LilyPad

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1 Introduction

LilyPad
LilyPad

"La carte LilyPad Arduino est un produit original imaginé pour une intégration dans les vêtements. De par sa forme ronde, elle se différencie des autres cartes Arduino. Elle est parfaite pour les applications portables ou « wearable ». Elle possède une puissance moins attrayante, mais permet d’étendre la construction d’objets intelligents un peu plus que la carte Nano de par ses propriétés étonnantes. En effet, cette carte est lavable ! Elle pourra donc se glisser dans les poches de vêtements pour donner des effets sympathiques ou, par exemple, pour faire un vêtement connecté à l’humeur de celui qui le porte." Arduino - Apprendre à développer pour créer des objets intelligents (Octobre 2019)

Le LilyPad a été créé Leah Buechley en 2007 aux Etats-Unis.

Le LilyPad peut être utilisé pour différents domaines de création, principalement pour de l'E-Textile.

  • L'artisanat : l'ajout de l'électronique permet d'ajouter un niveau d'interactions impossible auparavant.
  • Le prototyping : il devient facile de tester ses projets et de faires des changements. Son utilisation est simple et permet autant à des novices en technologies qu'à des experts de designer rapidement et facilement avec un LilyPad.
  • Le design : la réalisation de système créatifs d'e-textile permet de le faire démarquer comparé à un système standard.
  • La science : il devient possible de régler des problèmes nécessitant une utilisation de technologies et de donnes. Les e-textiles ouvre la porte à un éventail de possibilités inexistantes auparavant.

1.1 Spécifications technique

Microcontroller ATmega168 ou ATmega328V
Tensions de fonctiomment 2.7-5.5 V
Tension d'entrée 2.7-5.5 V
Digital I/O Pins 14
Canaux PWM 6
Canaux d'entrée analogiques 6
Courant CC par broche I / O 40 mA
Mémoire Flash 16 Ko (dont 2 Ko utilisés par le chargeur de démarrage)
SRAM 1 KB
EPPROM 512 bytes
Vitesse de l'horloge 8 MHz

Schéma de l'Arduino LilyPad

2 Programmation

2.1 Environnements de développement intégré (IDE)

Le LilyPad Arduino peut être programmé avec l'Arduino Arduino Software (IDE). Pour l'utiliser il faut séléctionner "LilyPad Arduino" dans le menu "Tools > Board".

Arduino IDE LyliPad
ArduinoIDELyliPad

Le microcontroller ATmega168V ou ATmega328V du LilyPad Arduino vient préconfiguré avec un bootloader qui permet d'uploader du nouveau code sans l'utilisation de matériel de progammation externe.

2.2 Exemple de code

Voici un exemple de code qui permet de faire allumer et éteindre un LED qui serait relié au LilyPad.

// La fonction setup ne se joue qu'une fois, au début de l'éxecution du programme
void setup(){
pinMode(5, OUTPUT); 
}

// La fonction loop tourne en boucle indéfiniment
void loop(){
digitalWrite(5, HIGH); // Allumer le LED
delay(1000); // Pause d'une seconde
digitalWrite(5, LOW); // Eteindre le LED
delay(1000); // Pause d'une seconde
}

3 Matériel LilyPad

3.1 Les accessoires de sorties pour LilyPad

Ces accessoires permettent d'envoyer une information, un signal, un son ou un feedback depuis le contrôleur LilyPad au monde extérieur.

3.1.1 LilyPad Buzzer

Le LilyPad Buzzer est un petit système servant d’avertisseur sonore. Il peut créer différents bruits selon les différentes fréquences choisies grâce aux pin I/O reliés à la carte mère « LilyPad Arduino ». Il est assez puissant pour être entendu dans une poche mais il n’est pas assez puissant pour être considéré comme bruyant.

3.1.2 LilyPad Vibe Board

Le LilyPad Vibe Board est un système qui permet de créer des vibrations. Cela permet de donner une notification aux porteur de l'e-textile sans que d'autres personnes ne puissent le remarquer.

3.2 Les accessoires LilyPad pour des entrées d'informations

Le LilyPad doit dans certaines situations pouvoir recevoir des informations du monde réel. Grâce à ces différents sensor le LilyPad peut être con troller ou recevoir des informations externes.

3.2.1 LilyPad Light Sensor

Le LilyPad Light sensor est crée pour pouvoir être cousu aux vêtements. Son voltage, compris entre 0V et 3.3V) augmente ou diminue selon l’intensité de la lumière. Si le LilyPad Light sensor ne reçoit pas de lumière, aucun courant ne le traversera. Ce sensor permet de créer des systèmes e-textile qui incorporte un système de détection au niveau de la lumière.

3.2.2 LilyPad Slide Switch

Le LilyPad Slide Switch est un curseur qui peut soit être dirigé vers la droite, soit vers la gauche. Il peut être cousu à des habits. Il permet soit d’activer, soit de désactiver différents autres controlleur LilyPad comme les leds, buzzers ou sensors.

3.2.3 LilyPad Button Board

Le LilyPad Button Board est un petit bouton très discret à bord arrondi. Il est adapté au e-textile et se ferme quand on appuie dessus et s’ouvre quand on appuie une seconde fois.

3.3 Les accessoires LilyPad pour la batterie

3.3.1 LilyPad Coin Cell Battery Holder

Le LilyPad Coin Cell Battery Holder est un support à pile permettant grâce à un slider d’activer ou de désactiver le système. Il peut être cousu à un habit et permet de désactiver/activer le système facilement. Le slider est le même que sur le LilyPad Arduino, et comme ce dernier il est compliqué d’actionner de manière accidentelle.

3.3.2 LilyPad Simple Power

Le LilyPad Simple Power est un système avec un taux de charge de 500mA qui permet de connecter et de charger une batterie LiPo et de l'allumer ou l'éteindre.

3.4 Les accessoires LilyPad lumineux

Ces accessoires permettent de rajouter de la lumière. Ils sont commandés le LilyPad.

3.4.1 LilyPad LED

Les LilyPad LED sont des petites lumières pouvant être facilement cousue pour des créations e-textile.

3.4.2 LilyPad Tri-Color LED

Le LilyPad Tri-Color LED ou LilyPad RGB LED permet d'allumer ou d'éteindre les trois leds de couleurs. Les couleurs de ces leds sont : rouge , vert et bleu.

3.4.3 LilyPad Pixel Board

Le LilyPad Pixel Board comprend un LED RGB et permet de choisir quel couleur montrer. Il est possible de le connecter à un système "neopixel".

3.5 Matériel de couture

Le fil conducteur permet de coudre un habit et ainsi de relier différents sensor ou système pour créer un e-textile. Il faut également avoir des aiguilles pour pouvoir coudre. Les boutons pressions sont également utile pour faciliter la création d'e-textile.

4 Variante des LilyPad

Il existe cinq type de LilyPad différent.

Dénomination du LilyPad Microcontrôleur Pins d’entrée numériques Pins d’entrée analogiques Interface de programmation Fixation de la batterie
LilyPad Arduino Simple ATMega328 9 4 FTDI JST Connector
LilyPad Arduino USB ATmega32U4 9 4 USB JST Connector
LilyPad Arduino SimpleSnap ATMega328 9 4 FTDI Built in LiPo
LilyPad USB Plus ATMega32U4 10 7 FTDI Built in LiPo
LilyPad Arduino 328 Main Board ATMega328 14 6 FTDI Sew Tabs

4.1 LilyPad Arduino Simple Board

Il a un slider ON/OFF intégré. Son agencement est simplifié, il a moins de pins, cela donne plus d’espace pour la couture

Ce dernier est conseillé pour les projets peu complexe

4.2 LilyPad Arduino USB

Il se différencie du LilyPad Arduino Simple Board avec un changement de microcontrôleur et qu'il est possible d’utiliser un cable USB pour le connecter au lieu des pins FTDI.

4.3 LilyPad Arduino SimpleSnap

Il se différencie du LilyPad Arduino Simple Board du fait qu’il a une batterie LiPo intégré. En raison de cette batterie, l’e-textile ne peut être lavé sans avoir détaché le LilyPad. Il est conçu pour simplifier l’utilisation dans différents projets grâce aux boutons-pressions qu’il utilise pour se fixer sur un textile.

4.4 LilyPad USB Plus

Il se différencie du LilyPad Arduino USB par un plus grand nombre de pins. L’alimentation et la terre sont positionné à l’opposé de la carte, cela offre plus de possibilités de connexions. Il dispose d’un RGB LED et de six LEDs blanches.

4.5 LilyPad Arduino 328 Main Board

Il se différencie du LilyPad Arduino Simple Board par une plus grande quantité de pins.

5 Le kit éléctronique : LilyPad ProtoSnap Series

Il existe différents kit électronique simplifiant la création de projet e-textile. Les LilyPad ProtoSnap sont des kits de prototypage électronique utilisables pour explorer la programmation e-textile. Il est possible de séparer les kits pour le coudre sur un tissu et ainsi créer un e-textile ou projet portable / interactif. La programmation du LilyPad ProtoSnap est à faire avec le logiciel gratuit Arduino IDE. Chaque kit

LilyPad Protosnap Plus
LilyPad Protosnap Plus

5.1 LilyPad ProtoSnap Plus

Ce kit comprend ces différentes pièces :

  • un LilyPad Arduino Simple Board
  • un sensor de lumière
  • un buzzer
  • quatre paires de LEDS (jaune, rouge, vert et bleu)
  • un Slide Switch
  • cinq ports pour du prototyping

5.2 LilyPad ProtoSnap Development Board

Le LilyPad ProtoSnap Development Board est un kit comprenant un LilyPad Simple Arduino et un ensemble de pièces LilyPad pré-connectée.

Ce kit comprend ces différentes pièces :

  • un LilyPad Arduino Simple Board
  • un sensor de lumière
  • un sensor de température
  • un buzzer
  • un moteur de vibration
  • cinq LEDs
  • un LED tricolor
  • un Slide Switch
  • un bouton
  • Bobine de fil conducteur
  • Ensemble d'aiguilles
  • Batterie LiPo 3.7v
  • Adapteur USB - FTDI

5.3 LilyPad ProtoSnap Development Board Simple

Le LilyPad ProtoSnap Development Board Simple est similaire au LilyPad ProtoSnap Development Board mais avec moins de pièces LilyPad pré-connectée.

Ce kit comprend ces différents pièces :

  • un buzzer
  • 4 LEDs
  • Bobine de fil conducteur
  • Ensemble d'aiguilles
  • Batterie LiPo 3.7v
  • Adapteur USB - FTDI

Il existe encore différents kit éléctronique comme le LilyTwinkle ProtoSnap, LilyPad E-Sewing ProtoSnap, LilyMini ProtoSnap.

6 Bibliographie

LilyPad - EduTechWiki anglais

Arduino - Apprendre à développer pour créer des objets intelligents - Editions ENU

Choosing a LilyPad Arduino for Your Project - SPARKFUN