Alors pour faire simple, l'être humain de base (pas les super-héros) ne voit pas tout de la lumière. En fait, la lumière est une onde électromagnétique. Le spectre (c'est son nom) de la lumière visible, donc que notre œil peut voir, va du violet (390 nm) au rouge (780nm). L'unité "nm" veut dire nanomètre, et mesure une longueur d'onde. Le spectre électromagnétique complet comprend dans l'ordre : les rayons gamma, les rayons X, les ultra-violets, la lumière visible, les infrarouges, les micro-ondes, les ondes radio.
La lumière infrarouge est donc invisible pour l'oeil humain. En revanche, nous savons l'émettre et la capter. Elle est utilisée dans vos télécommandes par exemple pour envoyer un message à votre télé ou votre chaîne hi-fi (nous verrons d'ailleurs dans le cours de perfectionnement comment faire).
La photodiode infrarouge va réagir à la lumière infrarouge en produisant un signal électrique que l'Arduino va pouvoir récupérer.
Avant d'utiliser une photodiode, il nous faut produire de l'infrarouge. Et bien rien de plus simple ! Il suffit d'utiliser une LED infrarouge (ben oui, ça existe !). Ça ressemble à ça :
Il y en a des blanches et des grises.Comme toutes les LED, la LED infrarouge doit être connectée dans le bon sens et comme toutes les LED, il faut la protéger avec une résistance. Petit rappel du schéma :
Bien, si vous avez le matériel pour (longueur de fil, mini bread-board) je vous conseille de la réaliser sur un socle mobile (pour pouvoir l'éloigner et l'approcher de la photodiode), car vous pourrez ainsi tester plus facilement les valeurs perçues par la photodiode (qui reçoit la lumière infrarouge).
Alors maintenant c'est quoi une photodiode, et bien voici à quoi elle ressemble :
Heu... ça ressemble à une LED non ? 
Si ! Et en plus il en existe des blanches et des grises (comme la LED IR) ! Alors je vous conseille de bien noter où vous rangez les unes et les autres, car elles ne fonctionnent pas pareil du tout ! Vous trouverez aussi des photodiodes rectangulaires avec un angle coupé qui représente la borne -.
Voyons comment on peut connecter notre photodiode à l’Arduino...
Montage dans le sens "normal"
L'idée est de respecter le sens de connexion de la photodiode, c'est-à-dire la patte courte vers le ground et la patte longue vers le +5V. La lecture se fait du côté de la patte courte. Pour que ce montage permette une lecture efficace du passage de courant dans la diode, il faut ajouter une résistance importante vers le ground (ici 320KΩ). La LED IR est elle connectée comme une LED normale et son faisceau dirigé vers la photodiode.
Et voici un programme on ne peut plus simple pour lire avec l’Arduino la valeur de la lumière infrarouge perçue par la photodiode :
En passant un objet opaque (votre main par exemple) entre la LED IR et la photodiode, vous verrez le résultat varier entre 30 et 800 environ. Ce genre d'information est donc complètement exploitable ensuite dans un programme.
Montage "à l'envers"
Il s'agit ici d'utiliser le fait que la photodiode émet un courant lorsqu'elle reçoit un faisceau d'ondes infrarouges. Nous allons donc monter la diode dans le mauvais sens : la petite patte vers le +5V et la grande vers le ground. La résistance pour ce montage doit être plus faible (ici 1KΩ).
Le programme est le même.
De même, vous devriez trouver une plage de lecture entre 30 et 880 en lançant le même programme que pour le montage dans le sens “normal”.
Quand utiliser une photodiode infrarouge ?
La première application qui vient à l'esprit est la barrière infrarouge. En effet vous pouvez très bien associer un montage d'alarme (nous verrons les sons dans mon cours de perfectionnement Arduino) qui réagit lorsque la valeur lue est inférieure à un seuil. Vous pouvez décider de diriger votre robot mobile vers une source infrarouge située dans la pièce. Plus la réception du faisceau est forte, plus la direction de votre robot est bonne.
Un montage de la LED IR et de la photodiode côte-à-côte et dirigées dans le même sens permet de réaliser un petit détecteur de distance (la lumière IR envoyée par la diode se reflète sur l'obstacle et est perçue de façon plus ou moins importante par la photodiode : plus la lumière est perceptible, plus l'obstacle est proche).
Enfin ce même montage peut permettre de faire déplacer un robot en suivant une ligne noire. Du fait que la couleur noire absorbe les radiations et que le blanc les rejette (oui c'est simplifié, mais bon), la lecture montrera facilement si la LED émet sur du noir ou du blanc (sortie ou non de la ligne) et permettra de gérer le robot en fonction.