Platine OctoWS2811 Adaptor PJRC

Piloter huit rubans de LED adressables depuis une seule carte Teensy, avec un signal propre jusqu'à plusieurs mètres : c'est le rôle de l'adaptateur OctoWS2811. Il fait le lien entre une carte Teensy (de la 3.2 à la 4.1) et des milliers de LED WS2811 / WS2812, en s'appuyant sur la bibliothèque OctoWS2811 et sur du câble réseau CAT6 pour transporter les données.
 

Description technique

L'adaptateur OctoWS2811 reçoit une carte Teensy par-dessus et distribue 8 sorties de données vers autant de rubans de LED. Le cœur du montage : un buffer 74HCT245 qui relève les signaux 3,3 V de la Teensy au niveau 5 V attendu par les LED, accompagné de résistances d'adaptation d'impédance 100 ohms.

Les données sortent sur deux connecteurs RJ-45, à raison de quatre rubans par prise : la prise du haut porte les rubans 1 à 4, celle du bas les rubans 5 à 8. Le transport se fait en câble CAT6, choisi pour sa large bande passante, sa faible diaphonie entre paires torsadées et son impédance de 100 ohms — un signal de meilleure qualité que des fils volants. Chaque paire torsadée achemine la donnée et la masse d'un ruban. Les connecteurs RJ-45 permettent en plus de débrancher l'ensemble LED des cartes électroniques en un geste.

La carte intègre des pastilles +5 V / GND et l'emplacement d'un bornier au pas de 5,08 mm pour alimenter la Teensy depuis l'alimentation des rubans. Un signal SYNC autorise la synchronisation de plusieurs adaptateurs. Quatre vis autotaraudeuses sont fournies ; elles correspondent aux entretoises du boîtier extérieur CableGuard 500 (non vendu par PJRC). En revanche, la carte Teensy, les connecteurs (pins et sockets), le câble CAT6, les rubans de LED, l'alimentation et le boîtier ne sont pas livrés.
 

Pourquoi passer par cet adaptateur

Attaquer des rubans WS2811/WS2812 directement depuis les broches 3,3 V d'une Teensy fonctionne mal sur de longues distances : niveau logique trop bas, réflexions, parasites. L'adaptateur règle ces trois points.

Le buffer 74HCT245 remet les données au niveau 5 V, ce qui fiabilise la reconnaissance des bits par la première LED de chaque ruban. L'adaptation à 100 ohms associée au câble CAT6 limite les réflexions sur les lignes longues. Et la sortie sur RJ-45 rend le câblage propre et démontable, là où un faisceau soudé devient vite ingérable sur une grande installation. Pour un mur de LED ou une scène, c'est la différence entre un affichage stable et des scintillements ou des couleurs fausses.
 

Mise en œuvre et écosystème logiciel

Côté logiciel, l'adaptateur se programme via la bibliothèque OctoWS2811, sous l'Arduino IDE étendu par Teensyduino. La bibliothèque exploite le DMA de la Teensy : la transmission vers les LED se fait en tâche de fond, sans bloquer le code, ce qui laisse le processeur disponible pour calculer l'animation suivante.

La Teensy se monte sur l'adaptateur par des barrettes empilables, ou par un couple barrette + support si l'on veut pouvoir la retirer. Le choix des connecteurs dépend du modèle : pins et sockets 14×1 standards pour une Teensy 3.2 ou 4.0, pins à double isolant et sockets pour les cartes plus longues (Teensy 3.5, 3.6, 4.1) afin de laisser le lecteur micro SD passer au-dessus des prises RJ-45. Ces connecteurs ne sont pas fournis.

Pour le câblage des rubans, on coupe un câble CAT6 en deux et on dénude les paires torsadées jusqu'à la longueur utile. L'alimentation des LED demande de l'attention : une alimentation 5 V placée au plus près des rubans, des fils de forte section, et les masses de puissance et de signal réunies à l'entrée des rubans. La plupart des problèmes sur les grandes installations viennent d'un câblage de puissance sous-dimensionné. Si la Teensy est alimentée par l'alimentation des LED via les pastilles +5 V/GND, il faut couper les pastilles VIN-VUSB de la Teensy pour éviter de réinjecter du courant dans l'ordinateur.

Le signal SYNC permet de faire travailler ensemble deux ou trois adaptateurs en alignant précisément leurs instants de rafraîchissement. Comme il est relié à une broche de la Teensy par une simple résistance de 100 ohms, trois cartes au maximum se synchronisent ainsi sans buffer supplémentaire ; au-delà, on ajoute un buffer ou on traite toutes les cartes comme maîtres côté PC. Selon la communauté, le montage accepte aussi des LED APA102 en passant par FastLED et une sortie SPI sur les broches 7 et 14. Les cartes Teensy compatibles sont regroupées sur la page Teensy.

 

Applications et cas d'usage

Les projets qui alignent des centaines ou des milliers de LED adressables sont le terrain de cet adaptateur.

Murs et panneaux vidéo à LED

En répartissant l'image sur huit lignes parallèles, l'adaptateur alimente des matrices de plusieurs milliers de LED à des fréquences de rafraîchissement compatibles avec de la vidéo. Le rendu reste fluide tant que l'alimentation suit.

Installations artistiques et décors

Les sorties RJ-45 et le câble CAT6 facilitent les longues liaisons entre l'électronique et des rubans dispersés dans une structure. Le démontage rapide aide aux installations temporaires.

Éclairage scénique et événementiel

La transmission par DMA libère le processeur pour réagir à la musique, au MIDI ou à un protocole de commande, pendant que les rubans sont rafraîchis en continu. Pratique pour des effets synchronisés sur scène.

Grandes enseignes et signalétique

Pour de l'affichage lumineux de grande taille, la combinaison buffer 5 V, adaptation 100 ohms et câble CAT6 maintient un signal stable jusqu'aux rubans les plus éloignés.

Tutoriels et ressources PJRC

Bibliothèque OctoWS2811

La documentation officielle décrit l'utilisation de la bibliothèque, le câblage des rubans, les limites en nombre de LED et les exemples de code. C'est la référence pour démarrer un projet avec l'adaptateur.

Documentation OctoWS2811

Installer Teensyduino

La page de téléchargement explique l'installation de l'add-on Teensy pour l'Arduino IDE, indispensable pour compiler la bibliothèque OctoWS2811 et programmer la Teensy.

Téléchargement de Teensyduino

Résumé des caractéristiques techniques

• Fonction : piloter jusqu'à 8 rubans de LED WS2811/WS2812 depuis une carte Teensy
• Compatibilité : Teensy 3.2 à 4.1 (pins et sockets selon le modèle, non livrés)
• Adaptation de niveau : buffer 74HCT245 (3,3 V → 5 V) + résistances 100 ohms
• Sorties : 8 sorties de données sur 2 connecteurs RJ-45 (câble CAT6, 4 rubans par prise)
• Alimentation : pastilles +5 V/GND et emplacement de bornier 5,08 mm
• Synchronisation : signal SYNC pour aligner jusqu'à 3 cartes sans buffer
• Logiciel : bibliothèque OctoWS2811 (DMA, non bloquante) sous Arduino IDE + Teensyduino
• Option : usage APA102 possible via FastLED (sortie SPI, broches 7 et 14)
• Fourni : carte adaptateur + 4 vis autotaraudeuses
• Non fourni : Teensy, connecteurs, câble CAT6, rubans, alimentation, boîtier

Questions fréquentes

Quelles LED peut-on piloter avec cet adaptateur ?

Des rubans de LED adressables WS2811 et WS2812 / WS2812B, gérés par la bibliothèque OctoWS2811. Le montage peut aussi piloter des LED APA102 en passant par FastLED et une sortie SPI (broches 7 et 14), une option documentée par la communauté plutôt qu'un mode officiel.

Avec quelles cartes Teensy est-il compatible ?

Avec les Teensy 3.2 à 4.1. Le type de connecteurs dépend du modèle : pins et sockets standards pour une Teensy 3.2 ou 4.0, pins à double isolant pour les cartes plus longues (3.5, 3.6, 4.1) afin de dégager le lecteur micro SD au-dessus des prises RJ-45. Ces connecteurs ne sont pas livrés.

Combien de LED peut-on commander ?

Jusqu'à plusieurs milliers, réparties sur 8 sorties. Le nombre réel dépend de la RAM de la Teensy, de la fréquence de rafraîchissement visée et de la puissance disponible. La limite matérielle liée au DMA se situe autour de 10 920 LED (environ 1 365 par broche sur 8 broches) ; les Teensy 4.x peuvent exploiter davantage de broches.

La carte Teensy et les câbles sont-ils fournis ?

Non. L'adaptateur est livré avec quatre vis autotaraudeuses uniquement. La Teensy, les connecteurs, le câble CAT6, les rubans de LED, l'alimentation et le boîtier sont à prévoir séparément.

Pourquoi utiliser du câble réseau CAT6 et des prises RJ-45 ?

Le câble CAT6 offre une large bande passante, une faible diaphonie et une impédance de 100 ohms, qui s'accorde aux résistances d'adaptation de la carte. Le signal reste propre sur les liaisons longues, et les prises RJ-45 permettent de débrancher facilement la partie LED de l'électronique.

Comment alimenter correctement les rubans ?

Avec une alimentation 5 V placée au plus près des rubans et des fils de forte section. Les masses de puissance et de signal doivent se rejoindre à l'entrée des rubans. Un câblage de puissance sous-dimensionné est la cause la plus fréquente de scintillements ou de couleurs erronées sur les grandes installations.

Peut-on synchroniser plusieurs adaptateurs ?

Oui, via le signal SYNC : deux ou trois cartes alignent ainsi leurs instants de rafraîchissement. Au-delà de trois, il faut ajouter un buffer, ou bien traiter toutes les cartes comme maîtres côté logiciel PC lorsque la latence USB est faible.