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La carte Arduino UNO

Posted on 11 novembre 2018  in Non classé

 

Sommaire :

 

1) Présentation générale de la technologie étudiée

 

2.1) Pour quelle raison cette technologie a été mise au point ?    (Quel était le besoin) ?

2.3) Où peut-on se procurer cette technologie ?

2.2) Description de la technologie (éléments mis en œuvre et principe de fonctionnement)

 

3) Exemples d'applications

3.1) Phases d’expérimentation

 

4) Codage

5) Présentation des résultats

6) Conclusion

 

 

 

1) Présentation générale de la technologie

 

Arduino est une marque de cartes électronique, ce sont des cartes open source équipés de :

 

  • Un microcontrôleur fabriqué par Atmel,
  • Un port USB,
  • Des connecteurs d'entrés/sortie

 

Le projet Arduino a débuté en 2003 en tant que programme destiné aux étudiants de l’Interaction Design Institute Ivrée situé à Ivrée, en Italie, dans le but de fournir aux novices et aux professionnels un moyen simple et peu coûteux de créer des dispositifs qui interagissent avec leur environnement à l’aide de capteurs et d’actionneurs.

 

Le microcontrôleur permet, à partir d'événements détectés par des capteurs, de programmer et commander des actionneurs. La carte Arduino est donc une interface programmable.

 

 

 

 

La carte Arduino la plus utilisé et la plus accessible pour les débutants est la carte Arduino UNO, ce sera notre sujet principal

La conception matérielle (schémas électroniques et typons) est distribuée sous licence Creative Commons Attribution Share-Alike 2.5

Le code source de l'environnement de programmation et les bibliothèques embarquées sont disponibles sous licence LGPL.

 

2.1) Pour quelle raison cette technologie a été mise au point ? (Quel était le besoin) ?

 

La gamme de carte Arduino a était conçue pour le domaine des objets connectés, les possibilités d’utilisation sont très grandes, on peut :

Détecter un ou plusieurs événements (variation de température, mouvement, présence, distance …) et en fonction de ces événements, agir sur le monde réel à l'aide d'actionneurs (résistances chauffantes, moteurs ...), alors on peut presque tout faire :

 

  • Bras de robot,
  • Régulation de température,
  • Effets lumineux,
  • Instruments de musique,
  • Systèmes d'alarmes,
  • Et encore plus…

 

De nombreuses cartes additionnelles « Shields » ont été créées afin d'enrichir les potentielles applications, les seules limites sont notre imagination, le temps, et le budget (quelques dizaines d'euros suffisent au départ pour s'équiper) ce qui permet donc aux personnes débutantes qui ne connaissent rien au domaine des objets connectés, de ce lancer dedans.

2.3) Où peut-on se procurer cette technologie ?

 

On peut se procurer des cartes Arduino soit sur le site officiel, soit sur plusieurs sites de ventes de produits électroniques, qui vendent aussi des Shields et autres extensions pour les cartes Arduino. Les prix sont à peu près vers les 20 euros.

 

2.2) Description de la technologie (éléments mis en œuvre et principe de fonctionnement)

 

 

Voici la carte Arduino UNO avec la description de ses composants, nous allons nous intéresser aux entrées et sorties numériques/analogiques.

 

Numérique :

Chacun des broches D0 à D13 peut être configuré par programmation en entrée ou en sortie, nous pouvons donc avoir par exemple les connecteurs 2 et 3 configurés comme des entrées et les connecteurs 7, 8 et 9 configurés comme des sorties. Il est par conséquent possible de connecter côte à côte des capteurs logiques (interrupteurs par exemple) aux connecteurs 2 et 3 et des actionneurs aux connecteurs 7, 8 et 9. Les signaux véhiculés par ces connecteurs sont des signaux logiques, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent prendre que deux états : HAUT (5 Volts) ou BAS (0 Volt), par rapport au connecteur de masse GND, qui lui est toujours, par définition, à 0 Volt.

 

 

 

 

 

Analogique :

Contrairement aux entrées/sorties numériques qui ne peuvent prendre que deux états HAUT et BAS, ces six entrées peuvent admettre un millier de valeurs (1024 exactement) analogiques comprises entre 0 et 5 Volts. Nous pourrons donc avoir des valeurs de tension précises à 5 mV près (≈ 5V/1024)

 

 

 

 

 

 

 

3) Exemples d’applications

Nous allons voir comment faire clignoter une LED avec une carte Arduino Uno, pour ce faire on va avoir besoin :

  • De la carte Arduino Uno
  • Une LED
  • Une résistance
  • Une plaque Labtec

Voici le câblage ci-dessous :

 

 

 

L’anode de la LED est reliée à la broche 8 (par exemple comme sur l’image) de la carte qui est configuré en sortie, ce qui nous permettra de modifier l’état de la LED, On relie aussi la cathode de la LED à la broche GND (masse).

 

3.1) Phase d’expérimentation :

 

Pour connaître la valeur de la résistance pour notre câblage, on se base sur les données suivantes :

 

  • VCC = 5V
  • VLed = 3V
  • ILed = 20mA
  • Calcul de la résistance : (5-3)/0.02 = 100 Ohms, il nous faudra une résistance de 100 ohms.

 

Avec ce montage, on sera capable de faire clignoter la LED, bien sûr la carte ne se contente pas uniquement de cela, on se contentera ce cet exemple.

 

4) Codage

 

Pour mettre du code dans la carte, on utilisera le logiciel officiel d’Arduino.

Voici à quoi ressemble le logiciel :

 

 

Le void setup() permet d’initialiser les broches en entrée ou en sortie, c’est une fonction qui tourne qu’une seule fois.

Le void loop() est la ou se trouve le programme principal, c’est ici que l’on va mettre les instructions pour faire clignoter la LED.

 

 

Voici le programme en complet, les instructions en gris précédé par un « // » indique que se sont des commentaires, très pratiques pour savoir ce que fais une ou plusieurs lignes de code, ou pour une autre utilisation.

On peut aussi modifier le programme pour avoir plusieurs LED qui s’allume les unes après les autres, mettre des conditions pour dire que si la LED 1 est allumé, on allume la LED 2 ect…

 

5) Présentation des résultats

 

Pour obtenir le résultat et le visualiser, il faut téléverser le programme vers la carte, pour ce faire il faut s’assurer que la carte est bien branchée en USB à l’ordinateur, il faut ensuite cliquer sur le bouton téléverser.

 

 

6) Conclusion

 

Si vous voulez découvrir le monde des objets connectés pour un bon rapport qualité/prix, la carte Arduino UNO est excellente car elle apporte de nombreuses possibilités dans ce domaine, et la communauté est extrêmement active et donne beaucoup de conseils et d’aide pour les personnes en besoin, il y’a aussi beaucoup de tutos pour les programmes et les datasheet de la carte pour comprendre mieux la comprendre.

 

Annexes :

 

Arduino uno Datasheet

 

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