10xRésistances 1/4w 220ohm

La résistance de 220 Ω est la valeur que l’on trouve en série avec presque toutes les LED d’un montage : elle fixe le courant qui traverse le composant et l’empêche de griller à l’allumage. C’est le premier composant que l’on ajoute à côté d’une LED, et celui que l’on remplace le plus souvent quand un voyant a été monté sans protection.

Ce lot contient dix résistances à couche carbone de 220 Ω, 1/4 W, en boîtier traversant à pattes axiales : elles se plantent directement sur une plaque d’essai et se soudent sur un circuit imprimé. Le corps est bagué et la valeur se lit à l’œil nu sur le composant, sans multimètre.

À quoi sert exactement une résistance de 220 Ω

Une résistance ne « consomme » pas le courant : elle le limite et fixe la tension qui reste à ses bornes. À 220 Ω sous 5 V, on reste dans la dizaine de milliampères, ce qui correspond exactement à ce qu’une LED supporte. C’est ce qui fait de cette valeur la résistance de protection par défaut.

• Protection d’une LED — placée en série entre la sortie et l’anode, elle ramène le courant à une valeur acceptable par le composant, quelle que soit la tension d’alimentation.
• Résistance de grille d’un transistor MOSFET — elle limite le courant de charge de la grille, qui se comporte comme un condensateur, et évite un appel de courant brutal sur la sortie de la carte.
• Charge d’un condensateur — associée à un condensateur, elle fixe la constante de temps d’une temporisation courte, là où une 10 kΩ donnerait un retard beaucoup plus long.
• Atténuation d’un signal — en diviseur avec une résistance plus grande, elle ramène la tension d’un signal à un niveau lisible par une entrée analogique.
• Protection d’entrée — en série sur une ligne qui vient de l’extérieur, elle limite le courant qui traverserait les diodes de protection de la carte si la tension d’entrée dépassait les limites.
• Amortissement d’un contact — en série avec un condensateur sur un interrupteur ou un relais, elle étouffe l’étincelle qui use les contacts.

Caractéristiques techniques

Lire la valeur sur le corps

Le code couleur suit toujours la même logique : deux chiffres, un multiplicateur, puis la tolérance. Le rouge vaut 2, le marron vaut 1 comme multiplicateur, ce qui donne 22 suivi d’un zéro :

Un repère utile quand on hésite sur le sens de lecture : la bande de tolérance est écartée des autres, plus proche d’une extrémité. C’est par elle que l’on commence à compter à l’envers, et non par la bande dorée qui se confond parfois avec la teinte du corps.

Le calcul qui fixe le choix de 220 Ω

La valeur ne se choisit pas au hasard : elle découle de la loi d’Ohm appliquée à la LED. On retire d’abord la tension de seuil de la LED — environ 2 V pour une rouge, 3,2 V pour une blanche ou une bleue — puis on divise ce qui reste par le courant visé, une vingtaine de milliampères au maximum.

Le cas de la LED bleue ou blanche est instructif : sa tension de seuil plus élevée — environ 3,2 V — laisse moins de tension à la résistance, donc moins de courant. La même 220 Ω fait donc éclairer une LED bleue moins fort qu’une LED rouge sous 5 V, sans rien changer au montage.

En pratique, sur une carte alimentée en 5 V, la marge est confortable : la résistance dissipe environ 41 mW, six fois moins que sa limite de 1/4 W, et elle reste froide. C’est en passant à 9 V ou 12 V que la limite approche, et c’est là qu’il faut monter en valeur plutôt qu’en puissance.

Mini-projet : un chenillard de quatre LED

Le montage allume quatre LED l’une après l’autre, en boucle. C’est le projet qui montre le mieux à quoi sert cette résistance : quatre LED, quatre résistances de 220 Ω, une par sortie. Aucune n’est là par décoration, et en retirer une seule ferait forcer la LED correspondante jusqu’à la détruire.

Ce qu’il faut

Le câblage

La résistance se place avant ou après la LED, cela ne change rien au courant : elle est en série dans la même boucle. En revanche, le sens de la LED compte. La patte longue est l’anode et se branche du côté de la sortie ; la patte courte est la cathode et va à la masse. Une LED montée à l’envers ne s’allume pas et ne s’abîme pas : c’est la seule erreur sans conséquence du montage.

Le programme

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

/*
 * Chenillard de quatre LED - une resistance de 220 ohms par LED
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Montage : D4, D5, D6, D7 - resistance 220 ohms - anode de la LED
 *           cathode de chaque LED vers GND
 * Chaque LED a sa propre resistance : elles ne la partagent pas.
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */

const byte BROCHES[4] = {4, 5, 6, 7};
const byte NB_LED = 4;

void setup() {
  for (byte i = 0; i != NB_LED; i++) {
    pinMode(BROCHES[i], OUTPUT);
  }
}

void loop() {
  for (byte i = 0; i != NB_LED; i++) {
    digitalWrite(BROCHES[i], HIGH);
    delay(150);
    digitalWrite(BROCHES[i], LOW);
    delay(200 - (i * 40));
  }
}

Comment ça marche

• Le tableau BROCHES rassemble les quatre numéros de sortie. La boucle du setup les passe toutes en sortie, ce qui évite de répéter quatre fois la même ligne et rend le montage facile à étendre à huit LED.
• digitalWrite(BROCHES[i], HIGH) met la sortie à 5 V : le courant part de la broche, traverse la résistance, puis la LED, et revient par la masse. C’est la résistance qui fixe ce courant à environ 13,6 mA.
• delay(150) laisse la LED allumée, le second délai laisse un temps d’extinction entre deux pas. Sa formule raccourcit l’attente au fil du balayage, ce qui donne au chenillard une accélération progressive plutôt qu’un rythme régulier.
• Le moniteur série n’est pas utilisé ici : le montage se règle à l’œil. Si une LED reste éteinte alors que le programme tourne, chercher de son côté — patte courte côté masse, résistance mal enfoncée, ou LED montée à l’envers.

Pour aller plus loin

• Faire varier l’éclat — remplacer digitalWrite par analogWrite sur les sorties à modulation de largeur d’impulsion, D5 et D6 par exemple, pour un fondu au lieu d’un allumage franc.
• Régler la vitesse à la main — un potentiomètre 10 kΩ lu sur une entrée analogique remplace les délais fixes par une consigne réglable.
• Piloter plus de LED — un ULN2803A ou un registre à décalage prend le relais des sorties de la carte quand le nombre de voyants augmente ; chaque LED garde sa résistance de 220 Ω.

Variante : une alimentation plus élevée change la résistance

La 220 Ω est calculée pour une alimentation de 5 V. En 12 V, la même LED demanderait plus de deux fois le courant admissible, et la résistance dissiperait près de 0,45 W, au-delà de sa limite de 1/4 W. Trois issues, selon le cas :

Le choix dépend de ce que l’on veut : une LED éclatante sur une seule sortie, ou plusieurs voyants discrets pilotés ensemble. Dans les deux cas, la résistance se recalcule à partir de la tension restante et du courant visé, jamais par habitude.

Questions fréquentes

Pourquoi 220 Ω est-elle la valeur la plus courante pour une LED ?

Parce qu’elle tombe juste sous 5 V : elle laisse passer environ 13,6 mA dans une LED rouge, soit assez pour un éclairage franc et assez peu pour rester loin de la limite du composant. Elle tolère aussi une tension de seuil plus élevée, celle d’une LED bleue ou blanche, sans que le voyant devienne invisible.

Une seule résistance peut-elle protéger plusieurs LED ?

Pas quand les LED sont en parallèle. Leur tension de seuil n’est jamais exactement identique : celle qui conduit le plus bas prend l’essentiel du courant et éclaire plus fort, puis s’use plus vite. Une résistance par LED est la seule façon d’égaliser les courants, et c’est le montage du mini-projet.

Peut-on alimenter une LED en 12 V avec une 220 Ω ?

Non. La résistance laisse alors passer environ 45 mA, plus du double de ce qu’une LED de 5 mm supporte en continu, et dissipe 0,45 W alors qu’elle est donnée pour 1/4 W. Il faut monter à 470 Ω ou plus, ou alimenter les LED en 5 V.

Quelle est la différence entre 220 Ω, 330 Ω et 470 Ω ?

Uniquement le courant, donc l’éclat. Sous 5 V, une 330 Ω donne environ 9 mA et une 470 Ω environ 6,4 mA : les trois valeurs fonctionnent, la 220 Ω éclaire le plus fort. Le choix se fait selon la luminosité voulue et la marge que l’on garde par rapport à la limite de la LED, les trois valeurs étant disponibles dans la même série : 330 Ω, 470 Ω et 1 kΩ.

La résistance chauffe-t-elle ?

Non, dans ce montage. Sous 5 V, une 220 Ω dissipe environ 41 mW, six fois moins que sa limite de 1/4 W : elle ne chauffe pas de façon perceptible. Une résistance à couche carbone ne chauffe visiblement que lorsqu’on la met en série avec une charge qui consomme, ou sous une tension bien plus élevée que 5 V.

Comment savoir si la valeur reçue est bien 220 Ω ?

En lisant le code couleur du corps, plus rapide que de sortir un multimètre : rouge, rouge, marron, or en version à 4 bandes. La bande de tolérance, dorée, est écartée des trois autres et sert de repère de lecture. Un multimètre reste utile pour vérifier le lot reçu : une tolérance de ±5 % laisse une marge d’environ 11 Ω, donc tout ce qui tombe entre 209 et 231 Ω est conforme.

Peut-on associer plusieurs résistances pour obtenir 220 Ω ?

Deux 220 Ω en série donnent 440 Ω, deux en parallèle donnent 110 Ω : aucune combinaison de cette valeur seule ne redonne 220 Ω. Pour ajuster, on associe des valeurs différentes — une 100 Ω et une 120 Ω en série donnent exactement 220 Ω, avec la tolérance des deux composants.

Peut-on les couper pour les adapter ?

Oui. Les pattes axiales se coupent à la pince et se plient à angle droit pour un montage sur circuit imprimé. Il faut simplement garder assez de longueur pour que le corps ne touche pas la carte, sinon la chaleur du fer atteint la couche carbone.

À combiner avec

Cette valeur ne sert presque jamais seule : elle accompagne une LED ou une carte. Le KIT Starter contient déjà la carte Uno R3, la plaque d’essai, les fils et un jeu de résistances, et ce lot vient le compléter avec une valeur très sollicitée. Pour un montage complet, la plaque d’essai 400 points et les fils de prototypage sont les deux accessoires qui permettent de tout monter sans souder.

Pour multiplier les voyants, un ULN2803A ou un transistor 2N2222 prend le relais des sorties de la carte quand le courant demandé dépasse ce qu’une broche peut fournir. Et pour les toutes premières mises au point, une série de LED 5mm Rouge complète le lot : le montage se teste alors sans risque, une LED par résistance.