Éclairage, ventilateurs, twinstar … varier l’électricité avec le PWM

Le PWM kézaco ?

Le PWM joue le même rôle qu’un potentiomètre : il permet de faire varier la puissance électrique reçue par un périphérique. Certains utilisent d’ailleurs l’expression de potentiomètre numérique. Par contre, tandis que le potentiomètre classique gaspille l’énergie “en trop” —d’où forte production de chaleur— le PWM permet de fournir uniquement l’énergie demandée et est donc plus économique en énergie et ne chauffe pas, et surtout on va pouvoir faire ces variations à une vitesse extrèmement élevée ce qui permet des effets d’éclairage ou de brassage avancés !

Le PWM, ça marche comment ?

En gros, le PWM —Pulse Width Modulation— modulation de largeur d’impulsion, également souvent traduit en Modulation de Largeur d’Impulsion (MLI),  utilise la fréquence d’horloge de l’ordinateur pour allumer ou éteindre l’alimentation d’un appareil, donc sur des temps extrêmement courts.

Ainsi, pour obtenir un éclairage à 50% de la puissance disponible, le signal sera alimenté 1 impulsion sur 2 : l’écart entre ces impulsions est tellement réduit que on ne perçoit pas ces 2 états, d’où ce résultat de 50%.

De la même façon, pour obtenir un éclairage de 25% il suffit que seulement 1 cycle sur 4 soit allumé (et les 3 autres éteints) etc …

Le PWM est très courant, utilisé aussi bien par le variateur de la perceuse, que l’ampli du salon.

Le PWM, je l’utilise comment ?

Le PWM s’utilise sur du courant-continu et donc peut s’appliquer à quasiment n’importe quoi entre 3 et 48V !

Pour les bidouilleurs, un micro-controleur Arduino ou un nano-ordinateur Raspberry est un outil de choix pour utiliser le PWM, pour faire varier des intensités de LEDs ou contrôler des servo-moteurs.

Adafruit propose un kernel pour Pi spécial PWM permettant 500 niveaux graduations et commercialise une carte 16 canaux en 12 bits, pour contrôler 16 canaux différents, avec 4096 graduations ! C’est cette carte que j’avais testé à une époque pour des effets point du jour, lever de soleil etc …

RLIEH et le PWM

Les cartes du  système RLIEH se branchent sur un raspberry Pi et peuvent :

• allumer / éteindre / moduler des périphériques alimentés en courant continus entre 3.3V et 48V
• allumer / éteindre des périphériques alimentés en courant continu 220V

La modulation s’exprime en pourcentage et correspond à 1000 graduations, d’où 999 nuances de puissance :

• 0 = éteint
• 50 = 50%
• 100 = 100%

/!\ Points importants /!\

Pour qu’un appareil puisse utiliser le PWM de RLIEH, il faut que ce soit RLIEH qui gère son alimentation. Donc, il est facile de moduler une rampe de le LEDs maison alimentée en 12V, et pratiquement impossible de faire la même chose avec un éclairage 220V, ou une rampe de LEDs qui embarquerait son propre système de modulation. Dans ces derniers cas de figure, RLIEH peut uniquement activer un relais pour allumer ou éteindre l’appareil.

Puisque c’est RLIEH qui gère le PWM en modulant l’alimentation, on n’a pas besoin que l’appareil en question soit marqué comme étant PWM . Donc, dans le cas d’utilisation de ventilateurs pour PC inutile de prendre un modèle avec PWM à 3 ou 4 fils, plus cher, car on utilisera que les  2 fils d’alimentation, comme sur le modèle basique.

Le PWM et RLIEH dans la cuve Matouba

En plus de la carte RLIEH de Matouba, j’ai ajouté une carte fille spécial PWM —également conçue par nous— qui me fourni 4 canaux, avec pour chacun :

1. une tension d’alimentation particulière, indépendante (par ex un canal en 12V, un autre en 24!)
2. la possibilité de brancher 4 appareils (extensible)
3. un déclenchement à la minute près
4. une modulation d’effet à la seconde près
5. un grain de 1000 graduations

Aujourd’hui le PWM est utilisé sur la cuve Matouba pour

1. [2 canaux] pour 6 rampes de LEDs :  ; en plus d’effets, de soleil, éclairs ou nuages, j’utilise le PWM pour limiter la luminosité disponible (lutte anti-algues, 80% de la lumière max)
2. [1 canal] pour accélérer et ralentir des ventilateurs de PC pour du refroidissement par évaporation, selon la température mesurée par rapport à des seuils que j’ai définis
3. [reste 1 canal] je vais certainement tester également de moduler un pulsar, le stérilisateur d’eau façon docteur Twinstar et Chihiros

Pour aller plus loin …

Certains utiliseraient RLIEH pour faire varier le débit de pompes dans des aquarium de type récifal, pour créer un effet de marée. Évidemment, il est possible de chaîner plusieurs cartes pour avoir plus de canaux, mais aussi d’ajouter des “multiprises” pour brancher plus d’éléments sur un canal…

@ suivre