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 avec 2 valeurs possibles : U = 0 V ou 5 V
• Intensité à ne pas dépasser : I_max = 20 mA

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

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 U_seuil ci-dessous constituent une bonne approximation.

Symboles électroniques

Etude demandée

1. Quelles sont la période T en s et la fréquence F en Hz du signal lumineux?
2. Compléter le schéma de câblage ci-dessous.
   
   
   
   
3. Une DEL rouge éclaire au maximum.
   • Quelle résistance minimale R_min doit être placée en série pour ne pas dépasser l'intensité maximale I_max?
   • Choisir la résistance du commerce immédiatement supérieure.
   • Compléter le tableau pour les autres couleurs de DEL.
4. 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.
5. 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.
6. On utilise des piles de 1,5 V pour tester et allumer une DEL rouge.
   • Combien faut-il de piles placées en série?
   • Compléter le tableau pour les autres couleurs de DEL.

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 U_seuil se note souvent V_f pour forward voltage en anglais.
• Certaines DEL possèdent une résistance intégrée permettant une alimentation directe en 5 V.