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E2- Connaitre les LED Arduino

Tutoriel : Apprendre à connaitre les composants led de votre kit électronique Arduino

💡 Nous nous retrouvons pour apprendre à connaitre les led de votre kit électronique complet Arduino. 🚨

Ces connaissances vous seront utiles pour utiliser les résistances dans le tutoriel faire clignoter une led.

Si vous n'avez pas encore d'Arduino, vous pouvez acheter le kit garanti au meilleur prix.

Ce kit électronique Arduino à monter pour débutant vous fera apprendre l'électronique par des jeux grâce à nos tutoriels adaptés au kit.

Introduction aux LED de votre kit Arduino

Les LEDs sont tout autour de nous : Dans nos téléphones, nos voitures et même nos maisons. Chaque fois que quelque chose d'électronique s'allume, il y a de fortes chances qu'une LED se trouve derrière. Il existe une grande variété de tailles, de formes et de couleurs, mais quelle que soit leur apparence, elles ont une chose en commun : elles sont les lardons de l'électronique. Elles sont largement censées améliorer n'importe quel projet et sont souvent ajoutées de manière inattendue (pour le plus grand plaisir de tous).
 

Mais contrairement aux lardons, ils ne sont pas bons une fois cuits. Ce guide vous aidera à éviter tout barbecue LED accidentel ! Mais commençons par le commencement. Qu'est-ce exactement que ces LED dont tout le monde parle ?

Les LED sont un type particulier de diode qui convertit l'énergie électrique en lumière. En fait, LED signifie "Light Emitting Diode" (diode électroluminescente). Et cela se reflète dans la similitude entre la diode et les symboles schématiques des LED :
 

symbole led tutoriel led arduino kit électronique.png

En bref, les LEDs sont comme de minuscules ampoules. Cependant, en comparaison, les LED nécessitent beaucoup moins de puissance pour s'allumer. Elles sont également plus efficaces sur le plan énergétique, et n'ont donc pas tendance à chauffer comme les ampoules classiques (à moins que vous n'y injectiez vraiment de l'énergie). Elles sont donc idéales pour les appareils mobiles et autres applications à faible consommation d'énergie. Mais ne les excluez pas de la catégorie des appareils à forte puissance. Les LED à haute intensité ont fait leur apparition dans l'éclairage, les projecteurs et même les phares des voitures !

Vous en avez déjà envie ? L'envie de mettre des LED partout ? Bien, restez avec nous et nous vous montrerons comment faire !

 

Comment utiliser les LED Arduino de votre kit électronique ?

Vous êtes donc parvenus à la conclusion raisonnable qu'il faut mettre des LED partout. Nous avons pensé que vous seriez d'accord. Voyons maintenant comment les utiliser...
 

1- L'importance de la polarité

En électronique, la polarité indique si un composant du circuit est symétrique ou non. Les LED, qui sont des diodes, ne permettent au courant de circuler que dans un seul sens. Et quand il n'y a pas de courant, il n'y a pas de lumière. Heureusement, cela signifie aussi qu'on ne peut pas casser une LED en la branchant à l'envers. Au contraire, cela ne fonctionnera pas.
 

led bleu tutoriel kit électronique.png

 Le côté positif de la LED est appelé "anode" et se caractérise par une "patte" plus longue. L'autre côté, négatif, de la LED est appelé "cathode". Le courant circule de l'anode à la cathode et jamais dans le sens opposé. Une LED inversée peut empêcher un circuit entier de fonctionner correctement en bloquant la circulation du courant. Ne paniquez donc pas si l'ajout d'une LED coupe votre circuit. Essayez de l'inverser.

2- Plus de courant donne plus de lumière

La luminosité d'une LED dépend directement de la quantité de courant qu'elle consomme. Cela signifie deux choses. La première est que les LED super brillantes déchargent les piles plus rapidement, car de la luminosité supplémentaire demande de la puissance supplémentaire. La seconde est que vous pouvez contrôler la luminosité d'une LED en contrôlant la quantité de courant qui la traverse. Mais le réglage de la luminosité n'est pas la seule raison de réduire le courant.

3- Le danger de la puissance

Si vous connectez une LED directement à une source de courant, elle essaiera de dissiper autant de puissance qu'elle peut en tirer et, comme les héros tragiques de l'époque, elle s'autodétruira. C'est pourquoi il est important de limiter la quantité de courant qui circule dans la LED.

Pour cela, nous utilisons des résistances. Les résistances limitent le flux d'électrons dans le circuit et protègent la LED contre les tentatives de prélèvement de courant excessif. Ne vous inquiétez pas, il suffit d'un peu de mathématiques de base pour déterminer la meilleure valeur de résistance à utiliser. Vous pourrez tout savoir à ce sujet dans les exemples d'applications de notre tutoriel sur les résistances !

Ne vous laissez pas effrayer par toutes les mathématiques du tutoriel sur les résistance, il est en fait assez difficile de bruler une led. Dans la section suivante, nous allons voir comment fabriquer un circuit LED sans avoir recours à votre calculatrice.

Utiliser les LEDs sans mathématiques

Avant de parler de la façon de lire une fiche technique, branchons quelques LED. Après tout, il s'agit d'un tutoriel sur les LED, pas d'un club de lecture.

Ce n'est pas non plus un tutoriel de mathématiques, alors nous allons vous donner quelques règles de base pour faire fonctionner les LED. Comme vous l'avez sans doute compris dans les informations de la dernière section, vous aurez besoin d'une batterie, d'une résistance et d'une LED. Nous utilisons une batterie comme source d'alimentation, car elles sont faciles à trouver et ne peuvent pas fournir une quantité de courant dangereuse.

Le modèle de base pour un circuit LED est assez simple, il suffit de connecter votre batterie, votre résistance et votre LED en série. Comme ceci :


 

Schéma tutoriel branchement led batterie kit électronique

Une bonne valeur de résistance pour la plupart des LEDs est de 330 Ohms ( orange - orange - marron ). Vous pouvez utiliser les informations de la dernière section pour vous aider à déterminer la valeur exacte dont vous avez besoin, mais il s'agit de LEDs sans mathématiques... Donc, commencez par placer une résistance de 330 Ohms dans le circuit ci-dessus et voyez ce qui se passe.

 

Ce qui est intéressant avec les résistances, c'est qu'elles dissipent la puissance supplémentaire sous forme de chaleur, donc si vous avez une résistance qui chauffe, vous devez probablement choisir une résistance plus petite. Mais si votre résistance est trop petite, vous risquez de griller la LED ! Étant donné que vous avez une poignée de LED et de résistances avec lesquelles jouer, voici un organigramme pour vous aider à concevoir votre circuit de LED par tâtonnements :
 

Tutoriel prise en main led kit électronique.jpg

Avec une pile de montre

Une autre façon d'allumer une LED est de la connecter à une pile à montre ! Comme la pile de montre ne peut pas fournir suffisamment de courant pour endommager la LED, vous pouvez les connecter directement ensemble ! Il suffit de pousser une pile bouton CR2032 entre les fils de la LED. La longue patte de la LED doit toucher le côté de la pile marqué d'un "+". Maintenant, vous pouvez enrouler du ruban adhésif autour de l'ensemble, ajouter un aimant et le coller sur la pièce !

pile montre kit électronique tutoriel led.png

Bien entendu, si vous n'obtenez pas de bons résultats avec la méthode des essais et erreurs, vous pouvez toujours sortir votre calculatrice et faire des calculs. Ne vous inquiétez pas, il n'est pas difficile de calculer la meilleure valeur de résistance pour votre circuit. Mais avant de pouvoir déterminer la valeur de résistance optimale, vous devrez trouver le courant optimal pour votre LED. Pour cela, il faut se reporter à la fiche technique...

Connaitre les LEDs

Si vous connectez une LED directement à une source de courant, elle essaiera de dissiper autant de puissance qu'elle peut en tirer et, comme les héros tragiques de l'époque, elle s'autodétruira. Apprenez d'abord à les connaître. Et quoi de mieux que de lire la fiche technique.

Par exemple, nous allons lire la fiche technique de notre LED rouge de base de 5 mm.


En partant du haut et en descendant, la première chose que nous rencontrons est ce charmant tableau:

Symbole led kit électronique tutoriel

Ah, oui, mais qu'est-ce que tout cela signifie ?

La première ligne du tableau indique la quantité de courant que votre LED pourra supporter en continu. Dans ce cas, vous pouvez lui donner 20mA ou moins, et elle brillera le plus fort à 20mA. La deuxième ligne nous indique quel doit être le courant de crête maximum pour les courtes salves. Cette LED peut supporter de courtes salves jusqu'à 30mA, mais vous ne voulez pas maintenir ce courant trop longtemps. Cette fiche technique est même assez utile pour suggérer une plage de courant stable (dans la troisième rangée à partir du haut) de 16-18mA. C'est un bon chiffre cible pour vous aider à faire les calculs de résistance dont nous avons parlé.

Les quelques lignes suivantes sont de moindre importance pour les besoins de ce tutoriel. La tension inverse est une propriété de la diode dont vous ne devriez pas avoir à vous préoccuper dans la plupart des cas. La dissipation de puissance est la quantité de puissance en milliWatts que la diode peut utiliser avant de s'endommager. Cela devrait fonctionner tant que vous maintenez la LED dans les limites de la tension et de l'intensité nominales suggérées.

Voltage des LEDs

explication tutoriel led kit électronique

Voyons mainteant voir un autre type de tableau

C'est un petit tableau utile ! La première ligne nous indique la chute de tension directe aux bornes de la LED. La tension directe est un terme qui revient souvent lorsqu'on travaille avec des LED. Ce chiffre vous aidera à décider de la quantité de tension que votre circuit devra fournir à la LED. Si vous avez plus d'une LED connectée à une seule source d'alimentation, ces chiffres sont très importants car la tension directe de toutes les LED additionnées ne peut pas dépasser la tension d'alimentation. Nous en parlerons plus en détail plus loin dans la section consacrée à l'approfondissement de ce tutoriel.


Longueur d'onde des LEDs

La deuxième ligne de ce tableau nous indique la longueur d'onde de la lumière. La longueur d'onde est en fait une façon très précise d'expliquer la couleur de la lumière. Il peut y avoir des variations dans ce nombre, c'est pourquoi le tableau nous donne un minimum et un maximum. Dans le cas présent, il s'agit de 620 à 625 nm, ce qui se situe juste à l'extrémité rouge inférieure du spectre (620 à 750 nm). Nous reviendrons plus en détail sur la longueur d'onde dans la section plus approfondie.


Luminosité des LEDs

La dernière ligne (intitulée "Intensité lumineuse") est une mesure de la luminosité que peut atteindre la LED. L'unité mcd, ou millicandela, est une unité standard pour mesurer l'intensité d'une source lumineuse. Cette LED a une intensité maximale de 200 mcd, ce qui signifie qu'elle est juste assez brillante pour attirer votre attention, mais pas tout à fait comme une lampe de poche. À 200 mcd, cette LED ferait un bon indicateur.

L'angle de vue

Angle de vue led tutorieltrouver le meilleur kit électronique

Ensuite, nous avons ce graphique en forme d'éventail qui représente l'angle de vision de la LED. Différents styles de LED intègrent des lentilles et des réflecteurs pour soit concentrer la majeure partie de la lumière en un seul endroit, soit la diffuser le plus largement possible. Certaines LED sont comme des projecteurs qui projettent les photons dans toutes les directions, d'autres sont si directionnelles qu'on ne peut pas savoir qu'elles sont allumées si on ne les regarde pas directement. Pour lire le graphique, imaginez que la LED se trouve à la verticale en dessous. Les "rayons" sur le graphique représentent l'angle de vision. Les lignes circulaires représentent l'intensité en pourcentage de l'intensité maximale. Cette LED a un angle de vision assez étroit. Vous pouvez voir qu'en regardant la LED directement vers le bas, c'est lorsqu'elle est au maximum de sa luminosité, car à 0 degré, les lignes bleues coupent le cercle le plus extérieur. Pour obtenir l'angle de vision de 50 %, c'est-à-dire l'angle auquel la lumière est deux fois moins intense, suivez le cercle de 50 % autour du graphique jusqu'à ce qu'il croise la ligne bleue, puis suivez le rayon le plus proche pour lire l'angle. Pour cette LED, l'angle de vision de 50 % est d'environ 20 degrés.

Les dimensions

Schéma description led tutoriel kit électronique

Enfin, le dessin mécanique. Cette image contient toutes les mesures dont vous aurez besoin pour monter réellement la LED dans un boîtier ! Notez que, comme la plupart des LED, celle-ci a une petite bride en bas. C'est très pratique lorsque vous voulez la monter dans un panneau. Il suffit de percer un trou de la taille parfaite pour le corps de la LED, et la bride l'empêchera de tomber à travers !

Maintenant que vous savez comment déchiffrer la fiche technique, voyons quel genre de LED fantaisistes vous pouvez rencontrer dans notre kit électronique...

Les différents types de LEDs

Félicitations, vous connaissez les bases ! Vous avez déjà essayé quelques LED du kit et commencé à allumer des trucs, c'est génial ! Voyons maintenant les particularités des LEDs...

Les LEDs RGB

led tutoriel explication description led

Les LEDs RGB (Red-Green-Blue) sont en fait trois LEDs en une ! Mais cela ne veut pas dire qu'elles ne peuvent produire que trois couleurs. Comme le rouge, le vert et le bleu sont les couleurs primaires additives, vous pouvez contrôler l'intensité de chacune d'elles pour créer toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. La plupart des LED RVB ont quatre broches : une pour chaque couleur et une broche commune. Sur certaines, la broche commune est l'anode, et sur d'autres, c'est la cathode.

La LED infrarouge

led infrarouge tutoriel description kit électronique

Il existe même des LED qui émettent de la lumière en dehors du spectre visible normal. Vous utilisez probablement des LED infrarouges tous les jours, par exemple. Elles sont utilisées dans des choses comme les télécommandes de télévision pour envoyer de petites informations sous forme de lumière invisible ! Elles peuvent ressembler à des LEDs standard, il sera donc difficile de les distinguer des LEDs normales.

Avec cette LED vous pourrez envoyé des signaux et donner des instructions à distance, mais ceci est pour un autre tutoriel...