Panneau lumineux semi-opaque homemade

1. Présentation du projet

Il y a quelques semaines est apparu un article concernant la réalisation d´un panneau lumineux en plexiglas, dont le but était de faire ressortir un dessin avec de la lumière. Parallèlement à cet essais en tuning, un second projet était déjà en cours : la préparation d´un boitier tuné et préparé pour le silence (ce second point ne sera que peu évoqué dans les lignes qui suivent).
Cette fois, ce que nous cherchons à obtenir est simple : éclairer une forme pleine, de façon uniforme tout en ayant la possibilité de voir à travers, par semi-transparence.
Une unité centrale à l´aspect standard étant triste au regard et peu originale même si tunée d´origine, il convient ici de réaliser un objet unique. La personnalisation se fera à l´aide de découpes et de meulages, en plus de jouer avec l´éclairage.
Les panneaux latéraux des boitiers sont assez facilement personnalisables de par leur grande surface plane. Cependant, ceux-ci possédant souvent des trous déaération ou des ventilateurs présentent quelques difficultés. Dans toutes les lignes qui suivent, c´est un "simple" boitier Textorm 6A19 dont le prix est raisonnable (moins de 50 €) et dont les panneaux latéraux conviennent bien à la mise en place d´une vitre en plexi, au système de fermeture près. Un point sur lequel il est important de faire attention : l´épaisseur des toles. En effet, pour éviter les soucis lors des nombreuses manipulations, il est préférable d´utiliser des panneaux d´épaisseur suffisante.
Une fois encore, une photo valant largement un long discours, voici donc ce qu´on va réaliser :

Exemple de panneau lumineux : on devine les emplacements pour les lecteurs optiques en façade (cliquer pour agrandir)

Nota Bene

Ce n´est pas l´intérieur du PC qui est doté d´un éclairage, mais la porte elle même qui éclaire : l´éclairage est diffus et identique sur toute la porte, ce qui est difficilement réalisable avec une source DANS le boitier.

Le principe

Le plexiglas ayant un indice optique n_PLEXY (voisin de 1.5) plus élevé que l´air (n_AIR=1), en dessous d´un certain angle, la lumière émise dans la tranche ne peut que se propager et pas ressortir : on ne peut pas voir le bleu de la source ! Cet angle est obtenu par la relation de Snell-Descartes, en utilisant le schéma suivant :

θ_max = arcos(n_AIR/n_PLEXY) = 48°

Nos sources étant des diodes placées dans la tranche du plexiglas, nous devons donc faire attention à leur angle de vue (θ_vue), qui correspond au double du demi angle du cone d´émission (noté θ_1/2=0.5 x θ_vue). Pour éviter que la lumière ne s´échappe au voisinage de la diode et se réfléchisse de manière non controlée sur les parois supportant le plexiglas, on devra donc vérifier :

θ_1/2 < θ_max

Comme toujours, le mieux reste de se fier à la datasheet des diodes que l´on utilisera et regarder la distribution spatiale de l´intensité lumineuse ! Dans notre cas, nous allons donc utiliser des diodes avec un θ_1/2 de 12.5 °, à savoir des L-7104QBC-D (réf 466-3532 chez Radiospares).

Exemple de distribution spatiale de l´intensité lumineuse pour des diodes L-7104QBC-D : θ_vue est de l´ordre de 40 °

On constate que l´émission est concentrée dans un cone de θ_1/2 = 20 °... et dans la datasheet, on parle d´angle de vue de 12.5°.On n´a donc presque pas de lumière au delà de 20° << θ_max, et c´est tout ce qu´on cherche à obtenir ! Quant à la répartition des diodes, on veillera à en mettre sur chacune des tranches pour les grandes surfaces, pour obtenir un éclairement relativement homogène. Ces diodes sont données pour 1500 mcd : elles éclairent vraiment fortement il faudra donc éviter de les orienter vers le visage si on fait des tests !!
Pour les caractéristiques électriques, on verra plus tard !

Comment faire en sorte que la lumière s´échappe de façon homogène ?

Désormais, on a choisit des diodes de sorte à ce que la lumière qu´elles émettent ne s´échappe pas, notamment là où elles sont placées. Reste à faire ressortir la lumière de façon homogène sur toute la surface du plexiglas... Pour cela, on fera appel à de la diffraction ! Et pour faire difracter notre surface, on va tout simplement... la rendre rugueuse !

Comme on peut le voir sur le schém ci dessus, on redirige la lumière selon toutes les directions à cause de la rugosité : pour certains angles, la lumière resortira sur l´autre face, sinon, elle se réfléchira deux fois avant de rencontrer à nouveau la face rugueuse du plexiglas.
Pour un bon fonctionnement, il est essentiel d´avoir des défauts dont la taille est de l´ordre de la longueur d´onde de la lumière qu´on veut utiliser... On devra donc utiliser un papier abrasif avec un grain très fin !

Pour plus de détails concernant les papiers abrasifs, on pourra se rendre sur cette page de la société Standard Abrasives.

On pourra se contenter de P1000 pour peu qu´on ne frote pas fortement le plexiglas, de sorte à ne pas faire de rayures plus prononcées. Pour des raisons évidentes, il faudra "rayer" le plexiglas dans toutes les directions, et donc ne pas frotter avec en permanence le même geste.

Choix de la taille du plexiglas (partie partiellement commune avec le précédent article)

Etant donné que nous allons utiliser une parois latérale de PC dans notre exemple, il convient de prendre en compte les paramètres suivants :

• la circuiterie électrique prendra un peu de place sur la tranche du plexiglas, et occupe donc environ 5 mm sur chaque coté (voire un peu plus si on n´a pas l´habitude pour les soudures).
• il faut pouvoir mettre en place la porte, ce qui, sur la plupart des boitiers, se fait en faisant glisser la parois. Si le boitier est neuf, il faudra faire des essais avec du carton scotché sur la porte par exemple. Sinon, on pourra se contenter de relever les marques laissées sur la parois intérieure par les frottements à chaque ouverture/fermeture.
• étant donné que les diodes éclairent fortement, il faudra les cacher sous la partie restante de la parois, selon le schéma suivant :

On pourra réaliser des motifs en disposant des objets non transparents sur le plexiglas, ou en réalisant une découpe particulière de la porte métallique, ce qui est le cas ici