Projecteurs RGB LED extérieurs DMX – Abordables et haute performance

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Arduino Nano R3	×1
Adafruit PCA9685 16 canaux PWM I2C	×1
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• Freestyler DMX Control

À propos du projet

Salut ! J'avais déjà beaucoup de lumières pilotées par DMX à l'intérieur, mais je voulais aussi en avoir à l'extérieur. Les projecteurs RGB DMX sont plutôt chers (200-300€ l'unité), alors j'ai cherché des alternatives.

J'ai trouvé des projecteurs RGB LED à télécommande IR très abordables (environ 8€ / 10W RGB). Il suffisait de les convertir pour qu'ils comprennent le protocole DMX.

Pour réduire les coûts et l'encombrement, les 5 projecteurs partagent un seul « cerveau » Arduino dans un boîtier séparé. Chaque projecteur possède un PCB source de courant constant 3 canaux piloté par PWM et un connecteur D-Sub 9. Ce PCB s'insère parfaitement dans le petit compartiment sous le projecteur. Chaque canal LED est réglé à 350 mA.

Les 5 projecteurs sont connectés à un boîtier central contenant :

• Alimentation 12V 3,5A
• Chargeur téléphone 12V → 5V
• Arduino Nano sur PCB personnel pour convertisseur DMX (RS485)
• Extension PWM Adafruit 16 canaux sur I2C
• Récepteur DMX sans fil
• PCB de distribution pour câbles ruban D-Sub
• Beaucoup de colle chaude pour l'étanchéité

Le système a survécu 3 semaines sous de fortes pluies, l'étanchéité tient bon.

Le PCB où est monté le Nano est universel pour tous mes projets DMX : il convertit les signaux bus DMX vers l'Arduino, et fait office de breakout pour le bus I2C et/ou les 6 canaux PWM avec MOSFETs (BUZ11). Je l'ai aussi utilisé avec les MOSFETs pour convertir des lampes intérieures en DMX.

Au final : 5 lampes pilotées individuellement (ici pour ma rambarde en verre), contrôlées via DMX sans fil depuis un PC / téléphone mobile.

Dans les téléchargements, vous trouverez les fichiers Eagle pour les PCB, mon sketch Arduino et le fichier de définition de la lampe pour le logiciel de contrôle PC Freestyler.

Les adresses DMX sont codées en dur : adresse de départ 200, puis 5×3 canaux R, G, B sans canal de gradateur.

Dans le sketch, j'ai dû ajuster les valeurs des canaux rouges car la LED rouge est bien plus lumineuse que le vert et le bleu, ce qui empêchait d'obtenir un blanc pur.

Un sketch alternatif pour test/débogage permet de définir les valeurs RVB directement via le terminal de l'IDE Arduino.

Coût total pour 5 lampes : environ 110€ (pièces via Reichelt.de, PCB via platinenbelichter.de – grandement recommandé !).

N'hésitez pas à modifier et optimiser !

À bientôt,
Sebastian

Code

Version DMX (Arduino)

// 15 PWM sur 5 LEDs RGB / Adresse DMX de départ 200 / 5x 3 canaux R G B
#include <Conceptinetics.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_PWMServoDriver.h>

Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver();
#define DMX_SLAVE_CHANNELS 15
DMX_Slave dmx_slave(DMX_SLAVE_CHANNELS);

int channel[16], channelOut[16], value[16];
int ch = 0, red = 0, green = 0, blue = 0;

void setup() {
  Wire.begin();
  pwm.begin();
  pwm.setPWMFreq(120); // Fréquence PWM max
  
#ifdef TWBR
  uint8_t twbrbackup = TWBR;
  TWBR = 12; // Passage à 400 KHz I2C !
#endif

  dmx_slave.enable();
  dmx_slave.setStartAddress(200);
  
  // Éteindre toutes les LEDs au démarrage
  for (int i = 0; i <= 14; i++) {
    pwm.setPWM(i, 4096, 0);
  }
}

void loop() {
  // Entrée DMX
  for (int j = 0; j <= 14; j++) {
    channel[j] = dmx_slave.getChannelValue(j + 1);
  }
  
  // Ajustement fin des couleurs (réduction rouge)
  channelOut[0] = map(channel[0], 0, 255, 0, 1400); // Rouge LED 1
  channelOut[1] = map(channel[1], 0, 255, 0, 4095); // Vert LED 1
  channelOut[2] = map(channel[2], 0, 255, 0, 4095); // Bleu LED 1
  channelOut[3] = map(channel[3], 0, 255, 0, 1400); // Rouge LED 2
  channelOut[4] = map(channel[4], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[5] = map(channel[5], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[6] = map(channel[6], 0, 255, 0, 1400); // Rouge LED 3
  channelOut[7] = map(channel[7], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[8] = map(channel[8], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[9] = map(channel[9], 0, 255, 0, 1400); // Rouge LED 4
  channelOut[10] = map(channel[10], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[11] = map(channel[11], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[12] = map(channel[12], 0, 255, 0, 1400); // Rouge LED 5
  channelOut[13] = map(channel[13], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[14] = map(channel[14], 0, 255, 0, 4095);
  
  // Assignation des valeurs
  for (int i = 0; i <= 14; i++) {
    if (channelOut[i] == 0) {
      pwm.setPWM(i, 4096, 0);
    } else {
      pwm.setPWM(i, 0, 4095 - channelOut[i]);
    }
  }
}

Version entrée USB (Arduino) – Pour test/débogage

// 15 PWM sur 5 LEDs RGB
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_PWMServoDriver.h>

Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver();

int channel[15], channelOut[15], value[15];
int ch = 0, red = 0, green = 0, blue = 0;

void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Waiting for input: LED, R, G, B, [each 0-255]");
  pwm.begin();
  pwm.setPWMFreq(120);
  
#ifdef TWBR
  uint8_t twbrbackup = TWBR;
  TWBR = 12;
#endif
  
  for (int i = 0; i <= 14; i++) {
    pwm.setPWM(i, 4096, 0);
  }
}

void loop() {
  // Entrée couleur via série
  while (Serial.available() > 0) {
    ch = Serial.parseInt();
    red = Serial.parseInt();
    green = Serial.parseInt();
    blue = Serial.parseInt();
    if (Serial.read() == '\n') {}
    
    ch = constrain(ch, 0, 4);
    red = constrain(red, 0, 255);
    green = constrain(green, 0, 255);
    blue = constrain(blue, 0, 255);
    
    Serial.print("new values: LED="); Serial.print(ch);
    Serial.print(" R="); Serial.print(red);
    Serial.print(", G="); Serial.print(green);
    Serial.print(", B="); Serial.println(blue);
  }
  
  // Assignation selon le numéro de LED
  switch (ch) {
    case 0: channel[0]=red; channel[1]=green; channel[2]=blue; break;
    case 1: channel[3]=red; channel[4]=green; channel[5]=blue; break;
    case 2: channel[6]=red; channel[7]=green; channel[8]=blue; break;
    case 3: channel[9]=red; channel[10]=green; channel[11]=blue; break;
    case 4: channel[12]=red; channel[13]=green; channel[14]=blue; break;
  }
  
  // Ajustement fin (identique version DMX)
  channelOut[0] = map(channel[0], 0, 255, 0, 1400);
  channelOut[1] = map(channel[1], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[2] = map(channel[2], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[3] = map(channel[3], 0, 255, 0, 1400);
  channelOut[4] = map(channel[4], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[5] = map(channel[5], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[6] = map(channel[6], 0, 255, 0, 1400);
  channelOut[7] = map(channel[7], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[8] = map(channel[8], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[9] = map(channel[9], 0, 255, 0, 1400);
  channelOut[10] = map(channel[10], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[11] = map(channel[11], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[12] = map(channel[12], 0, 255, 0, 1400);
  channelOut[13] = map(channel[13], 0, 255, 0, 4095);
  channelOut[14] = map(channel[14], 0, 255, 0, 4095);
  
  for (int i = 0; i <= 14; i++) {
    if (channelOut[i] == 0) pwm.setPWM(i, 4096, 0);
    else pwm.setPWM(i, 0, 4095 - channelOut[i]);
  }
}

Définition pour Freestyler (BatchFile)

Buzz Comments: "" Outdoor LED 3 0 0 RBG Outdoor.gif 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 3 Red Green Blue Macros 2 0 0 0 1 0 0 255 0 0 0 0 0 0 255 0 255 0 255 0 255 0 255 0 255 0 255 0 255 0 0 0-0-0-0 -1 Sliders 0

Schématiques

• Base Nano universelle avec entrée DMX et sortie PWM/I2C
• Distribution 5×3 canaux (15 PWM) avec entrée 12V (+/-)
• Source 3×350mA / 12V avec entrées PWM