[AUDIO VIDE] Bonjour. Pour cette dernière leçon de notre cours en ligne sur les enseignes et afficheurs à LED, nous allons parler d'un usage massif de LED, il s'agit des écrans géants appelés aussi, parfois, murs de LED. Nous allons voir comment la technologie des LED a évolué jusqu'à arriver à de telles réalisations. Nous allons voir que le nombre de LED impliquées a des contraintes terribles au niveau des timing, et qu'il faudra organiser nos écrans sous forme de panneaux, eux-mêmes constitués de modules. Et nous regarderons aussi les signaux qui sont utilisés pour commander ces écrans. Dans les années 1960, 1970, au début de l'époque des LED, elles étaient simplement utilisées comme des témoins lumineux qui étaient très efficaces par rapport aux ampoules qu'on utilisait à l'époque, et qui avaient aussi une durée de vie beaucoup plus intéressante. Avec la baisse des prix des LED, les premiers journaux lumineux sont apparus sur le marché avec généralement un nombre assez limité de LED. Il était possible de former des caractères sur une matrice de 5 fois 7, et il était possible de faire défiler des textes sur ces journaux lumineux. Peu après les LED rouges, les LED vertes sont apparues sur le marché. Par contre, il a fallu attendre passablement de temps, jusque dans les années 1990, pour que les LED bleues soient disponibles. Or, on sait que pour créer un pixel avec différentes couleurs, on va mettre trois LED, une LED rouge, une LED verte, une LED bleue. Ce sont ces fameuses LED RGB, Red, Green, Blue. Et on sait qu'il est possible de produire toutes les couleurs visibles par l'œil humain en variant l'intensité de chaque LED. On connait les techniques, TWM, BCM. Voilà un écran de grand format, celui-ci a été utilisé pour un match de football. On les voit dans les villes pour la publicité, on les voit souvent dans des spectacles, musicaux et autres, et naturellement on les voit aussi dans les manifestations sportives. Ces écrans sont de plus en plus populaires. Un des caractères les plus importants d'un écran c'est son pitch, c'est-à -dire la distance entre deux pixels exprimée en millimètres. Par exemple, lorsqu'on voit P8, eh bien, il s'agit d'un écran dont les pixels ont 8 mm, les uns par rapport aux autres. Prenons l'exemple d'un afficheur de 16 mètres par 9 mètres avec un pitch de 6 mm, et calculons un petit peu le nombre de LED qu'il faut, par mètre. Eh bien c'est, 1 000 millimètres divisés par 6, ça fait 166 pixels par mètre. Lorsqu'on passe en unités de surface, on a 27 000 pixels par mètre carré. Si on considère l'ensemble de notre afficheur, on arrive à près de quatre millions de pixels et lorsqu'on réalise qu'il faut trois LED par pixel, eh bien, on le voit, et lorsqu'on réalise qu'il faut trois LED par pixel, eh bien, on voit qu'on arrive à près de 12 millions de LED pour cet afficheur. Par ailleurs, on souhaite généralement avoir une période de rafraîchissement de l'ordre de 10 millisecondes, qui correspondent à 100 hertz. Si on a 8 bits pour l'intensité, l'intensité la plus faible va nécessiter d'allumer la LED un, deux cent cinquante sixième du temps. On voit donc qu'il est nécessaire de pouvoir envoyer l'ensemble des valeurs sur les LED toutes les 39 microsecondes. Oui, j'ai bien dit que toutes les 39 microsecondes il fallait renvoyer une valeur à 12 millions de LED. Est-ce possible de le faire avec un micro contrôleur? On utilisera certainement plusieurs micro contrôleurs et peut-être la technique du DMA pour accélérer les transferts. Mais généralement, on sera obligé d'utiliser des circuits logiques programmables, TFBGA, pour réaliser cette fonction. Par ailleurs, on va utiliser une technique de hiérarchie en divisant les écrans en différents panneaux, par exemple des panneaux de 64 fois 64 pixels qui auraient une dimension de 64 par 64 centimètres en P10, un petit peu plus grands pour du P12. Ces panneaux, on doit les alimenter, vous verrez à quoi sert cette deuxième prise. On doit également apporter un signal qui pourra être transmis au panneau d'à côté. Voici un écran composé de 4 fois 3, c'est-à -dire 12 panneaux. Voilà comment va se présenter son câblage au niveau des signaux qui arrivent dans le premier module, qui sont transmis au suivant. Cette organisation devra être signalée au logiciel qui produit ce signal de telle manière qu'il puisse avertir chacun des panneaux, successivement, sa position géométrique, chaque panneau doit en effet connaître quelle partie du signal il doit afficher. Pour le câblage des alimentations, on pourra aussi passer d'un module à l'autre. Mais attention, la consommation de courant peut être importante, et peut-être qu'on aura intérêt à regrouper ici les trois lignes dans un bornier ou une multi prise avec ici un câble de diamètre suffisant. La consommation de ces écrans est considérable. Ici, vous voyez justement un technicien à l'arrière d'un écran qui est en train de faire le câblage. Chacun de ces panneaux est composé de plusieurs modules. Voici un exemple de module, il s'agit dans ce cas-là de P10 en 32, donc ici 32 fois 16 pixels. On voit ici l'arrière du module avec son électronique. Ce module utilise une technologie de multiplexage par 8. En regardant en détail, on voit qu'il y a des registres à courant constant, des registres 16 bits. On voit que, une seule résistance est reliée à ce registre pour donner l'intensité en courant maximale pour chacune des sorties. On voit, ici, les circuits qui connectent les anodes, il s'agit de doubles transistors, PMOS. Prenons un autre exemple, un panneau composé de modules de 16 par 16 pixels, voilà l'ensemble du panneau. Si on le retourne, on voit de nouveau une alimentation, cette fois du cinq volts, une entrée et une sortie, pour les signaux des registres. Alors on comprend que le câblage pourra se faire en parallèle pour les alimentations, qu'on va relier la sortie de chaque registre, donc de chaque module, au suivant pour que cela forme un grand registre si on avait relié l'ensemble des modules de cette manière là . Mais très souvent, on va plutôt utiliser du parallélisme, on va considérer qu'il s'agit de quatre registres séparés, ici, la carte de commande, qui a par exemple quatre sorties pour commander cette première ligne, cette deuxième ligne, etc. jusqu'à cette quatrième ligne. Donc, les modules sont en partie en série, mais parfois aussi groupés en parallèle. Chaque fabricant est bien entendu libre d'utiliser les signaux et les connecteurs qu'il veut pour envoyer l'image à son écran. Quelques standards semblent émerger, mais ça reste des standards propriétaires dont il est assez difficile d'avoir les spécifications détaillées. Assez souvent, on utilise électriquement le standard, Ethernet, avec les fameux connecteurs, RJ45, pour le signal qui est envoyé aux panneaux. Mais attention, il ne s'agit pas de réseaux informatiques dont on a l'habitude, on a bien les connecteurs, RJ45, on a bien une électronique similaire à celle qui est dans une carte réseau, mais par contre il ne s'agit de paquets IP, le protocole n'est pas le protocole IP et on ne peut donc pas utiliser une carte réseau habituelle pour faire ce travail. Il s'agit de cartes spécialisées. À l'intérieur des panneaux pour les modules, les signaux sont souvent véhiculés par des câbles plats. On voit ici un modèle à 16 broches. Ces standards s'appellent souvent, Hub, suivi de deux chiffres, par exemple le, Hub75, avec, ici, 16 signaux. On trouve, RGB, donc les trois couleurs, pour la première partie de l'écran et, ici, pour la deuxième partie de l'écran, on trouve les signaux, A, B, C, D, pour le multiplexage, on trouve nos habituelles horloges, séries et l'horloge parallèle, qui s'appelle ici, Latch, on trouve, l'Output Enable, qui permet de moduler la sortie de l'ensemble des LED par exemple pour faire des variations d'intensité globales, et, ici, on a quatre broches qui sont utilisées pour la masse le, plus cinq volts, est sur un autre connecteur. C'est évidemment un sujet extrêmement vaste que nous n'avons que survolé. Nous avons vu comment les LED ont fini par devenir des écrans avec des millions de LED, on a vu les contraintes de timing qui s'y réfèrent, on a vu comment les écrans sont généralement divisés en panneaux, les panneaux eux-mêmes divisés en modules, et on a vu un peu les signaux qui les pilotent.
