[Animatronique] Fursuits et LEDs

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[Animatronique] Fursuits et LEDs

Messagede Lorrio » 26 Sep 2020, 16:31

Hello les gens,

Après le sujet [Animatronique] A la découverte des LEDs !, je vous propose ce nouveau sujet : [Animatronique] Fursuits et LEDs.

Je vais présenter ici tout ce que j'ai acheté et les différentes étapes de conception de la partie animatronique LEDs qui équipera ma future fursuit actuellement en cours de conception chez PriamWolf.
J'en profite aussi pour dire un grand merci à Priam qui a accepté de prendre ma commission et donc de s'occuper de l'intégration de ces LEDs.

J'espère ne pas me tromper de section, j'ai longuement hésité entre la section générale et la section fursuit.
J'espère aussi ne pas enfreindre le règlement en postant des URL de liens commerciaux, je fais ça uniquement pour information afin de permettre d’acheter les mêmes articles et non pour promouvoir l'article d'un vendeur que je connaitrais personnellement, ça pourrait permettre à d'autres membres d'éviter de commander du matériel de mauvaise qualité (j'ai eu de mauvaises surprises, donc je ne mets que les liens des articles que je juge "fiable").

L'introduction étant maintenant terminée, on attaque directement par le matériel !

Je commande beaucoup de choses depuis la Chine sur aliexpress qui offre un choix beaucoup plus important que ce que l'on pourrait trouver en France tout en proposant des prix généralement 2 à 5 fois moins chère que sur amazon ou autre site de vente.
Par contre, cela implique de bien faire attention à la qualité, quitte à acheter une petite quantité pour tester avant de faire une commande plus conséquente, exactement comme on le ferait avec un échantillon de fausse fourrure avant d'acheter 2 ou 3 yards.

Pour les LEDs, je pensais opter pour des SK6812 qui sont sensées être meilleurs que les WS2812B.
Avantage théorique des SK6812 : plus lumineuses, présence d'un vrai blanc, plus robustes
Mais après avoir essayé, je ne suis franchement pas convaincu...
Avis personnel sur les SK6812 : incompatible avec la lib FastLED, une couleur bleu franchement médiocre
Donc je reste sur les WS2812B.

Plutôt que des rubans, j'ai opté pour des LEDs à l'unité sur leur petit bout de PCB, cela permet de gagner en fiabilité.
Les rubans flexibles ont la fâcheuse tendance à tombé en panne avec le temps (les soudures des LEDs sont très fragiles et finissent par lâcher à force de plier le ruban).
Attention à ne pas prendre des WS2812 mais bien des WS2812B qui correspond à la version améliorée de la LED, comprenant entre eux une protection d'inversion de polarité (si jamais on inverse +/-, la WS2812B survie alors que la WS2812 crame à coup sûre).
Malheureusement, les vendeurs sur aliexpress n'ont pas l'air de faire la différence entre les deux et écrivent aléatoirement WS2812/WS2812B dans la description...
Pour les reconnaitre, c’est assez simple : la WS2812B dispose de 4 pins tandis que la WS2812 en a 6.
Attention aussi à certains vendeurs qui ne savent pas copier correctement sur les autres... j'ai eu une mauvaise expérience avec XUNATA qui vend des LEDs avec une résistance placée sur la pin VDD au lieux de la mettre sur la pin DIN...
Du coup, je prends mes LEDs chez BTF-LIGHTING qui est légèrement plus chère que les autres mais qui vend de la qualité.
- https://fr.aliexpress.com/item/1849928878.html

Pour des formes de ronds, on trouve des anneaux pré-assemblés, c'est beaucoup plus rapide que de les assembler soit même.
- https://fr.aliexpress.com/item/32835427711.html
Attention, le rond 3 LEDs de ce vendeur est doté de LEDs WS2812, pas bon !
Les ronds 7, 8 et 12, 24 et 32 sont bien en WS2812B, c'est bon.
Je n'ai pas commandé de rond en taille 16 mais la photo montre des WS2812B, ça doit être bon.

De la gaine silicone largeur 12mm pour rendre les rubans étanches.
- https://fr.aliexpress.com/item/32788048391.html

Au niveau des connecteurs, 2 stratégies possibles :
- soit acheter des connecteurs déjà assemblés avec des fils
- soit acheter des connecteurs à assembler/sertir soit même
Dans le premier cas, il n'y a pas vraiment de surprise possible mais les fils fournies ne sont pas bien long donc il faut les rallonger, ce qui veut dire faire une soudure et protéger avec de la gaine thermo, ce qui fait une sorte de bloc pas très souple le long du fils
Dans le second cas, on a beaucoup plus de liberté car on met le type de fils et la longueur de fils que l'on veut mais cela implique d'avoir une vrai pince à sertir.
J'insiste bien sur "vrai pince à sertir" et non une pince classique que l'on utiliserait pour écraser les parties métallique de la fiche autours du conducteur.
Il faut impérativement faire un double sertissage : une partie du sertissage doit se faire sur la gaine (ce qui apporte le maintient mécanique) tandis que l'autre partie se fait sur le conducteur (ce qui apporte la liaison électrique).
En ne faisant qu'un sertissage sur le conducteur, on n'a pas le maintient mécanique et le fils finira pas casser au ras du sertissage.
Pour les LEDs, j'utilise du JST :
- https://fr.aliexpress.com/item/32966181600.html
- https://fr.aliexpress.com/item/32720814715.html
Pour les boutons, du BEC :
- https://fr.aliexpress.com/item/32720814715.html
Pour la puissance, de l'USB et du DEAN :
- https://fr.aliexpress.com/item/32813989630.html
- https://fr.aliexpress.com/item/4000302272367.html

Pour les boutons, je n'ai malheureusement rien à vous proposer comme lien commercial.
Je pioche dans un surstock de boutons désaffectés du boulot.
Je conseille néanmoins de prendre un bouton avec protection IP67 de façon à ce qu'il soit étanche et ne prenne donc pas l'eau lors des lavages de votre fursuit.

Pour les fils, j'utilise plusieurs sortes.
Du fils 3 pins dédiés aux LEDs (rouge/vert/blanc), il est relativement souple mais sans plus et se soude facilement, je le prends pour les liaisons entre LEDs.
- https://fr.aliexpress.com/item/32966760012.html
Du fils 3 pins dédiés aux servos moteurs RC (rouge/blanc/noir), il est ultra souple (incomparable par rapport au premier), supporte plus de courant, mais plus chiant à souder, je le prends uniquement pour les longues distances car la souplesse qu'il apporte compense le fait qu’il soit chiant à souder.
- https://fr.aliexpress.com/item/32861403462.html
- https://fr.aliexpress.com/item/32846158731.html
Du fils de puissance pour aller vers la power bank, à vous d'adapter la section en fonction du nombre de LEDs
- https://fr.aliexpress.com/item/4000863021266.html

Concernant le microcontrôleur, chacun est libre de faire ses choix.
On a Arduino, Arduino pro, Arduino nano, Arduino mini pour les petits projets.
Sinon, on peut citer Arduino DUE ou Teensy qui apporte beaucoup plus de puissance mais c'est du 3.3V donc il faudra ajouter un driver en sortie pour convertir le 3.3V en 5V tel qu’un 74HC125 par exemple.
- https://fr.aliexpress.com/item/32856118319.html

Reste enfin la batterie et c'est le seul item sur lequel je ne me risquerais pas d'acheter directement en Chine.
On parle ici d'une batterie lithium qui sera fixée sur vous à l'intérieur de votre fursuit donc je vous laisse imaginer les dégâts que cela pourrait faire si jamais elle venait à surchauffer et/ou s'enflammer.
Là, je prends une batterie avec un maximum de normes et un maximum de protections (surcharge, court-circuit, décharge profonde, surtension, surintensité, etc...)
Il faut bien faire attention au courant maxi supportable par la power bank car on arrive vite à des courants important si toutes les LEDs doivent être allumées en blanc à pleine puissance (compter 20mA par LED).
Il faut aussi se méfier des petites lignes car on voit souvent des power bank 2 ou 3 ports annoncées pour 2.4A max par ports et 3.0A max total en cumulé sur l’ensemble des ports.
Après quelques recherches, j'ai opté pour la Anker PowerCore 26800 mAh annoncée à 3.0A max par ports et 6.0A max cumulé.
J'ai fais le test, elle tient ses promesses de courant et délivre bien les 6A quand on met les 3 ports en parallèle.
Elle tient aussi ses promesses de protections et s'arrête automatiquement lorsque le courant dépasse la limite maxi.
Par contre, il faut y mettre le prix et compter 50€ la power bank alors qu'on en trouve des moins performantes à partir de 10€.
- https://www.amazon.fr/gp/product/B01JIWQPMW

Je fais l'impasse sur tous les petits consommables tel que étain, colle, scotch, gaine thermo, les petits bricoleurs ont tous ça chez soit.

Petite parenthèse quand même sur l'étain et cette géniale invention que l'on appel la directive ROHS consistant à retirer toutes les substances controversées de l'électronique, dont le plomb.
Dans le temps, on avait de la bonne vieille soudure au plomb (60% SN, 40% PB) et c'était super car ça fondait à une température pas trop élevée et faisait une soudure propre et solide.
Maintenant, on a de la soudure ROSH (99% SN) et c'est la ***** car il faut chauffer plus fort (donc risque d'abimer la LED, le fils, etc...) et le résultat laisse parfois à désirer (soudure pas net, cassante, etc...)
Chacun est libre de faire ses choix et d'en assumer les conséquences.
En ce qui me concerne, je suis resté sur ma bonne vieille soudure 60%SN/40%PB et je fais attention de pas respirer les fumées, de ne pas jeter mes déchets à la poubelle mais les amener en déchèterie, etc...
A noter qu'il y a eu des dérogations à cette directive ROHS pour continuer d'autoriser le plomb dans les domaines du médical, de l'aviation et de l'aérospatial, je ne sais pas si c'est encore d'actualité aujourd'hui mais ça fait réfléchir.

Maintenant, on va passer à la mise en pratique !

Comme annoncé, j'ai fais appel à Priam pour la conception de ma fursuit et compte sur lui pour intégrer ces LEDs aux endroits stratégiques qui ne seront plus accessible ensuite.
Par exemple, impossible d'ajouter des LEDs sur la tête une fois la fausse fourrure collée à la mousse donc ce sera à Priam de coller les LEDs avant de coller la fausse fourrure.
Pour le reste du corps, je pourrais faire ça moi même car ces zones restent accessibles une fois la fursuit terminée.

Il est prévu de mettre des LEDs :
- au niveau des joues (Priam)
- dans les oreilles (Priam)
- au bout de la queue (Priam)
- au bout des patounes (Priam)
- sur le corps (moi, plus tard)

C'est donc un joli travail de collaboration car il faut d'abord que Priam s'occupe de la base en mousse puis me communique quelques infos (forme et longueur des rubans, longueur des fils, etc...)
Puis vient mon tour avec la réalisation des éléments LEDs sur mesure en fonction de ce que Priam m'aura dit.
Puis Priam termine par l'intégration de ces éléments avant le collage de la fourrure.

Le plus compliqué aura été de s'occuper des oreilles car on ne peut pas faire un ruban droit et le tordre ensuite, il faut donner une forme correcte au ruban lors de sa conception.
Du coup, j'ai eu droit à une image de l'oreille bien à plat :



(Priam m’ayant demandé de garder les WIP qu’il m’envoie privé, je ne poste qu’une petite partie du WIP de la tête avec un filtre de flou recouvrant les zones qui ne nous intéressent pas ici)

A partir de là, je remets l'image à l'échelle, imprime et détermine un placement.
Placement du patron sur une petite planche en bois, perçage d'un petit trou traversant au centre des LEDs (important) puis d'un trou plus gros de la forme de la LED (merci la perceuse colonne réglable).



Ajout des LEDs dans chaque trou avec un petit bout de pâte à fixe pour ne pas qu'elle bouge pendant la soudure.
Attention à bien respecter le sens des LEDs et ne surtout pas inverser DIN/DOUT ou VCC/GND sur une des LEDs car ça ne marcherait pas.



On soude tout ça avec des petits bouts de fils un peu partout et du fils plus grand aux extrémités.



Reste à faire pareil pour l'autre oreille mais avec un effet miroir gauche/droite.
C'est là qu'on se rend compte de l'importance d'avoir fait un petit trou traversant car il suffit de retourner la planche pour avoir cet effet miroir.

Sertissage des connecteurs pour tester avant d'aller plus loin car ce serait dommage de se rendre compte que le ruban ne marche pas après l'avoir placé dans la gaine silicone.
Attention à ne pas faire la même connerie que moi... si on met les 2 connecteurs, il ne sera plus possible de mettre la gaine car le connecteur est trop gros pour passer dans la gaine.

Placement des rubans dans la gaine silicone et test à nouveau.



Ne reste plus qu'à tout noyer dans le joins silicone transparent de salle de bain.
Cela apporte quelques avantages :
- ensemble beaucoup plus solide, moins de risque qu'un fil ne casse au ras de la soudure car le silicone réparti la torsion de l'ensemble plutôt que d'avoir une zone qui se plie d'un coup
- ensemble étanche, permettant de laver sa fursuit sans avoir de dégâts liés à l'érosion ou l'oxydation
Mais aussi quelques inconvénients :
- difficile de ne pas s'en foutre partout et pas facile à nettoyer (ceux qui ont déjà refait les joins de leur salle de bain comprendront)
- ensemble légèrement moins souple

Pour les ronds au niveau des joues, ce sera à Priam de faire l'étanchéisation mais ce sera plus simple à faire que de s'amuser à faire passer du joins dans une gaine.
Il n'aura qu'à creuser un petit trou dans la mousse, mettre un peu de joins au fond du trou, placer le rond par dessus et le recouvrir de joins.

Une fois intégré coté Priam, cela donne ceci :



Vous pouvez aussi voir le résultat en vidéo sur son compte instagram : https://www.instagram.com/p/CGC3WPwInVT/

Pour la queue, on a longuement discuté pour trouver un bon compromis entre facilité et conception et facilité d'intégration.
Sachant qu'il n'y a pas de mousse de support dans la queue, nous avons opté pour des LEDs unique avec 10cm de câble entre elles.
Le placement de ces LEDs sera fait de façon plus ou moins aléatoire sur la fourrure avec un petit point de couture pour les maintenir.
Puis la queue sera ensuite retournée et rembourée, comme une queue normale.
Etant donné qu'on ne savait pas trop comment allé se passer le retournement (il faut tout faire passer par un petit trou), on a opté sur une petite quantité de LEDs (une vingtaine) au bout de la queue.

Voici ce que cela donne en photo avant et après retournement/rembourrage :





Puis vient les patounes arrière, qui sont équipées de petits rubans de 5 LEDs réalisés de la même façon que ceux des oreilles.
Priam a fait une encoche dans la mousse pour que la gaine silicone soit affleurante, ainsi qu'une entaille pour dissimuler le passage des câbles.



Et enfin, je finirais ce post avec une photo de l'Arduino associé au projet.
On y retrouve 4 sorties LEDs (tête, queue, patoune gauche, patoune droite) et 4 entrées boutons (bouton "boop" au niveau du nez et boutons dans les patounes).
Il y a de quoi s'amuser à déclencher des animations à chaque fois qu'on pose une patoune par terre ou qu'un autre furry se risque à faire un "boop".
Plus tard, je migrerais probablement sur un Teensy 3.2 pour bénéficier de la puissance de calcul afin d'y mettre un microphone et un algorithme de réaction à la musique.



Voila pour ce qui était de la conception, un grand merci à tous ceux qui ont eu le courage de lire jusqu'au bout.
N'hésitez pas à poser des questions ou faire des remarques.
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Re: [Animatronique] Fursuits et LEDs

Messagede Aniator » 03 Nov 2020, 00:57

Super intéressant !

Merci du partage :)
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Re: [Animatronique] Fursuits et LEDs

Messagede Lorrio » 03 Nov 2020, 20:49

Hello Aniator,

Je vois que tu n'auras pas mis longtemps avant de tomber sur ce sujet.
(je t'avais dis qu'il y avait pleins d'autres furrs passionnés d’électronique, j'en fais parti et il y en a beaucoup d'autres)

En tout cas, je suis ravi que tu trouves ce sujet intéressant,
Si cela peut aider ne serait-ce qu'une personne, ça me convient (au moins, je n'aurais pas écrit tout ça pour rien).

N'hésites pas à faire des remarques ou poser des questions si certains points ne sont pas très clairs.
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