Qu'est-ce qu'une LED ? Fonctionnement et branchement sur Arduino

Une LED (Light Emitting Diode, diode électroluminescente) est un semi-conducteur qui émet de la lumière quand un courant la traverse. On en trouve partout : écrans de téléphone, feux tricolores, phares de voiture et ampoules de la maison. En électronique, le premier projet de presque tout le monde consiste à allumer une LED, car cela enseigne d'un coup les sorties numériques, la limitation du courant et la temporisation.

Comment fonctionne une LED ?

Une LED est une diode : elle ne laisse passer le courant que dans un sens. Branchée dans le bon sens, les électrons du semi-conducteur perdent de l'énergie et émettent de la lumière (photons). La couleur dépend du matériau semi-conducteur ; c'est pourquoi les LED rouges, vertes et bleues fonctionnent à des tensions différentes.

Comment reconnaître la patte positive et la patte négative d'une LED ?

• La patte longue est l'anode (+), la courte est la cathode (−).
• Le côté avec le méplat sur le bord du boîtier est la cathode.
• Si tu regardes à l'intérieur, la grande pièce en forme de drapeau est généralement reliée à la cathode.
• Une LED montée à l'envers ne s'allume pas mais ne s'abîme pas ; retourne-la et réessaie.

Pourquoi ne faut-il pas brancher une LED sans résistance ?

Une LED ne limite pas son propre courant. Juste au-dessus de sa tension directe, le courant grimpe très vite et la LED peut lâcher en quelques secondes ; la broche de l'Arduino peut aussi être endommagée. C'est pourquoi on met toujours une résistance en série avec une LED. Sa valeur se calcule ainsi :

R = (Tension d'alimentation − Tension de la LED) / Courant de la LED

Par exemple, avec un Arduino en 5 V, une LED rouge (environ 2 V) et 15 mA : R = (5 − 2) / 0,015 = 200 Ω. On prend la valeur normalisée la plus proche, 220 Ω. Pour voir ce calcul et le courant réel instantanément, utilise le calculateur de résistance pour LED.

Tensions des LED selon la couleur

Tu trouveras les valeurs typiques et maximales de toutes les couleurs dans le tableau des tensions des LED.

Brancher une LED sur l'Arduino

1. Relie une broche numérique de l'Arduino (par ex. la 9) à une résistance de 220 Ω.
2. Relie l'autre extrémité de la résistance à la patte longue (anode) de la LED.
3. Relie la patte courte (cathode) de la LED à la broche GND de l'Arduino.
4. Dans le code, mets la broche en sortie avec pinMode(9, OUTPUT) et allume-la ou éteins-la avec digitalWrite.

const int LED = 9;

void setup() {
  pinMode(LED, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Yavaşça parlat / fade in (PWM, 0-255)
  for (int i = 0; i <= 255; i++) { analogWrite(LED, i); delay(4); }
  // Yavaşça söndür / fade out
  for (int i = 255; i >= 0; i--) { analogWrite(LED, i); delay(4); }
}

Qu'est-ce qu'une LED RVB ?

Une LED RVB contient trois LED dans un même boîtier : rouge, verte et bleue. En réglant séparément la luminosité de chaque couleur avec le PWM, on obtient des milliers de couleurs : rouge + vert = jaune, vert + bleu = cyan, les trois = blanc. Les LED RVB existent en cathode commune (patte commune au GND) ou en anode commune (patte commune au 5 V) ; en anode commune, la logique du code est inversée.

LED adressables (WS2812B, NeoPixel)

Les LED intelligentes comme la WS2812B contiennent chacune une petite puce de commande. On peut ainsi piloter des centaines de LED avec une seule broche de données et allumer chacune d'une couleur différente. Dans les rubans, chaque LED consomme environ 60 mA en blanc maximal ; les longs rubans ont donc besoin d'une alimentation 5 V séparée.

Erreurs fréquentes

• Brancher plusieurs LED en parallèle sur une seule résistance : le courant ne se répartit pas également ; mets une résistance par LED.
• Tirer trop de courant d'une broche de l'Arduino : ne dépasse pas 20 mA par broche ni 200 mA pour toute la carte.
• Tester le PWM sur une broche sans PWM : la luminosité ne change pas, la LED s'allume ou s'éteint seulement.
• Utiliser une grosse résistance avec des LED bleues ou blanches sur des cartes en 3,3 V (ESP32, Pico) : la LED éclaire très faiblement.