multicolores, on trouve essentiellement 3 types :
Physiquement, ça marche comment ?
Tout d’abord, un mot sur le fonctionnement d’une Led « standard » : une Led est une diode, qui a la particularité d’émettre de la lumière quand on applique une certaine tension (les volts) à ses bornes et qu’elle est parcourue par un certain courant (les ampères ou plutôt ici les milliampères). Plus l’intensité (du courant) est élevée, plus la Led émet de lumière. Cette propriété est intéressante, c’est ce qui rend les Leds « dimmables » (on peut en faire varier la luminosité).
En fonction du matériau employé pour sa fabrication, la Led peut émettre de la lumière à différente fréquence, ce qui définit la couleur perçue par nos yeux. Les couleurs les plus courantes sont : rouge, vert, bleu, jaune, blanc, orange. Il existe aussi des Leds RGB, capables d’émettre de la lumière Rouge, Verte ou Bleue.
Ici, des Leds standards de différentes couleurs, la dernière étant une Led RGB :
Note : Le rouge, le vert et le bleu (R, V, B en français ou R, G, B en anglais) ont une importance particulière : ce sont des couleurs primaires, en les mélangeant on peut obtenir toutes les couleurs possibles. Par exemple, en mélangeant en proportion égales :
Les Leds sur le ruban sont comme les Leds standards, mais miniaturisées à l’extrême. Chaque Led est soit une Led monochrome, soit une Led RGB.
Une Led RGB sur le ruban ressemble à ceci :
On peut allumer indépendamment le rouge, le vert et le bleu, seuls ou en combinaison :
Implantation électrique
Sur le ruban, les Leds sont organisées comme ceci : Une suite en parallèle de 3 Leds (ou 3x2) en "série" (stricto sensu, c'est plutôt du Daisy Chaining, mais ça a peu d'importance) :
Sur ce petit schéma, je représente 3 segments ( 3 x 3 leds en série) :
La justification du chiffre 3, c’est que chaque Led abaisse la tension de 1,8 à 2,5 V selon les modèles ; on peut donc tranquillement en mettre 3 en séries avec une alimentation de 9V ou 12V, ce qui est intéressant en termes de consommation électrique.
L'avantage de cette organisation, c’est que chaque segment de 3 Leds est autonome : c’est ce qui fait qu’on peut couper le ruban, sur une frontière de segment. En général, il y a un endroit spécial pour couper tous les 3 ou 4 segments, mais en pratique on peut quand même couper sur les frontières de n’importe quel segment.
Faire fonctionner le ruban avec une simple pile ou un simple transformateur, sans électronique et sans driver
La plupart des rubans de Leds (non adressables) sont dit « à anode commune » : le pôle (+) est commun, et chaque canal (R, G, B) a sa propre ligne pour le retour au pôle (-).
C’est ce qui permet d’allumer juste le rouge par exemple, en reliant le fil « R » au pole (-) et en laissant les autres non reliés. C’est le même principe pour les 2 autres couleurs.
En pratique : on relie le pôle (+) d’une pile ou d’un transfo au (+) du ruban, on relie le R, le G et/ou le B au pole (-), et c’est tout.
De cette façon simple, on peut obtenir différentes couleurs (ici quelques unes)
A noter : les Leds fonctionnent avec du courant continu, tel que peut fournir un transformateur adapté ou une simple pile.
Les rubans Leds existent en différentes versions, avec des spécifications en tension variables, comme 5V, 9V, 12V, 24V etc.
On doit donc leur fournir cette tension pour un fonctionnement optimal, MAIS les Leds ne sont pas très regardantes. Si on ne s’éloigne pas trop des spécifications du constructeur, on est assez libre.
Un ruban 12V fonctionnera sans soucis si on lui fourni du 9V, par exemple ; les Leds brilleront simplement un peu moins. Un ruban 5V n’aura pas de problèmes à être alimenté en 6V, ou un Ruban 12V en 18V ; Les Leds brilleront alors très fort. Il faut juste savoir que si on dépasse trop la tension prévue, ça peut potentiellement diminuer la durée de vie des Leds, mais pas de façon sensible si on ne s’écarte pas trop.
Pour réaliser des choses plus amusantes, telles que faire changer les couleurs, faire clignoter au rythme de son choix, dimmer, faire une Led qui réagit à la musique ou qui s’allume seule en fonction de la luminosité, il faut aller un peu plus loin, le plus facile étant d’utiliser un microcontrôleur, comme un Arduino par exemple. Ce sera l’objet d’un prochain post
PARTIE 1
Avec l’apparition des Leds à très hautes performances (miniaturisation, grande luminosité, faible consommation), on a vu apparaître sur le marché des rubans de Leds, à la fois efficaces et à petit prix. On peut utiliser ces rubans « tels quels » ou bien les commander soi-même, ce qui est la partie intéressante sur un forum consacré au bricolage et au DIY.
Un Ruban Led, c’est quoi en pratique ?
En général, un ruban de Leds se présente sous la forme d’une fine bande de 1 cm de diamètre, sur laquelle sont implantées une série de Leds à intervalle de quelques centimètres. Elles sont recouvertes d’un gel transparent, assurant la protection mécanique et la diffusion de la luminosité. Le plus souvent, le ruban de Leds est vendu avec 1 transformateur, 1 boitier pilote (driver) et parfois une petite télécommande Infra rouge permettant de modifier le comportement du ruban (clignotement, couleur, luminosité, etc.)
Il existe une très grande variété de rubans :
- Monochrome (blanc, rouge, bleu, vert, orange, etc.) : ce sont les plus simples, la seule chose qu’on peut en général faire est faire varier l’intensité. Ils sont constitués de Leds simples, unicolores.
- Multicolores : permettant l’affichage de n’importe quelle couleur, toutes les Leds du ruban ayant la même couleur a un instant donné. Les Leds sont des RGB (voir plus loin pour les détails)
- A Leds adressables : Chaque Led (RGB) du ruban permet l’affichage de n’importe quelle couleur et peut être réglée individuellement, chaque Led incluant son propre mini driver.
Pour Les rubans multicolores, on trouve essentiellement 3 types :
- Comportant uniquement des Leds multicolores RGB (le blanc étant reconstitué en allumant les 3 couleurs en même temps)
- Comportant une alternance de Leds RGB et de Leds Blanc pur.
- Comportant des Leds mixtes, RGB + Blanc
Physiquement, ça marche comment ?
Tout d’abord, un mot sur le fonctionnement d’une Led « standard » : une Led est une diode, qui a la particularité d’émettre de la lumière quand on applique une certaine tension (les volts) à ses bornes et qu’elle est parcourue par un certain courant (les ampères ou plutôt ici les milliampères). Plus l’intensité (du courant) est élevée, plus la Led émet de lumière. Cette propriété est intéressante, c’est ce qui rend les Leds « dimmables » (on peut en faire varier la luminosité).
En fonction du matériau employé pour sa fabrication, la Led peut émettre de la lumière à différente fréquence, ce qui définit la couleur perçue par nos yeux. Les couleurs les plus courantes sont : rouge, vert, bleu, jaune, blanc, orange. Il existe aussi des Leds RGB, capables d’émettre de la lumière Rouge, Verte ou Bleue.
Ici, des Leds standards de différentes couleurs, la dernière étant une Led RGB :
Note : Le rouge, le vert et le bleu (R, V, B en français ou R, G, B en anglais) ont une importance particulière : ce sont des couleurs primaires, en les mélangeant on peut obtenir toutes les couleurs possibles. Par exemple, en mélangeant en proportion égales :
- Rouge + Vert = Jaune
- Rouge + Bleu = Violet
- Vert + Bleu = Turquoise
- Rouge + Vert + Bleu = Blanc
Les Leds sur le ruban sont comme les Leds standards, mais miniaturisées à l’extrême. Chaque Led est soit une Led monochrome, soit une Led RGB.
Une Led RGB sur le ruban ressemble à ceci :
On peut allumer indépendamment le rouge, le vert et le bleu, seuls ou en combinaison :
Implantation électrique
Sur le ruban, les Leds sont organisées comme ceci : Une suite en parallèle de 3 Leds (ou 3x2) en "série" (stricto sensu, c'est plutôt du Daisy Chaining, mais ça a peu d'importance) :
Sur ce petit schéma, je représente 3 segments ( 3 x 3 leds en série) :
La justification du chiffre 3, c’est que chaque Led abaisse la tension de 1,8 à 2,5 V selon les modèles ; on peut donc tranquillement en mettre 3 en séries avec une alimentation de 9V ou 12V, ce qui est intéressant en termes de consommation électrique.
L'avantage de cette organisation, c’est que chaque segment de 3 Leds est autonome : c’est ce qui fait qu’on peut couper le ruban, sur une frontière de segment. En général, il y a un endroit spécial pour couper tous les 3 ou 4 segments, mais en pratique on peut quand même couper sur les frontières de n’importe quel segment.
Faire fonctionner le ruban avec une simple pile ou un simple transformateur, sans électronique et sans driver
La plupart des rubans de Leds (non adressables) sont dit « à anode commune » : le pôle (+) est commun, et chaque canal (R, G, B) a sa propre ligne pour le retour au pôle (-).
C’est ce qui permet d’allumer juste le rouge par exemple, en reliant le fil « R » au pole (-) et en laissant les autres non reliés. C’est le même principe pour les 2 autres couleurs.
En pratique : on relie le pôle (+) d’une pile ou d’un transfo au (+) du ruban, on relie le R, le G et/ou le B au pole (-), et c’est tout.
De cette façon simple, on peut obtenir différentes couleurs (ici quelques unes)
A noter : les Leds fonctionnent avec du courant continu, tel que peut fournir un transformateur adapté ou une simple pile.
Les rubans Leds existent en différentes versions, avec des spécifications en tension variables, comme 5V, 9V, 12V, 24V etc.
On doit donc leur fournir cette tension pour un fonctionnement optimal, MAIS les Leds ne sont pas très regardantes. Si on ne s’éloigne pas trop des spécifications du constructeur, on est assez libre.
Un ruban 12V fonctionnera sans soucis si on lui fourni du 9V, par exemple ; les Leds brilleront simplement un peu moins. Un ruban 5V n’aura pas de problèmes à être alimenté en 6V, ou un Ruban 12V en 18V ; Les Leds brilleront alors très fort. Il faut juste savoir que si on dépasse trop la tension prévue, ça peut potentiellement diminuer la durée de vie des Leds, mais pas de façon sensible si on ne s’écarte pas trop.
Pour réaliser des choses plus amusantes, telles que faire changer les couleurs, faire clignoter au rythme de son choix, dimmer, faire une Led qui réagit à la musique ou qui s’allume seule en fonction de la luminosité, il faut aller un peu plus loin, le plus facile étant d’utiliser un microcontrôleur, comme un Arduino par exemple. Ce sera l’objet d’un prochain post
