Il n'en reste pas moins que c'est ce projet qui m'a amené parmi vous, et comme il avance un peu, notamment grâce aux informations que j'ai trouvé ici (et ailleurs aussi hein...faut pas délirer...), je vous tiens..."au jus" !
Mon objectif : faire un truc chiadé, qui à ma connaissance n'existe pas.
Le NON objectif (mais presque) : faire des économies (mais faut quand même que ça reste raisonnable).
Explications !
On trouve sur le marché en gros trois types d'éclairage pour les bacs (on dit bac dans le milieu, pas aqua !)
=> Les tubes fluo, T8 ou T5, généralement sous trois teintes : "rouge" (plantes, 3500 K), "nature" (6500 K), "lumière du jours" (10 000 K). Ces tubes durent 9 mois à un an. Au delà, la variation chromatique commence à poser problème. On trouve souvent ces tubes pour une vingtaine d'euros (T5 de Juwel ou JBL par exemple). Pour un bac de 180 litres théoriques (RIO 180 de Juwel), on a 2 tubes de 89cm, soit 90 Watts pour 140 litres d'eau "réel". On peut aussi remplacer ces systèmes à tube par des lampes à décharge (HQI), mais on reste dans le domaine de la lampe "traditionnelle". L'éclairage n'est que faiblement modulable (allumage progressif des tubes ?) mais la luminosité est excellente.
=> Les solutions maisons à base de reglettes de LEDs 5 à 10 mm. On commence à en voir un peu partout, surtout pour les bacs récifaux ou on a besoin d'un éclairage très bleu, couplé à des UV sélectifs (nécessaires aux coraux). On trouve un peu tout et n'importe quoi : du montage fait avec les moyens du bord qui produit le stricte minimum et seulement la nuit, aux solutions qui éclairent pas mal, mais sont peut ou mal contrôlées. Reste que vu la puissance lumineuse produite par les solutions, on est vraissemblablement dans un domaine des LEDs "poussées à fond", et la longévité de ces systèmes me semble douteuse. Le simple fait qu'on ne puisse pratiquement trouver des LEDs compatibles avec ces applications QUE sur eBay me laisse perplexe.
=> Une (je n'en ai pas trouvé d'autre) solution commercial "Lumirium", qui propose de remplacer le couvercle d'un bac par une rampe équipée de LEDs Lumileds (des K2 si je ne m'abuse), optionnellement pilotée par un circuit qui gère un cycle complet jours / nuit, clair de lune inclu. Ce n'est pas si cher que ça (il suffit de calculer le cout de reviens des LEDs pour un particulier pour s'en convaincre), mais ça a selon moi un gros défaut : c'est dédié à un bac, et le propre de l'aquariophile, c'est qu'il aime bien "passer à plus grand"...donc ça me pose un problème. Par ailleurs, ce système dans sa version "intelligente" n'est que très peu flexible. Exemple : les horaires sont fixes dans la programmation. On ne peut que choisir la nature du clair de lune.
Ces constatations m'ont amené à vouloir faire mon propre système, qui doit suivre le cahier des charges suivant :
=> Eclairage par LED, permettant de gérer à volonté la teinte, le niveau du flux lumineux, etc...type Lumirium.
=> Solution "par élément modulable", permettant de s'adapter à différents bacs, et autorisant un minimum d'évolutivité sans remettre tout l'investissement en cause, comme on le ferait avec des tubes : bac plus grand = on ajoute des tubes !
=> Consommation électrique inférieure ou égale (au pire) à la solution actuelle de mes T5 : 90 watts.
=> Solution autonome au quotidien : l'éclairage fonctionne tout seul, sans manipulation. Néanmoins, possibilité de déclencher par quelques commandes par bouton les opérations suivantes : allumage rapide (gradation accélérée vers le point "lumière de midi"), extinction rapide (gradation accélérée vers le point ZERO lumière), mode forcé "ON" (ignore la programmation et reste en lumière de midi), mode forcé "OFF" (ignore la programmation et reste sur ZERO), mode "DEMO" : effectue en accéléré un cycle complet jours / nuit, par exemple sur 5 minutes, pour mettre en évidence la programmation.
=> Solution flexible programmable, totalement configurable via une application sur PC, liaison USB !!! Lorsque le PC sera branché et l'appli de configuration lancée, le système passera en mode esclave. Il autorisera la programmation intégrale du cycle jours/nuit, le test des équipements lumineux, etc, le tout en "live".
C'est donc un projet assez ambitieux, mais je suis déjà bien avancé.
J'ai réalisé cet été différents tests à base des LEDs 5mm, AVAGO, CREE...pour me rendre compte que, finalement, on ne peut pas arriver à un résultat correcte en utilisant des LEDs de ce type dans leurs conditions nominales. Pour éclairer une surface de 0.4 m² (1 m * 0.4 m, c'est mon bac) sur une profondeur d'eau de 50 cm, il aurait fallu près de 3 000 LEDs ! C'est possible, mais cela pose des problèmes de réalisation dans son ensemble, et ça n'est pas compatible avec mon cahier des charges. Pour obtenir mieux il aurait fallu se tourner vers des LEDs poussées à leurs limites, ce que je ne voulais pas faire !
Je me suis donc tourné vers la solution de LEDs haute luminosité. Cherchant à obtenir à la fois un rendement en lumens élevé ET un chaux de teintes approprié, j'ai sélectionné la série REBEL, que je vais piloter en 700 mA.
Actuellement, je suis en phase de prototypage.
J'ai préparé un typon qui contient 5 PCB : 4 sont identiques, et correspondent aux 4 drivers nécessaires à la réalisation d'un spot d'éclairage. Le cinquième est le circuit qui contiendra la logique de pilotage.
Je part donc sur le principe de réaliser 4 "spots" de 30 * 10 cm. Chaque spot contient 4 teintes permettant de jouer sur le rendu final : blanc chaud, blanc froid, bleu, rouge. Les dosages respectifs dépendront du "moment de la journée", des besoins en lumière des plantes (photosynthèse), etc. Les 4 spots seront reliés par 4 fils à une centrale déportée.
La centrale contiendra une alimentation à découpage capable de fournir du 12 volts sous un nombre élevé d'ampères. Il faut prévoir 3 à 4 ampères par spot : 4 * 0.7, plus une bonne marge.
La centrale embarquera un PIC (série 24) qui intègre une horloge temps réel et support le bus USB. RAM et FLASH sont compatibles (dans leur dimension) avec l'application visée. Il me faudra aussi ajouter une EEPROM (stockage du programme) sur un des canaux I2C.
La centrale pilotera chaque spot via 2 fils (bus I2C). Les deux autres fils de liaison véhiculent la puissance sous 12V. La centrale gèrera les boutons de commande, la reprogrammation du firmware des spots (gestion des upgrades logiciels), etc...Elle saura piloter un nombre variable de spots, la limite étant plus liée à la puissance de l'alimentation, que je pourrais remplacer si j'ai besoin d'ajouter des spots.
Chaque spot embarque un 16F690. J'avais besoin d'un chip simple, mais compatible avec un pilotage I2C. Le 16F677 aurait suffi, mais je voulais aussi avoir de la place en flash pour charger de grosses tables de données....Et puis je les avais commandé alors
PicKit2 en main, j'ai réalisé la partie principale du programme du 16F690 ce week-end. Fait du hasard, Microchip commercialise une carte de test équipée du 16F690 et de 4 LEDs rouge ! Je me suis donc amusé à piloter par modulation d'impulsion ces 4 LEDs. Cette partie est au point. Je sais moduler l'intensité par pallier (pour l'instant j'ai prévu des pas de 5%).
Il me faut ajouter la partie I2C pour dialogue avec le "maitre".
Côté drivers, j'utilise des LM3404 entouré de composants appropriés, en fonction de chaque canal de lumière.
Si tout va bien, demain je grave le PCB. J'assemblerai ensuite un prototype complet. Je dois pour cela attendre l'arrivée des 40 LEDs REBEL que j'ai commandé au Canada (livraison courant septembre). J'ai commandé déjà toutes les LEDs làbas pour économiser un peu (80 € au total).
La question de la dissipation de la chaleur reste ouverte. J'ai un dissipateur pour faire mes tests, qui affiche 1.75° / W. Ca sera normalement trop élevé, car je risque d'afficher 55° de plus que la température ambiante, soit près de 75° en temps normal. La température de surface d'un tube T5 est de l'ordre de 50°, donc là ça fait plus chaud, et ca devient un problème. Par ailleurs, une fois mis dans le plexy qui formera le boiter, je vais me retrouver avec un air très chaud environnant les composants...les boitiers doivent être étanches ! Je devrais donc me tourner vers des dissipateurs plus efficaces, mais devant rester dans un encombrement raisonnable.
J'ai trouvé des modèles qui iraient (bien que bcp plus cher) et qui affichent 0.04° / W...sous ventilation forcée ! Pas moyen de savoir ce que donneraien ces rad sans ventilateur. Si vous avez une idée à ce sujet, je suis preneur. Sinon, si vous me trouvez un rad qui fait 30 cm * 10 cm, pas plus de 32 mm d'épaisseur, et moins de 1° / W, je suis preneur.
Voilà, vous avez les grandes lignes de tout ce projet.
Je suis preneur de tous les commentaires, idées, suggestions, remarques...et je vous montrerais ce que ça donne au fur et à mesure que j'avancerais dans la réalisation.
AHF
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Merci, et très beau boulot, (j'ai toujours pas pu tout lire en entier^^)