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
But single pixels are seldom left on at full brightness for hours. Usually there’s some combination of brightness levels being mixed, some number of pixels are off entirely, and these states may change many times per second. That’s why we just use reasonable estimates, as in “On average, running this code, I think there’s about ten pixels on at any given time, and the average color mix represents a brightness level of 75%.” Starting with the “60 mA per pixel” rule of thumb: 60 mA × 0.75 = 45 mA average per pixel. 45 mA × 10 pixels = 450 mA. Left to run continuously, with a 2100 mAh battery pack, 2100 mAh ÷ 450 mA = 4.66 hours.
Complicating matters further, the LED driver chips themselves use a tiny bit of current, even when the LEDs themselves are “off.” Each chip needs about 2 mA extra…for a strand of 25, it’s using about 50 mA just in this idle state. You may want to factor this into your estimation. Oh, and we forgot to mention power use for the microcontroller that’s driving all this…about 25 mA or so for an Arduino. So we’ll add about 75 mA to the above estimate: 2100 mAh ÷ 525 mA = 4 hours.
If you have a really nice multimeter with an average current recording mode, it will be your new best friend, because it’s doing this based on actual readings. But this capability is usually present only in high-end meters.
You may also want to add some “engineering overhead” to your estimate. Remember what was said about battery capacity often being idealized. So we’ll de-rate the battery by a bit, let’s assume reality is about 80% of the stated capacity: 2100 mAh × 0.8 = 1680 mAh. 1680 mAh ÷ 525 mA = 3.2 hours.
As you can see, there’s an awful lot of fudging and speculation in this process. This is why we say it’s easiest sometimes just to plug in some batteries and keep an eye on it!
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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