Piles et accus pour alimenter des Pixels-Estimation

Combien de temps mon bloc pile va t-il fonctionner?

C'est une estimation terriblement difficile à faire! Parfois, la seule façon d'y arriver est de brancher l'ensemble avec de toutes nouvelles piles et de surveiller l'horloge pour voir combien de temps le montage va fonctionner. Une fois que les LEDs commencerons à fonctionner de façon erratique, vous aurez le temps de fonctionnement maximal de votre projet.

Pourquoi est-ce si difficile à prédire?

Les LEDs digitales fonctionnent rarement en couleur fixe — elles sont généralement animmée (passe d'une couleur à l'autre). Il est possible d'estimer la consommation dans une configuration fixe mais une animation fait varier le flux du courant en permanence.

Il arrive aussi que les fabricants de piles sur-estime la capacité de leur piles ou expriment cette capacité dans des conditions d'utilisation idéale.

Par où commencer?

Essayez de trouver la fiche technique de vos piles! Vous devriez la trouver sur le site web du fabricant ou sur le site d'un vendeur comme Digi-Key. Le plus facile est encore d'utiliser un moteur de recherche. Vous trouverez un graphique similaire à celui ci-dessous dans la plupart des fiches techniques de pile.

Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com

Ce graphique indique les fluctuation de tension d'une pile en rapport avec son temps de fonctionnement.

Ce graphique reprend plusieurs courbes de décharges (plus vous consommez de courant... de Watt... et plus vite sa tension chutera).

Vous pouvez également constater que le temps de fonctionnement d'une pile n'est pas directement lié à la consommation. La toute dernière ligne (la plus faible consommation, à 1/4 W) à une durée de vie largement doublée par rapport à la courbe précédente. Avec une configuration fixe (sans animation), il est donc possible de prévoir le temps de fonctionnement raisonnable en regardant quand la pile se décharge jusqu'à la tension minimal de fonctionnement (soit 4.5 Volts minimum/4 piles = 1.125 Volts par pile).

Encore une fois, cela n'est pas valable dans le cas des animations LEDs puisque la quantité de courant peut fortement varier d'une moment à l'autre (cela signifie que votre montage passe d'une courbe à l'autre en fonction du courant consommé à un instant précis). Avec un courant de consommation moyen, vous pourriez obtenir une estimations grossière... mais rien de plus précis.

Les fiches techniques reprennent également la capacité de la pile en mAH (milli-ampères Heure) - il arrive également que cette information soit imprimée directement sur la pile.

Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com

Le courant utilisé par une LED peut être mesuré en milli-ampères (mA). En règle générale, nous utilisons 20 mA comme référence pour une simple LED à pleine luminosité. Chaque "pixel couleur" contient 3 LEDs (une pour chaque couleur fondamentale rouge, vert et bleu). Cela fait un total de 60 mA par pixel lorsqu'il éclaire en blanc à pleine luminosité. Si nous laissons cette LED dans cet état d'éclairage pendant une heure, nous allons utiliser 60 milliAmpère-heure (60 mA × 1 heure = 60 mAh). Si nous utilisons une pile de 2100 mAh, nous pourrions espérer faire fonctionner un pixel en continu pendant 35 heures avant que la pile soit épuisée (2100 mAh / 60 mA = 35 heures).

Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com

Mais un simple Pixel est rarement maintenu à pleine luminosité (puissance) pendant des heures. Il s'agit généralement d'un mélange de niveaux de luminosité différents, certains Pixels sont entièrement éteind, d'autres faiblement éclairées et d'autres à pleine puissance et ces états changes plusieurs fois par secondes. C'est pourquoi il faut utiliser une estimation raisonnable. Comme "moyenne", en faisant fonctionner un code de test, il y a dix LEDs constamment allumées et la moyenne du mixage des couleurs représentes 75% du niveau de luminosité maximale. Si l'on utilise la règle des “60 mA par pixel”, cela réprésente 60 mA × 0.75 = 45 mA de moyenne par Pixel. 45 mA × 10 pixels = 450 mA. Si on laisse fonctionner le projet en continue avec une série de pile de 2100 mAh, cela donne 2100 mAh / 450 mA = 4.66 heures.

Pour compliquer un peu les choses, le matériel de pilotage des LED du Pixel consomme également un peu de courant, même si le Pixel est éteint. Chaque contrôleur consomme environ 2 mA en plus. Pour un ruban de 25 Pixels, cela représente environ 50 mA (même en état de repos). Vous pourriez avoir besoin d'intégrer ce facteur pour calculer vos estimations. Il ne faut pas oublier la puissance consommée par le microcontroleur qui pilote le projet... environ 25 mA pour un Arduino ou similaire. Nous allons donc ajouter 75mA à l'estimation précédente. Cela donne 2100 mAh / 525 mA = 4 heures.

Si vous disposez d'un bon multimètre avec un mode d'enregistrement du courant moyen, ce dernier deviendra votre nouveau meilleur ami, parce qu'il réalisera notre estimation sur base de lecture des valeurs réelles. Cette fonctionnalité n'est généralement accessible que sur des multimètres haut de gamme.

Si vous désirez pousser plus loin la précision des estimations, souvenez vous que la capacité des piles est souvent idéalisée. Il faut donc réviser la capicité pour qu'elle soit plus proche de la réalité. Considérons que la réalité est à environ 80% de la capacité mentionnée. Cela donne 2100 mAh × 0.8 = 1680 mAh. Et 1680 mAh ÷ 525 mA = 3.2 heures.

Comme vous pouvez le constater, le processus d'estimation fait intervenir pas mal de spéculations et d'astuce (truc). C'est pourquoi nous pensons qu'il est parfois plus facile de brancher les brancher les piles et de garder un oeil sur l'horloge ;-)

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Source: Battery Power for LED Pixels ans Strips créé par Phillip Burgess pour AdaFruit Industries. Crédit AdaFruit Industries

Traduit par Meurisse D. pour MCHobby.be

Traduit avec l'autorisation d'AdaFruit Industries - Translated with the permission from Adafruit Industries - www.adafruit.com

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