Feux de circulation à LED

Le module feux de circulation à LED réunit les trois feux d’un carrefour sur une seule carte : une LED rouge, une orange et une verte, alignées, et un connecteur de quatre broches. C’est le composant des maquettes de ville, des simulations de trafic et des premiers projets de séquencement, parce qu’il évite de reprendre trois fois le même câblage avant de pouvoir tester son programme.

Il se commande comme trois LED ordinaires : une broche par couleur, et une broche de masse commune aux trois. La carte ne contient aucun minuteur : c’est le programme de l’Arduino qui décide de la durée de chaque feu. Vous pouvez donc reproduire la séquence française exacte — rouge, rouge et orange, vert, orange — ou en inventer une autre.

Caractéristiques techniques

Une couleur, une broche, un niveau

Le module n’a pas d’électronique de commande : chaque LED est reliée à sa broche, et la quatrième broche ramène la masse. Trois conséquences pratiques :

• Le câblage tient en quatre fils. Trois sorties numériques et un fil de masse, rien d’autre.
• Un feu à la fois se programme en une ligne. digitalWrite(PIN_ROUGE, HIGH) allume le rouge, LOW l’éteint — il n’y a pas de protocole à respecter, contrairement à un ruban de LED adressables.
• Toutes les durées sont dans votre programme. Un carrefour rapide pour une maquette et un cycle de trente secondes pour une démonstration utilisent exactement le même matériel.

Une seule règle de réalisme à respecter : le rouge et le vert ne s’allument jamais ensemble. Entre les deux, l’orange joue son rôle de transition, seul après le vert et accompagné du rouge avant le vert.

Applications

• Maquettes de ville et circuits routiers — animer un carrefour miniature à l’échelle d’un réseau de train ou d’un diorama.
• Simulations et jeux — arbitrer un concours de vitesse, déclencher un départ, gérer des priorités.
• Apprentissage du séquencement — phases, temporisations, ordre des états : c’est le premier vrai exercice d’automatisme que l’on peut voir fonctionner.
• Signalisation d’état sur une machine — vert « en marche », orange « attention », rouge « arrêté » : trois états lisibles à distance, sans écran.
• Décor animé — vitrine, stand, scène de théâtre ou chambre d’enfant.

Mini-projet : un carrefour qui change de feu tout seul

Le montage demande quatre fils et le programme tient en vingt lignes. C’est le projet par lequel commencer : tout ce qui se passe à l’écran est visible immédiatement sur le module.

Ce qu’il faut

Le câblage

Plantez le module sur la plaque d’essai, ses quatre broches vers le bas : il se tient debout comme un vrai feu. Reliez ensuite ses quatre lignes à l’Arduino.

Le fil de masse est unique : il ramène les trois LED à la référence commune, sans laquelle aucune ne peut s’allumer. Si votre module ne rentre pas dans la plaque, quatre fils femelle-mâle font le même travail en reliant directement les broches du module aux sorties de l’Arduino.

Le programme

À copier dans l’IDE Arduino, puis à téléverser sur la carte :

/*
 * Feu de circulation tricolore - module a 3 LED
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Cablage : module R sur D2, O sur D3, V sur D4, broche - sur GND
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */

const byte PIN_ROUGE  = 2;
const byte PIN_ORANGE = 3;
const byte PIN_VERT   = 4;

// Durees des quatre phases, en millisecondes
const unsigned long DUREE_ROUGE        = 5000;
const unsigned long DUREE_ROUGE_ORANGE = 2000;
const unsigned long DUREE_VERT         = 5000;
const unsigned long DUREE_ORANGE       = 2000;

// Allume les couleurs demandees, attend, puis passe a la phase suivante.
void phase(byte rouge, byte orange, byte vert, unsigned long duree) {
  digitalWrite(PIN_ROUGE, rouge);
  digitalWrite(PIN_ORANGE, orange);
  digitalWrite(PIN_VERT, vert);
  delay(duree);
}

void setup() {
  pinMode(PIN_ROUGE, OUTPUT);
  pinMode(PIN_ORANGE, OUTPUT);
  pinMode(PIN_VERT, OUTPUT);

  // Tout eteint au demarrage, pour ne pas afficher un etat faux
  // pendant que la carte s'initialise.
  phase(LOW, LOW, LOW, 0);
}

void loop() {
  phase(HIGH, LOW,  LOW,  DUREE_ROUGE);         // feu rouge
  phase(HIGH, HIGH, LOW,  DUREE_ROUGE_ORANGE);  // rouge et orange : preavis
  phase(LOW,  LOW,  HIGH, DUREE_VERT);          // feu vert
  phase(LOW,  HIGH, LOW,  DUREE_ORANGE);        // orange : fin du vert
}

Comment ça marche

• La fonction phase() fait tout le travail : elle écrit les trois sorties d’un coup, avec l’état voulu pour chaque couleur, puis attend la durée demandée. Le cycle complet se lit ainsi en quatre lignes, en bas du programme.
• Un niveau haut sur une broche, c’est du 5 V : la LED correspondante s’allume. Un niveau bas, c’est 0 V : elle s’éteint.
• delay() immobilise la carte pendant l’attente. Pour un feu seul, c’est parfaitement suffisant, et c’est ce qui rend le programme lisible. Dès que vous voudrez ajouter un bouton piéton ou surveiller un capteur pendant que le feu tourne, il faudra passer à une temporisation avec millis(), qui ne bloque pas la carte.
• La séquence reproduite ici est celle d’un carrefour français et marocain : le rouge et l’orange s’allument ensemble avant le vert, ce qui prévient les conducteurs du passage au vert. Si vous préférez la séquence simplifiée des kits de démonstration, supprimez la deuxième ligne du cycle.

Variante : un feu qui passe au vert sur demande

Dans un vrai carrefour, c’est le feu de la route prioritaire qui reste vert, et le feu de la route secondaire qui demande le passage. La même mécanique se code avec un bouton poussoir et un état de plus dans le programme.

Ajoutez un mini bouton poussoir entre la broche D5 et la masse, lu en INPUT_PULLUP : sans appui, la broche est à l’état haut, et un appui la fait descendre à zéro. Le feu secondaire reste au rouge tant que personne n’a appuyé ; à l’appui, il passe au vert pour quelques secondes, puis revient au rouge après un orange.

Deux ajouts rendent la scène plus crédible : un buzzer actif qui sonne pendant le vert des piétons, et un module capteur de lumière à photorésistance qui, la nuit, fait clignoter l’orange au lieu de faire tourner le cycle — exactement comme les carrefours hors service en soirée.

Pour une barrière qui se lève au vert, un servomoteur SG90 alimenté séparément et piloté par une sortie PWM complète le tableau. Le feu devient alors un carrefour complet, avec ses trois fonctions : feux, son, barrière.

Questions fréquentes

Le module déroule-t-il la séquence tout seul ?

Non. La carte porte trois LED et rien d’autre : aucun minuteur, aucun circuit de commande. Tant que l’Arduino n’écrit pas sur ses sorties, toutes les LED restent éteintes. C’est une bonne nouvelle pour apprendre — la séquence que vous voyez est celle que vous avez écrite — et cela oblige à garder la carte alimentée en permanence si vous voulez un feu qui fonctionne jour et nuit.

Faut-il des résistances en plus ?

Non, et c’est ce qui distingue ce module d’un montage à LED nues. La carte contient déjà de quoi limiter le courant dans chaque couleur : les trois fils de commande et le fil de masse du montage ci-dessus suffisent. Dans un montage avec des LED séparées, il faudrait au contraire une résistance de 220 ohms en série avec chaque LED — ce module vous évite cette étape.

Mes LED s’allument quand la sortie est à zéro, que faire ?

C’est l’inversion de commande : votre exemplaire est câblé en anode commune au lieu de la masse commune, ou vos fils sont branchés à l’envers. Le module fonctionne normalement dans les deux cas : échangez HIGH et LOW dans les quatre appels de phase(), et tout rentre dans l’ordre — la durée des phases ne change pas.

Peut-on l’alimenter ou le commander en 3,3 V ?

Oui, sans risque : les LED s’allumeront simplement moins fort, car le module est prévu pour le 5 V. Sur un ESP32 ou un Raspberry Pi, qui ne tolèrent que 3,3 V, le montage fonctionne donc tel quel — mais pour un feu bien lumineux, gardez une carte Arduino en 5 V.

Combien de broches de l’Arduino occupe-t-il ?

Quatre : trois sorties numériques et une masse. Chaque couleur ne consomme que quelques milliampères, très loin des 40 mA qu’une sortie d’Arduino peut fournir, et les trois peuvent rester allumées en même temps sans échauffer la carte.

Peut-on allumer le rouge et le vert ensemble ?

Techniquement oui, rien ne l’interdit : les trois LED sont indépendantes. Un carrefour réel, en revanche, ne le fait jamais. Utilisez le rouge et le vert simultanément seulement pour un jeu qui s’en sert comme code secret.

À combiner avec

Si vous partez de zéro, le KIT Starter contient déjà l’Arduino Uno, la plaque d’essai et les fils : en y ajoutant ce module, tout le montage de cette page est réuni. Le Kit Arduino Uno maroc couvre une base plus large si vous voulez enchaîner sur d’autres projets.

Pour un montage permanent, ajoutez de quoi câbler proprement : une plaque d’essai 400 points et des fils mâle-mâle de 10 cm suffisent à faire tenir un carrefour complet sur une planchette de maquette.