[Résolu] Montage simple : Commander une LED RGB

Un lieu pour discuter des composants et de leur utilisation. Un passage obligé si vous devez interfacer votre Raspberry Pi avec le monde extérieur. On y trouvera aussi les cartes type commande de moteur pas à pas, continu, servo...

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BenPi
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[Résolu] Montage simple : Commander une LED RGB

Message par BenPi » mer. 9 mars 2016 13:44

Bonjour,

Etant un grand débutant au niveau électronique, je me permets de vous solliciter afin de mieux comprendre les tenants et les aboutissants sur un sujet simple.
Commander une LED RGB via mon Raspberry
Voici les étapes parcourue jusqu'à présent :

1ère étape : le matos
- Je viens de faire l'acquisition d'un raspberry. En fait c'est mon deuxième mais le premier ne sert qu'en médiacenter (Kodi)
- J'ai également à ma disposition un jeux de composants életronique ( SunFounder 37 modules Sensor Kit for Raspberry Pi Model B+ , 40-Pin GPIO Extension Board Jump wires )
Je pense avoir maintenant le matériel, pour la partie soft, je me contenterai de Python dans un premier temps.
Step 1 :arrow: ok

2ème étape : le premier montage "simple"
- ingrédients :
  • Une led RGB (anode commune je crois car 4 pins : R, G, B et -)
    Un GPIO Extension+Nape+Breadboard
    Raspberry Pi 2
    Des cables de toutes les couleurs super pratiques
- Montage (désolé pas trouver d'outil graphique pour faire un rendu "plus mieux")
  • GND :arrow: pin "-" de la led
    GPIO17 :arrow: pin "B" de la led
    GPIO18 :arrow: pin "G" de la led
    GPIO27 :arrow: pin "R" de la led
Bref le montage suggéré par SunFounder

- Réflexions et questions :
  • Une led n'a pour ainsi dire aucune résistance (de mémoire)
    Je ne vois aucune résistance (rien sur le circuit imprimé à part la led)
    Pas d'information non plus ni sur intensité possible des ports GPIO ni aucune information relative à la led
Si je branche cela afin d'expérimenter un peu, je ne risque pas de faire un court-circuit ? Ou peut-être bien que non...
Et si c'est le cas... Qui crame en premier ? Ma framboise ou ma led... :?
Step 2 :arrow: raise exception : 2K neurones grillés

Je suis preneur de toute information (j'accepte également des tutos et/ou petit cours d'électronique ^^)

Je communiquerai dans ce thread l'avancement de ce petit projet

Merci d'avance,
Modifié en dernier par BenPi le ven. 25 mars 2016 19:04, modifié 1 fois.

spourre
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Re: Montage simple : Commander une LED RGB

Message par spourre » mer. 9 mars 2016 18:37

Bonjour,

Comme le bon sens te l'a fait deviner, il faut mettre une résistance de limitation par LED.
La LED RGB étant un ensemble de 3 LED sur un même suntrat, il y aura 3 résistances (une par pin GPIO utilisée.
Le GPIO sort du 3.3 V (au niveau haut). La chute de tension aux bornes e la LED dépend de sa couleur mais, en première approximation, R=1.5 K devrait convenir (il se peut que les LED ne présentent pas exactement la même luminosité).
Ceci est très bien expliqué dans l'article:
http://www.framboise314.fr/une-interfac ... more-15945

Sylvain

BenPi
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Re: Montage simple : Commander une LED RGB

Message par BenPi » ven. 11 mars 2016 22:05

Merci pour ce retour (et ce très beau tutoriel)
J'ai commandé un jeux de résistances, il va falloir que je sois patient...

En attendant, je vais essayer d'approfondir mes connaissances.

Le passage suivant attire mon attention :
Pour ce qui est des résistances, elles devraient valoir 1,5kΩ pour une diode LED rouge HLMP-K150

Calcul UR=Vs-VLED=3,3-1,6= 1,7 V avec IF=1mA -> R=UR/IF= 1700Ω
Si je comprends bien :
UR : tension dans la résistance (ou tension restante à la sortie de la led)
Vs : tension fourni (GPIO)
VLED : tension nominal de la led

Selon le calcul ci-dessus on a donc une tension de résistance à 1,7 V

IF : intensité de la LED
UR = R x IF (U = RI selon mes souvenirs)
donc R = UR / IF = 1,7 / 0.001 = 1700 Ω (comme précisé dans le tuto)

Si j'ai bon jusqu'ici (?) et si ma led n'est pas très lumineuse c'est que VLED a été sous-estimé. Je réévalue donc à la hausse cette dernière.
exemple
VLED = 1,8 V
j'ai donc : UR = 1,5 V => 1500 Ω

Au contraire, si elle me parait très lumineuse, je peux tenter de baisser VLED (et donc augmenter la résistance)

Ai-je toujours bon ?

Du coup...
Quelque soit le ou les composants.
La tension s'additionne en série (mais pas en parallèle)
L'intensité est constante en série mais est divisé par deux en parallèle (sous réserve de résistance du circuit identique sur les deux branches).

Navré, je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps (et en plus, cela n'est pour l'instant qu'un aperçu très théorique pour moi).
Promis, j'essaierai d'agiter mieux mes neurones pour mes prochaines expériences :P

spourre
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Re: Montage simple : Commander une LED RGB

Message par spourre » sam. 12 mars 2016 00:36

Bonsoir,

Tu as presque tout compris ;-)
En fait, il y a 2 tensions sur lesquelles tu as peu ou pas d'influence:
- Vs qui est liée à la technologie du Raspberry (sortie en 3.3V)
- VLED qui est lié à la technologie de la LED et donc à sa couleur.

Tu peux donc jouer que sur IF en tenant compte:
-) du courant maximum que peut sortir une broche du GPIO
-) du courant max que peut supporter la LED.

Pour le reste, tu as tout bon, un peu de recherche sur loi d'ohm te permettra de jouer dans tous les sens avec R(résistance), U(tension) et I(courant).
En électronique, sauf besoin particulier, on peut facilement approcher les valeurs de résistances calculées à +- 10%. Il y a des séries normalisées à 10, 5 ou 1%.
Les résistance que tu as commandées sont très certainement marquées avec un code de couleurs car le corps est trop petit pour un marquage en clair. Si tu ne le connais pas, je te donnerais un moyen mnémotechnique pour le mémoriser sans difficulté.
Tu peux aussi utiliser un multimètre, même bon marché comme celui-ci:
http://www.leroymerlin.fr/v3/p/produits ... 1400465055
Il pourra te rendre de grands services.

Nota: Pas d'affolement, on a tous été un jour un débutant (même François) ;-)

Sylvain

BenPi
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Re: Montage simple : Commander une LED RGB

Message par BenPi » sam. 19 mars 2016 13:58

Hello !

Merci pour ce retour.

Je viens de faire l'acquisition d'un multimètre et attends toujours mes résistances venues de l'autre bout de la planète :p
J'ai par ailleurs trouver des sites détaillant les codes couleurs des résistances.

1. Une petite question par curiosité : comment sait-on dans quel sens lire les couleurs d'une résistance ? Je n'ai pas réussi à trouver de réponse claire à ce sujet (m'enfin, mon multimètre pourra m'aider au cas où)
2. Deuxième question :p Quand on parle de tolérance sur une résistance, il ne s'agit que de la précision de cette dernière (en d'autre terme, aucun avantage à utilisé 10% de tolérance si l'on a également des résistances à 1%)

3. Par ailleurs, j'ai fait quelques recherches sur la loi d'ohm et pense avoir compris.
U = R x I
Dans un circuit, on connait la tension en fonction de notre source d'alimentation
Cependant, quelque soit la source d'alimentation, il est nécessaire de maîtriser l'intensité (la résistance nous permet cela).
En d'autres termes, un court-circuit ne présente (quasiment) aucune résistance et donc affichera une intensité énorme (provoquant le plus souvent la fonte d'un composant).

4. Maintenant, si mon Raspberry me fournit 3,3 V. j'ai donc le circuit suivant (pas trouver mieux pour dessiner)
(+3,3v) --------- LED 1,8v ------- R ------ (-)
R est donc traversé par un courant de 3,3 - 1,8 = 1,5 v
Et ma LED n'acceptant qu'une faible intensité de 1 mA approx, j'obtiens donc le calcul pour R :
R = U / I = 1,5 / 0.001 = 1,5 kΩ

Ainsi :
- La tension est équilibré sur l'ensemble du circuit (je sais que ma led n'aura que 1,8 V et ma résistance 1,5v)
- L'intensité est constante tout au long du circuit à 1 mA et est limité par ma résistance de 1,5 kΩ
- On peut considéré que le composant (LED+Résistance) accepte du 3,3 v en entrée et à une résistance de 1,5 kΩ (l'intensité dépendra du contexte dans lequel on utilisera le composant)
- Si je mets deux fois ce composant en série, j'aurais donc besoin de 6,6v en entrée et j'aurai une résistance de 3kΩ
- Pour ce dernier montage, avec une alimentation de 12v, j'aurais 12-6,6 = 5,4v restant et donc devrait rajouter une (ou des) résistance de (R = U / I = 5,4 / 0.001 = 5,4 kΩ) pour ne pas tout faire cramer

Ai-je le bon cheminement de raisonnement (désolé si cela ressemble à ce que l'on a pu écrire précédemment, je veux m'assurer de bien tout comprendre).

Un vrai cours d'électronique ce topic ! Merci beaucoup !!!

spourre
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Re: Montage simple : Commander une LED RGB

Message par spourre » sam. 19 mars 2016 19:26

BenPi a écrit :1. Une petite question par curiosité : comment sait-on dans quel sens lire les couleurs d'une résistance ? Je n'ai pas réussi à trouver de réponse claire à ce sujet (m'enfin, mon multimètre pourra m'aider au cas où)
Le premier anneau est celui qui est le plus proche d'un bord.
BenPi a écrit :2. Deuxième question :p Quand on parle de tolérance sur une résistance, il ne s'agit que de la précision de cette dernière (en d'autre terme, aucun avantage à utilisé 10% de tolérance si l'on a également des résistances à 1%)
La tolérance de la résistance est liée , en partie, à sa technologie et aux contrôles de production. Si tu prends 1000 résistances données pour 1 k Ohm et que tu les mesures, tu vas obtenir une répartition gaussienne des valeurs mais, normalement, ces valeurs doivent se trouver entre 900 Ohm et 1.1 k Ohm.
Plus la tolérance est serrée, plus les résistances sont chères car il y a des opérations de tri en fin de chaîne de production. Pour les montages classiques, hormis les temporisations, les filtres RC ou les mesures, il n'y a donc aucun intérêt à utiliser des résistances à 1%.
BenPi a écrit :3. Par ailleurs, j'ai fait quelques recherches sur la loi d'ohm et pense avoir compris.
U = R x I
Dans un circuit, on connait la tension en fonction de notre source d'alimentation
Cependant, quelque soit la source d'alimentation, il est nécessaire de maîtriser l'intensité (la résistance nous permet cela).
En d'autres termes, un court-circuit ne présente (quasiment) aucune résistance et donc affichera une intensité énorme (provoquant le plus souvent la fonte d'un composant).
En cas de court-circuit, le courant est, sauf exception, limité par la résistance interne du générateur et peut donc être très élevé. C'est pour cela que l'on place un fusible, pour limiter les dégats et les risques d'incendie, explosion (avec certains accus). L'expérience montre qu'un fusible à 1 € ets souvent bien protégé par un montage électronique à 100€ qui se suicide avant le fusible (attention, c'est de l'humour).
BenPi a écrit :4. Maintenant, si mon Raspberry me fournit 3,3 V. j'ai donc le circuit suivant (pas trouver mieux pour dessiner)
(+3,3v) --------- LED 1,8v ------- R ------ (-)
R est donc traversé par un courant de 3,3 - 1,8 = 1,5 v
Et ma LED n'acceptant qu'une faible intensité de 1 mA approx, j'obtiens donc le calcul pour R :
R = U / I = 1,5 / 0.001 = 1,5 kΩ
ATTENTION aux unités, un courant se mesure en Ampère, pas en Volt.
BenPi a écrit :Ainsi :
- La tension est équilibré sur l'ensemble du circuit (je sais que ma led n'aura que 1,8 V et ma résistance 1,5v)
- L'intensité est constante tout au long du circuit à 1 mA et est limité par ma résistance de 1,5 kΩ
- On peut considéré que le composant (LED+Résistance) accepte du 3,3 v en entrée et à une résistance de 1,5 kΩ (l'intensité dépendra du contexte dans lequel on utilisera le composant)
- Si je mets deux fois ce composant en série, j'aurais donc besoin de 6,6v en entrée et j'aurai une résistance de 3kΩ
- Pour ce dernier montage, avec une alimentation de 12v, j'aurais 12-6,6 = 5,4v restant et donc devrait rajouter une (ou des) résistance de (R = U / I = 5,4 / 0.001 = 5,4 kΩ) pour ne pas tout faire cramer

Ai-je le bon cheminement de raisonnement (désolé si cela ressemble à ce que l'on a pu écrire précédemment, je veux m'assurer de bien tout comprendre).

Un vrai cours d'électronique ce topic ! Merci beaucoup !!!
Presque bon ;-)
Pourquoi veux-tu mettre autant de résistances qu'il y a de LED plus une dernière pour faire chuter l'excédent de tension d'alimentation ? Ces résistances sont toutes parcourues par le même courant, tu peux donc physiquement les regrouper dans une seule résistance physique, placée où tu veux dans le circuit, et dont la valeur sera la somme des valeurs de toutes les résistances calculées.

sur Internet, on trouve à peu de chose près tout ce que l'on cherche, à condition de savoir ce que l'on cherche. Essaye de trouver "loi des nœuds", "loi de Kirchoff", "loi des mailles", "théorème de Thévenin"

Bonne lecture.

--
Sylvain

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marco123
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Re: Montage simple : Commander une LED RGB

Message par marco123 » lun. 21 mars 2016 13:48

RVB.PNG
RVB.PNG (22.47 Kio) Vu 1394 fois
Ca devrait t'aider :

U1=UR1+UD1
U2=UR2+UD2
U3=UR3+UD3

UD1, UD2, UD3 sont connues ( Tension de diode donnée dans les caractéristiques de la diode en fonction de sa couleur )
I1, I2 ,I3 sont connus ( Courant donné dans les caractéristiques de la diode en fonction de sa couleur )

R1= (U1-UD1)/I1
R2= (U2-UD2)/I2
R3= (U3-UD3)/I3

Attention, les UD et ID sont differents selon la couleur concernée.

BenPi
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Re: Montage simple : Commander une LED RGB

Message par BenPi » ven. 25 mars 2016 19:04

Hello !

Merci beaucoup pour vos réponses.
spourre a écrit :
BenPi a écrit :Ainsi :
- La tension est équilibré sur l'ensemble du circuit (je sais que ma led n'aura que 1,8 V et ma résistance 1,5v)
- L'intensité est constante tout au long du circuit à 1 mA et est limité par ma résistance de 1,5 kΩ
- On peut considéré que le composant (LED+Résistance) accepte du 3,3 v en entrée et à une résistance de 1,5 kΩ (l'intensité dépendra du contexte dans lequel on utilisera le composant)
- Si je mets deux fois ce composant en série, j'aurais donc besoin de 6,6v en entrée et j'aurai une résistance de 3kΩ
- Pour ce dernier montage, avec une alimentation de 12v, j'aurais 12-6,6 = 5,4v restant et donc devrait rajouter une (ou des) résistance de (R = U / I = 5,4 / 0.001 = 5,4 kΩ) pour ne pas tout faire cramer

Ai-je le bon cheminement de raisonnement (désolé si cela ressemble à ce que l'on a pu écrire précédemment, je veux m'assurer de bien tout comprendre).

Un vrai cours d'électronique ce topic ! Merci beaucoup !!!
Presque bon ;-)
Pourquoi veux-tu mettre autant de résistances qu'il y a de LED plus une dernière pour faire chuter l'excédent de tension d'alimentation ? Ces résistances sont toutes parcourues par le même courant, tu peux donc physiquement les regrouper dans une seule résistance physique, placée où tu veux dans le circuit, et dont la valeur sera la somme des valeurs de toutes les résistances calculées.

sur Internet, on trouve à peu de chose près tout ce que l'on cherche, à condition de savoir ce que l'on cherche. Essaye de trouver "loi des nœuds", "loi de Kirchoff", "loi des mailles", "théorème de Thévenin"

Bonne lecture.

--
Sylvain
Je me suis mal exprimé, je souhaitai comprendre uniquement d'un point de vue théorique si l'on pouvait considéré qu'un circuit pourrait être interprété comme un système de "poupées russes" (grosso modo, quelque soit le montage, on peut considéré que celui-ci a une résistance et une tension. On peut encapsuler un montage dans un autre en série etc...). Pour l'exemple cité, je suis d'accord avec toi, l'intérêt reste très limité ^^
Merci pour les mots clés, ils me confirment cela et je découvre plein de choses 8-)

@marco123 : merci, cela confirme mon montage et je vois que j'ai bien compris le fonctionnement :)

D'un point de vue théorique, je me sens maintenant beaucoup plus à l'aise ! J'aborderai la pratique une fois mes résistances reçues (je crois sans trop de difficulté avec le tuto proposé dans ce topic)
Je pense que je peux donc mettre ce sujet en résolu. 8-)

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