Éclairage programmable avec ruban LED iPixel
Éclairage programmable avec ruban LED iPixelDate de publication: 23-11-2021 🕒 8 min de lecture
- Rubans LED monochromes – couleurs blanches
- Rubans « néon »
- Rubans fabriqués en technologie LED COB
- Rubans RGB, RGBW et programmables
Les rubans LED sont devenus populaires en tant que source d’éclairage flexible et économe en énergie. Avec le développement de la technologie des diodes électroluminescentes sont devenues une alternative réelle à de nombreuses solutions, y compris les ampoules LED. De plus, sur le marché, il y a de plus en plus souvent des rubans réalisés en technologie RGB et RGBW qui émettent de la lumière avec une couleur réglable. L’offre de TME comprend de tels produits ainsi que de nombreuses autres solutions dans le domaine de l’éclairage ergonomique. Nous présentons dans la suite l’offre de l’un des principaux fabricants de bandes LED – iPixel. Les produits de cette marque sont disponibles directement dans nos entrepôts. Ils se caractérisent par divers paramètres et une compatibilité avec les méthodes de contrôle les plus courantes.
Rubans LED monochromes – couleurs blanches
Les rubans LED monochromes sont utilisées pour de nombreuses applications – de l’éclairage de la pièce aux sources lumineuses d’accentuation ou à l’éclairage de grandes surfaces. En cas de produits iPixel, il s’agit de produits équipés de LED avec un angle d’émission lumineuse de 120° placées sur un ruban de 8mm ou 10mm de large avec une densité de 30, 60 ou 120 pièces par mètre. Il existe des modèles alimentés en 5V, 12V ou 24V avec une puissance de 7,2W/m à 24W/m. Il convient de souligner que l’offre comprend des variantes avec une température de couleur de 2800K (très chaud) à 10000K (la couleur dite « froide » qui permet d’obtenir des effets proches de la lumière du jour). Parmi les modèles proposés, il existe des rubans dont la circonférence et les éléments électroniques sont intégrés dans un gel souple ou protégés par une gaine de sorte que les articles ont obtenu la classe d’étanchéité IP64 et IP65 – et peuvent être utilisés dans des environnement et des conditions atmosphériques difficiles caractérisées par une augmentation de l’humidité de l’air. La température ambiante admissible pour tous les produits varie de -40°C à 50°C.
Les rubans sont divisés en segments.
Rubans « néon »
Le silicone flexible protège le ruban contre l’humidité et d’autres facteurs nocifs.
L’assortiment iPixel comprend également des rubans « néon ». Contrairement aux modèles décrits ci-dessus, ces produits peuvent être étroitement pliés autour d’un axe parallèle à l’angle d’éclairage de sorte qu’ils permettent de créer de lignes courbes et de formes ressemblant aux néons classiques (d’où leur nom) – en permettant la création de formes diverses, d’éclairage publicitaire, signalétique, etc. En même temps, ils sont très résistants aux facteurs environnementaux (classe d’étanchéité IP65 et IP67) et présentent tous les avantages d’un éclairage qui est basé sur les diodes électroluminescentes : faible consommation d’énergie (de 8W/m à 19,2W/m), différentes largeurs (6mm, 10mm, 12mm, 13mm et 15mm) et une luminosité relativement élevée dans le cas des rubans blancs (même 215lm/m). La propagation uniforme de la lumière constitue un avantage supplémentaire – grâce à leur structure, ils forment une ligne homogène même avec une disposition moins fréquente des modules LED. La résistance mécanique aux rayons UV et aux agents corrosifs est un avantage supplémentaire du silicone diffusant la lumière émise. Les rubans « néon » sont disponibles dans des versions qui émettent de la lumière blanche (de 2500K à 9000K), ainsi que la lumière rouge, violette, bleue (y compris le soi-disantice blue), rose, verte et dorée. Des variantes programmables sont également disponibles dont la description est présentée ci-dessous.
Rubans fabriqués en technologie LED COB
COB, c’est-à-dire_chip on board_est une méthode de montage de LED (et d’autres composants électroniques) directement sur le sol (dans le circuit), sans les placer au préalable dans le boîtier SMD. Des structures LED sont placées à la surface de la bande (densément) et inondées d’une bande de phosphore fluorescent. Les structures LED émettent un rayonnement bleu, qui stimule le phosphore à la production de la lumière blanche – avec tout le volume, éliminant ainsi le contraste indésirable entre les points plus clairs et les sections plus sombres. Cette technologie de production permet de placer les LED de manière très dense (480 pcs/m dans le cas de rubans monochromes) et ainsi d’obtenir une haute luminosité (1100lm/m), un grand angle d’éclairage (plein 180°) tout en conservant une compacité taille et une grande flexibilité. De tels rubans de l’offre iPixel nécessitent une tension de 24V et atteignent une puissance de 10W ou 16W par mètre. Grâce à leurs paramètres, ils peuvent remplacer les ampoules et les lampes fluorescentes comme principale source d’éclairage dans les intérieurs, et également être utilisés pour la production de lampes et de lustres non conventionnels. Comme la plupart des rubans présentés, ces modèles disposent également d’une bande autocollante qui facilite la fixation de l’éclairage sur des boîtiers (profils) ou sur d’autres surfaces lisses. Le lieu d’installation doit être bien ventilé ou garantir (comme un profilé en aluminium) une dissipation thermique efficace – en raison de sa structure et de son intensité lumineuse, les rubans basés sur la technologie COB chauffent plus facilement que les autres modèles.
L’assemblage LED dense en technologie COB permet d’obtenir une luminosité élevée.
Rubans RGB, RGBW et programmables
Les rubans dont la couleur peut être contrôlée par des signaux spécifiques constitue un groupe distinct de produits. On distingue ici trois types de solutions.
Rubans multicolores
Le gros plan montre des LED individuelles enfermées dans un boîtier SMD.
Dans le cas de l’éclairage appelé « éclairage à effet » ou de signalisation, des diodes LED en configuration RGB (ou en français RVB : rouge, vert, bleu) sont utilisées. La couleur souhaitée est obtenue par la sélection de la proportion de luminosité des éléments individuels de l’ensemble (généralement en fournissant des canaux de couleur individuels avec des impulsions de différentes largeurs, c’est-à-dire la méthode PWM). Les rubans RGB ont quatre broches (y compris GND) qui permettent d’ajuster précisément la couleur de toute la chaîne, ainsi que son changement en douceur ou soudain. Malheureusement, les produits LED RGB, en raison de leurs limites, ne sont pas adaptés pour créer un éclairage principal. Leur version améliorée est constituée de rubans LED RGBW qui, en plus de trois émetteurs de couleurs, contiennent une diode produisant une lumière blanche. Grâce à cette configuration, il est possible de construire une installation qui est agréable pour l’œil humain et permet en même temps une large gamme de réglage de la couleur (et de l’intensité).
Rubans RGB et RGBW programmables
En ce qui concerne la solution décrite ci-dessus, toutes les LED (appartenant à un canal donné) ont la même couleur sur toute la longueur du ruban. La couleur émise dépend directement de l’alimentation (largeur d’impulsion) fournie aux broches d’entrée. Les rubans programmables permettent un réglage individuel des LED individuelles ou de leurs ensembles. Ceci est possible car chaque module sur le ruban se compose d’un circuit intégré (pilote et générateur de signal PWM) et de structures électroluminescentes. De tels produits permettent de construire non seulement un éclairage efficace, un support pour les systèmes de cinéma maison (appeléambient lighting), mais également des écrans et un éclairage photographique et cinématographique professionnel (dans le cas d’articles avec un signal PWM haute fréquence). Un exemple de leur utilisation est présenté dans la vidéo ci-dessous.
La couleur noire du ruban améliore l’esthétique du montage du ruban dans les fentes.
Les rubans RGB et RGBW sont disponibles dans des largeurs de 4 mm à 20 mm et nécessitent une alimentation 5V, 12V ou 24V (selon le modèle). L’alimentation peut provenir d’une source indépendante du pilote. Comme dans le cas du ruban LED « ordinaire » ces produits ont également des segments qui peuvent être coupés ou remontés pour ajuster la longueur de la chaîne (mais ici il faut faire attention à la puissance maximale de l’alimentation). Dans des variantes sélectionnées, des LED ont été placées avec une densité allant jusqu’à 144 pièces par mètre courant, ce qui permet d’obtenir une illusion d’un mouvement fluide entre les pixels.
L’éclairage est commandé via une communication synchrone ou asynchrone (selon le modèle). Le réglage est déterminé par le signal PWM provenant du contrôleur avec remplissage avec une valeur spécifique de la plage d’un seul octet (c’est-à-dire 0… 255). Les modules individuels ne sont pas adressables – les données sont transmises au premier récepteur du ruban tandis que son réglage est transmis en cascade au contrôleur suivant (etc. en amont de la série). Un récapitulatif des paramètres de base de chacun des protocoles utilisés dans la gamme iPixel est présenté dans le tableau ci-dessous.
Il est possible d’utiliser en tant que pilote par exemple Arduino, le module ESP32 ou l’ordinateur Raspberry Pi. Les contrôleurs utilisés dans les produits iPixel étant très populaires, la plate-forme GitHub dispose de nombreuses bibliothèques complètes qui facilitent le contrôle des bandes RGB et RGBW (ainsi que des bibliothèques d’effets dédiées).
Rubans RGB et RGBW programmables
| Contrôleur/pilote | Canaux LED* | Transmission synchrone | Longueur de trame | Bits de luminosité |
|---|---|---|---|---|
| APA102 | RGB | oui | 32 | 5 |
| RT1809** | RGB | non | 24 | n/a |
| SK6812 | GRB | non | 24 | n/a |
| SK6812 (RGBW)*** | RGBW | non | 32 | n/a |
| UCS2904**** | RGBW | non | 32 | n/a |
| WS2801 | RGB | oui | 24 | n/a |
| WS2811 | RGB | non | 24 | n/a |
| WS2812B | GRB | non | 24 | n/a |
| WS2815 | GRB | non | 24 | n/a |
* les canaux sont donnés présentés dans l’ordre où ils sont transmis au contrôleur
** le circuit supportant le protocole RT1809 est une variante améliorée du WS2813
*** le pilote SK6812 est disponible en deux versions : RGB et RGBW, la première est entièrement compatible avec le protocole WS2812B
**** le protocole UCS2904 est similaire à la version SK6812 RGBW, cependant, ces circuits ne sont pas entièrement compatibles et ne peuvent pas être connectés en série / en chaîne
