5 x LED 5mm RGB

La LED RGB de 5 mm réunit trois diodes — une rouge, une verte, une bleue — dans un seul boîtier à quatre broches. Ce lot en contient cinq : de quoi éclairer une surface sur plusieurs points à la fois, monter un voyant qui change de couleur, ou simplement garder de la réserve pour les montages suivants.

Les cinq diodes sont identiques : c’est exactement le même composant que la LED RGB trois couleurs vendue à l’unité, à anode commune, réuni par cinq dans un même sachet. Le boîtier est transparent : on distingue l’armature interne et le godet qui porte les trois puces. Comme la broche partagée est le pôle positif, chaque couleur s’allume quand sa cathode descend vers la masse — ce détail décide à la fois du câblage et du programme, et il est traité plus bas.

Ce que contient le lot

• Cinq diodes identiques — même boîtier, même génération : elles s’assemblent sans se distinguer les unes des autres.
• Boîtier de 5 mm à dôme bombé — époxy transparent, collerette plate à la base, entraxe des pattes de 2,54 mm.
• Quatre pattes droites par diode — non coudées, à planter sur une plaque d’essai ou à souder sur un circuit imprimé.
• Livrées en vrac, sans résistance ni support : la protection en série est à prévoir à côté, une par couleur et par diode.

Caractéristiques techniques

Les tensions et les longueurs d’onde sont les valeurs typiques de cette famille de diodes. Ce sont les trois lignes de tension directe qui comptent pour un montage : c’est elles qui fixent le choix de la résistance.

Brochage : repérer la broche commune

Sur les diodes RVB de ce format, la patte la plus longue est la patte commune — ici l’anode, le pôle 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 pattes avec un fil venant de la masse : 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. Un multimètre en position diode donne le même résultat sans rien alimenter : la pointe positive sur la broche longue, la pointe négative sur chaque couleur l’une après l’autre.

Si aucune couleur ne s’allume, c’est que la patte commune n’est pas celle que vous croyez : recommencez en prenant une autre patte. Certaines séries sont à cathode commune, et la logique s’inverse alors — une couleur s’allume quand sa broche reçoit le positif. Le câblage reste le même à une chose près : la broche partagée descend vers la masse au lieu de monter au 5 V.

Une résistance par couleur et par diode

Trois résistances de 220 Ω par diode, quinze en tout pour le lot. C’est le poste sur lequel on économise par erreur, et de deux façons : une résistance unique sur la broche commune, ou une résistance unique partagée par les cinq cathodes d’une même couleur. Dans les deux cas, les jonctions se répartissent le courant selon leurs caractéristiques au lieu de le recevoir chacune. Une couleur accapare le courant, les autres s’éteignent, et le mélange devient impossible à régler.

Avec une sortie d’Arduino à 5 V, une 220 Ω laisse passer de l’ordre de 15 mA dans le rouge et de 8 à 10 mA dans le vert et le bleu — une luminosité confortable, loin des 40 mA qu’une broche d’Arduino ne doit pas dépasser. Une 330 Ω protège un peu plus et convient aussi ; une 100 Ω éclaire davantage mais se rapproche des limites du composant.

Cinq diodes sur une même carte : le courant change d’échelle

Une diode RGB complète consomme environ 30 mA, soit une dizaine de milliampères par couleur. Une seule diode tient donc sans difficulté sur trois sorties de la carte. Cinq diodes, non : les cinq cathodes rouges réunies sur une même sortie demanderaient une cinquantaine de milliampères, au-dessus des 40 mA qu’une broche d’Arduino supporte, et les trois couleurs ensemble approcheraient 150 mA, à comparer aux 200 mA que la carte peut fournir au total.

La solution est un étage de puissance entre la carte et les diodes : le circuit ULN2803A en contient huit, chacun capable de laisser passer 500 mA. La carte ne fournit plus le courant, elle donne seulement l’ordre, et le courant des cinq diodes vient de l’alimentation. Bénéfice inattendu : l’étage de puissance inverse une seconde fois, ce qui annule l’inversion propre à l’anode commune — la logique revient dans le sens habituel, une valeur élevée allume.

Mini-projet : une lampe d’ambiance à cinq diodes

Cinq diodes réparties sur une surface, un seul bloc de puissance, et une teinte qui glisse lentement d’une couleur à l’autre au lieu de sauter. Le montage tient sur une plaque d’essai et se monte en un quart d’heure.

Ce qu’il faut

Le câblage

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

Montez les résistances par couleur, une rangée à part pour chacune des trois : quinze résistances occupent vite toute la largeur de la plaque d’essai, et les reprendre une par une après coup est plus long que de les ranger au départ. Le courant passe ici par le circuit de puissance et non par la carte — un fil mal enfoncé se voit tout de suite, alors qu’une broche d’Arduino poussée trop loin chauffe sans prévenir.

Le programme

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

/*
 * Lampe d ambiance a cinq LED RGB 5mm a anode commune
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Montage : les cinq anodes communes sur le rail 5V,
 *           une resistance de 220 ohms par couleur et par diode,
 *           cathodes rouges sur la sortie 1 du ULN2803A (broche 18),
 *           vertes sur la sortie 2 (broche 17), bleues sur la 3 (broche 16),
 *           entrees 1, 2 et 3 du ULN2803A sur D9, D10 et D11.
 * La lampe enchaine six teintes en les faisant glisser de l une a l autre.
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */

const byte PINS[3] = {9, 10, 11};    // rouge, vert, bleu : une sortie PWM par couleur

const byte NB_TEINTES = 6;

// Six teintes de depart : blanc chaud, orange, rose, violet, bleu nuit, cyan.
const byte TEINTES[NB_TEINTES][3] = {
  {255, 190, 120},
  {255,  90,   0},
  {255,  40, 120},
  {130,  30, 200},
  { 10,  20, 120},
  {  0, 200, 220}
};

// Envoie une couleur aux trois sorties PWM.
void afficher(int rgb[3]) {
  for (byte c = 0; c != 3; c++) {
    analogWrite(PINS[c], constrain(rgb[c], 0, 255));
  }
}

void setup() {
  for (byte c = 0; c != 3; c++) {
    pinMode(PINS[c], OUTPUT);
  }

  int noir[3] = {0, 0, 0};
  afficher(noir);                     // diodes eteintes au demarrage
}

void loop() {
  for (byte i = 0; i != NB_TEINTES; i++) {
    byte j = i + 1;
    if (j == NB_TEINTES) {
      j = 0;                          // apres la derniere, on revient a la premiere
    }

    // Les 256 pas du fondu entre la teinte i et la teinte j.
    for (int t = 0; t != 256; t++) {
      int fondu[3];

      for (byte c = 0; c != 3; c++) {
        // Le calcul passe par un long : 255 fois 255 depasse ce qu un
        // entier de 16 bits peut porter a lui seul.
        fondu[c] = TEINTES[i][c]
                 + (long) (TEINTES[j][c] - TEINTES[i][c]) * t / 255;
      }

      afficher(fondu);
      delay(12);                      // environ trois secondes par transition
    }
  }
}

Comment ça marche

• Le tableau TEINTES contient six couleurs de départ, chacune écrite en trois valeurs de 0 à 255 : la part de rouge, la part de vert et la part de bleu. Changer une ligne change une couleur, sans toucher au reste du programme.
• La double boucle du loop relie chaque teinte à la suivante. La boucle intérieure avance par pas de 1 sur 256 positions : à chaque pas, chaque couleur est recalculée entre sa valeur de départ et sa valeur d’arrivée, ce qui donne le fondu plutôt qu’un saut.
• Le calcul écrit (long) devant la soustraction n’est pas un détail de style. Sur un microcontrôleur, un entier ordinaire porte au maximum 32 767, alors que 255 multiplié par 255 vaut 65 025 : sans cette précision, la valeur déborde, devient négative, et la lampe s’éteint au milieu de la transition.
• La fonction afficher() ramène chaque valeur dans les bornes utiles avec constrain avant de l’envoyer. analogWrite n’accepte que 0 à 255, et une consigne hors plage donnerait un résultat fantaisiste.
• Le delay(12) fixe le rythme : 256 pas de 12 millisecondes font un peu plus de trois secondes par transition, soit environ vingt secondes pour le tour complet des six teintes.

Pour aller plus loin

• Une teinte fixe — remplacez tout le loop() par un seul appel : int fixe[3] = {40, 0, 90}; afficher(fixe); donne un violet doux, qui tient jusqu’à la prochaine mise sous tension.
• Un rythme plus lent — augmentez le delay(12) : à 30 millisecondes, une transition dure huit secondes et la lampe devient une veilleuse plutôt qu’une animation.
• Des teintes plus douces — divisez les valeurs du tableau TEINTES par deux. Le mélange reste le même, l’éclat baisse, et cinq diodes à pleine puissance dans une chambre finissent par éblouir.
• Une commande extérieure — un potentiomètre sur une entrée analogique permet de choisir la teinte à la main : la mesure lue entre 0 et 1023 se ramène à une des six lignes du tableau.

Variante : trois transistors au lieu du circuit de puissance

Un circuit intégré n’est pas obligatoire. Trois transistors 2N2222 montés en commutation font le même travail, un par couleur : le collecteur de chacun reçoit les cinq résistances d’une couleur, l’émetteur descend à la masse, et la base reçoit la sortie PWM par une résistance de 1 kΩ. Chaque transistor prend alors la cinquantaine de milliampères de sa couleur, et le programme de cette page s’applique sans une ligne de changement.

Le circuit intégré garde deux avantages : huit étages dans un seul boîtier, et un montage plus lisible sur la plaque d’essai, où trois transistors et leurs trois résistances de base occupent autant de place que les quinze résistances du montage lui-même.

Pour une installation fixe

Une lampe qui reste en place s’alimente beaucoup mieux par une alimentation 5V 2A que par le port USB de la carte : elle tient les 150 mA des cinq diodes sans faiblir et laisse la carte libre pour d’autres projets. Le calcul des résistances ne change pas — une 220 Ω par couleur et par diode — et il faut réunir la masse de l’alimentation, celle du circuit de puissance et celle de la carte sur un même point.

Une fois le montage validé, les soudures définitives gagnent à être protégées par de la gaine thermorétractable : quinze résistances et cinq diodes font vingt jonctions serrées, et une seule qui touche sa voisine suffit à éteindre une couleur sans qu’on comprenne pourquoi.

Questions fréquentes

Faut-il vraiment quinze résistances ?

Oui, une par couleur et par diode. Une résistance commune aux cinq cathodes d’une même couleur ferait circuler dans chacune un courant imprévisible : la plus gourmande s’allumerait, les autres resteraient sombres, et l’intensité changerait dès qu’une diode est remplacée. C’est le montage qui coûte le moins cher à corriger et le plus cher à ne pas faire.

Peut-on brancher les cinq diodes directement sur les sorties de la carte ?

Non. Les cinq cathodes d’une couleur réunies sur une broche lui demanderaient 50 mA, au-dessus de ce qu’une sortie d’Arduino supporte, et 150 mA pour les trois couleurs réunies. Une broche poussée au-delà de sa limite chauffe et finit par lâcher, parfois en emportant la carte. Le circuit de puissance de cette page est là pour cela.

Pourquoi l’inversion a-t-elle disparu avec le circuit de puissance ?

Parce que deux inversions s’annulent. Avec une anode commune, une couleur s’allume quand sa cathode est tirée vers la masse ; comme l’étage de puissance tire justement la cathode vers la masse lorsqu’il reçoit une consigne haute, une valeur élevée allume la couleur. Le programme de cette page s’écrit donc sans correction, alors qu’une diode branchée directement sur une sortie demandait d’inverser chaque valeur.

Deux diodes peuvent-elles se partager une résistance ?

Non, jamais, et l’anode commune ne change rien à l’affaire. Deux jonctions en parallèle derrière une même résistance ne partagent pas le courant également : celle dont la tension directe est la plus basse prend la majorité du courant, chauffe, et fait baisser la tension aux bornes de l’autre. Au mieux une couleur domine, au pire la diode la plus sollicitée vieillit plus vite que ses voisines.

Comment obtenir du blanc avec cinq diodes ?

En allumant les trois couleurs au maximum, comme dans la première teinte du tableau du programme. Le résultat est un blanc légèrement chaud ou légèrement rosé selon les puces, jamais un blanc parfait — c’est une limite de la technologie, pas un défaut du montage. Pour corriger la teinte, réduisez d’un dixième la couleur dominante : {230, 255, 245} donne un blanc un peu plus froid.

À combiner avec

Si vous partez de zéro, le KIT Starter contient déjà la carte Uno R3, la plaque d’essai, les fils de liaison et un jeu de résistances : en y ajoutant ce lot, il ne manque que le bloc de puissance et les résistances de 220 Ω. Le Kit Arduino Uno maroc couvre davantage de projets et convient mieux si les diodes doivent rejoindre un montage plus large.

Pour un montage qui reste en place, l’alimentation de bureau et la gaine thermorétractable citées plus haut complètent l’ensemble ; pour aller au-delà de cinq diodes, c’est un autre composant qu’il faut regarder — une matrice de 64 diodes regroupe des dizaines de points derrière un seul circuit de commande, là où chaque diode RGB ajoutée réclame trois résistances et un étage de puissance de plus.