Construction d’un Megatree

Début octobre, je cherchais à m’occuper. J’avais trouvé un ESP8266 dans mon tiroir, acheté il y a quelques années mais jamais vraiment utilisé. Je me suis alors amusé à installer WLED, un logiciel contrôleur de … LEDs. La communauté WLED parlait de LEDs individuellement adressables. J’avais déjà installé des bandeaux LEDs sous mon avant toit, ce qui donnait un super effet avec un éclairage bleu nuit… la nuit. Mais jamais des bandeaux adressables individuellement. Les bandeaux existant commençaient à rendre l’âme, avec pas mal de LEDs brulées, j’ai donc décidé d’acheter deux nouveaux bandeaux de 5m de ces LEDS adressables individuellement, à 60 LEDs par mètre.

Une fois les deux bandeaux reliés à mon ESP8266, j’ai découvert pas mal d’effets plutôt cool, mais difficilement utilisables au quotidien. Et puis en creusant un peu l’utilisation autour de ce des LEDs, j’ai découvert une communauté de passionnés geeks à côté de laquelle j’étais complètement passé. Celle des fans de light shows.

Pour moi un light show, c’était ce qu’on voyait dans « Reportages, le magazine de la rédaction ». Un truc très passionnant mais pas très beau avec des gens qui achetaient des dizaines de guirlandes colorées pour les fêtes de fin d’année et les installaient sur la façade de leur maison. Pas très pilotables, je n’avais jamais eu l’envie de me lancer là-dedans. Mais le type de light show que j’ai découvert, à base de LEDs pilotables individuellement, mêle plusieurs disciplines plutôt techniques dans lesquelles un geek comme moi allait se plaire, depuis la fabrication des accessoires (des « props »), dont certains imprimés en 3D, les calculs de puissance, d’ampérage, de sections de câbles à utiliser pour alimenter les LEDs et conserver un éclairage constant (et accessoirement éviter l’incendie), jusqu’à la programmation du light show en lui-même, automatisé avec divers logiciels mis en réseau et raccordés à un système domotique.

Megatree Howto

Et dans ces ‘props’, un m’a tout de suite sauté aux yeux. C’est le Megatree. Le Megatree, c’est certainement l’une des structures de light show les plus belles, parmi les plus plaisantes à construire mais aussi la plus technique. Jugez plutôt. Un megatree c’est, une base, un mât, un ‘topper’ et des bandes en plastique dans lesquelles viennent se clipser les pixel LEDs (des LEDs de forme « bullet » de 12mm de diamètre).

La structure

Alors comment m’y suis-je pris ? Forcément je me suis beaucoup renseigné. J’ai récolté pas mal d’inspiration ici ou là ou encore là. Nous étions mi octobre, si je voulais un Megatree pour les fêtes, il allait falloir avancer rapidement.

Première chose, la structure. Ca serait un Megatree sur 180 degrés, environ 2m50 de hauteur pour une base de 1M50 à 2M. Evidemment, il devait être capable de supporter au moins 1000 LEDs réparties sur 20 bandeaux de 50 LEDs (on y reviendra plus tard). J’ai assez rapidement trouvé sur Le Bon Coin, à deux rues de chez moi, quelqu’un qui se débarrassait de deux mâts d’antenne. 2x 2m d’acier, solide. Idéal pour l’extérieur avec peu de risque de rouille. Il vendait aussi un support de 1M qui n’était pas vraiment adapté. Mais, en forçant, le mat rentre dedans et propose quelque chose de stable. J’ai eu le tout pour 20 euros.

Il a aussi fallu réfléchir à la base qui supporterait les bandeaux. Initialement j’étais parti sur une base en tubes électriques PVC collés entre eux et assouplis à l’aide d’un pistolet thermique. Ma technique a été de ramollir le PVC en le rempllissant de sable passé au four à 280°. J’ai essayé, mais le résultat était loin d’être satisfaisant, le PVC pliait beaucoup trop. Et je pense que le résultat n’aurait pas été si solide. Je me suis donc rabattu sur un trampoline de 1m50 de diamètre, là aussi trouvé sur Le Bon Coin, dont j’ai récupéré la structure circulaire en métal.

Le topper

Pour le topper, la pièce en acier qui supporte le haut du Megatree, j’ai trouvé fournisseur en Allemagne. C’est de loin la pièce « non connectée » la plus chère puisqu’elle m’a coûté une cinquantaine d’euros. Elle est percée sur 360 degrés d’une quarantaine de trous qui accueilleront les supports de bandes en plastique LEDs.

La pièce, percée d’un trou de 10mm en son centre, vient se placer sur le haut du mat d’antenne. Oui, sauf que… C’est certainement l’étape qui m’a posé le plus de difficultés. En effet, il m’a été impossible de trouver une pièce permettant de s’emboiter facilement dans le mat et dans laquelle fixer une tige filetée sur laquelle accrocher le topper.

Soit je mettais la main sur une imprimante 3D, mais je n’en ai pas. Soit… il fallait souder un raccord. J’ai donc trouvé sur Amazon un écrou à base ronde équipé d’un filetage M10 (10mm) que j’ai soudé (enfin, fait souder, par un pro). L’opération n’a pas été pas simple. Souder de l’acier galvanisé sur de l’acier anodisé nécessite une préparation qui dégage des vapeurs toxiques. Cela aura coûté quelques dizaines d’euros sur le budget total.

J’ai alors pu raccorder le topper sur le haut du mat avec une tige filetée insérée dans cette pièce. J’ai utilisé un tube PVC électrique inséré dans la tige filetée pour accrocher l’étoile au sommet.

Une fois la base de mon trampoline assemblée, je l’ai solidement fixée à une structure de poteaux en bois installés en croix, afin que le support soit stable et solide. Le poids des LEDs faisant pencher le Megatree sur l’avant, j’ai lesté l’arrière avec un sac de sable pour éviter tout basculement dû au vent.

L’assemblage des pixels et l’électronique

Est ensuite venu l’assemblage des pixels dans les bandes de fixation. Les pixels, ces fameuses LEDs 12V, je me suis fourni sur Aliexpress, en provenance de l’usine. Elles sont arrivées en à peine deux semaines, mi-novembre.

Les bandes en plastique sont plutôt solides. Elles sont percées, pour celles que je me suis procuré, de 98 trous. J’ai choisi d’utiliser 20 bandes de 2m45 sur les 180° du Megatree et d’y fixer 50 LEDs dans chaque (les guirlandes comportent 50 LEDs). Il faut pousser nos 1000 LEDs dans les 1000 trous des bandes en plastique perforées. C’est fastidieux. Surtout en plein hiver par 5 degrés à l’extérieur. Ces bandes sont ensuite tendues entre le topper et la structure du trampoline. Il faut éviter plusieurs pièges lors de cette étape, comme… installer les guirlandes dans le bon sens. Rappelez-vous de vos cours de collège : avec une LED, le courant ne passe que dans un sens. Ou encore ne pas rater un trou, sous peine de tout défaire pour refaire.

Il y a aussi toute la partie d’électronique de contrôle et de puissance. L’alimentation, 12V 30A sur Amazon, ainsi qu’un contrôleur Dig Quad. J’aurais pu utiliser un ESP8266 ou un ESP32 « nu », mais le Dig Quad est une carte spécialement conçue avec pas mal de protections de puissance pour éviter tout incendie.

Si j’ai un conseil à donner ici, c’est de se faire plaisir. Prendre le temps de faire les choses bien. Un bon cable management, la satisfaction visuelle de voir les câbles à peu près bien rangés plutôt qu’un plat de spaghettis, joue aussi sur le succès du projet. Un câble mal raccordé peut vite provoquer des conséquences inattendues. Au cours d’un test de mon Megatree, une partie de celui-ci s’est éteint. En ouvrant la boite étanche dans laquelle j’avais placé l’alimentation et le contrôleur, j’ai constaté que certains câbles commençaient à sentir vraiment le brulé. Résultat, deux fusibles HS (10 A et 5 A). Sans eux, le résultat aurait été… différent 🔥

Une fois la boite contrôleur de Megatree étanche terminée, j’ai du étudier la meilleure manière de câbler les circuits de puissance. U = R x I. Trop de puissance délivrée sur un seul câble, c’est trop d’échauffement et c’est l’incendie. Pas assez ce sont des LEDs en bout de circuit qui perdent de leur luminosité. La section des câbles est aussi un paramètre important. Trop d’ampères sur un câble de faible section, même sous 12V, c’est l’échauffement et l’incendie.

Les premiers tests avec WLED

Une fois tout relié, branché, vérifié, re-vérifié, re-re, vérifié, il est l’heure de brancher le Megatree. L’interface Wled est très intuitive. J’ai pris le temps de configurer WLED avant que toutes les prises ne soient reliées au Megatree. Nombre de LEDs, de canaux, type de couleurs, limiteur de puissance, etc. Et de positionner la luminosité à une valeur basse.

Et voilà !

Le résultat est vraiment super. Cette année en plus du Megatree j’avais 4 « props »: une étoile, et trois cannes à sucre pour un total de 260 LEDs en plus des 1000 du Megatree. Sans compter le bandeau de 600 LEDs installé sous mon avant toit.

Des conseils avant de se quitter ?

Si l’aventure vous tente pour Noël prochain, d’abord utilisez le Megatree Calculator qui donne la base de ce que sera le megatree : puissance nécessaire, nombre de points d’injection recommandés, etc.

Ce site également m’a bien aidé. Il permet d’affiner le positionnement des points d’injection de puissance et de déterminer pour chacun des points quelle en sera l’intensité et d’en déduire le type de fusible à utiliser.

Aussi, prenez le temps de faire des schémas, de prendre des notes. Pour ma part, j’ai posé pas mal d’idées sur Powerpoint.