Comment brancher une LED ? Comment fonctionne-t'elle ? Qu'elle circuit peut on faire avec ?

Introduction

Une diode électroluminescente, ou LED est un composant capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique.

ll existe aujourd’hui des LEDS de différentes couleurs (rouge, vert, bleu, jaune, blanche) et même des LEDS pouvant afficher plusieurs couleurs : rouge, bleu et vert comme les LEDS RGB.

La LED ne laisse passer le courant que dans un seul sens (de l’anode vers la cathode). L’autre sens s’appelle le sens bloquant.

Il existe différent type de LEDS :

  • LED basse puissance : Luminosité assez faible mais utilisé a signalisation sur tableau, les feux de circulation.

 

  • LED de puissance : Utilisées dans la signalisation maritime comme sur les bouées permanentes. 

 

  • LED de forte puissance : Puissantes pour servir d’éclairage principal dans le secteur de l’automobile. Employées d’abord pour les feux de position, stop, clignotants ou de recul, celles-ci remplaceront certainement, à terme, toutes les lampes à incandescences. 

 

plus

Avantages de la LED

  • La consommation énergétique des LEDS est beaucoup moins importante que celle des lampes à incandescence.
  • La LED peut avoir une petite taille de l’ordre d’un pixel, ce qui peut-être très utile pour faire un écran.
  • La durée de vie des LEDS sont beaucoup plus importante que des lampes à incandescence.

Inconvénients de la LED

  • L’ efficacité lumineuse des LEDS baisse très rapidement pour ne plus produire en fin de vie que 20 % de la quantité de lumière initiale.
  • Les LED dites blanches sont généralement des LED bleues ou émettant dans l’UV.

Symbole électronique de la LED

La LED possède un symbole bien particulier dans un circuit électronique. Elle est symbolisée par un triangle et un trait. Le trait montre que le courant passe que dans un sens dans la diode : de l’anode vers la cathode.

Comment brancher une led ?

La diode électroluminescente est un composant bien particulier : Il y a un sens bloquant et un sens passant. La LED va fonctionner que si on branche la tension + sur l’Anode et la tension – sur la Cathode.

Ne pas brancher la LED sans résistance !

Comme vous avez pu voir avec le tableau des seuils de tensions, les valeurs sont parfois différentes de celles que peut délivrer une carte Arduino. Comme la carte Arduino peut délivrer que du 3,3V ou 5V, il va falloir limiter le courant entrant dans la LED afin de la protéger. Pour cela on va utiliser une résistance. Vous avez une démonstration de comment calculer sa valeur dans un circuit sur notre cours Résistance.

Néanmoins, si vous voulez vous épargner le détails des calculs, voici les résistances à choisir par rapport à la tension d’entrée :

a) Tension de 3,3V

Si vous avez branché votre capteur sur le port 3,3 volts de votre carte Arduino, il vous faudra une résistance 220 ohms

b) Tension de 5V

Si vous avez branché votre capteur sur le port 5 volts de votre carte Arduino, il vous faudra une résistance 1kilo-ohms.

Quel est le seuil de tension de la led ?

Pour pouvoir brancher la LED sans la faire griller, vous devez respecter les seuils de tensions pour lequel la LED s’allume normalement. En dessous de ce seuil vous risquez de ne pas voir votre LED s’allumer et au dessus vous risquez de griller celle-ci :

La LEDTension MinimaleTension Maximale
LED Rouge1,6V2V
LED Verte1,8V2V
LED Bleu2,7V3,2V
LED Jaune1,8V2V
LED Blanche3,5V3,8V

Allumer une LED sur Arduino

On va maintenant voir comment brancher une LED. Le circuit ci-contre ne vous permettra pas de contrôler la LED (la faire clignoter), mais juste pour comprendre comment l’allumer :

Contrôler la luminosité de la LED avec Arduino

Dans cette partie on va contrôler la LED sous deux formes : d’abord en l’allumer et en l’éteignant, puis en allumant progressivement celle-ci.

Voici le circuit dont vous aurez besoin pour les deux parties :

a) Allumer et éteindre sa LED

Voici le code pour allumer et éteindre une LED. Vous pouvez changer la broche en fonction d’où vous avez branché votre LED sur la carte Arduino :

int led_Broche = 11;  // On assigne la LED à la broche 11.

void setup() {
    pinMode(led_Broche, OUTPUT); // On assigne la LED en sortie
}

void loop() {
digitalWrite(led_Broche,HIGH); // On allume la LED
delay(1000); // On fait une pause pour voir la LED allumée avant de l'éteindre
digitalWrite(led_Broche,LOW); // On éteint la LED
delay(1000); 
}

B) Contrôler la luminosité de sa LED

On va maintenant voir comment faire varier la luminosité de la LED avec la carte Arduino. Pour cela il va falloir connecter la LED sur une des broches PWM de la carte Arduino. Les broches Pulse Width Modulation permettent de faire “varier” la tension de la carte arduino avec des impulsions. Elles sont représentées par des “~”. Voici le schéma pour faire varier l’intensité de la led :


int led_Broche = 11;  // On assigne la LED à la broche 11.
float value; // Valeur de la luminosité en pourcentage.

void setup() {
    pinMode(led_Broche, OUTPUT); // On assigne la LED en sortie
}

void loop() {

for (int compteur_montant = 0 ; compteur_montant < 255 ; compteur_montant++){
  analogWrite(led_Broche, compteur_montant); // On envoie la valeur vers la LED
  delay(10); 
}
for (int compteur_descendant = 255 ; compteur_descendant > 0 ; compteur_descendant--){
  analogWrite(led_Broche, compteur_descendant); // On envoie la valeur vers la LED
  delay(10); 
}
}

La LED RGB

La LED RGB est une diode dont on peut contrôler la couleur. Elle est composé de trois LEDS : Bleu, Vert et Rouge.

Il reste juste à jouer sur la brillance de chaque LED afin d’avoir la couleur souhaitée. Chaque broche de la LED correspond à une des LEDS plus une broche pour la masse.

On va maintenant voir comment faire varier la couleur de cette LED RGB.

//On définit les pins pour les trois LEDS
#define Bleu 3 
#define Vert 5
#define Rouge 6

void setup()
{
// On déclare les LEDS en sortie
pinMode(Rouge, OUTPUT); 
pinMode(Vert, OUTPUT);
pinMode(Bleu, OUTPUT);
// On allume seulement la LED Rouge pour commencer.
digitalWrite(Rouge, HIGH);
digitalWrite(Vert, LOW);
digitalWrite(Bleu, LOW);
}

// On définit les variables qui vont faire varier les couleurs
int Rouge_Valeur;
int Vert_Valeur;
int Bleu_Valeur;

// main loop
void loop()
{
#define Pause 10 // On fait une pause entre chaque couleur

Rouge_Valeur = 255; // On allume la LED Rouge à son maximum, qui est 255 avec une broche PWM.
Vert_Valeur = 0;  // On éteint la LED Verte.
Bleu_Valeur = 0; // On éteint la LED Bleu.

for(int i = 0; i < 255; i += 1) // On allume la LED Verte progressivement et on éteint la LED Rouge
{
Rouge_Valeur -= 1; // On décrémente la LED Rouge
Vert_Valeur += 1; // On incrémente la LED Verte
// On écrit les nouvelles valeurs pour les LEDS verte et rouge
analogWrite(Rouge, Rouge_Valeur); 
analogWrite(Vert, Vert_Valeur);
delay(Pause);
}
// On allume maintenant la LED verte
Rouge_Valeur = 0;
Vert_Valeur = 255;
Bleu_Valeur = 0;

for(int i = 0; i < 255; i += 1) 
{
  
Vert_Valeur -= 1;
Bleu_Valeur += 1;
analogWrite(Vert, Vert_Valeur);
analogWrite(Bleu, Bleu_Valeur);
delay(Pause);
}
// On fait maintenant la même chose avec la LED Bleu
Rouge_Valeur = 0;
Vert_Valeur = 0;
Bleu_Valeur = 255;

for(int i = 0; i < 255; i += 1)
{
Bleu_Valeur -= 1;
Rouge_Valeur += 1;
analogWrite(Bleu, Bleu_Valeur);
analogWrite(Rouge, Rouge_Valeur);
delay(Pause);
}
}

Pour aller plus loin...

a) Allumer une LED avec un bouton poussoir !

Vous pouvez allumer une LED depuis un interrupteur avec un bouton poussoir. Vous en avez un exemple sur notre cours bouton poussoir !

b) Allumer une LED en fonction la lumière d’une pièce

Vous pouvez faire varier l’intensité de la LED en fonction de la luminosité extérieur grâce à une photorésistance. Ceci peut vous servir à allumer une lampe quand une pièce s’assombrit. Vous avez un exemple de ce projet sur le cours photorésistance.

c) Faire un radar avec une LED !

Vous pouvez faire varier la luminosité en fonction de l’objet qui s’approche comme sur un radar de voiture avec le capteur de distance ! On a un exemple dans le cours capteur de distance

d) Contrôler une led depuis votre téléphone !

Nous avons crée une application sur Android, Arduino Factory, vous permettant de contrôler à distance une LED ou tout autre type d’objet grâce à votre téléphone ! Voici notre cours pour connecter la LED au téléphone.