LED adressables – Projet Arduino pour contrôleur de LEDs pour RC Scale

Vous connaissez peut-être les projets Arduino ? Ce sont des petites cartes électroniques, que l’on peut utiliser pour réaliser des mini-projets électroniques : des petits robots, des projets lumineux, de la domotique, etc.



Dans le cas présent, je vous propose un mini-projet de LEDs adressables appliqué au domaine du RC voiture, du scale/crawler pour mieux convenir à ce forum.


Les LEDs adressages s’achètent en guirlande et se découpe à l’unité, seulement 3 fils sont nécessaires pour les commander en couleurs  & intensités !



C’est assez magique, mais pour cela, il faut bien respecter les règles de montage et d’utilisation :
- Les LEDs sont fragiles, ils font les isoler de l’humidité et des vibrations, avec un peu de colle souple et transparente (E6000 ou à joint silicone)
- L’alimentation sous strictement 5V (voir tolérances exactes dans la data-sheet) - il faut utiliser une diode et un condensateur, si l’alimentation est partagée avec d’autres équipements
- Le câblage doit être testé avant la mise sous tension (pas d’inversion de polarité, ni de point de connexion), les LEDs se partagent l’alimentation (+ et -) et sont chaînées sur le fils de commande (sens d’entrée et de sortie imposé)



Voici mon carton d’essai – qui représente grosso modo les 4 coins de la voiture : 2 LEDs AvG, 2 LEDs AvD, 1 LED ArD et 1 LED AvG
On peut y voir mon câblage, mais bon, je rentrerai dans le détail plus tard. Ici, je ne vous montre que le principe de base.


Au cœur de tout cela, il faut utiliser une carte Arduino. Du gros modèle « Arduino Mega », au tout petit « Arduino Pro Mini ». Encore une fois, je rentrerai dans le détail plus tard, car, au-delà de la problématique de la taille de la carte, il faut penser à la programmation et au circuit d’alimentation général. J'utilise actuellement une Mega pour les essais, mais on peut très bien utiliser une Pro mini - comme celle qui se trouve au centre du carte (avec son fils de servo et la LED infrarouge montée dessus).

Une petite video de mes essais (les artefacts sont dû à la caméra - qui n'apprécie par la fréquence de fonctionnement des LEDs):


Un bon site d'information sur les LEDs adressables que j'utilise (WS2812B):
https://www.pololu.com/product/2547

Mon programme d'essai (non terminé):
https://github.com/rcfree44/RCScaleController/blob/master/RCScale_Lights/RCScale_Lights.ino

Wha !!!!!
Alexandre ! T'es un champion ! Et c'est du lourd

Ce sujet est lié au sujet de fabrication d'éclairages LED pour scale trial et crawler et tout engin RC et de modélisme. Mais ça va au delà....

En fait ce genre de circuit de led totalement programmable que tu proposes pourrait interloquer certains sur l'application au domaine du scale trial ou crawler.
Surtout ceux qui utilisent de simples circuits d'éclairage LED standard statiques ou des "circuits 'éclairage LED fonctionnant grâce au signal de leur variateur et/ou récepteur. Et pour ceux qui ne veulent pas se casser la tête avec l'éclairage et préfèrent se limiter à la mécanique et électro de base.

Au premier regard de non connaisseur, certains peuvent penser que cela revient à illuminer un scale comme un sapin de noel....

Il va s'en dire que pour s'attaquer à ce sujet, qu'il faille un certain niveau de connaissance en électronique mais aussi un peu de programmation binaire.

Mais les applications sont nombreuses et "sky is the limit" surtout pour les grandes maquettes avec une quantité de détails à éclairer / animer avec de l'éclairage LED.




Mes questions sont les suivantes :
- Si je comprends bien tu peux contrôler ou plus tôt programmer individuellement le comportement de chaque Led dans le circuit (une par une) ? Et non pas qu'une série des leds situées sur une ligne (canal) ? Vu que c'est "adressable"... Et de faire varier la couleur et intensité de chacune ?

- Les circuits d'éclairage LED fonctionnant au signal du variateur et/ou récepteur permettent de faire allumer les feux de stop, faire clignoter les clignotants et autres effets d'éclairage en fonction du roulage.
Je me demande, comment faire pour faire de sorte à appliquer non pas un programme mais des actions à un montage de led adressable ?
Car actuellement pour le scale et crawler, l'éclairage est assez succinct. Car ce qui prime chez l'utilisateur de base, c'est le réalisme / le poids / économique en énergie / actionnable ou statique et simplicité de mis en oeuvre.


- Est ce que la programmation et alimentation des Leds adressables doivent obligatoirement se faire via des cartes type  « Arduino Mega » ou « Arduino Pro Mini » et autres....
Peut on allumer ces led sans ces cartes de programmation et d'alimentation pour faire :
-> des allumages statiques à 1 couleur déterminée dès le début (soit blanc/ soit rouge/ jaune par exemple ?)
-> un mini circuit que quelques led et les faire clignoter en gyrophare en changeant de couleur ?
Perso, ce que j'apprécie avec ces LED adressables, c'est pas tant que ça soit programmable ou adressable mais la puissance et la taille et le fait que la la même LED peut s'allumer de plusieurs couleurs.
J'ai pu trouver de vraies led standards à 44000mcd. Et tous ceux que j'utilisais avant étaient vendues comme telle mais loin d'atteindre les 20000mcd.
Et seuls les LED standards de couleur blanc peuvent attendre cet puissance d'éclairage (pas les rouges et ni les jaunes)
Aussi pour mes gyrophares j'utilise des leds auto clignotants rouge/bleu (Clignotement 2 couleurs) mais de 5000mcd uniquement !!!
J'ai du en mettre un paquet malgré tout, en plein jour sous le soleil on les voit peu.
Les leds adressables ont une très forte luminosité, de plus petite taille et sans doute plus économiques en électricité... et on n'a pas besoin d'en mettre un paquet.
Est ce que c'est réalisable ?

En fait il faudrait non pas complexifier mais simplifier et adapter l'usage de ces LED adressables.
Du moins ce que j'aurais envie de faire dans un premier temps.....

Là je suis un peu "narrow minded"....  

Mes vacances approchent, et par cela je vais manquer de temps pour vous donner plus de détail et surtout démontrer que ma solution est intéressante pour le RC Scale / Crawler, mais promis, vous aurez des nouvelles de ma part  


En attendant ma « démo », je vais pour laisser un peu de blabla – en espérant que cela ne vous donne pas de mal de crâne.  


Les LEDs adressables sont en fait un ensemble de 3 LEDs, une rouge, une verte et une bleue, et d’un « contrôleur » qui permet de les commander sans rajout de résistance & co. Grâce à ces 3 couleurs de base, il est possible de faire toutes les autres couleurs, et le blanc aussi. Ceci étant, le blanc n’est pas aussi pur que le blanc des LEDs uniquement blanches ; c’est un mélange qui tire un peu vers le blanc cassé et qui produit des petites variations de couleurs sur les coins du cône d’éclairage. Il faut bien noter que ces LEDs adressables nécessitent l’envoi une séquence particulière pour être commandées – séquence que seul un microcontrôleur (petit processeur), comme l’Arduino, peut produire ! Impossible de commande ces LEDs sans l’équivalent d’un Arduino.

Au point important, est que ces LEDs sont plus à un usage d’éclairage multi-couleurs, et sont principalement utilisées pour faire des effets lumineux … pas vraiment pour faire des éclairages et les principales limitations sont : la puissance (50 mA max), la colorimétrie du blanc (cf. mon précédent §) et la fragilité des LEDs (à engluer de colle silicone pour les isoler de l’humidité et les protéger des vibrations).

On peut aussi utiliser des LEDs « normales » avec un Arduino – le montage est alors plus classique, avec une résistance et un transistor (ou mieux un MOSFET) qui permet de commander en intensité la LED. Ce type de montage permet de commander des LEDs de forte puissance (vive le MOSFET).

Voila, beaucoup de blabla. Je vais essayer de vous faire un montage de principe, avec un récepteur de radio 3 voies, 1 ou 2 servos (pour vos treuilles), voir quelques relais, pour vous montrer le potentiel de l’Arduino.

En résumé :
- Arduino peut lire les signaux du récepteur radio
- Arduino peut commander les LEDs pour reproduire l’effet d’éclairage, clignotant, feu arrière, etc.
- Arduino peut commander des servos et des sorties relais – et servir de multiplexeur tout comme le fait un Multiplex MultiSwitch

Bien sûr c’est un produit à faire – il faudra adapter le logiciel en fonction de se que l’on faire, et souder les composants au bon fonctionnement de l’ensemble. A cela, je vais vous livrer un exemple de programme de base, et vous donner les liens vers les composants de base … Avec un peu de support, vous pourrez faire votre propre « contrôleur », ou décider d’acheter une solution toute faite du commerce …

Ah d'accord je commence à comprends le fonctionnement de la LED adressable. ça ne s'appelle pas aussi OLED ?
Là je suis en mode apprentissage. Et ma curiosité légendaire ...

J'attends avec impatience la suite.

Franchement si je peux faire moi même et éviter d'acheter bêtement .... je prends.

En revanche parfois j’achète un produit standard le plus simple et le moins cher que je modifie et j'adapte pour gagner du temps et pour faire des trucs plus complexes / sur mesure.

En tous les cas, tu nous offres un formidable occasion d'apprendre de nouvelles choses / techniques

Un grand merci Alexandre !

LA suite... la suite ....enfin quand tu auras du temps...

OLED c'est pour Organic LED. Ce sont des LED principalement utilisées dans les écrans de téléphone portable et quelques TV hors de prix.

Il existe des écran OLED de petite taille (2 à 3 cm de diagonale), que l'on peut utiliser dans des projets électroniques.

http://www.instructables.com/id/Monochrome-096-i2c-OLED-display-with-arduino-SSD13/

Pour l'éclairage RC, je ne vois que les LED (traditionnelle) - et il existe bien assez de variante pour trouver son bonheur (LED simple, LED à contrôleur, LED avec circuit booster, etc.)

Ok pour le OLED, je sais désormais ce que c'est.

Les led adressables et programmables seraient une alternative pour les grandes maquettes.

Voici une mise à jour des nouvelles Led que l'on peut utiliser à ce jour :

Pour ceux qui veulent faire eux mêmes leurs propres montages dans la plus grande simplicité on choisit les leds standards.

Cependant, il existe aujourd'hui de nouvelles LED comme les leds à forte puissance blanches 3V - 1W (au lieu d'un 1/4 de Watt pour les leds standards) :

Forward Current : 300-350mA (contre 20mA pour les leds classiques - > ça consomme mais ça envoi ! Donc on en met moins... finalement on se retoruve surtout pour des engins sur les queles on ne peut pas mettre de barre de toit.
Forward Voltage: 3-3.4V (volage nominal)
Viewing Angle: 140 deg (angle d'éclairage mais il existe des lentilles et réflecteurs pour réduire ou ouvrir l'angle)
Luminous Flux: 100-110LM
Output Power: 0.5~1W
Color Temperature: White: 5700-6300K
Par contre cette LED chauffe et elle nécessite parfois d'un dissipateur vendu parfois avec. A prendre en compte.


Et encore plus petit avec circuit pour souder directement : les Led SMD avec circuit à souder.

Working voltage for 3 to 5 v  (volage nominal avec plus de tolérance de 3v à 5V ! Eviter de prendre sans circuit si on n'y connait rien en électronique)
Working current 40 ma (plus économique que les led à forte puissance)
The weight of the weight: 1 g (5) plus léger même avec circuit
Size: 12.7 * 5.2 * 5.2  
Par contre faudra trouver un réflecteur adapté pour réduire l'angle ou pas....
Mais ça éclaire fort !


Sinon aller vers la Led standard, plus économique en énergie, moins puissante en éclairage.


Les leds standards, à forte puissance et SMD peuvent facilement se monter via circuit simple : alimentation + résistance.

bonjour
je connais bien voir très bien l'arduino (gestion d'un aquarium 640l au complet avec un arduino mega, éclairage 80 watts led 10W,5W et 3W ), mais je ne vois pas comment tu récupères le signal de la radio pour faire clignotant frein j'ai acheté un module chinois pour ma voiture rc mais j'avoue que je l'aurai bien fait avec l'arduino

complicyte a écrit:bonjour
je connais bien voir très bien l'arduino (gestion d'un aquarium 640l au complet avec un arduino mega, éclairage 80 watts led 10W,5W et 3W ), mais je ne vois pas comment tu récupères le signal de la radio pour faire clignotant frein j'ai acheté un module chinois pour ma voiture rc mais j'avoue que je l'aurai bien fait avec l'arduino

Pas besoin d'arduino pour faire la gestion des feux et surtout pas de telles puissances d'allumages pour des crawlers... ça fait pas réaliste et ça bouffe les accus, d'autant plus que c'est hyper compliqué à mettre en oeuvre.

Pour les clignotants tu as 3 solutions :
-solution 1 ouvrir un vieux servo retires le circuit et débranches le moteur du servo sur le circuit. Ensuite tu utilises les fils d'alim du moteur du servo sur le circuit. Selon la polarité (lorsqu'on braque à gauche ou à droite) tu pourras utiliser la tension qui arrive tu auras une alim de 5V (6V ou plus si BEC externe) qui sera tantôt dans un sens pour tourner à gauche et tantôt dans l'autre sens pour tourner à droite. Ce Circuit de servo sans moteur sera à brancher sur ton récepteur. En fait c'est le circuit du second servo qui fera office de controleur des clignotants.

- solution 2 utiliser des "toggle swichs" ou interrupteurs pressoirs qui sont actionnés par la barre de direction. Bon courage pour le montage

- solution 3 : Les circuits d'éclairages. Pour cela il faut tomber sur du bon. Car les circuits d'éclairages noname (pas chinois car ils le sont tous de fabrication) on des programmes farfelues.... Ils n'ont pas su faire simple mais ça fait plus arbre de noel. Tout en sachant qu'aux US et dans d'autres pays, les feux et clignotants sont totalement différents que par chez nous.... Les pauvres ne savent pas qui privilégier.... d'où le choix de programmes farfelues.

Pour les feux de stop j'ai pas pensé....

Pour les feux de recul c'est facile, on utilise les fils d'alim du variateur au moteur et dont la polarité s'inverse en fonction de la position des gaz. Il faut juste brancher sur la position en marche arrière pour avoir les feux de recul.

Perso, les clignotants et feux de recul s'allument de façon intempestives surtout lorsqu'on est en mode crawl difficile où on fait pas mal de manoeuvres et sur un terrain/parcours inconnu, ça s'allume de partout. Pour que l'effet de lumière soit joli, il faut rouler à de très base vitesses, et être hyper précis avec la direction et les gaz afin d'éviter l’allumage intempestif des clignotants et feux de recul.

Pour ma part j'utilise déjà les feux avant, feux de brouillards, les spot de toit + feux arrière. ça suffit humblement. car sur mes engins j'en ai entre 15 et 23 leds allumées en permanence.... ça suffit je pense....  

Le signal de la radio est décodé par le récepteur - ce dernier fournis les signaux des différentes voies sous la forme d'un signal à largeur d'impulsion variable (PWM).



Regardes sur cette page Wikipedia :  https://en.wikipedia.org/wiki/Servo_control

Tu peux décoder ce signal avec un Arduino, des librairies plus-ou-moins bien faites existent pour cela.
Si tu utilises un petit Arduino (type Pro Mini), il est possible d'intégrer facilement un montage, sous la carro ou directement sur le châssis.

Voici un exemple de programme Arduino, qui utilises deux voies d'un récepteur pour en commander les deux moteurs d'un Char RC: https://github.com/rcfree44/RC_Tank/
C'est une réalisation perso, et c'est libre de réutilisation, mais à tes risques et périls

complicyte a écrit:bonjour
je connais bien voir très bien l'arduino (gestion d'un aquarium 640l au complet avec un arduino mega, éclairage 80 watts led 10W,5W et 3W ), mais je ne vois pas comment tu récupères le signal de la radio pour faire clignotant frein j'ai acheté un module chinois pour ma voiture rc mais j'avoue que je l'aurai bien fait avec l'arduino

louloux44 a écrit:
Pour les clignotants tu as 3 solutions :
-solution 1 ouvrir un vieux servo retires le circuit et débranches le moteur du servo sur le circuit. Ensuite tu utilises les fils d'alim du moteur du servo sur le circuit. Selon la polarité (lorsqu'on braque à gauche ou à droite) tu pourras utiliser la tension qui arrive tu auras une alim de 5V (6V ou plus si BEC externe) qui sera tantôt dans un sens pour tourner à gauche et tantôt dans l'autre sens pour tourner à droite. Ce Circuit de servo sans moteur sera à brancher sur ton récepteur. En fait c'est le circuit du second servo qui fera office de controleur des clignotants.

hélas pour la solution 1 elle n'est pas exact c'est le décalage de l'impulsion sur le servo qui donne la direction voir le post d'Alexandre44 qui est exact et non pas une inversion de polarité ce qui complique de beaucoup le décodage du montage

oui j'avais déjà vu le décodage du système de servo mais décodé un pwm sur arduino n'est pas simple même avec les quelques librairy c'est beaucoup de programmation, d'essai pour un truc que l'on achète moins de 10 euros avec les câbles et les leds

Ah méaculpa pour la solution 1 alors.... je ne savais pas, c'était juste une supposition et j'avais précisé dans le tuto que j'avais pas essayé.


Il te reste la solution 2 qui est hyper simple à mettre en place et ça Nicolas le Banni l'avait fait.

louloux44 a écrit:
- solution 2 utiliser des "toggle swichs" ou interrupteurs pressoirs qui sont actionnés par la barre de direction. Bon courage pour le montage

Sinon je maintiens mon avis concernant l'utilisation et inconvénients des clignotants et feux de recul et stop ci dessous :

louloux44 a écrit:
Perso, les clignotants et feux de recul s'allument de façon intempestives surtout lorsqu'on est en mode crawl difficile où on fait pas mal de manoeuvres et sur un terrain/parcours inconnu, ça s'allume de partout. Pour que l'effet de lumière soit joli, il faut rouler à de très base vitesses, et être hyper précis avec la direction et les gaz afin d'éviter l’allumage intempestif des clignotants et feux de recul.

Pour ma part j'utilise déjà les feux avant, feux de brouillards, les spot de toit + feux arrière. ça suffit humblement. car sur mes engins j'en ai entre 15 et 23 leds allumées en permanence.... ça suffit je pense....  

oui je pense qu'il va être sans éclairage (je pense pas roulé la nuit) ni clignotant ni feux stop ni recul (sauf si bien sur la gendarmerie est dans les lieux ou l'on roule) ce sera plus simple mon hsp a déjà le montage mais pas la tamiya

Faut juste les éclairages standard et pour cela pas besoin de circuit.... faut juste suive le tuto pour se les monter soit même....

complicyte a écrit:
oui j'avais déjà vu le décodage du système de servo mais décodé un pwm sur arduino n'est pas simple même avec les quelques librairy c'est beaucoup de programmation, d'essai pour un truc que l'on achète moins de 10 euros avec les câbles et les leds

Oui, il ne faut pas le faire pour "gagner de l'argent" mais plus si on a un besoin qui n'est pas remplis pour un module standard - et à bas coût. Tu peux aussi le faire pour le plaisir ou la satisfaction d'apprendre !

Regardes le source suivant, il décode 2 ou 3 canaux de radio (PPM/PWM) pour Arduino Uno/Pro/Mega:
https://github.com/rcfree44/RC_Tank/blob/master/ServoCmd_Input.cpp

Pour gérer son propre système d'éclairage, j'ai commencé un bout de code :
https://github.com/rcfree44/RCScaleController/blob/master/RCScale_Lights/RCScale_Lights.ino

Mais bon, j'ai arrêté ce projet car je ne suis pas un passionné des éclairages
Ceci étant, je peux te donner du code et de l'expérience, si tu as besoin d'aide

pour ma part ce serait plus par satisfaction
pour le premier, le programme utilise les interruptions
je suis pas forcement fan sauf si ce n'est que pour cela
quand a ton programme il y a une librairy ? qui sert a quoi ?
des leds RGB pour avoir quel résultats ?
et tu n'as pas utilisé le pwm pour avoir un éclairage variable en intensité (phare code) par exemple
mais il est très simple Bravo

Ah oui c'est vrai que j'ai oublié de publier la librairie "LIBcommon" (qui contient quelques bricoles "communes" entre mes différents projets).
Bon, c'est maintenant corrigé et le dépôt "RC_Tank" est à jour.
https://github.com/rcfree44/RC_Tank

La gestion des interruptions est - quasi - obligatoire pour avoir un code qui soit facile à intégrer, et performant.
Sinon, tu dois faire du "polling" (de la scrutation d'état) et c'est très contraignant - à réserver pour les codes simples ou les cas spéciaux.

Pour les LEDs RGB, j'ai trouvé cela sympathique car tu n'as pas besoin d'avoir 3 sorties PWM par LED, ici toutes les LEDs sont gérés sur un même "bus" (fil unique) et se partage une alimentation commune assez "simple" (5V pour tous, il me semble). Tu peux donc assez facilement et rapidement te câbler un jeu de LEDs totalement contrôlable (en intensité, et durée d'allumage).

Finalement, mon code d'exemple qui n'est pas terminé. Regardes du côté du projet Arduino "Fast LED", si tu veux voir de vrai programme d'exemple de gestion des LEDs RGB: http://fastled.io/

il est vrai que je n'ai pas utilisé les interruptions pour mon programme de gestion d'aquarium mais j'ai les informations que traite l'arduino n'ont pas besoins d'un retour rapide (température, dureté de l'eau ,gestion de l'heure et puissance d’éclairage )
les interruptions je les utilise souvent quand même quand il faut de la réactivité sur une information (but de l’interruption)
je m’éloigne du post
merci pour la librairy
avec toutes ces infos j’hésite a me lancer dans éclairage de mon futur crawler