Les LED

Principe

Branchement

Une LED possède deux broches :

• l'anode (broche positive)

• la cathode (broche négative)

Physiquement, cela se représente par la .

Conduction des diodes

Une diode devient passante lorsque la tension sur l'anode est supérieure à celle de la cathode d'au moins la tension de seuil.
Cette tension de seuil dépend de la technologie :

• 0.3V pour les diodes au germanium

• 0.7V pour les diodes au silicium

La représente ce qu'on appelle la caractéristique d'une diode.
Nous voyons que dès que la tension aux bornes de la diode dépasse la tension de seuil, le courant circule dans la diode.

Par conséquent, lorsque une diode est insérée dans un circuit, la tension de seuil "reste" à ses bornes quand elle est passante.

Les couleurs des LED

La tension de seuil pour une LED varie en fonction de sa couleur. Voici quelques exemples courants de couleurs de LED et de leur tension de seuil typique :

• LED rouge : 1.8 à 2.2 volts

• LED verte : 2.2 à 2.4 volts

• LED bleue : 3.0 à 3.3 volts

• LED blanche : 3.0 à 3.6 volts

Durée de vie des LED

Les LED sont réputées pour leur longue durée de vie. En général, une LED de qualité peut durer jusqu'à 50 000 heures d'utilisation continue. Cependant, la durée de vie peut être affectée par des facteurs tels que la qualité de fabrication, le courant d'alimentation et la température.

Courant de fonctionnement

L'intensité d'une LED dépend de son courant. Les LED sont prévues pour supporter un courant maximal que nous retrouvons dans les documentations techniques. Pour les LEd rouges standards (5mm), le courant vaut généralement $20~mA$. Si nous dépassons cette valeur de courant, la LEd va griller.

Calcul de la résistance associée

Pour alimenter correctement une LED, nous devons utiliser une résistance en série pour limiter le courant. La loi d'Ohm est utilisée pour calculer la valeur de la résistance nécessaire. La loi d'Ohms donne la relation suivante :

$$ U = RI $$

avec

• U la tension en V (Volt)

• R la résistance en $\Omega$ (Ohm)

• I le courant en A (Ampère)

1. Consultez la tension directe $V_L$ de votre LED en fonction de sa couleur.

2. Choisissez le courant souhaité $I$ pour votre LED (typiquement entre 5 mA et 20 mA).

3. Utilisez la loi d'Ohm pour calculer la valeur de la résistance : $R = (V_{e} - V_{L}) / I$

Mise en pratique avec la CREPP.io

Nous allons faire notre premier code avec notre carte CREPP.io

Pour créer un nouveau projet sur CREPP.io, vous devez suivre les étapes suivantes :

• Ouvrez Visual Studio Code avec l'extension PlatformIO installée.

• Cliquez sur l'icône de PlatformIO dans la barre latérale de gauche pour accéder à la commande rapide de PlatformIO.

  

• Sélectionnez New Project.

• Donnez un nom à votre projet.

• Dans la section Board, recherchez et sélectionnez ESP12E ou ESP8266.

• Sélectionnez le framework Arduino.

  

• Cliquez sur Finish pour générer le projet.

Structure du projet

• src/ : Contient les fichiers source, y compris le fichier main.cpp où vous écrirez votre code.

• include/ : Contient les fichiers d'en-tête (.h).

• platformio.ini : Fichier de configuration du projet.

Utilisation de la carte CREPP.io

Mise en place du montage

Code

Écriture du code

Le fichier situé dans le dossier est le fichier principal où vous allez écrire votre code.

⚠️

Ne pas oublier de mettre les jumpers D0, D3 et D4

Code pour les LEDs

Compilation et téléversement

• Branchez votre carte à votre ordinateur via un câble USB.

• Cliquez sur l'icône de Check dans la barre inférieure de PlatformIO pour compiler votre code.

  

  💡

  L'explication de la compilation se fera à travers les ateliers d'électronique.
  L'objectif de ce tutoriel est d'installer correctement VSCode et ses dépendances.

• Une fois la compilation réussie, cliquez sur l'icône de Flèche pour sélectionner Upload ^[1]au clavier.} pour téléverser le code sur la carte. Un texte défilant apparaît en bas de la fenêtre VSCode pour indiquer la progression du chargement du code sur la carte.

  

Lorsque le défilement s'arrête, le code est envoyé et la LED bleue devrait clignoter à 5Hz.

Simulation sous TinkerCAD

Le montage

On constate que la valeur de la résistance vaut $220~\Omega$

Le code

#include  //For Platform.io
void setup()

  pinMode(12, OUTPUT);

void loop()

  // turn the LED on 
  digitalWrite(12, HIGH);
  delay(1000); // Wait for 1000 millisecond(s)
  // turn the LED off
  digitalWrite(12, LOW);
  delay(1000); // Wait for 1000 millisecond(s)

Nous retrouvons bien notre fonction qui défini la broche 12 en tant que sortie et la fonction qui change régulièrement le niveau de la broche.

Un autre montage

Je vous invite à faire le schéma suivante. Il faut relier la cathode à la broche 12 et l'anode à la résistance qui est elle-même reliée au $5V$.

Je vous invite à simuler avec le code précédente et à observer la différence.

Elle est subtile mais elle existe. Lorsque la broche 12 passe au niveau HAUT, la LED s'éteint et lorsque la broche passe au niveau BAS elle s'allume.

Cela s'explique aisément quand on revient au propriété de la diode (LED).
La diode est passante quand une différence de tension de $V_{Seuil}$ apparaît entre l'anode et la cathode.
Mettons la broche à l'état HAUT.

Que vaut la différence de tension entre l'anode et la cathode à ce moment-là ? Et bien 0V donc la LED n'est pas passante.

Elle le devient quand on met la broche à l’état BAS. sauf que par rapport au montage précédent, le courant entre dans la broche alors que pour le montage précédent, le courant en sort.

Pour Le premier montage, la broche fournit le courant (source) alors que pour le second montage, la broche absorbe le courant (sink).

Questionnaire

La chute de tension d'une LED dépend : 2 1 De sa couleur 0 Du courant dans la LED 0 De la résistance de protection