Arduino

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C'est quoi ?

Arduino Logo

Les cartes Arduino (du nom de l'entreprise qui les a créées) sont des cartes électroniques qui permettent de créer des dispositifs interactifs, pouvant générer des sorties variées (production d'un son, allumage de LED et même publication sur Internet) sur la base d'inputs détectés par des capteurs, tels que senseurs de température, bruit, luminosité, mouvement, etc. Arduino est donc une plateforme programmable pour des applications variées (robotique, jeux, contrôle de l'environnement, etc.)

Arduino doit sa popularité a sa simplicité d'apprentissage et d'utilisation, le rendant l'outil de choix pour l'apprentissage de l'électronique, chez les jeunes (et les moins jeunes!). Le matériel rend possible la production de dispositifs avancés sans grande connaissance en électronique ou en programmation, ni avoir à souder ou effectuer des manipulations techniques complexes. Bien que pensé initialement à destination d'étudiants, la puissance de création d'Arduino a permis le développement d'applications pour l'Internet des objets et les technologies portables.

Autant le hardware que le software Arduino est open-source, promouvant ainsi la créativité et le développement commun de nouvelles fonctionalités. Il bénéficie d'une communauté de makers très riche, facilitant l'échange, le partage de réalisations et le soutien d'experts sur des projets en cours.

Démarrer avec Arduino

Commencer un projet Arduino, sans connaissance en électronique ou en informatique peut sembler hors de portée, alors qu'il suffit de 2-3 composants électroniques et de quelques lignes de code pour réaliser rapidement des dispositifs interactifs utiles ou drôles (ou les deux!). Un des moyens les plus simples pour démarrer est d'utiliser le Starter Kit qui contient une ensemble de composants, ainsi qu'un livre de projets qui accompagne l'apprentissage en mode pédagogie par projet : une vingtaine de projets permettent de progressivement intégrer l'utilisation des différents composants, des notions d'électronique et de langage de programmation (similaire à C et C++).

Installation et prérequis

Aucun prérequis n'est nécessaire ni en électronique, ni en programmation, justement car créer des projets avec Arduino permet d'apprendre ces notions dans un contexte engageant et concret.

Au niveau matériel, il est important de faire attention à la manipulation des cartes et éléments annexes, car l'électricité statique peut endommager les composants. La bonne pratique consiste à tenir les cartes par les côtés, en ne touchant aucun composant électronique. En général, il faut toujours manipuler les composants sur les parties non métalliques.

Au niveau logiciel, Arduino propose un environnement de programmation - IDE (Integrated Development Environment), qui servira à écrire le programme du dispositif et de le traduire (compiler) pour le transférer sur la carte et lui livrer les instructions pour fonctionner comme prévu (quand tout va bien!).

Deux options d'installation existent :

• installer le logiciel de programmation sur son ordinateur
• coder avec Arduino Cloud, un éditeur en ligne

Les fichiers d'installation existent pour Windows, MacOS et Linux. La procédure d'installation est classique : Depuis le site, en cliquant sur le lien lié à son système d'exploitation, un fichier d'installation est sauvegardé sur l'appareil. Une fois le téléchargement fini, simplement cliquer et suivre les instructions pour finaliser l'installation.

Premiers pas

Le matériel

Avant de mettre les mains à la pâte et de connecter des composants entre eux, il faut se familiariser avec ces derniers :

• Le microcontrôleur (remplacé par un microprocesseur, plus puissant, dans des dispositifs plus évolués comme des ordinateurs) est

• les connecteurs permettent de relier la carte à son environnement. Les cartes Arduino classiques comprennent 3 types de connecteurs : les entrées et sorties digitales, les entrées analogiques et les alimentations.

L'environnement de développement (IDE)

L'environnement de programmation se présente en 3 parties :

• 1 - le panneau de commande avec les actions nécessaires pour réaliser le projet, soit : compiler (avec vérification), transférer (sur la carte), créer un nouveau projet, ouvrir un projet et sauvegarder le projet.

• 2 - la fenêtre d'édition, pour la rédaction du programme. Le programme, ou code source, est appelé sketch dans la terminologie Arduino.

• 3 - la fenêtre résultats, où l'IDE validera le code ou listera les bugs (en rouge, comme dans l'exemple).

Projet de découverte

// proposer un projet simple avec composants principaux (alimentation, connexion USB, résistances, LED, bouton-pressoir ou autre input)

Types d'équipement Arduino

Il existe de nombreux types de cartes, à choisir selon les besoins du projet.

Cette liste n'est pas exhaustive et sujette à vieillir très vite. Elle vise à donner un aperçu des types de carte existants pour vos projets. Il est également possible de trouver des circuits compatibles Arduino chez d'autres fournisseurs, comme Adafruit, parmi les plus populaires avec Arduino.

	La carte Uno, le premier contact ! Elle possède : 14 entrées/sorties digitales 6 entrées analogiques 32 Kb de mémoire flash 2 Kb de RAM Elle permet de réaliser des projets simples et les phases de prototypage. C'est la carte fournie dans le Starter Kit, parfaite pour débuter et explorer les fonctionnalités d'une carte électronique programmable.
	La carte Nano, la petite! Elle possède : 22 entrées/sorties digitales 8 entrées analogiques 32 Kb de mémoire flash 2 Kb de RAM L'Arduino Nano fait partie des petites cartes (comme la Mini ou la Micro) dont l'objectif est de pouvoir créer des dispositifs plus réduits. Cela se fait en supprimant certaines composants, par exemple le port USB. Il faut donc s'équiper de composants additionnels pour configurer et télécharger les programmes sur ces cartes avant leur utilisation. Une fois programmée, la Nano se fait discrète dans votre projet.
	La Lilypad, la petite fleur pour les technologies portables ! Elle possède : 14 entrées/sorties digitales 6 entrées analogiques 16 Kb de mémoire flash 1 Kb de RAM L'Arduino LilyPad a été conçue pour les technologies portables et les e-textiles. Elle est parfaite pour être cousue sur des textiles avec du fil électroconducteur et contrôler des composants sur le vêtement. Il existe de nombreuses alternatives, comme la populaire Flora d'Adafruit ou la TinyLily
	La carte Mega 2560, le niveau avancé ! Elle possède : 54 entrées/sorties digitales 16 entrées analogiques 4 ports série 256 Kb de mémoire flash 8 Kb de RAM Elle permet de réaliser des projets plus complexes que la carte Uno. C'est probablement la bonne carte à choisir, une fois que vous avez épuisez tout ce qui était faisable avec votre Uno et que vous vous sentez limité.e par ses fonctionnalités.

Liens

• Site officiel (en anglais)
• Guide pour démarrer (en anglais)
• Forum officiel (en anglais)
• Forum officiel (en français)
• Des centaines d'exemples de projets (en anglais)