Positron-libre
Présentation résumée de ce qu'est Arduino
Arduino est un ensemble d'outils matériel et logiciel pour le prototypage
électronique et l'apprentissage de la programmation des micro-contrôleurs. Les
schémas électroniques des cartes Arduino et les codes sources pour la partie
développement des programmes, sont distribués librement et téléchargeables
gratuitement.
L'environnement Arduino a été conçu pour être utilisé facilement par les
débutants qui n'ont pas l'expérience de la programmation ou de
connaissances en électronique.
Dans ce petit guide vous allez découvrir les premières activités à faire pour
débuter avec Arduino, faire votre premier programme et réaliser votre premier
montage électronique.
Il est organiser en trois parties :
•
Installer le logiciel Arduino,
•
utilisez le moniteur série Arduino,
•
débutez en électronique avec Arduino.
Ce guide fait suite à l'article publié sur le blog (le lien ci-dessous) :
http://blog.positron-libre.com/electroniques/arduino-une-carte-ajouer.php
Si vous trouvez une erreur ou que vous pensez pouvoir apporter une
précision ,vous pouvez me contacter ici : http://www.positronlibre.com/contact/contact.php?ref=guide
Olivier, le webmaster de positron-libre
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Comment installer le logiciel Arduino
Si c'est la première fois que vous utilisez une carte Arduino,
vous devez d'abord télécharger et installer le logiciel.
Etape 1
Aller à sur le site http://www.arduino.cc/fr/ ,
et cliquez sur le lien Télécharger.
Sur la version anglophone (http://www.arduino.cc/), cliquez sur le lien
Download.
Etape 2
Suivez les instructions pour télécharger et installer la dernière
version du logiciel Arduino. Il existe des versions pour Windows et mac.
Pour Linux il faut aller dans la logithèque de votre ordinateur, rechercher
Arduino et demander l'installation.
Etape 3
Connectez votre carte Arduino sur un port USB et procédez à
l'installation du pilote (si besoin) pour que votre système puisse
communiquer avec l'Arduino.
Les pilotes sont dans le répertoire arduino qui c'est créé pendant
l'installation (sous Windows XP tout du moins).
Etape 4
Lancez le logiciel Arduino. Vous devriez avoir une icône sur le
bureau ou dans menu démarrer ou le lanceur sous Linux.
Etape 5
Choisissez le type de votre carte Arduino par le menu [Outils]
et [Type de carte]
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Etape 6
Sélectionnez le port série par le menu [Outils] et [Port série]
(souvent COM3 ou COM4 car com1 et com2 sont déjà utilisés)
Comment tester le logiciel Arduino
Vous avez aussi une aide en ligne sur la page : votre premier programme.
Il faudra sélectionner le programme listé ci-dessous dans le cadre gris, le copier
et le coller dans la zone de saisie.
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.print("Bonjour !");
}
void loop()
{
// Vide, rien à répéter.
}
La zone pour saisir votre programme est illutrée sur l'image suivante :
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✗
Recopier votre premier programme dans la zone de saisie du logiciel
Arduino.
✗
Cliquez sur le bouton [Vérifier]
✗
S'il n'y a pas d'erreur, vous cliquez sur le bouton [Téléversez]
✗
Après le téléchargement (ou téléversement) complet du programme ,
cliquez sur le bouton [Moniteur série]
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✗
Si le message "Bonjour !" ne s'affiche pas juste après l'ouverture de la
fenêtre du moniteur série, sélectionnez le paramètre "9600 bauds" dans le
coin inférieur droit du moniteur
✗
pour finir, utilisez la commande [Fichier, Enregistrer] (CTRL+S) pour
enregistrer votre programme. Donnez-lui le nom de : message_bonjour.
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Comment utiliser le moniteur série Arduino
Nous allons, dans cet exemple, utiliser (ou simuler) un port série en utilisant le
moniteur série. Ce programme vous permet d'apprendre à :
• Ecrire dans la zone mémoire (appelée buffer) du port série et afficher dans
la fenêtre du moniteur,
• saisir une chaîne de caractères et l'envoyer à Arduino (dans le buffer
série),
• lire le contenu du buffer du port série et l'afficher en utilisant une boucle.
Le matériel
Vous avez seulement besoin de la carte arduino reliée à votre ordinateur par son
câble USB.
Le code
Il faut configurer correctement L'IDE pour la carte utilisée et le port COM
disponible. Recopier le code ci-dessous dans la fenêtre de saisie. Enregistrez
puis transférez le programme.
char inchar = 0; // variable de stockage de données entrant
void setup()
{
Serial.begin(9600); // ouvre le port série, fixe le débit à 9600
bauds
Serial.println("Bonjour !");
Serial.println("Entrez quelques caracteres SVP");
Serial.flush();// vide le buffer du port série
delay(100);// attente 100 ms
}
void loop()
{
while (Serial.available() > 0)
{
inchar = Serial.read(); // lit le caractère courant du buffer
Serial.println(inchar); // On l'affiche comme caractère
//on recommence tant que le buffer n'est pas vide
}
} // www.positron-libre.com - 2014
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Etape 1
Relier la carte arduino à votre ordinateur par son câble USB, et
lancer le
logiciel Arduino.
Etape 2
Vérifier que vous utilisez la bonne carte et le bon port COM ou
revoir le
guide-001 comment installer Arduino.
Etape 3
Recopier le code contenu dans le fichier moniteur_serie.txt
dans la fenêtre de saisie, ou charger le fichier moniteur_serie.ino .
Etape 4
Enregistrez puis transférez le programme.
Etape 5
Cliquez sur le symbole du moniteur série
Une fenêtre s'ouvre et affiche « Bonjour ! Entrez quelques caractères SVP ».
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Etape 6
Vous pouvez ensuite saisir au clavier de l'ordinateur quelques
caractères dans le champ supérieur de la fenêtre du moniteur série.
Etape 7
Vous appuyez ensuite sur le bouton [Envoyer] situé à droite du
champ. .
Le moniteur série affiche les octets contenus dans le buffer du port série ; ici, ce
sont les caractères que vous avez précédemment entré dans le champ du
moniteur série.
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Débuter en électronique avec Arduino
Nous allons, dans cet exemple, utiliser (des LEDs, un haut-parleur et un bouton
poussoir. Le programme va vous permettre d'apprendre à :
• Utiliser une sortie digitale en tout ou rien (0 ou 1 ; allumer ou éteint),
• utiliser une sortie digitale en générateur de MLI (pour faire varier une
tension),
• utiliser une sortie digitale en générateur sonore pour produire un son dans
un petit haut-parleur,
• utiliser une sortie de la carte Arduino pour détecter si un bouton à été
appuyé.
Introduction
Sur la documentation Arduino nous pouvons lire que les sorties logique 0 à 13
peuvent piloter une led par l'intermédiaire d'une résistance de 270 ohms
minimum. Il faut en effet, limiter le courant car sinon nous courrons le risque de
de détruire (ou de voir fumer) le micro-contrôleur.
Les sorties 3, 5, 6, 9, 10 et 11 peuvent être piloter en générateur de MLI
(Modulation en Largeur d'Impulsion), ce qui nous conviendra pour faire une
variation simple de la lumière émise par une LED.
Les sorties digitales peuvent servir comme générateur sonore (mais une seule
sortie à la fois) ; il suffit d'y connecter un petit Haut-Parleur de 8 ohms en série
avec une résistance de 100 ohms.
Les sorties digitales font aussi office d'entrée ; elles peuvent recueillir des
informations. Nous allons utiliser un bouton poussoir ou un micro-switch que
nous actionnerons (une impulsion suffit) pour faire un cycle de notre petit
programme sonore et lumineux.
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Le matériel
Vous avez besoin :
•
Une carte arduino,
•
une diode led rouge,
•
une diode led verte,
•
2 résistances de 270 à 1000 ohms (code des couleurs [ noir marron rouge ]
pour 1000 ohms ou 1 Kilo-ohm), [ rouge violet marron ] pour 270 ohms,
[ orange orange marron ] pour 330 ohms, [ jaune violet marron ] pour 470
ohms,
•
un petit haut parleur d'impédance de 8 ohms et 0,2 Watt en diamètre de 5
cm,
•
une résistance de 100 ohms (codes couleurs : noir marron noir),
•
un bouton poussoir ou micro-switch à contact momentané "marche" (NO),
•
et quelques fils de câblage bleu, rouge, orange et noir, vert...
Tous ces composants sont disponibles dans la boutique en ligne @robose.
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Schéma de principe
Un petit dessin permet d'expliquer les branchements à effectuer ; l'image cidessous illustre le câblage de principe à réaliser, pour faire fonctionner notre
programme « son_et_lumiere ».
Exemple d'un schéma de principe
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Réalisation pratique
Dans la pratique nous n'allons pas câbler directement sur la carte Arduino.
Nous allons utiliser une breadboard ou plaque de prototype à trous.
Nous câblons le montage sur la plaque à trous et nous relions par des fils de
câblage, les entrées, les sorties et l'alimentation à la carte Arduino.
La couleur des fils
Même si les normes ne nous imposent pas de respecter des couleurs de fils, il
est bon de prendre de bonnes habitudes.
Tous les fils connectés directement au plus (+) de l'alimentation sont rouges,
Tous les fils connectés directement au moins (-) de l'alimentation sont bleus ou
noirs.
Quand nous devons utiliser des alimentations symétriques, nous avons le rouge
au plus (+), le noir au point milieu (parfois à la masse du montage) et bleu au
moins (-).
Les autres couleurs sont utilisées pour les signaux d'entrées / sortie ; nous
pouvons prendre le vert pour les entrées et le orange pour les sorties.
L'intérêt de respecter un format de couleur c'est de s'y retrouver quand nous
devons vérifier, modifier ou dépanner le montage. Il est plus simple de s'y
retrouver et plus rapide d'y comprendre la configuration ou le câblage du
montage.
Voici la description illustrée du câblage à réaliser étape par étape.
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Préparation et soudage
Souder un fil bleu et un fil orange respectivement sur les bornes - et + du HautParleur (en fait, peut importe la polarité du HP dans ce cas de figure).
Souder un fil rouge et un vert sur les bornes du bouton poussoir ou du microswitch (bornes NO et C).
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Câblage
1. Mettre en place les LEDs avec le méplat sur la droite (côté moins (-) de
l'alimentation),
2. mettre en place les résistances en respectant l'implantation indiquée par
notre plan en image,
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3. mettre un fil bleu entre les deux LED de façon à réunir à la masse (le
moins de l'alimentation) les cathodes des leds et le - du HP,
4. mettre un fil bleu entre la rangée des "masses" et un trou de la colonne
d'alimentation négative (-) ,
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5. connecter les fils du Haut-parleur : fil orange avec la résistance de 100
ohms par un trou de plaque voisin et le fil bleu dans un trou de la rangée
des masses des leds câblée en (3),
6. connecter les fils pour mettre en place le bouton poussoir : fil rouge dans
un trou de la colonne d'alimentation positive (+),
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La programmation
Nous utiliserons l'instruction digitalWrite pour allumer une LED verte sur la
sortie digitale 9.
Nous utiliserons l'instruction analogWrite pour allumer et éteindre
progressivement (dimmer) la led rouge connectée à la sortie PWM 10 (avec une
résistance de 270 ohms ou plus).
Nous utiliserons l'instruction tone pour jouer des notes sur la sortie digitale 8.
L'instruction digitalRead nous servira pour savoir si le bouton poussoir à été
actionné sur l'entrée digitale 13.
Le code
Brancher le câble USB de l'Arduino sur votre ordinateur.
Mettre en route le programme Arduino.
Recopier le code fourni dans le fichier son_et_lumiere.txt dans la fenêtre de
saisie ou charger le projet son_et_lumiere.ino ou son_et_lumiere.pde
Télécharger le programme vers l'Arduino (et l'enregistrer).
Sécurité du montage et du PC
Nous pouvons à partir de maintenant compléter le câblage comme indiqué dans
la partie interfaçage.
Nous utiliserons alors l'alimentation du port USB du PC
Pour protéger votre ordinateur
Pour protéger votre ordinateur, vous pouvez utiliser un bloc d'alimentation
extérieur à piles prévu pour Arduino.
Vous lancez la procédure de débranchement du périphérique USB de la carte
Arduino et débranchez ensuite la carte du câble USB.
Pas d'inquiétude, le programme reste en mémoire.
Câbler maintenant les liaisons entre Arduino et la breadboad, en suivant les
étapes décrites ci-dessous.
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Interfaçage
1. mettre en place un fil vert entre la sortie 13 (configuré en entrée par
logiciel) de la carte Arduino et un trou de la rangée de la plaque ou est
connecté le fil vert du bouton poussoir,
2. mettre en place un fil orange entre la sortie 10 de la carte Arduino et un
trou de la rangée de la plaque ou est connecté la résistance (270 à 1000
ohms) qui mène à la LED rouge,
3. mettre en place un fil orange entre la sortie 9 de la carte Arduino et un
trou de la rangée de la plaque ou est connecté la résistance (270 à 1000
ohms) qui mène à la LED verte,
4. mettre en place un fil orange entre la sortie 8 de la carte Arduino et un
trou de la rangée de la plaque ou est connecté la résistance 100 ohms qui
mène au Haut-Parleur (HP de 8 ohms),
5. mettre en place un fil bleu entre GND de l'Arduino et un trou de la colonne
d'alimentation négative (-),
6. mettre en place un fil rouge entre le 5V de l'Arduino et un trou de la
colonne d'alimentation positive (+).
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Alimentation de la carte et du montage
Vous pouvez maintenant alimenter l'ensemble en par un bloc de piles 6 Volts (4
fois 1,5 Volts) ou un bloc de piles rechargeable (5 fois 1,2 Volts). Les fils
d'alimentation seront introduits dans les trous de la breadboard [+] et [-] .
Déroulement de la séquence
Après un appui bref sur le bouton poussoir, une séquence commence. La LED
rouge s'illumine progressivement, puis la LED verte reproduit le cycle du phare
de Cordouan. Nous avons ensuite le petit morceau de musique qui joue les deux
premières mesures de "Le roi descends de ma montagne" d'Edvard Grieg dans
Peer Gynt.
L'extinction progressive de la LED rouge termine la séquence.
Il faudra appuyer à nouveau sur le bouton, pour redémarrer l'enchaînement de
ces mini-programmes son et lumière.
Amusez vous bien et essayez des variations en modifiant certain paramètres du
programme.
Ce guide fait suite à l'article publié sur le blog (le lien ci-dessous) :
http://blog.positron-libre.com/electroniques/arduino-une-carte-a-jouer.php
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Lien utiles pour Arduino
Pour téléchargez la dernière version du logiciel Arduino :
http://www.arduino.cc/fr/ ,
Choisir une carte Arduino ou acheter des composants électroniques /
robotiques : Breadboard, servomoteurs, LED, kit de robots, module
électronique : avec @robose en utilisant ce lien
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