Modifier l’intensité lumineuse d’une LED (sorties PWM)

Principe

La carte Arduino ne possède pas de vraies sorties analogiques. Mais il est possible de faire varier la valeur moyenne de la tension d’une sortie digitale (donc de faire varier l’intensité lumineuse d’une LED) en modifiant son rapport cyclique (durée de l’état haut par rapport à la période). C’est le principe de la Modulation à Largeur d’Impulsion (MLI) ou Pulse Width Modulation (PWM) en anglais.

La carte Arduino UNO dispose de 6 sorties PWM sur les broches 3, 5, 6, 9, 10, 11.

Avertissement

La fréquence d’un signal PWM est fixée à 490 Hz pour un arduino Uno R3 !

Montage

Une LED en série avec une résistance de 220 \({\Omega}\) est branchée sur la broche 11.

Programme en langage Arduino (C/C++)

#define LED 11           // LED connectée à la broche 11

void setup() {
  pinMode(LED,OUTPUT);   // Configuration de la broche LED en sortie
}

void loop() {
  analogWrite(LED,0);    // PWM à 0%
  delay(1000);           // Attendre 1 s
  analogWrite(LED,100);  // PWM à 100/255 = 39%
  delay(1000);           // Attendre 1 s
  analogWrite(LED,200);  // PWM à 200/255 = 78%
  delay(1000);           // Attendre 1 s
}

La fonction analogWrite(LED,duty) génère une modulation à largeur d’impulsion sur la broche 11 où duty est un nombre entier entre 0 et 255 respectivement pour un rapport cyclique entre 0% et 100%.

Le code qui suit est une version avec la saisie du rapport cyclique au clavier dans le moniteur série.

// PWM avec saisie du rapport cyclique (entier de 0 à 255) au clavier dans le moniteur série.
// ATTENTION : Sélectionner "Pas de fin de ligne" dans le monitor série !!!
// David THERINCOURT 2025

#define LED 11           // LED connectée à la broche 11

void setup()
{
   Serial.begin(9600);   // Initialisation du port série
   pinMode(LED,OUTPUT);  // Configuration de la broche LED en sortie
}

void loop()
{
   Serial.print("Rapport cyclique entre 0 et 255 : ");  // Indication à l'utilisateur
   while (Serial.available()==0){}                      // Attente d'un message (Cocher "Pas de fin de ligne")
   int N = Serial.parseInt();                           // Extraction de la valeur numérique (entier)
   Serial.println(N);                                   // Affichage de N
   analogWrite(LED, N);                                 // Ecriture sur la sortie PWM
}

Programme en langage Python (Nanpy)

from nanpy import ArduinoApi, SerialManager
from time import sleep

port = SerialManager(device='COM6')          # Sélection du port série à modifier
uno = ArduinoApi(connection=port)            # Déclaration de la carte Arduino Uno

pinLed = 11                                  # Led branchée sur broche 11
uno.pinMode(pinLed, uno.OUTPUT)              # Broche Led en sortie

for i in range(9):
    uno.analogWrite(pinLed, 10)   # PWM à 10/255
    sleep(1)                      # Attendre 1s
    uno.analogWrite(pinLed, 50)   # PWM à 50/255
    sleep(1)                      # Attendre 1s
    uno.analogWrite(pinLed, 200)  # PWM à 200/255
    sleep(1)                      # Attendre 1s

port.close()                      # Fermeture du port série

Applications

Variation de l’intensité lumineuse d’une LED.
Variation de la vitesse d’un moteur à courant continu.
Obtention d’une tension constante par filtrage passe-bas (limitée en fréquence).