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Ports GPIO et LED

Les ports GPIO du Raspberry peuvent fournir au maximum 3.3 V et un courant de 50 mA.

Pour valider ou pour s’amuser, il est parfois intéressant de brancher des LED sur les ports GPIO afin de vérifier le bon fonctionnement de notre programme.

Il faut éviter de brancher directement une LED sur un port GPIO; il faut mettre en série une résistance qui va permettre de limiter le courant. Un exemple de schéma de branchement pourra être le suivant :

image

On branchera la borne ‘+’ sur le port GPIO (par exemple le port GPIO 4) et le moins à la masse.

Le repérage entre anode et cathode sur la LED sera le suivant :

File:+- of LED.svg

Une LED fonctionne en courant et tension continus. Comme une diode classique, la LED ne conduit que dans un sens. Dans l’autre sens, elle est bloquée mais ne supporte pas des tensions inverses élevées (souvent 5V max). Lorsqu’une LED est passante, il s’établit à ses bornes une tension assez indépendante du courant : on peut appeler cette tension la tension de seuil. Elle dépend du matériau utilisé dans la LED, et donc de sa couleur.

Voici les tensions de seuil en fonction du type de LED :

LED rouge, orange, jaune (ambre) : 1.8V à 2V pour environ un courant de 20 mA.
LED verte standard (vert clair) : 1.8V à 2.2V pour environ un courant de 20 mA.

Le calcul de la résistance sera le suivant :

R = (Ualim -Uled) / I où :

R correspond à la valeur de la résistance en Ohms,

Ualim correspond à la tension d’alimentation (dans notre cas se sera 3.3 V),

Uled correspond à la tension à fournir sur la LED (par exemple pour une LED rouge se sera 1.8 V),

I correspond au courant nécessaire pour la LED, donc 0.02 A.

Donc afin de pouvoir brancher ce montage sur une sortie GPIO du Raspberry, la formule sera la suivante :

R = (3.3 – 1.8) / 0.02 = 75 Ohms

La puissance de la résistance sera calculée avec la formule suivante :

P = (Ualim – Uled)² / R      P = (3.3-1.8)² / 75= 30 mW

Donc on pourra utiliser une résistance de 75 à 150 Ohms 1/4 W.

Le schéma sera le suivant pour le câblage :

image

Pour le script Python, voir un précédent article, il sera nécessaire de programmer le port GPIO 4 en sortie, puis de passer le port à 3.3 V pour allumer la LED.

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