Le matériel
La LED
LED (Light Emitting Diode) se traduit français par DEL (Diode à Émission de Lumière). Donc une LED est une diode qui produit de la lumière.
Et une diode est un dipôle (c’est-à-dire un composant électrique qui se branche avec 2 bornes) qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens. On appelle ça un semi-conducteur.
Le sens de branchement d'une LED est donc essentiel car si on ne la branche pas correctement, non seulement elle ne s'allumera pas, mais elle bloquera le courant dans tout le circuit qui la suit. Donc la LED a un sens de branchement.
La LED a une patte plus longue que l'autre, la patte la plus longue se branche sur le + et la plus courte sur le - , le (Ground) .
Si l'on veut qu'une LED s'allume, on connecte la patte la plus longue (anode ou +) du côté du 5 V et la patte la plus courte, qui part du côté coupé de la bague (cathode ou -) du côté du 0 V ou Ground.
Branchement d'une LED directement sur la carte
La carte Arduino génère du courant électrique, données aux bornes sorties de tensions fixes. Par convention, le +, l' anode est la borne qui distribue un courant de 5 V de tension (ou 3.3 V dans certains cas) et le-, la catode est appelé le Ground, c'est à dire la terre.
Composez le branchement ci-dessous.
La LED s'allume si le branchement est correct. Le courant allant du + (borne 3.3 v) vers le - (GRD).
Les résistances
Vous aurez à utiliser différentes résistances. Pour cela il faudra savoir lire la valeur de la résistance exprimée en ohms comme l'indique l'image ci-dessous.
Nous utiliserons les résistances à 4 anneaux. C’est la plus connue des résistances. Elle aura trois anneaux groupés et un anneau seul.
- Le premier anneau (du groupe de trois) indiquera la dizaine de la valeur de référence.
- Le deuxième anneau indique l’unité de la valeur de référence.
- Le troisième anneau indique le multiplicateur qui nous donnera l’ordre de grandeur de la résistance.
- Le quatrième anneau (à l’écart) indique la tolérance entre la valeur réel et théorique de la résistance.
Exemple :
- Pour une résistance de 220 Ω on écrira 22 x 10¹ en choisissant une résistance contenant un anneau rouge (2) à nouveau un anneau rouge (2) puis un anneau marron pour l'exposant 1.
- Pour une résistance de 10 kΩ soit 10 x 10³ en choisissant une résistance contenant un anneau marron (1), un anneau noir (0) puis un anneau orange pour l'exposant 3.
On pourra urtiliser le lien Résistances
La breadboard
La breadboard est la plaque, ci-dessous, constitutée de trous.
Les lignes en haut et en bas, (ici bleue et jaune pour le haut ) ont des trous connectés entre eux.
Au centre, les 5 trous de chaque colonne (en rouge) sont connectés.
Les deux lignes du haut ou du bas servent souvent à relier les Vin (+5 V) et les grounds (Gnd) entre eux.
Branchement d'une LED via la breadboard
Reproduire le montage ci-dessous
La carte Arduino génère un courant à partir de la connection 5v. Ce courant arrive sur la breadBord le long du cable rouge, puis descend le long de la ligne colorée en vert.
Le courant traverse la résistance de 220 homs puis arrive sur le + de la LED, traverse la LED qui s'allume , passe au - de la LED, rejoint la première ligne de la breadboard, puis remonte jusqu'au au fil bleu qui rejoint le Ground de la carte.
Cette résistance est nécessaire pour la LED sinon la LED chaufferait et finirait par griller. On aurait pu mettre la réssistance après la LED.
Le courant passe dans un circuit lorsqu'il y a une différence de potentiel entre les bornes du curcuit.
Une LED clignotante connectée à un pin
Faîtes le montage ci-dessous ainsi que la programme ledPin que vous téléverserez.
Dans ce montage, digitalWrite(13,1) met le pin 13 à +5V la LED de la breadboard connectée au pin 13 s'allume.
Ensuite digitalWrite(13,0) place le pin 13 à 0V, la LED de la breadboard connectée au pin 13 s'eteint. Vous observez le même clignotement entre la LED de la breadboard et la LEDde la carte.
Deux LED clignotantes connectées à deux pins
Faîtes le montage ci-dessous ainsi que la programme 2ledSPinS que vous téléverserez.
Ici nous avons branché la deuxième LED au pin 12.
La même chose mais avec un tableau.
On garde le même montage mais on va téléverser le script 2ledSPinS_tableau ci-dessous
- En ligne 1 les pin sont définis dans le tableau pinLed.
- En lign2 on définit le clignotement par deux états 1,0 ou 0,1 soit la première LED est allumée et pas la seconde et 1,0 la première LED est eteinte et la seconde allumée.
Pour cela on crée une matrice 2x2 (2 lignes 2 colonnes). - Dans le setup() on initialise les pin en parcourant le tableau pinLed.
- Dans le loop() on parcourt la matrice etats pour allumer ou eteindre les LEDS.
Exercices
Exercice 1 : une guirlande
Dans cet exercice vous allez brancher sur les pin 2, 4 et 6 trois LED.
Puis vous compléterez les lignes 13 à 20 du programme guirlande ci-dessous pour avoir tous les secondes, une LED, seulement, sur les trois étiente, la première puis la deuxième et enfin la troisième.
Vous remarquerez que la déclaration des pin en ligne 1 utilise un tableau d'entiers de taille3. Puis l'initialisation des pin en ligne 3 se fait à l'aide d'une boucle for.
Exercice 2
On garde le même montage que le précédent. On souhaite, à l'aide d'une boucle diminuer la durée les pauses de 1s , 900 ms, 800 ms jusqu'à 100ms puis revenir à 1s.
Exercice 3
Dans cet exercice on fera un montage avec 5 LED.
5 LED en une ligne assez rapprochée (contrainte de montage). Puis nos LED devront effectuer des "figures" lumineuses variées suivantes :
- Les LED s'allument de droite à gauche une par une ;
- Les LED s'allument de gauche à droite une par une ;
- Les LED s'allument toutes puis s'éteignent de droite à gauche ;
- Les LED s'allument toutes puis s'éteignent de gauche à droite.
La première séquence ( les LED s'allument de droite à gauche une par une ) peut être représentée par le tableau ci-dessous.
| LED1 | LED2 | LED3 | LED4 | LED5 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Proposez un montage, en utilisant les broche 2, 4, 6, 8, 10, puis le script