LED Traffic Lights Signal Module

Le module feux de circulation à LED réunit les trois feux d’un carrefour sur une seule carte : une LED rouge, une jaune et une verte, alignées comme sur un vrai feu, et un connecteur de quatre broches. La carte est noire, de format allongé, et se plante directement sur une plaque d’essai. C’est le composant des maquettes de ville, des simulations de trafic et des premiers exercices de séquencement, parce qu’il évite de reprendre trois fois le même câblage avant de pouvoir tester un programme.

Il se commande comme trois LED ordinaires : une broche par couleur et une broche de masse commune. La carte ne contient ni minuteur ni circuit de commande : c’est le programme du microcontrôleur qui décide de la durée de chaque feu. Vous pouvez donc reproduire la séquence d’un carrefour réel ou en inventer une autre, sans toucher au matériel.

Caractéristiques techniques

Ce que la carte contient — et ce qu’elle ne contient pas

Le module est volontairement minimal, et c’est ce qui le rend simple à utiliser :

• Trois LED et leurs résistances. Rien à calculer, rien à souder : chaque voie est déjà protégée, il suffit de l’alimenter.
• Aucune logique de séquencement. Pas de minuteur, pas de circuit intégré de commande. Tant que le microcontrôleur n’écrit pas sur ses sorties, les trois LED restent éteintes : la séquence que vous voyez est exactement celle que vous avez programmée.
• Un brochage direct. Contrairement à un ruban de LED adressables ou à un afficheur à bus, il n’y a aucun protocole à respecter : une couleur, une broche, un niveau.

Une règle de réalisme à garder en tête : le rouge et le vert ne s’allument jamais ensemble sur un carrefour réel. Entre les deux, le jaune joue son rôle de transition, seul après le vert et, selon les pays, accompagné du rouge avant le retour au vert.

Applications

• Maquettes de ville et circuits routiers — animer un carrefour miniature dans un diorama ou un réseau de train.
• Simulations et jeux — gérer un départ, arbitrer une priorité, déclencher une phase de course.
• Apprentissage du séquencement — phases, temporisations, ordre des états : le premier automatisme que l’on voit fonctionner immédiatement.
• Signalisation d’état sur une machine — vert pour « en marche », jaune pour « attention », rouge pour « arrêté », lisibles à distance sans écran.
• Décor animé — vitrine, stand, scène ou maquette pédagogique.

Mini-projet : un carrefour qui tourne tout seul

Le montage demande quatre fils et le programme tient une trentaine de lignes. C’est le projet par lequel commencer : chaque changement d’état du programme se voit 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 au microcontrôleur.

Le fil de masse est unique : il ramène les trois LED à la référence commune, sans laquelle aucune ne peut s’allumer. Repérez la broche de masse par la sérigraphie GND imprimée sur la carte, puis, une fois le module alimenté, allumez les trois broches de commande l’une après l’autre : la LED qui s’allume vous donne la correspondance entre chaque broche et chaque couleur. Reportez-la dans les trois constantes en tête du programme ci-dessous.

Le programme

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

/*
 * Feu de circulation tricolore - module a trois LED
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Cablage : masse du module sur GND, les trois commandes sur D2, D3 et D4
 * Constantes : remplacez les numeros de broche par ceux releves sur votre module
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */
const byte PIN_VERT  = 4;
const byte PIN_JAUNE = 3;
const byte PIN_ROUGE = 2;
// Durees des trois etats, en millisecondes
const unsigned long DUREE_VERT  = 5000;
const unsigned long DUREE_JAUNE = 2000;
const unsigned long DUREE_ROUGE = 5000;
byte etape = 0;
// Eteint les trois voies : appele avant chaque etat, pour n'en allumer qu'une.
void toutEteindre() {
  digitalWrite(PIN_ROUGE, LOW);
  digitalWrite(PIN_JAUNE, LOW);
  digitalWrite(PIN_VERT, LOW);
}
void setup() {
  pinMode(PIN_ROUGE, OUTPUT);
  pinMode(PIN_JAUNE, OUTPUT);
  pinMode(PIN_VERT, OUTPUT);
  // Tout eteint au demarrage, pour ne pas afficher un etat faux
  // pendant que la carte s'initialise.
  toutEteindre();
}
void loop() {
  toutEteindre();
  if (etape == 0) {
    digitalWrite(PIN_VERT, HIGH);
    delay(DUREE_VERT);
    etape = 1;
  }
  if (etape == 1) {
    toutEteindre();
    digitalWrite(PIN_JAUNE, HIGH);
    delay(DUREE_JAUNE);
    etape = 2;
  }
  if (etape == 2) {
    toutEteindre();
    digitalWrite(PIN_ROUGE, HIGH);
    delay(DUREE_ROUGE);
    etape = 0;
  }
}

Comment ça marche

• toutEteindre() remet les trois voies à zéro avant chaque état : c’est ce qui garantit qu’un seul feu est allumé à la fois, même si une étape précédente a été interrompue.
• 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. Aucun composant intermédiaire n’est nécessaire.
• Les durées vivent dans trois constantes en tête de programme. Pour un carrefour de maquette, passez tout à quelques centaines de millisecondes ; pour une démonstration réaliste, gardez les cinq secondes de vert et de rouge.
• delay() immobilise la carte pendant l’attente, ce qui suffit largement pour un feu seul et rend le programme lisible. Dès que vous voudrez surveiller un bouton ou un capteur pendant que le feu tourne, il faudra passer à une temporisation sans blocage, à base de millis().
• Pour un fondu ou un clignotement progressif, remplacez digitalWrite() par analogWrite() : les trois voies acceptent la modulation de largeur d’impulsion.

Variante : un feu qui passe au vert à la demande

Dans un vrai carrefour, c’est le feu de la route prioritaire qui reste vert, et celui de la route secondaire qui réclame le passage. La même mécanique se code en ajoutant un mini bouton poussoir entre une entrée et la masse, lue avec la résistance de tirage interne : le feu secondaire reste au rouge tant que personne n’a appuyé, passe au vert quelques secondes à l’appui, puis revient au rouge après un jaune. Un buzzer actif branché sur une sortie libre ajoute la version sonore, utile pour les passages piétons.

Questions fréquentes

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

Non. La carte porte trois LED et leurs résistances, rien d’autre : aucun minuteur, aucun circuit de commande. Tant que le microcontrôleur n’écrit pas sur ses sorties, les trois LED restent éteintes. Pour un feu qui fonctionne jour et nuit sans ordinateur, il faut donc le programme sur une carte alimentée en permanence.

Faut-il ajouter des résistances ?

Non. Chaque voie est déjà limitée en courant sur la carte : les quatre fils du montage ci-dessus suffisent. Dans un montage avec des LED séparées, il faudrait au contraire une résistance en série avec chacune, et trois résistances de plus sur la plaque d’essai.

Peut-on le brancher sur un ESP32 ou un Raspberry Pi ?

Oui. Le module fonctionne de 3,3 V à 5 V : sur une carte qui ne tolère que 3,3 V, les LED s’allument simplement un peu moins fort. Pour un feu bien lumineux, une carte en 5 V reste préférable.

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 les fils sont branchés à l’envers. Le module fonctionne normalement dans les deux cas — échangez HIGH et LOW dans le programme, et tout rentre dans l’ordre sans changer les durées.

Combien de broches du microcontrôleur occupe-t-il ?

Quatre : trois sorties numériques et une masse. Chaque voie ne consomme que quelques milliampères, très loin de ce qu’une sortie peut fournir, et les trois peuvent rester allumées ensemble sans échauffer la carte.

Peut-on l’utiliser en extérieur ou dans un montage fixe ?

La carte se visse par ses deux trous de fixation, ce qui permet de la monter sur un support ou derrière une façade percée. Elle n’est toutefois pas protégée contre l’eau : pour un usage durable, prévoyez un boîtier ou un abri.

À combiner avec

Si vous voulez le montage complet en une seule commande, le KIT Starter réunit la carte Arduino, la plaque d’essai et les fils : il ne manque plus que ce module pour faire tourner le carrefour de cette page. Pour relier le module sans passer par une plaque d’essai, des fils mâle-femelle vont directement de ses broches aux sorties de la carte.

Si le feu doit tenir dans un petit boîtier ou derrière une façade, une carte Nano avec son câble prend beaucoup moins de place qu’une Uno tout en faisant exactement le même travail.