10 x LED 5mm Vert

La LED verte 5 mm est la diode la plus lisible de toutes : l’œil humain est le plus sensible au vert, si bien qu’à courant égal elle paraît nettement plus brillante qu’une rouge ou qu’une bleue. C’est la teinte des témoins de marche, des voyants « tout est en ordre » et des affichages binaires. Ce lot en contient dix, à boîtier vert translucide et pattes traversantes, prêtes à planter sur une plaque d’essai ou à souder sur un circuit imprimé.

Sa tension directe reste basse, de l’ordre de 2,1 V : la résistance de série tombe dans les valeurs les plus courantes, et la diode s’allume même depuis une sortie en 3,3 V, sans transistor ni alimentation auxiliaire. Comme elle consomme peu et qu’elle se voit de loin, c’est la diode que l’on garde allumée en permanence pour dire qu’un montage est sous tension.

Ce que contient le lot

• Dix diodes identiques — même boîtier, même teinte, même génération : elles s’assemblent sans se distinguer, ce qui compte pour un affichage à plusieurs diodes.
• Boîtier de 5 mm — époxy teinté vert, lentille bombée moulée, collerette à la base avec un méplat qui marque la cathode.
• Deux pattes droites — non coudées, entraxe standard de 2,54 mm, à couper à la longueur voulue.
• Livrées en vrac — sans support ni résistance : la protection en série est à prévoir à côté.

Le même modèle est proposé à l’unité, en LED 5mm Vert, pour remplacer une diode grillée ou compléter un lot sans en racheter dix.

Caractéristiques techniques

Les valeurs sont celles de la famille des diodes vertes à basse tension. Une précision utile : le vert pur, celui des diodes dites « super vertes » émettant vers 520 nm, est un autre composant, dont la tension directe monte à 3,0 V environ. La différence se lit au premier essai — une diode qui reste éteinte sous 2,5 V est un vert pur, une diode qui s’allume nettement est un vert classique comme celui de ce lot. Dans le doute, une mesure au multimètre en position diode tranche en trois secondes.

Le sens de la diode : patte longue, patte courte

Une diode électroluminescente ne s’allume que dans un sens. Deux repères le donnent, et ils concordent toujours :

Montée à l’envers, la diode reste éteinte sans rien subir : c’est la seule erreur sans conséquence du montage. Le méplat sert de repère une fois les pattes coupées à longueur égale, quand la longueur ne dit plus rien.

La résistance : le calcul avec une diode verte

Toute diode doit être protégée par une résistance en série, jamais branchée directement entre l’alimentation et la masse. La valeur se calcule en retirant la tension directe de la tension d’alimentation, puis en divisant ce qui reste par le courant visé — une vingtaine de milliampères au maximum. Avec la verte, il reste 2,9 V sous 5 V : c’est une marge confortable, qui laisse le choix entre plusieurs valeurs. Les résistances 220 Ω 1/4 W couvrent la majorité des cas.

Sous 5 V, une 220 Ω convient à un voyant permanent ; une 150 Ω donne un éclat maximal si c’est ce que l’on cherche. Sous 3,3 V, une 100 Ω reste parfaitement dans les limites — c’est justement l’intérêt d’une diode verte à basse tension, quand une bleue ou une blanche demanderait un transistor dans la même situation.

Points d’attention

• Jamais sans résistance. Branchée directement entre le 5 V et la masse, une diode absorbe tout le courant disponible, chauffe et meurt en quelques secondes — parfois en emportant la broche qui la pilote.
• Une rangée de diodes vertes fatigue moins qu’une rangée de bleues, mais elle éclaire aussi plus qu’on ne l’imagine : pour un voyant de nuit, une 470 Ω donne un confort bien meilleur qu’une 150 Ω.
• Deux diodes en série ne laissent pas assez de marge sous 5 V. Deux tensions directes de 2,1 V font 4,2 V : il reste 0,8 V, donc très peu de courant. Deux diodes vertes en série demandent au moins 9 V et une résistance recalculée.
• La couleur ne se règle pas. Une diode verte émet toujours du vert, quelle que soit la tension appliquée. C’est l’intensité qui varie, avec la modulation de largeur d’impulsion.
• Ne pas mélanger deux lots dans un affichage. Deux teintes de vert côte à côte se remarquent immédiatement : pour une rangée de diodes, garder un seul conditionnement.

Mini-projet : un compteur binaire à quatre diodes vertes

Quatre diodes alignées affichent un nombre en binaire, et chaque appui sur un bouton poussoir fait avancer le compteur d’une unité. De zéro à quinze, les quatre diodes défilent sous les yeux : c’est la leçon de binaire la plus courte qui existe, et c’est aussi un vrai compteur d’appuis que l’on peut laisser dans un atelier. Le montage utilise quatre des dix diodes du lot, ne demande aucun composant exotique, et se démonte en une minute.

Ce qu’il faut

Le câblage

Quatre diodes à 13 mA font environ 53 mA : la carte supporte sans peine, même alimentée par le seul câble USB.

Le programme

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

/*
 * Compteur binaire a quatre LED vertes
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Montage : D2 a D5 - une resistance de 220 ohms - anode de la LED
 *           cathode de chaque LED vers la masse commune
 *           bouton poussoir entre D8 et la masse (appui = niveau bas)
 * Chaque appui avance le compteur d une unite ; les quatre diodes
 * affichent la valeur en binaire, et le compteur repart de zero
 * apres la quinzieme.
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */

const byte LEDS[4] = {2, 3, 4, 5};
const byte NB_BITS = 4;
const byte PIN_BOUTON = 8;

byte compteur = 0;
bool appuiPrecedent = false;

void afficher() {
  for (byte i = 0; i != NB_BITS; i++) {
    byte etat = bitRead(compteur, i);      // bit de poids i de la valeur
    if (etat == 1) {
      digitalWrite(LEDS[i], HIGH);
    } else {
      digitalWrite(LEDS[i], LOW);
    }
  }
}

void setup() {
  for (byte i = 0; i != NB_BITS; i++) {
    pinMode(LEDS[i], OUTPUT);
  }
  pinMode(PIN_BOUTON, INPUT_PULLUP);
  afficher();
}

void loop() {
  bool appui = digitalRead(PIN_BOUTON) == LOW;   // appui = niveau bas
  if (appui) {
    if (!appuiPrecedent) {                       // front, un seul pas par appui
      compteur = compteur + 1;
      if (compteur == 16) {
        compteur = 0;                            // retour a zero apres 15
      }
      afficher();
      delay(30);                                 // anti-rebond du bouton
    }
  }
  appuiPrecedent = appui;
}

Comment ça marche

• bitRead(compteur, i) lit le bit de poids i de la valeur : la diode numéro i est donc allumée ou éteinte selon ce bit. C’est toute la traduction du binaire vers la lumière.
• La comparaison avec appuiPrecedent ne retient que le front, le passage de relâché à appuyé. Sans elle, un appui d’une seconde ferait défiler des centaines de valeurs, car la boucle tourne des milliers de fois par seconde.
• Le bouton est lu en INPUT_PULLUP : la résistance de tirage interne maintient l’entrée au niveau haut au repos, et l’appui la tire à la masse. Le LOW signifie donc « appuyé ».
• Le petit delay après l’incrément absorbe les rebonds mécaniques du contact, qui produisent sinon plusieurs appuis pour un seul geste.
• Le compteur remis à zéro à la seizième valeur fait apparaître les quatre diodes éteintes : c’est le zéro, et la boucle recommence.

Pour aller plus loin

• Compter tout seul — remplacer le bouton par un delay de 500 millisecondes dans la boucle fait défiler le binaire comme une horloge, sans intervention.
• Huit bits au lieu de quatre — le même programme tient sans changement sur les sorties D2 à D9, en portant NB_BITS à 8 et le tableau à huit broches : le compteur monte alors à 255.
• Éteindre un niveau plutôt que l’allumer — inverser les deux écritures dans afficher donne un affichage en logique négative, courant sur les cartes industrielles : une diode éteinte y signifie « 1 ».
• Changer de teinte — la même mécanique fonctionne avec les autres conditionnements : le lot de diodes rouges et le lot de diodes bleues se lisent aussi bien, et un mélange de deux couleurs rend les bits plus faciles à distinguer.

Combien de diodes sur une seule carte

Une broche d’Arduino Uno supporte environ 40 mA, et la carte entière environ 200 mA au total. À 13 mA par diode verte montée avec sa 220 Ω, dix diodes sur dix sorties demandent environ 130 mA : c’est encore dans les limites de la carte, mais il ne reste plus beaucoup de marge pour le reste du montage.

Au-delà, c’est la broche qui devient le facteur limitant, pas la diode : il faut alors faire piloter les diodes par un transistor 2N2222 monté en commutation, ou par un circuit prévu pour cela, et tirer le courant depuis une alimentation 5V 2A plutôt que depuis les sorties. Chaque diode garde dans tous les cas sa propre résistance.

Questions fréquentes

Pourquoi une diode verte paraît-elle plus lumineuse qu’une rouge ?

Parce que l’œil ne voit pas toutes les longueurs d’onde de la même façon : sa sensibilité maximale se situe justement dans le vert, vers 555 nm. À courant et à rendement égaux, une émission verte produit donc une sensation plus forte qu’une émission rouge, et c’est pour cette raison qu’un même lot de diodes se comporte différemment selon la couleur.

Faut-il vraiment une résistance avec une LED verte ?

Oui, sans exception. C’est la résistance qui fixe le courant qui traverse la diode, et aucune diode ne s’en passe. Une diode branchée directement entre le 5 V et la masse absorbe tout ce que l’alimentation peut donner, chauffe et meurt en quelques secondes.

Une LED verte s’allume-t-elle depuis une sortie en 3,3 V ?

Oui, et c’est l’un de ses avantages. Sa tension directe de 2,1 V laisse 1,2 V à la résistance sous 3,3 V : avec une 100 Ω, la diode reçoit environ 12 mA et s’allume pleinement. Une bleue ou une blanche dans la même situation resterait éteinte, sa tension directe consommant la quasi-totalité de ce qui est disponible.

Vert classique ou vert pur : comment savoir ce que j’ai reçu ?

Le vert classique, celui de ce lot, s’allume dès 2 V environ. Le vert pur, émis plus court vers 520 nm, demande près de 3 V et reste éteint sous 2,5 V. Un simple essai en série avec une résistance de 220 Ω sous 5 V suffit à les distinguer : l’un s’allume franchement, l’autre beaucoup plus faiblement pour la même résistance.

Peut-on mettre deux diodes vertes en série ?

Pas sous 5 V : deux tensions directes de 2,1 V font 4,2 V, et il ne reste que 0,8 V pour la résistance. Deux diodes en série demandent une source d’au moins 9 V, avec une résistance recalculée — une 330 Ω sous 12 V laisse passer environ 23 mA dans les deux diodes, ce qui reste dans les limites. Sous 5 V, il faut une résistance par diode, en parallèle.

Comment faire varier son intensité ?

En alimentant la diode depuis une sortie à modulation de largeur d’impulsion : la sortie est allumée et éteinte des centaines de fois par seconde, et c’est le rapport entre le temps allumé et le temps éteint qui donne l’impression d’un éclat variable. Toutes les valeurs restent dans les limites de la diode, puisqu’aucune ne dépasse le courant fixé par la résistance.

Peut-on couper et souder les pattes ?

Oui. Les pattes se coupent à la pince, et la soudure se fait à 260 °C pendant trois secondes au maximum, à trois millimètres du boîtier : au-delà, l’époxy se ramollit et le fil interne se décolle. Pour un montage définitif, l’usage d’un support évite de dessouder la diode si elle doit être remplacée.

À combiner avec

Si vous partez de zéro, le KIT Starter contient déjà la carte Uno R3, la plaque d’essai, les fils et un jeu de résistances : en y ajoutant ce lot, vous avez de quoi monter le compteur binaire de cette page et bien d’autres montages. Pour distinguer deux états dans un même montage, la teinte complémentaire est la rouge : vert pour « en marche », rouge pour « défaut » est la convention la plus lue au premier coup d’œil.

Pour un affichage qui change de couleur à volonté, la LED 5mm RGB réunit les trois teintes dans un seul boîtier, chacune pilotée par sa propre sortie. Pour un voyant bien plus large qu’une diode de 5 mm, la diode multi couleur se contente d’une seule sortie, la teinte changeant d’elle-même. Et si le montage doit signaler un défaut à distance, c’est le buzzer actif qui complète le voyant : la diode montre, le buzzer avertit.