Physique

Escalier avec éclairage à base de LED RGB - Synthèse additive des couleurs avec un actionneur de type diode électroluminescente RGB

Travaux pratiques

Durée : 1h15

PROBLEMATIQUEIl vous a été demandé de réaliser un escalier avec un éclairage à base de LED RGB.https://www.youtube.com/watch?v=oBf7ip8xa68

L’éclairage devra être « bleu lavande ». https://www.toutes-les-couleurs.com/code-couleur-rvb.php

Quels sont les paramètres de commande à régler afin d’obtenir cette teinte « violet lavande » ? Vous utiliserez une LED RGB capable de produire 3 couleurs différentes et de réaliser une synthèse additive avec les couleurs rouge, vert et bleu.

Doc 1 : LA LED RGB, comment cela marche ?Définition

Une LED RGB (Red, Green, Blue) est un composant émettant de la lumière qui permet de reproduire les 3 couleurs primaires qui sont : le rouge, le vert et le bleu.

C'est l'équivalent d'une LED rouge, une LED verte, et une LED bleu reliées ensemble et commandées indépendamment.

Caractéristique

La LED est composée de 4 broches.

Il existe deux types de LED RGB, les LED à anode commune et les LED à cathode commune.

Les LED tricolores à anode commune sont les plus répandues.

La broche commune est connectée au +5 Volts et les autres broches à la masse au travers d'une résistance (220 ou 330 )

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Nous utiliserons ici le module VMA318 RGB LED : Prendre ce module et l’observer.Doc n°2 : principe du codage « RGB »Rouge, vert, bleu, abrégé en RVB ou en RGB (de l'anglais « red, green, blue ») est un système de codage informatique des couleurs.

Les écrans d'ordinateurs ou de télévision reconstituent une couleur par synthèse additive à partir des trois couleurs primaires. Le codage RVB indique une valeur pour chacune de ces couleurs primaires.

Pour chacune des couleurs primaires, la valeur s'exprime dans un intervalle entre 0 et le maximum, qui est soit 1 ou 100 %, soit 255 ou 0xFF.

Exemple — codage de la teinte saumon

rouge = 100 %, vert = 80 %, bleu = 60 % ou rouge = 255, vert = 204, bleu = 153

Doc n°3 : La LED RGB et la synthèse additive

La LED RGB produit des couleurs en utilisant la synthèse additive.

Pour produire une couleur précise, il suffit de doser la quantité de lumière produite pour chacune des 3 couleurs. Ce dosage se réalise de manière fréquentielle grâce à la fonction PWM d’une carte Arduino (analogWrite).

Plus le rapport cyclique est faible, plus la couleur éclairée est faible.

Plus le rapport cyclique est élevé, plus la couleur éclairée est intense.

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1) ETAPE 1 : réaliser le montage suivant :

2) Étape 2 : Programmation de la LED RGB Télécharger le fichier : « LED_RGB » via le blog. Avec le logiciel Arduino IDE, ouvrir le programme et analyser ses différentes parties.

Un programme Arduino comporte trois parties :

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/*  En gris, apparaissent les commentaires qui ne seront pas exécutés dans le programme  // pour une ligne de commentaire  /* Pour un intervalle de commentaires  */

/* 1) Zone 1 : la partie déclaration des variables (optionnelle) */int led=13; // sélection de la broche (pin) sur laquelle est connectée la LED

/* 2) Zone 2 : la partie initialisation et configuration des entrées/sorties : la fonction setup ()*/void setup() {  pinMode(led, OUTPUT); // broche de la led configurée en sortie}

/* 3) Zone 3 : la partie principale qui s'exécute en boucle : la fonction loop () */void loop() {  analogWrite(led, 26); // allume la led et assigne la valeur 26 à celle-ci  delay(1000); // attendre une seconde = 1000 ms}

Téléverser ce programme, et testez-le. Modifier le programme pour obtenir ce qui es demandé à la problématique.

Attention : par défaut l'IDE sélectionne le COM1 pour communiquer avec l'Arduino.

En réalité l'Arduino est sur un COM différent et supérieur à 1.

Il faut sélectionner sur Outils/Port/COMxx à la place de COM1.

Après cette sélection l'IDE pourra communiquer avec l'Arduino.

3) Étape 3 : Vérification et transfert du programme

Paramètre le Type de carte : choisir le modèle de ta carte Arduino, par exemple «Arduino Uno».

Paramètre le Port : choisir le port COM avec le numéro le plus grand, par exemple «COM 5».

Vérifie : Cliquer sur le bouton Vérifier

Téléverse : Cliquer sur le bouton Téléverser.

Appel n°1 : appeler le professeur et lui faire constater le réglage de la LED RGB.

Rédiger ci-après une synthèse sur ce que tu as compris lors de ce TP :

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Si tu veux savoir comment ça fonctionne, voilà tout !La LED RGB produit des couleurs en utilisant la synthèse additive. Autrement dit, la somme des trois couleurs donne du blanc. En peinture ou en impression CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK), c’est de la synthèse soustractive : la somme des trois couleurs primaires produit du noir.

Pour produire une couleur précise, il suffit alors de doser la quantité de lumière produite pour chacune des 3 couleurs. Ce dosage se réalise de manière fréquentielle grâce à la fonction PWM d’une carte Arduino. (analogWrite)Plus le rapport cyclique est faible, (par exemple 25%) plus la couleur éclairée est faible. Plus le rapport cyclique est élevé, (par exemple 75%) plus la couleur éclairée est intense.

Pour aller plus loin :Il est possible de faire clignoter la LED RGB avec 2 couleurs distinctes et même davantage… Par exemple, du rouge et du bleu avec le code ci-dessous :

int ROUGE = 8; int VERT = 9;int BLEU = 10;void setup() {pinMode(ROUGE, OUTPUT); pinMode(VERT, OUTPUT); pinMode(BLEU, OUTPUT);}void loop() { //COULEUR n°1 : analogWrite(ROUGE,150); analogWrite(VERT,0); analogWrite(BLEU,0); delay(200); //COULEUR n°2 : analogWrite(ROUGE,0); analogWrite(VERT,0); analogWrite(BLEU,150); delay(200); }

A toi de jouer !

Appel n°2 : appeler le professeur et lui faire constater le réglage de la LED RGB.

Procéder au rangement du matériel.

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