LED RGB Trois couleurs

La LED RGB trois couleurs réunit trois diodes dans un seul boîtier de 5 mm : une rouge, une verte et une bleue. En allumant chacune plus ou moins fort, on obtient non pas trois couleurs mais des milliers de teintes intermédiaires — c’est le composant de toutes les lampes d’ambiance, des voyants multicolores et des indicateurs d’état.

Le modèle que nous livrons est une diode à anode commune : les trois couleurs partagent une seule broche positive, la plus longue, et chacune se pilote par sa propre broche négative. Quatre broches en tout, un branchement qui tient sur une plaque d’essai, et trois sorties PWM de l’Arduino suffisent à en faire ce que vous voulez.

Trois diodes dans un même boîtier

Le boîtier est diffusant : sa matière laiteuse mélange la lumière des trois puces avant qu’elle n’en sorte. Vu de loin, on ne distingue donc pas trois points lumineux mais une seule couleur homogène. C’est justement ce qui rend le mélange crédible — un boîtier transparent donnerait trois taches séparées.

• Rouge seule — la couleur la plus facile à allumer, sa tension directe est la plus basse.
• Vert et bleu — des tensions directes proches de 3 V, donc un peu moins lumineuses à courant égal.
• Les trois ensemble — un blanc légèrement teinté, parce que les trois puces ne sont jamais exactement de la même efficacité.
• Les mélanges — orange avec rouge et un peu de vert, turquoise avec vert et bleu, violet avec rouge et bleu.

Une anode commune n’est pas une contrainte : c’est le câblage le plus simple, puisque la broche partagée va directement au 5 V de la carte et que les trois autres descendent vers les sorties. Un seul détail change par rapport à une cathode commune — la logique est inversée, nous y revenons plus bas.

Caractéristiques techniques

Les tensions et longueurs d’onde sont les valeurs typiques de cette famille de diodes diffusantes. Une diode neuve se comporte à l’intérieur de ces plages ; c’est ce qui compte pour choisir les résistances.

Brochage : repérer la broche commune

Sur les diodes RVB de ce format, la broche la plus longue est la broche commune — ici l’anode, celle qui reçoit le positif. Les trois autres correspondent chacune à une couleur. L’ordre le plus répandu est rouge, anode commune, vert, bleu, mais il varie d’un fabricant à l’autre : mieux vaut l’identifier soi-même que le supposer.

Le repérage prend une minute et ne risque rien : reliez la broche longue au 5 V de la carte par une résistance de 220 Ω, puis touchez successivement chacune des trois autres broches avec un fil venant du GND. Chaque contact allume une couleur précise, dans l’ordre où vous les essayez. Notez l’ordre trouvé sur un papier — la suite du montage en dépend. Si aucune couleur ne s’allume, c’est que la broche commune n’est pas celle que vous croyez : recommencez en prenant une autre broche pour commune.

Une résistance par couleur, jamais une seule

La tentation est de mettre une résistance unique sur la broche commune pour économiser deux composants. C’est une erreur : les trois diodes n’ont pas la même tension directe, et elles partageraient le courant au prorata de leurs caractéristiques au lieu de le recevoir chacune. Résultat, une couleur domine, les autres s’éteignent, et le mélange devient impossible à régler.

Chaque cathode reçoit donc sa propre résistance de 220 Ω en série. Pour une sortie d’Arduino à 5 V, elle laisse passer un courant de l’ordre de 10 à 15 mA pour le rouge et de 8 à 10 mA pour le vert et le bleu — suffisant pour une luminosité confortable, et sans jamais atteindre les 40 mA qu’une broche d’Arduino ne doit pas dépasser. Une résistance de 330 Ω convient aussi et protège un peu plus ; une résistance de 100 Ω éclaire davantage mais se rapproche des limites du composant.

Le détail qui surprend tout le monde : avec une anode commune, la couleur s’allume quand sa cathode est tirée vers la masse. Autrement dit analogWrite(broche, 255) éteint la couleur et analogWrite(broche, 0) l’allume à fond. Les valeurs sont inversées par rapport à ce que la plupart des exemples en ligne supposent. Ce n’est pas un défaut : c’est la conséquence directe de la broche commune au positif.

Mini-projet : une lampe d’ambiance qui parcourt l’arc-en-ciel

Un montage complet en un quart d’heure. La diode traverse le rouge, le vert et le bleu sans interruption, puis clignote en blanc avant de recommencer.

Ce qu’il faut

Le câblage

Les trois broches D9, D10 et D11 sont les sorties PWM de l’Uno : ce sont elles qui permettent de faire varier l’intensité, et donc de fabriquer les teintes intermédiaires. Sur une autre carte, cherchez les broches marquées d’un tilde ou repérées « PWM » dans la documentation.

Le programme

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

/*
 * Lampe d'ambiance RVB - LED RGB 5mm a anode commune
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Montage : anode commune sur 5V, une cathode par couleur via 220 ohms
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */

const byte PIN_ROUGE = 9;    // cathode rouge, via une resistance de 220 ohms
const byte PIN_VERT  = 10;   // cathode verte
const byte PIN_BLEU  = 11;   // cathode bleue

// Sur une anode commune, une couleur s'allume quand sa cathode descend
// vers la masse : la valeur PWM est donc inversee.
void couleur(byte r, byte v, byte b) {
  analogWrite(PIN_ROUGE, 255 - r);
  analogWrite(PIN_VERT,  255 - v);
  analogWrite(PIN_BLEU,  255 - b);
}

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

  couleur(0, 0, 0);          // diode eteinte au demarrage
}

void loop() {
  // Rouge -> vert
  for (int i = 0; i != 256; i++) {
    couleur(255 - i, i, 0);
    delay(8);
  }

  // Vert -> bleu
  for (int i = 0; i != 256; i++) {
    couleur(0, 255 - i, i);
    delay(8);
  }

  // Bleu -> rouge
  for (int i = 0; i != 256; i++) {
    couleur(i, 0, 255 - i);
    delay(8);
  }

  // Blanc, puis extinction
  couleur(255, 255, 255);
  delay(800);
  couleur(0, 0, 0);
  delay(800);
}

Comment ça marche

• La fonction couleur() reçoit trois intensités de 0 à 255 et se charge de les inverser. C’est le seul endroit du programme où l’anode commune se fait sentir : tout le reste s’écrit comme pour n’importe quelle diode.
• Les trois boucles font glisser une couleur vers la suivante, une marche de 255 à la fois. Chaque étape dure 8 ms, soit environ deux secondes pour parcourir une transition.
• Le delay(8) n’est pas là pour ralentir gratuitement : sans lui, les 255 marches défileraient en une fraction de seconde et l’œil ne verrait qu’un clignotement.
• analogWrite ne sort pas une vraie tension continue mais un signal découpé très vite. La diode ne le voit pas : elle s’allume et s’éteint des centaines de fois par seconde, et l’œil fait la moyenne.

Pour aller plus loin

• Une teinte fixe — remplacez tout le loop() par un seul appel : couleur(40, 0, 90) donne un violet doux, couleur(255, 140, 0) un orange franc. Les trois nombres se règlent à tâtons, c’est la meilleure façon de trouver une couleur qui plaît.
• Une lampe plus vive — le courant d’une broche d’Arduino est limité. Pour éclairer vraiment, faites piloter la diode par un transistor 2N2222, alimenté depuis le 5 V de la carte.
• Plusieurs diodes — le lot de 5 LED 5mm RGB permet d’éclairer un objet sur plusieurs faces, ou de préparer un feu tricolore miniature.
• Un vrai mélange piloté — pour animer une surface entière, la Matrix LED 8×8 MAX7219 reprend le même principe à l’échelle d’un écran.

Variante : sur une carte en 3,3 V

Les cartes ESP32 et WeMos sortent leurs signaux en 3,3 V. Le montage fonctionne, mais avec une nuance : si vous alimentez l’anode commune depuis la sortie 3,3 V, le rouge s’allume normalement tandis que le vert et le bleu restent faibles — leurs tensions directes, proches de 3,2 V, ne laissent presque aucune marge.

La solution est de garder l’anode sur la broche 5 V de la carte (toutes ces cartes en possèdent une, alimentée par le port USB) et de ne brancher que les trois cathodes sur les sorties 3,3 V. Comme la tension qui reste aux bornes d’une couleur éteinte est alors inférieure à sa tension directe, le courant ne passe pas et la diode reste bien noire. Le programme, lui, ne change pas d’une ligne.

Questions fréquentes

Ma diode ne s’allume pas, alors qu’elle est branchée

Neuf fois sur dix, c’est la broche commune qui n’est pas la bonne : l’ordre des broches varie selon les fabricants, et brancher une couleur à la place de l’anode ne produit rien du tout. Refaites le repérage décrit plus haut, une couleur après l’autre. Si vous constatez l’inverse — la couleur s’allume quand la sortie est à 5 V et s’éteint quand elle est à la masse — c’est que la broche commune de votre diode est une cathode et non une anode : le modèle a changé de série, et il suffit de brancher cette broche au GND en inversant la logique du programme.

Pourquoi ma diode s’allume-t-elle quand j’écris 0 et s’éteint-elle quand j’écris 255 ?

Parce que c’est une anode commune. La broche partagée est au positif, donc la couleur s’allume quand sa cathode est mise à la masse. Si cette inversion vous gêne dans un programme existant, entourez chaque analogWrite d’un 255 - valeur, comme dans le programme de cette page : le reste du code reste lisible.

Peut-on se passer des résistances ?

Non, jamais. Une diode branchée directement entre le 5 V et la masse de la carte absorbe tout le courant disponible, chauffe et meurt en quelques secondes — parfois en emportant la broche de l’Arduino. C’est la résistance qui fixe le courant, et c’est le seul composant qui protège la diode.

Combien de diodes puis-je brancher sur une carte ?

Chaque couleur consomme environ 10 mA, soit 30 mA pour une diode complète. Une broche d’Arduino supporte 40 mA, une carte complète environ 200 mA au total. Une ou deux diodes vont donc très bien ; au-delà, il faut passer par des transistors pour ne pas tirer le courant depuis les broches de la carte.

Comment obtenir du blanc avec trois couleurs ?

En allumant les trois à fond. Le résultat est un blanc légèrement froid ou légèrement rosé selon les puces, jamais un blanc parfait — c’est une limite de la technologie, pas un défaut de votre montage. Pour corriger la teinte, réduisez un peu la couleur dominante, par exemple couleur(230, 255, 245).

Quelle différence avec la LED 5mm multi couleur ?

La LED 5mm multi couleur ne se pilote pas : elle contient un petit circuit qui fait défiler les couleurs toute seule, avec deux broches seulement. Elle convient à un voyant décoratif, mais aucune sortie d’Arduino ne peut choisir sa couleur. Deux pattes pour l’animation automatique, quatre pattes et trois sorties PWM pour tout ce que vous voulez décider.

À combiner avec

Si vous partez de zéro, le KIT Starter contient déjà la carte Uno R3, la plaque d’essai, les fils et des résistances : en y ajoutant cette diode, vous avez exactement le montage de cette page. Côté logiciel, le Kit Arduino Uno maroc couvre davantage de projets, et la plaque d’essai 830 points laisse la place à plusieurs modules montés en même temps.