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.
Hypothèses et données
Caractéristiques du signal
La DEL doit s'allumer durant 0,5 s, puis rester éteinte pendant 7,5 s,
et ce de manière répétitive.
Câblage du prototype
Caractéristiques d'une sortie de la carte Arduino UNO
- Tension prenant deux valeurs possibles : U = 0 V ou 5 V
- Intensité avec la valeur à ne pas dépasser : Imax = 20 mA
Tension aux bornes d'une DEL
La tension aux bornes d'une DEL, lorsqu'elle est passante,
varie peu selon l'intensité qui la traverse.
Les valeurs des tensions de seuil Useuil ci-dessous constituent une bonne approximation.
Couleur |
Rouge | Orange | Vert | Bleu | Blanc |
Useuil (V) |
1,8 | 2,1 | 2,3 |
2,6 | 3,5 |
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
Travail demandé
- Quelles sont la période T en s et la fréquence F en Hz de ce signal?
- Compléter le schéma de câblage ci-dessous.
- Une DEL rouge éclaire au maximum.
- Quelle résistance minimale Rmini
doit être placée en série pour ne pas dépasser l'intensité maximale?
- Choisir la résistance du commerce immédiatement supérieure.
- Compléter le tableau pour les autres couleurs de DEL.
Couleur |
Rouge | Orange | Vert | Bleu | Blanc |
Résistance (Ω) minimale |
Calculée |
| | | | |
Choisie |
| | | | |
- Une DEL rouge, alimentée en 10 mA, éclaire modérément.
- Quelle résistance R doit être placée en série pour cette intensité?
- Choisir la résistance du commerce la plus proche.
- Compléter le tableau pour les autres couleurs de DEL.
Couleur |
Rouge | Orange | Vert | Bleu | Blanc |
Résistance (Ω) pour I ≈ 10 mA |
Calculée |
| | | | |
Choisie |
| | | | |
- Une résistance de 300 Ω protège une DEL rouge.
- Quelle intensité I, en mA, traverse cette DEL?
- Compléter le tableau pour les autres couleurs de DEL.
Couleur |
Rouge | Orange | Vert | Bleu | Blanc |
Intensité (mA) pour R = 300 Ω |
| | | | |
- On retient finalement 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?
- Pour le cas où l'anode et la cathode entreraient en contact,
à cause d'une mauvaise soudure, de la proximité entre les conducteurs,
quelle valeur faut-il donner à la résistance pour ne pas dépasser l'intensité limite?
- La tension délivrée par une pile de 1,5 V suffit-elle à allumer une DEL et vérifier ainsi son fonctionnement?
Sinon, combien faut-il de piles placées en série?
Annexes
Programme pour la carte Arduino UNO
void setup() {
pinMode(6, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(6, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(6, LOW);
delay(7500);
}
Loi d'Ohm
U = R . I
- U : Tension en V
- R : Résistance en Ω
- I : Intensité en A
Compléments sur les DEL
- La tension de seuil Useuil se note souvent Vf
pour
forward voltage
en anglais.
- Certaines DEL possèdent une résistance intégrée permettant une alimentation directe en 5 V.