SIGNAL INTERMITTENT

Mise en situation

On souhaite obtenir un signal lumineux avec une diode électroluminescente (DEL en français ou LED en anglais) pilotée par une carte Arduino UNO. Elle doit s'allumer durant 0,5 s, puis rester éteinte 9 s, et ce de manière répétitive.

Hypothèses et données

Solution retenue

Pour le prototype, on a retenu le câblage ci-dessous.

La carte Arduino est programmée avec le code en C++ ci-dessous.

void setup() {
  pinMode(6, OUTPUT);
}
void loop() {
  digitalWrite(6, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(6, LOW);
  delay(9000);
}

Sortie d'une carte Arduino

Une sortie de carte Arduino UNO délivre :

Tension aux bornes d'une DEL

La tension aux bornes d'une diode électroluminescente, lorsqu'elle est passante, varie légèrement selon l'intensité qui la traverse.

Les valeurs des tensions de seuil Useuil ci-dessous constituent une bonne approximation.

CouleurUseuil (V)
Rouge1,8
Orange2,1
Vert2,3
Bleu2,6
Blanc3,5

Valeurs des résistances

La résistance électrique s'exprime en ohms (Ω). Les valeurs des résistances sont choisies dans la série normalisée E24, dédiée à l'électronique grand public.

E24 (±5%) :
24 - 27 - 30 - 33 - 36 - 39 - 43 - 47 - 51 - 56 - 62 - 68 - 75 - 82 - 91
100 - 110 - 120 - 130 - 150 - 160 - 180 - 200 - 220 - 240 - 270 - 300
330 - 360 - 390 - 430 - 470 - 510 - 560 - 620 - 680 - 750 - 820 - 910

Symboles électroniques

Loi d'Ohm

U = R . I

Travail demandé

  1. Compléter le schéma de câblage ci-dessous. Attention : Une diode électroluminescente ne laisse passer le courant que dans un seul sens, de l'anode vers la cathode.
  2. Pour une DEL de couleur rouge, quelle valeur minimale de la résistance doit être placée en série pour éviter que l'intensité limite ne soit dépassée? Quelle résistance normalisée faut-il choisir?
  3. Recommencer le même travail pour chaque couleur de DEL. Présenter les résultats sous la forme d'un tableau.
    CouleurRésistance (Ω)
    MinimaleNormalisée
    Rouge
    Orange
    Vert
    Bleu
    Blanc
  4. On a finalement retenu une DEL blanche avec une résistance de 100 Ω. Quel courant traverse le circuit? Est-il possible de remplacer la DEL blanche par une DEL rouge?
  5. Pour le cas où l'anode et la cathode entreraient en contact, à cause d'une mauvaise soudure, de la proximité entre les deux conducteurs, quelle valeur faut-il donner à la résistance pour ne pas dépasser l'intensité limite?
  6. La tension délivrée par une pile de 1,5 V suffit-elle pour allumer une DEL et vérifier ainsi son fonctionnement? Sinon, combien de piles placées en série permettent d'allumer une DEL?