🛠 Variateur de luminosité LED en PWM

Objectifs

Faire varier la luminosité d'une LED par MLI/PWM (modulation de largeur d'impulsion) sur le Raspberry Pi 3 Model B. Comprendre le rapport cyclique, la différence entre PWM logiciel (toutes les broches, piloté par logicielle) et PWM matériel (disponible sur GPIO12/13/18/19 sur le Pi 3B, généré par le SoC), et réaliser un effet « respiration ».

Matériel

• Raspberry Pi 3 Model B sous Raspberry Pi OS Lite
• LED + résistance 330 Ω sur GPIO18 (broche physique 12 — broche PWM matérielle du BCM2837)
• Breadboard, câbles Dupont
• gpiozero (préinstallé) pour la version logicielle
• Option PWM matériel : accès à /boot/firmware/config.txt

Code complet

Version simple avec PWM logiciel gpiozero (fonctionne sur n'importe quelle broche) :

#!/usr/bin/env python3
"""respiration.py — effet respiration sur LED GPIO18 (broche physique 12).
   PWM logiciel gpiozero ; pour le PWM matériel voir plus bas."""
from gpiozero import PWMLED
from time import sleep

led = PWMLED(18, pwm=True)  # GPIO18 accepte aussi le PWM matériel

while True:
    for pas in range(0, 101, 5):      # montée 0 -> 100 %
        led.value = pas / 100.0
        sleep(0.05)
    for pas in range(100, -1, -5):    # descente 100 % -> 0
        led.value = pas / 100.0
        sleep(0.05)

Pour le PWM matériel sur GPIO18, activer le overlay dans /boot/firmware/config.txt puis redémarrer :

echo 'dtoverlay=pwm-2chan,pin=18,func=2' | sudo tee -a /boot/firmware/config.txt
sudo reboot

Vérification attendue

La LED monte et descend progressivement en luminosité (effet respiration d'environ 4 s par cycle), sans paliers visibles. Avec sudo python3 respiration.py lancé en parallèle de watch -n1 cat /sys/class/pwm/*/* 2>/dev/null, on observe les fichiers PWM après activation du overlay. Une LED en PWM à 20 % paraît nettement plus sombre qu'à 80 % — la perception n'est pas linéaire, c'est normal.

Erreurs fréquentes

• Choisir une broche sans PWM matériel et s'étonner : GPIO12/13/18/19 seulement pour le PWM matériel sur Pi 3B ; ailleurs, le PWM logiciel consomme du CPU et peut jitter.
• Oublier sudo reboot après le dtoverlay : aucun contrôleur PWM n'apparaît dans /sys/class/pwm.
• Confondre GPIO18 (broche physique 12) et broche 18 (GPIO24) : vérifier le brochage.
• Valeur led.value hors de 0..1 : gpiozero l'ignore ou lève une erreur ; garder pas / 100.0.
• LED toujours allumée à pleine intensité en PWM matériel : le pin n'est pas routé vers le PWM (mauvais func= dans le overlay).
• Sur une carte SBC type Banana Pi/Orange Pi de même connecteur : la correspondance des broches PWM diffère — se reporter à la fiche de la carte. >