Projets:Perso:2015:LedTube

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LED TUBE. Un afficheur led RGB de forme cyclindrique
Auteur Laurent (C)
Date de proposition 13/10/2015
Tags du projet led rgb ecran
Lieu d'utilisation final Electrolab
Utilisateur final Electrolab
Type de projet

Projet personnel de Laurent (C)

Projet LED TUBE. Un afficheur led RGB de forme cyclindrique

La technologie est mure pour réaliser facilement ce "display"
C'est une première étape simplifiée pour aller vers un afficheur sphérique.



Un projet que je traine depuis plus de 20 ans.
Il s'agit d'un projet à but purement esthétique et artistique.
Rien de très original, mais ça devrait décoiffer
Pour afficher en principe des images non figuratives. La première raison étant que la résolution ne sera pas très élevée.
A l'origine, mon projet était une sphère. Mais cela reste encore particulièrement problématique globalement.
Sera offert à l'électrolab pour sa déco.
Peut aussi faire office d'éclairage très luxueux.
Pas de Feature Creep. KISS. Je préférerai toujours la solution la plus simple qui laissera le code compréhensible
Pas de compromis sur la performance.

Spécifications, Requis

  • Systeme d'affichage à LEDs cylindrique esthétique
  • Séparation claire entre le calculateur d'image (générateur) et le driver des leds par utilisation de deux processeurs. Communication entre les deux par 3 bus SPI en parallele. Utilisation de DMAs. Ils seront routés, mais dans un premier temps, le firmware communiquera par une liaison série basique.
  • Le système doit être capable d'assurer un affichage hyper fluide pour des translations à toutes vitesses → filtrage optimal par le driver de leds.
  • Affichage à 60Hz.
  • Le système doit avoir une interface WIFI.
  • Le système doit avoir un mode veille low power et un allumage/extinction par WIFI.
  • Par defaut, le systeme affichera 3 logos Space Invader (120° entre les logos). Un rouge, un vert, un bleu. Tournant à 1 tour par seconde.

Like to Have

  • Quelques modes d'auto-génération d'images
    • Par exemple effet plasma (http://www.bidouille.org/prog/plasma), simulation de réaction chimique cyclique, machine de turing à deux dimensions, logo electrolab, etc...
    • Le mode lampe de base se fait en envoyant des images blanches !

Choix techniques & Dimensionnement

  • Structure porteuse métallique cylindrique ajourée pour passage au travers des leds (petits carrés de 5mm de coté). Les bandes de leds sont placées à l'intérieur du cylindre.
  • Surface de projection : cylindre circonscrit en matériau translucide légèrement plus grand que le cylindre métallique. A 4mm de distance environ, ce qui fait que les cônes d'émission des leds vont tout juste se recouvrir. Il faut que ce cylindre soit d'épaisseur parfaitement uniforme, sinon, il y aurait assombrissement local. La conséquence est qu'on ne peut pas obtenir cela avec une simple feuille de polyphane (cf rougie et plé) enroulée. Il va donc falloir trouver ça en premier, et que ce soit compatible avec les diamètres de tôles perforées possibles en partant de tôles avec perçages de pas standard.
  • Cylindre métallique ajouré de 1m de circonférence. (Pi*0.318=1).
  • Environ 0.3m de hauteur Ce qui fait vu de loin une section carrée.
  • Exploite des bandes de leds de 1m. 60 leds par mètre. Exploite le chip/led WS2812B alimenté en 5V (60mA/led)
  • Soit une résolution de 60x19, arrondi à 60x20 pour avoir un format d'image 3x1
  • Pixels placés en grille carrée simple ou en grille hexagonale (recouvrement des cônes d'émission plus uniforme). A décider.
  • Alimentation. Peut-être alim de PC. Ou alim 12V sans ventilo (donc silencieuses). Il y a aussi des fournisseurs d'alim 12V dédiée pour ce type de besoin, au moins jusqu'à 600 Watts.
  • Feuilles de calcul pour le dimensionnement global
  • Si alim PC utilisée, l'intérêt est que cela permet de piloter l'allumage de l'alim PC et donc d'avoir un mode veille low power et un allumage/extinction par wifi.
  • Autres choix techniques

Zenos a indiqué que percer 1200 trous dans du métal pourrait nécessiter 50 forêts. Il a recommandé de plutôt se procurer des tôles perforés (par poinçonnage). Exemple de fournisseur : gantois.

Le cylindre

Discussions à l'electrolab pour trouver des synergies

Il semble que quelqu'un a un projet de génération d'image actuellement. Peut-être que ce pourrait être son display ?
On pourrait aussi y brancher le générateur d'image milk machin truc qui était passé à l'électrolab il y a environ 4 ans ?

Interfaces

  • Au minimum, une interface WIFI basique UDP/IP RAW sera offerte pour y injecter des images et envoyer des commandes.
    • Pourrait utiliser le ESP8266.
  • Le système ne peut recevoir que les choses suivantes
    • des images en RAW
      • en une seule trame UDP pour les images fixes
    • une commande d'initialisation de la translation (nombre flottant 32 bits dans [0..1]. Si en dehors de [0..1], le système prendra le modulo flottant).
      • Par UDP
    • un vecteur vitesse de translation horizontale (nombre flottant 32 bits). En tours par seconde. Peut être positif ou négatif.
      • Par UDP
  • Pas de notion de sprites. Pas de notions de couches superposées transparentes. On va pas refaire le chipset de l'amiga.

Nice to Have

  • connexion TCP pour envoyer une séquence d'images

Liste des composants

Leds RGB

il y aurait aussi ça, mais c'est trop de travail de cablage.


Connecteurs

JST SM

Convertisseurs 12V->5V efficaces

"It is commonly used in LED display"

Alim PC
On exploite la sortie 5V et les sorties 12V pour les leds
On exploite la sortie 5VSB (disponible en veille) pour le calcul/CPU/WIFI

Processeurs
On se lâche. 2 STM32F745VG. Dont un pour driver l'afficheur. Le but est de pas se prendre la tête avec la puissance de calcul, sachant que le prix des processeurs est négligeable par rapport au reste. Ça permet aussi d'envisager des traitement d'image optimaux (filtrage).

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