Comment fonctionne le calcul
Le plein blanc est le pire cas : chaque pixel avec tous ses canaux allumés. Le courant est le nombre de pixels multiplié par le courant d’un pixel en plein blanc, ramené à la luminosité maximale que vous fixez. Les fiches techniques donnent le courant par canal ; le tableau ci-dessous indique le total pour chaque puce.
Pour les effets courants, nous appliquons la règle empirique d’Adafruit, environ un tiers du plein blanc, car les animations allument rarement tous les canaux en même temps. Le WS2815 fait exception : ses LED rouge, verte et bleue sont en série, si bien qu’un pixel d’une seule couleur consomme presque autant qu’un pixel blanc, et le calculateur garde la valeur complète.
L’alimentation doit fournir le courant retenu plus la marge. Le calculateur l’indique en ampères, car c’est le courant nominal de l’étiquette qui compte : les watts du nom désignent la gamme, et la Mean Well LRS-150F-5, de la gamme 150 W, fournit 22 A sous 5 V, soit 110 W. Une alimentation va au plus jusqu’à 60 A en 5 V, 29 A en 12 V et 14,6 A en 24 V, les valeurs de la classe 350 W (Mean Well LRS-350) ; au-delà, les rubans sont répartis sur plusieurs alimentations. Si vous saisissez le courant nominal de la vôtre, les limites pour WLED et ESPHome en découlent.
Les points d’injection suivent une règle empirique, pas une valeur de datasheet, car la quantité de cuivre varie d’un ruban à l’autre. Sur les rubans 5 V, aucune LED ne devrait se trouver à plus de 1 m d’un point avec 60 LED par mètre (recommandation d’Adafruit) ; la distance diminue sur les rubans plus denses ou plus lumineux, car la chute augmente avec le courant par mètre et avec le carré de la distance. Sur les rubans 12 V, le calculateur place un point au moins tous les 5 m, plus près sur les rubans denses. Mesurez la tension au bout du ruban en plein blanc : d’après la datasheet du WS2812B, sa plage de fonctionnement commence à 4,5 V.
Chaque point alimente les LED qui l’entourent. Son câble est dimensionné avec la même résistance du cuivre que le calculateur de section de câble, et son fusible vaut au moins 1,25 fois ce courant. La limite pour WLED ou ESPHome correspond à ce que l’alimentation peut fournir en gardant la marge.
Courant par pixel selon la puce
Plein blanc, tous les canaux allumés, par pixel adressable. Votre ruban peut consommer moins : mesurez-le si vous le pouvez.
| Puce | Tension | Plein blanc | Origine de la valeur |
|---|---|---|---|
| WS2812B | 5 V | 60 mA | Pire cas selon Adafruit ; la datasheet Worldsemi donne 16 mA par canal |
| SK6812 RGB | 5 V | 44,1 mA | 3 × 14,5 mA, le maximum par canal de la datasheet Opsco, plus 0,6 mA pour la puce |
| SK6812 RGBW | 5 V | 51 mA | La puissance nominale de la LED, 0,25 W sous 5 V, plus 1 mA pour la puce |
| WS2813 | 5 V | 54,6 mA | 3 × 18 mA par canal plus 0,6 mA pour la puce, datasheet Worldsemi |
| WS2815 | 12 V | 17 mA | Rouge, vert et bleu en série à environ 15 mA, plus jusqu’à 2 mA pour la puce ; WLED compte 12 mA |
| WS2811 | 12 V | 55,5 mApar puce, 3 LED | 3 × 18,5 mA par sortie ; chaque sortie commande 3 LED en série |
| APA102 / SK9822 | 5 V | 61 mA | 3 × 20 mA par canal plus 1 mA pour la puce, datasheet du SK9822 |
Liste de contrôle du câblage
- Branchez d’abord la masse, puis l’alimentation, puis les données ; débranchez dans l’ordre inverse.
- Montez un condensateur de 500 à 1000 µF entre + et − à l’entrée du ruban.
- Placez une résistance de 300 à 500 Ω sur la ligne de données, près de la première LED.
- Avec un contrôleur en 3,3 V et un ruban en 5 V, ajoutez un adaptateur de niveau 74AHCT125 ou 74HCT245.
- Donnez à chaque point d’injection sa propre paire de fils et son propre fusible.
- Reliez les masses de l’alimentation, du ruban et du contrôleur.
- Alimentez les LED avant le contrôleur, ou en même temps.
Les limites dans WLED et ESPHome
Le limiteur automatique de luminosité de WLED maintient le courant estimé sous « Maximum PSU current ». Il a besoin du courant d’une LED en plein blanc (mA/LED) : 55 mA est sa valeur par défaut pour les puces WS281x en 5 V, et le WS2815 a son propre mode à 12 mA. WLED retire de la limite la consommation de sa propre carte, environ 120 mA pour un ESP32 et 80 mA pour un ESP8266. Sa documentation conseille de rester sous 1 A si les LED sont alimentées par la broche 5 V du contrôleur.
L’option color_correct d’ESPHome fixe la luminosité maximale de chaque canal, avant la courbe gamma (gamma_correct, 2,8 sauf réglage contraire) : un canal plafonné à 50 % consomme environ 14 % de son courant maximal. Le pourcentage donné par le calculateur en tient déjà compte, et le plein blanc reste dans les capacités de l’alimentation ; la luminosité reste alors plafonnée même quand peu de LED sont allumées.
5 V ou 12 V ?
À nombre de pixels égal, un ruban WS2815 en 12 V tire en plein blanc environ un quart du courant d’un ruban WS2812B en 5 V : les câbles sont plus fins et les points d’injection moins nombreux. Les rubans 5 V existent en densités plus élevées et s’alimentent facilement en USB sur de courtes longueurs. Au-delà de quelques mètres à pleine luminosité, le 12 V est généralement plus simple à câbler.
Questions fréquentes
Quel courant consomme une LED WS2812B ?
Jusqu’à environ 60 mA en plein blanc, rouge, vert et bleu allumés : c’est le pire cas selon Adafruit, et la datasheet Worldsemi donne 16 mA par canal. Avec des animations variées, la moyenne est plus proche de 20 mA. Un ruban de 5 m à 60 LED par mètre demande donc 18 A en plein blanc.
Quelle alimentation pour 5 m de ruban WS2812B ?
À 60 LED par mètre, cela fait 300 LED et 18 A en plein blanc, soit 90 W en 5 V. Avec 20 % de marge, il faut une alimentation d’au moins 21,6 A en 5 V. Fiez-vous aux ampères, pas aux watts : la Mean Well LRS-150F-5, de la gamme 150 W, fournit 22 A (110 W) en 5 V. Si vous réglez une limite de courant dans WLED ou ESPHome, une alimentation plus petite, dimensionnée pour les effets courants, suffit.
À quel intervalle faut-il injecter le courant sur un ruban LED ?
Sur un ruban 5 V à 60 LED par mètre, gardez chaque LED à moins de 1 m environ d’un point d’injection : alimentez les deux extrémités et tous les 2 m. Les rubans plus denses demandent des points plus rapprochés. Sur les rubans 12 V, la règle courante est un point tous les 5 m. Des LED qui virent au jaune ou au rouge vers le bout en plein blanc signalent qu’il manque des points.
Peut-on alimenter les LED par la broche 5 V de l’ESP32 ?
Seulement quelques-unes. Cette broche fait passer l’alimentation USB à travers la carte, et la documentation de WLED conseille de rester sous 1 A quand les LED y sont reliées. Au-delà, donnez au ruban sa propre alimentation et reliez les masses.
Faut-il un adaptateur de niveau entre un ESP32 et un WS2812B ?
La datasheet du WS2812B demande au moins 0,7 × VDD sur l’entrée de données, soit 3,5 V sous 5 V, alors que l’ESP32 fournit 3,3 V. Beaucoup de rubans fonctionnent quand même et certaines versions récentes du WS2812B acceptent moins, mais un 74AHCT125 ou un 74HCT245 rend la liaison fiable. Le WS2815 en 12 V lit directement le 3,3 V.
Quelle valeur régler dans le limiteur de luminosité de WLED ?
Ce que votre alimentation peut fournir avec un peu de marge : le calculateur divise le courant de l’alimentation par 1 plus la marge, donc une alimentation de 30 A avec 20 % de marge donne 25000 mA. Dans mA/LED, indiquez le courant d’une LED en plein blanc, ou choisissez le mode WS2815 pour les rubans WS2815.
Pourquoi un ruban WS2815 consomme-t-il moins de courant ?
Chaque pixel WS2815 alimente ses LED rouge, verte et bleue en série sous 12 V à environ 15 mA, au lieu de trois canaux en parallèle sous 5 V. La puissance par pixel est aussi plus faible, environ 0,2 W puce comprise, contre 0,3 W pour un WS2812B, et la tension plus élevée perd moins dans le cuivre du ruban.