Vitrine pixels — l'électronique

Workshop « Vitrine pixels », ESADHaR, 2026-2027.

Le but : fabriquer un écran de pixels lumineux pour une vitrine, une matrice de LED de couleur de 7 × 39 pixels, avec un écart de 1 cm entre les pixels. Des étudiantes et étudiants en art y affichent leurs animations, dessinées dans Krita ou écrites en code.

Ce dossier rassemble tout le volet électronique : montages, programmes, schémas et modes d'emploi. Il est écrit pour des débutants : pas besoin de savoir souder, programmer ou lire un schéma pour commencer, tout est expliqué pas à pas, en français.

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Sommaire

1. Le parcours en trois étapes
2. Par où commencer ?
3. Les trois dossiers
4. Les idées à retenir
5. Les règles de sécurité communes
6. Les logiciels utilisés
7. Où en est le projet ?
8. Vers la matrice finale 7 × 39
9. Organisation des fichiers

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1. Le parcours en trois étapes

On ne construit pas un écran de 273 pixels du premier coup. Le projet avance par étapes, chacune avec son dossier, sa documentation et son programme :

	Dossier	Quoi	Cerveau	On apprend…
1	matrice_3x3/	9 pixels soudés à la main : LED RGB classiques, transistors, résistances	Arduino Uno	souder, lire un schéma, le multiplexage (allumer une ligne à la fois, très vite)
2	matrice_8x32/	un panneau souple de 256 LED « intelligentes » (WS2812B), 5 fils à brancher	Arduino Uno	les LED adressables, la chaîne de LED, l'alimentation, dessiner en code
3	8x32 PI/	le même panneau, posé debout, piloté par un ordinateur	Raspberry Pi	jouer les animations Krita telles quelles, une page web pour gérer la vitrine, le mode « vitrine » autonome

Chaque étape s'appuie sur la précédente : la fonction XY() qui retrouve une LED à partir de sa position, par exemple, apparaît à l'étape 2 en C++ et est reprise telle quelle, en Python, à l'étape 3.

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2. Par où commencer ?

Vous êtes…	Lisez d'abord	Puis
dans l'équipe design (Krita)	Guide Krita : dessiner en 8 × 32 pour des LED	Interface web : déposer et ordonner vos animations
dans l'équipe électronique	Maquette 3 × 3, puis panneau 8 × 32 avec Arduino	Raspberry Pi : montage et installation
curieux de code	les programmes Arduino matrice_3x3.ino et matrice_8x32.ino, très commentés	Coder en Python
responsable de la vitrine	Mode vitrine : démarrage automatique, coupures de courant, horaires	Interface web

Vous voulez juste mettre une animation en vitrine ? Exportez-la de Krita en GIF de 8 × 32 pixels, ouvrez http://172.16.50.27 depuis le Wi-Fi de l'école, et déposez-la. C'est tout.

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3. Les trois dossiers

Étape 1 — matrice_3x3/ : la maquette multiplexée

9 LED RGB à cathode commune, soudées sur une plaque à pastilles, et 3 transistors qui allument les lignes une par une. L'Arduino balaie les 3 lignes environ 333 fois par seconde : l'œil voit une image fixe.

• Mode d'emploi : README.md (matériel, reconnaître les composants, souder pas à pas, dépannage).
• Programme : matrice_3x3.ino, 6 animations (test des pixels, aplats, chenille, damier, balayages, scintillement).
• Schémas : schéma électrique, plan d'implantation recto-verso, fichier Fritzing matrice_3x3.fzz ; régénérables par les scripts du dossier outils/.

Étape 2 — matrice_8x32/ : le panneau WS2812B et l'Arduino

Un panneau souple de 256 LED WS2812B : chaque LED contient une puce, et toutes sont reliées en une seule chaîne. Un seul fil de données suffit. L'énergie vient d'une alimentation d'établi réglée sur 5 V.

• Mode d'emploi : README.md (repérer les fils, régler l'alimentation, brancher, téléverser, vérifier l'orientation).
• Programme : matrice_8x32.ino, avec la bibliothèque FastLED : arc-en-ciel, pluie, pixel art qui défile, étincelles.

Étape 3 — 8x32 PI/ : le Raspberry Pi, Krita et la vitrine

Le même panneau, posé debout (8 de large, 32 de haut), piloté par un Raspberry Pi. Le Pi sait lire des fichiers : les animations Krita sont jouées sans conversion, et une page web permet de les déposer et de les ordonner depuis un téléphone.

Document	Pour qui	Contenu
README.md	électronique	Arduino ou Pi, montage, le problème des 3,3 V, test, interface web, dépannage
INSTALLATION_PI.md	électronique	de la carte SD vide à la matrice allumée
GUIDE_KRITA.md	design	dessiner, animer, exporter et vérifier pour les LED
INTERFACE_WEB.md	tous	la page web : déposer, ordonner, jouer
MODE_VITRINE.md	vitrine	démarrage automatique, coupures de courant, horaires, entretien
CODER_EN_PYTHON.md	code	Python pour qui connaît l'Arduino, exercices

Les programmes : lecteur.py (joue les animations), serveur_web.py (la page web), matrice.py (le moteur, avec un simulateur pour travailler sans matériel), test_matrice.py, mes_animations.py, et des outils pour vérifier un export Krita ou redessiner les schémas.

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4. Les idées à retenir

Le multiplexage (étape 1) : avec peu de fils, on commande beaucoup de LED en n'allumant qu'une ligne à la fois, très vite. L'œil, trop lent, voit une image fixe : c'est la persistance rétinienne. Simple pour 9 pixels, trop lourd pour 273 (il faudrait 117 fils de couleur et de gros transistors).

Les LED adressables (étapes 2 et 3) : chaque LED a sa puce. On envoie une longue liste de couleurs dans un seul fil ; la 1re LED garde la 1re couleur et passe le reste à la suivante, et ainsi de suite. Les LED sont câblées en serpentin (une colonne descend, la suivante remonte) : la fonction XY() traduit une position (x, y) en numéro de LED.

L'énergie et l'information sont séparées : l'Arduino ou le Pi envoient les couleurs, mais l'énergie vient d'une alimentation à part. 256 LED en blanc à fond demandent plus de 15 A ; un port USB en donne 0,5. Le programme limite le courant pour ne jamais dépasser ce que l'alimentation fournit.

L'écran et les LED ne voient pas les couleurs pareil : les couleurs sombres disparaissent, les couleurs saturées rendent très bien, le noir est une LED éteinte. Le programme applique une correction gamma pour que la matrice ressemble au dessin de Krita.

Microcontrôleur ou ordinateur : l'Arduino exécute un seul programme, sans système, et démarre instantanément ; idéal pour apprendre. Le Raspberry Pi est un vrai ordinateur (Linux, fichiers, réseau) ; idéal pour diffuser les créations d'une équipe.

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5. Les règles de sécurité communes

1. 5 volts, pas plus pour les LED WS2812B. On règle l'alimentation avant de brancher, et on n'y touche plus.
2. Jamais le 5 V de l'Arduino ou du Pi vers le panneau : il est alimenté uniquement par son alimentation.
3. Toutes les masses (GND) reliées ensemble : sinon le signal de données n'est pas compris.
4. On câble hors tension, et on fait vérifier avant d'allumer.
5. Jamais de 5 V sur une broche du Raspberry Pi : elles supportent 3,3 V au maximum.
6. Le 230 V (alimentation fixe de la vitrine) est câblé ou vérifié par une personne compétente.
7. Pas plus de 3 flashs par seconde dans les animations : une vitrine est vue par tout le monde, y compris des personnes épileptiques.

En cas de chaleur ou d'odeur de brûlé : on coupe tout et on appelle l'encadrant.

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6. Les logiciels utilisés

Logiciel	Pour quoi	Étapes
IDE Arduino	écrire et téléverser les programmes Arduino	1, 2
Bibliothèques TimerOne et FastLED	multiplexage par interruption ; pilotage des WS2812B	1 ; 2
Krita	dessiner et animer en pixel art	3
Python 3 + Pillow	lecteur, outils de vérification, simulateur	3
rpi_ws281x, Flask	pilotage des LED par le Pi ; la page web	3
Raspberry Pi Imager	préparer la carte SD du Pi	3
Fritzing (facultatif)	ouvrir le schéma de la maquette 3 × 3	1

Tout est libre et gratuit.

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7. Où en est le projet ?

Mis à jour le 8 octobre 2026.

• ✅ Maquette 3 × 3 : programme et documentation prêts.
• ✅ Panneau 8 × 32 avec Arduino : programme et documentation prêts.
• ✅ Raspberry Pi : un Pi 3 Model B (Raspbian 11) est installé et mis à jour ; le lecteur, la page web et les exemples y tournent. Adresse Wi-Fi : http://172.16.50.27 (câble : 172.16.7.199). L'équipe design y dépose déjà ses premières animations.
• ✅ Matrice debout : tout le logiciel travaille en 8 × 32 (ROTATION = 90).
• ⏳ Premier test sur la vraie matrice avec le Pi : régler le sens de l'image (INVERSER_X / INVERSER_Y) avec test_matrice.py, puis activer le lecteur au démarrage.
• ⏳ Adaptateur de niveau 74AHCT125 : pas disponible pendant le workshop ; on utilise le montage A (panneau alimenté en 4,4 V) ou le montage B (un transistor). Voir le README du Pi, partie 4.
• ⏳ Mode vitrine : protection contre les coupures de courant (overlay), mot de passe de la page web, adresse fixe à demander au service informatique.

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8. Vers la matrice finale 7 × 39

Pistes et décisions à ce jour (le détail technique est dans CLAUDE.md) :

• LED WS2812B plutôt que du multiplexage : à 273 pixels, le multiplexage demanderait 117 fils de couleur, des circuits spécialisés et de gros transistors, pour une image 7 fois moins lumineuse.
• Format envisagé : un panneau 8 × 32 + un panneau 8 × 8, chaînés, au pas de 10 mm (soit 8 × 40, dont on n'utilise que 7 × 39). La 8e rangée reste éteinte : on ne la coupe pas, ça casserait la chaîne.
• Alimentation : 5 V, environ 10 A, réinjectée à plusieurs endroits de la chaîne ; limite de courant réglée dans le programme.
• Cerveau : le Raspberry Pi de l'étape 3 ; le programme s'adapte en changeant quelques réglages dans matrice.py.
• À préciser : sens de pose (couché ou debout) de la matrice finale, choix définitif des panneaux (ou d'une bande à 100 LED/m).

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9. Organisation des fichiers

vitrine pixel electronique/
├── README.md                ← ce document
├── CLAUDE.md                ← notes techniques du projet (décisions, chiffres clés)
│
├── matrice_3x3/             ← étape 1 : maquette multiplexée, Arduino
│   ├── README.md
│   ├── matrice_3x3.ino
│   ├── matrice_3x3.fzz      (Fritzing)
│   ├── schemas/             schéma électrique, plan d'implantation
│   └── outils/              scripts qui redessinent les schémas
│
├── matrice_8x32/            ← étape 2 : panneau WS2812B, Arduino
│   ├── README.md
│   ├── matrice_8x32.ino
│   ├── schema_branchement.svg
│   └── photos du panneau
│
└── 8x32 PI/                 ← étape 3 : panneau WS2812B debout, Raspberry Pi
    ├── README.md            montage, test, interface web, dépannage
    ├── INSTALLATION_PI.md   GUIDE_KRITA.md   INTERFACE_WEB.md
    ├── MODE_VITRINE.md      CODER_EN_PYTHON.md
    ├── matrice.py           le moteur (+ simulateur)
    ├── lecteur.py           joue les animations en boucle
    ├── serveur_web.py       la page web (+ dossier web/)
    ├── test_matrice.py      mes_animations.py
    ├── animations/          exemples (GIF, APNG, séquence de PNG)
    ├── krita/               palette de couleurs pour les LED
    ├── outils/              vérifier un export, générer exemples et schémas
    ├── schemas/             branchements, brochage, chaîne Krita → matrice
    └── installation/        script d'installation et services du Pi