Leçon 98-6 : Jeu de LED bascule avec Arduino

Le projet de LED en balancier est un exercice classique pour débutants qui enseigne l'un des concepts les plus importants de la programmation Arduino : faire alterner deux sorties selon un rythme temporisé. Avec seulement deux LED, deux résistances et quelques fils de liaison, vous construirez un circuit où une LED verte et une LED rouge s'allument à tour de rôle, imitant le mouvement de va-et-vient d'un balancier de cour de récréation. C'est une construction simple, mais elle introduit les blocs de base essentiels — définitions de broches, constantes de temporisation et appels séquentiels à digitalWrite() — qui apparaissent dans presque tous les croquis Arduino que vous écrirez un jour.

Parce que le motif en balancier n'est en réalité que « allumer une chose, l'éteindre, allumer l'autre chose, l'éteindre, répéter », la même structure s'étend à des dizaines d'usages pratiques. Voici quelques idées pour stimuler votre imagination :

• Voyants alternés — une paire « sûr / alerte » sur un panneau de commande qui alterne dans les deux sens.
• Simulation de passage à niveau — deux lampes clignotant en alternance à l'approche d'un train.
• Panneau de direction à deux voies — un affichage de flèches « par ici / par là » pour une allée ou un parking.
• Décoration de fête — des LED rouges et vertes qui échangent leurs places pour un effet clignotant festif.
• Base d'apprentissage — les compétences de temporisation et de séquencement acquises ici sont les mêmes que vous utiliserez plus tard pour les feux de circulation, les feux piétons et les animations multi-LED.

Comment fonctionne l'effet de balancier

Une LED est une diode qui émet de la lumière, et son symbole est un triangle pointant vers une ligne. La ligne plate est la cathode (négative), et l'arrière du triangle est l'anode (positive). Sur une LED physique, la patte la plus longue est l'anode et la patte plus courte, à côté plat, est la cathode. Le courant circule de l'anode vers la cathode, donc l'anode se connecte vers votre broche Arduino et la cathode se connecte à travers une résistance à la masse (dans la vidéo à 02:29).

La résistance est importante. Une petite LED typique veut environ 2 V à ses bornes et environ 10 mA de courant. Si votre Arduino fournit 5 V, les 3 V restants doivent être chutés par la résistance. En utilisant la loi d'Ohm, R = V / I = 3 V / 0,01 A = 300 Ω. Tout ce qui va d'environ 300 Ω jusqu'à 1000 Ω fonctionnera — des valeurs plus élevées rendent simplement la LED plus faible (dans la vidéo à 03:49).

Pour le balancier, les deux LED sont câblées de manière identique : chaque anode va à sa propre broche Arduino, et chaque cathode passe par sa propre résistance vers un rail de masse commun. La seule différence entre les deux est la broche à laquelle elles sont attachées.

Matériel et composants

• 1 × carte Arduino (Uno, Nano, Mega ou similaire)
• 2 × LED — une rouge, une verte (deux couleurs quelconques fonctionnent)
• 2 × résistances, 300 Ω à 1000 Ω (220 Ω ou 330 Ω sont des choix courants)
• 1 × plaque de prototypage
• Fils de liaison (fils DuPont)
• Câble USB pour la programmation et l'alimentation

C'est tout — pas de boutons-poussoirs, pas de potentiomètres, pas de capteurs. C'est délibérément la liste de pièces la plus réduite possible pour que vous puissiez vous concentrer entièrement sur la logique du code.

Guide de câblage

Le câblage est symétrique et facile à suivre. Insérez les deux LED dans la plaque de prototypage. Connectez l'anode (patte la plus longue) de la LED verte à la broche 2 de l'Arduino et l'anode de la LED rouge à la broche 3 de l'Arduino. Chaque cathode (patte plus courte) se connecte à une extrémité de sa propre résistance, et l'autre extrémité des deux résistances rejoint un rail commun qui va à la broche GND de l'Arduino (dans la vidéo à 27:45).

Comme les deux LED partagent le même rail de masse, un seul fil de masse est nécessaire de la plaque de prototypage vers l'Arduino. Les deux fils de signal — un vers la broche 2, un vers la broche 3 — sont les seules connexions qui changent entre les deux LED.

Explication du code

Le croquis est volontairement court pour que chaque ligne soit significative. Voici les parties que vous voudrez réellement ajuster :

Définitions des broches

const int greenLEDPin = 2;//define a pin for green LED
const int redLEDPin = 3;//define a pin for red LED

Ces deux constantes indiquent à l'Arduino à quelles broches les LED sont connectées. Si vous avez câblé vos LED sur des broches différentes — disons la broche 8 et la broche 9 — c'est le seul endroit que vous devez modifier. Le mot-clé const signifie que la valeur est fixe pendant toute la durée de vie du programme et ne peut pas être écrasée accidentellement plus tard.

Constante de temporisation

const int ON_TIME = 500;

Cette valeur unique contrôle la durée pendant laquelle chaque LED reste allumée, en millisecondes. La valeur par défaut de 500 signifie que chaque LED est allumée pendant une demi-seconde, donc un cycle complet vert puis rouge prend une seconde. Réduisez-la à 200 pour un clignotement rapide, ou augmentez-la à 1000 pour un rythme lent et délibéré d'une seconde par LED (dans la vidéo à 30:17). Comme les deux LED partagent cette constante, elles restent toujours synchronisées — le balancier reste équilibré.

Configuration

Dans setup(), les deux broches sont déclarées comme sorties avec pinMode(), et le moniteur série est démarré à 9600 bauds afin que vous puissiez regarder les messages d'état des LED défiler. Cela s'exécute une seule fois, lorsque la carte est mise sous tension.

La boucle

La fonction loop() est l'endroit où le balancier se produit. Elle effectue quatre actions en séquence : allumer la LED verte, attendre ON_TIME millisecondes, l'éteindre, puis faire de même pour la LED rouge. Lorsque la boucle atteint la fin, elle recommence automatiquement depuis le début — c'est tout le comportement du « balancier ». Il n'y a ni variable d'état ni condition à vérifier, car le motif est purement séquentiel.

Projet en direct et démonstration

Une fois le code téléversé, vous verrez la LED verte s'allumer pendant une demi-seconde, puis la LED rouge, puis de nouveau la verte, sans fin. L'ouverture du moniteur série (Outils → Moniteur série, ou Ctrl+Maj+M) affiche « Green LED ON » et « Red LED ON » au fur et à mesure que le motif s'exécute, ce qui est un moyen pratique de confirmer que le timing correspond à ce que vous avez défini.

Essayez de changer ON_TIME à 200 et de téléverser à nouveau — les LED s'alterneront nettement plus vite. Réglez-le à 1000 et le balancier devient une alternance lente et délibérée. Vous pouvez également déconnecter l'Arduino de l'USB et l'alimenter par une batterie ou un adaptateur 5 V ; le croquis fonctionne de manière identique car il est déjà stocké dans la mémoire de la carte.

Projets associés de cette vidéo

• Leçon 98-1 : Comment allumer et éteindre une LED avec Arduino
• Leçon 98-2 : Comment allumer et éteindre une LED à l'aide d'un bouton-poussoir avec Arduino
• Leçon 98-3 : Comment allumer/éteindre une LED à bascule à l'aide d'un bouton-poussoir avec Arduino
• Leçon 98-4 : Faire varier l'intensité d'une LED avec Arduino : contrôle de la luminosité
• Leçon 98-5 : Faire varier la lumière lorsqu'un bouton est pressé avec Arduino
• Leçon 98-7 : Chenillard avec Arduino et 5 LED
• Leçon 98-8 : Chenillard avec bouton-poussoir et LED avec Arduino
• Leçon 98-9 : Voltmètre à barre de LED avec Arduino ou chenillard avec potentiomètre
• Leçon 98-10 : Feu de circulation avec Arduino

Chapitres

• [00:00] Aperçu des 10 projets Arduino à LED
• [01:22] Introduction au cours Arduino étape par étape
• [02:29] Comprendre les LED : symbole, anode et cathode
• [03:49] Calcul de la résistance série de la LED avec la loi d'Ohm
• [27:32] Présentation du projet de LED balancier
• [27:45] Schéma de câblage du projet de balancier
• [28:28] Explication du code du balancier
• [30:06] Démonstration du balancier avec différents timings
• [30:47] Aperçu du projet de chenillard
• [36:41] Chenillard contrôlé par bouton-poussoir
• [42:25] Barre de tension à LED avec potentiomètre
• [49:25] Projet de feu de circulation avec Arduino