Cours et explications carte Arduino Uno

Atelier Arduino
Initiation à la mise en oeuvre matérielle et logicielle de l’Arduino
novembre 2006
Centre de Ressources Art Sensitif
Livret Arduino en français par Jean-Noël Montagné, Centre de Ressources Art Sensitif, novembre 2006, sous licence CC ,
Sommaire
1. Description de l’Arduino
2. Présentation du projet Arduino
3. Téléchargement et installation du logiciel
4. Configuration du port série-USB
5. Interface du logiciel Arduino et fonctionnement d’un programme
6. Apprendre à programmer un fonctionnement autonome
7. Structure d’un programme
8. Introduction à la syntaxe Arduino
9. Pas-à-pas: Introduction
10. Pas-à-pas: Définition des variables
11. Pas-à-pas: Configuration logicielle de la carte
12. Pas-à-pas: Programmation des interactions
13. Pas-à-pas: Finitions
14. Pas-à-pas: Test et chargement du programme sur la carte
15. Pas-à-pas: Montage des composants
16. Syntaxe du langage Arduino
17. Syntaxe du langage Arduino suite

18. Librairies additionnelles
19. Un peu d’électronique interactive: précautions
20. Equipement pour l’électronique interactive
21. Electronique interactive : reconnaitre les composants 1 22. Electronique interactive : reconnaitre les composants 2 23. Electronique interactive : reconnaitre les composants 3
24. Electronique interactive : reconnaitre les composants 4
25. Alimenter l’Arduino
26. Quelques montages avec l’Arduino
27. Quelques schémas à expérimenter
28. Montage d’un capteur résistif
29. Montage d’interrupteurs et bouton-poussoirs
30. Exercices non corrigés 1
31. Exercices non corrigés 2
32. Le programme du montage de l’atelier
33. S’équiper en composants
34. Lexique Anglais technique/ Français
35. Ressources, remerciements, contact.
Présentation du projet Arduino
L’Arduino est une carte électronique en Matériel Libre pour la création artistique interactive. Elle peut servir:
1/ pour des dispositifs interactifs autonomes simples 2/ comme interface entre capteurs/actionneurs et ordinateur 3/ comme programmateur de certains microcontrôleurs.
l’Arduino mini l’Arduino USB
Le projet
Le projet Arduino comprend à la fois le développement matériel de cette carte, mais aussi le développement de son environnement de programmation, adaptation du logiciel de programmation pour la carte Wiring, luimême construit sur le Logiciel Libre de gestion d’événements multimédia interactifs Processing (http:// ). L’Arduino n’est cependant pas exclusivement liée à Processing, et peut être utilisée en fonctionnement piloté avec la quasi totalité des logiciels de gestion d’événements multimédia interactifs. L’Arduino peut également être utilisée comme carte de programmation pour des microcontrôleurs AVR ( ) utilisables dans d’autres montages électroniques autonomes ou pilotés. Pour les utilisateurs chevronnés, la carte peut également être programmée en langage AVR-C.

La licence
L’Arduino est un Logiciel Libre et Matériel Libre sous license Creative Commons “ paternité, non commercial et licence contaminante”, disponible ici : : toute liberté est permise à qui voudrait faire évoluer le matériel ou la plateforme de programmation dans le respect de la licence. Le site officiel du projet Arduino est Technologie
L’Arduino est une carte basée sur un microcontrôleur (mini-ordinateur) Atmel ATMEGA8 ou ATMEGA168. Elle dispose dans sa version de base de 1 Ko de mémoire vive, et 8Ko de mémoire flash pour stocker ses programmes. Elle peut être connectée à 13 entrées ou sorties numériques, dont 3 PWM (pouvant donner 3 sorties analogiques : cf ) et 6 entrées analogiques convertissant en 10 bit. Dans la version la plus courante, la communication avec l’ordinateur se fait par un port USB. Il existe plusieurs versions de l’Arduino, dont une version miniaturisée, et d’autres projets sont également en gestation. La carte dispose d’un logiciel système interne (modifiable) et des programmes utilisateur.
Avant première utilisation de l’ Arduino modèle USB Téléchargement du logiciel et configuration de l’ordinateur:
Sur MacOSX
-Télécharger la version Mac PPC ou Intel du logiciel Arduino ici :
Main/Software 30 Mo environ
-Installer le logiciel Arduino dans le dossier Applications
-Installer le driver de la carte fourni dans le dossier Arduino (mot de passe puis redémarrage) -Glisser déposer le script macosx_setup.command sur le logiciel “terminal” (qui est dans le dossier Applications/ Utilitaires, répondre “Y” , c’est à dire Yes, à la question qui se pose.
Quitter le terminal.
-Et voilà ! la carte est prête à accueillir un programme Utilisateur
Sur Windows
-Télécharger la version Windows du logiciel Arduino ici :
Software 50 Mo environ
-Installer le logiciel
-Dézipper le pilote FTDI USB
-Brancher l’Arduino et pointer l’installeur Windows vers le pilote
-Et voilà ! la carte est prête à accueillir un programme Utilisateur
Sur Linux
-Télécharger les sources du logiciel Arduino ici : ; 4 Mo environ
-Se diriger ici pour les conseils de compilation sur les différentes plateformes Linux
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Configuration du logiciel Arduino pour une Arduino USB
Désigner le bon port Série (USB-Série)
Sur MacOSX
(les chiffres après tty.usbserial seront différents)
Si vous changez de carte arduino, il faudra ré-indiquer le bon port.
Sur Windows
Livret Arduino en français par Jean-Noël Montagné, Centre de Ressources Art Sensitif, novembre 2006, sous licence CC ,
Le logiciel: Le logiciel Arduino
C’est un logiciel de programmation par code, code qui contient une cinquantaine de commandes différentes. A l’ouverture, l’interface visuelle du logiciel ressemble à ceci: des boutons de commande en haut, une page blanche vierge, une bande noire en bas
La méthode d’enregistrement d’un programme sur la carte:
Mise en oeuvre de l’environnement Arduino:
-On conçoit d’abord un programme avec le logiciel Arduino
-On vérifie ce programme avec le logiciel (compilation)
-Des messages d’erreur apparaissent éventuellement on corrige puis vérifie à nouveau
-On enlève le précédent programme sur la carte Arduino ( Bouton réinitialisation)
-On envoie ce programme sur la carte Arduino dans les 5 secondes qui suivent l’initialisation
-L’exécution du programme sur la carte est automatique quelques secondes plus tard ou à ses prochains branchements sur une alimentation électrique ( Alim 9/12V ou port USB).
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Livret Arduino en français par Jean-Noël Montagné, Centre de Ressources Art Sensitif, novembre 2006, sous licence CC ,
Apprendre à programmer avec Arduino
Les deux pages suivantes vont être basées sur un exemple simple de programmation : faire clignoter une led.
- On verra tout d’abord quelle est la structure générale d’un programme
- On verra sur la page suivante la composition détaillée de ce même programme, en expliquant déja quelques mots de la syntaxe Arduino

Programmer avec Arduino
Un programme utilisateur Arduino est une suite d’instructions élémentaires sous forme textuelle, ligne par ligne.
Commentaires |
La carte lit puis effectue les instructions les unes après les autres, dans l’ordre défini par les lignes de code.
Introduction à la syntaxe des commandes Arduino
La cinquantaine d’éléments de la syntaxe Arduino est visible ici ainsi qu’à partir du document “” ( dans le dossier “Reference” que vous avez téléchargé avec Arduino), également accessible dans le menu “Aide” du logiciel. Revoyons d’un peu plus près le programme de la page précédente, qui sert à faire clignoter une LED à partir d’une sortie numérique:
Commentaires
Toujours écrire des commentaires sur le programme: soit (Syntaxe enmarron, paramètres utilisateur envert)
/* Ce programme fait clignoter une LED branchée sur la broche 13 * et fait également clignoter la diode de test de la carte */ int BrocheLED = 13; // Définition de la valeur 13 et du nom de la broche à utiliser void setup() { pinMode(BrocheLED, OUTPUT); // configure BrocheLED comme une sortie } void loop() { digitalWrite(BrocheLED, HIGH); // met la sortie num. à l'état haut (led allumée) delay(3000); // attente de 3 secondes digitalWrite(BrocheLED, LOW); // met la sortie num. à l'état bas (led éteinte) delay(1000); // attente de 1 seconde } ![]() |
en multiligne, en écrivant entre des /****/, soit sur une ligne de code en se séparant du code avec //
Définition des variables:
Pour notre montage, on va utiliser une sortie numérique de la carte, qui est par exemple la 13 ème sortie numérique. Cette variable doit être définie et nommée ici: on lui donne un nom arbitraire BrocheLED . Le mot de la syntaxe est pour désigner un nombre entier est int
Configuration des entrées-sorties void setup(): Les broches numériques de l’Arduino peuvent aussi bien être configurées en entrées numériques ou en sorties numériques. Ici on va configurer BrocheLED en sortie.
pinMode ( nom, état) est une des quatre fonctions relatives aux entrées-sorties numériques.
Programmation des interactions void loop():
Dans cette boucle, on définit les opérations à effectuer, dans l’ordre:
• digitalWrite ( nom, état) est une autre des quatre fonctions relatives aux entrées-sorties numériques.
•delay(temps en millisecondes) est la commande d’attente entre deux autres instruction
•Chaque ligne d’instruction est terminée par un point virgule
•Ne pas oublier les accolades, qui encadrent la boucle.
Pas-à-pas d’une programmation en 5 étapes
Thème: une chaine capteur ==> actionneur
En rajoutant un capteur de luminosité sur le programme précédent, on voudrait faire varier la vitesse de clignotement. Construisons le programme étape par étape.
• 1/ Définition des variables
• 2/ Configuration logicielle du matériel
• 3/ Programmation des interactions
• 4/ Finitions
• 5/ Test et téléchargement
• 6/ Montage
Qu’est ce qu’une variable ? Une variable est un espace de stockage nommé qui permet de stocker une valeur utilisable par la suite dans la boucle d’un programme. Une variable peut aussi bien représenter des données lues ou envoyées sur un des ports analogiques ou numériques, une étape de calcul pour associer ou traiter des données, que le numéro ‘physique’ de ces entrées ou sorties sur la carte. Une “variable” n’est donc pas exclusivement un paramètre variant dans le programme. ![]() | 1/ Définition des variables | ||
Pour composer un programme ex-nihilo, il est nécessaire de définir toutes les composantes d’entrée et de sortie qui vont affecter le montage matériel et les calculs à effectuer. Chaque entrée et chaque sortie sera une variable. | |||
Exemple: Si on a un capteur ( une cellule photo-électrique qui capte les variations de lumière par exemple) branché à une entrée de l’Arduino, et un actionneur ( une LED ) branché à une sortie l’Arduino, et si on veut que la valeur de luminosité changela valeur de l’intervalle de clignotement de la LED, alors on a 2 variables “stables” “pour la définition du matériel” et, en théorie, “2 variables pour les calculs “ à déclarer en début de programme. En théorie seulement, car on va se servir directement de la valeur issue du capteur pour définir la valeur de l’intervalle de temps de durée d’extinction et durée d’allumage. On a donc besoin que de trois variables en tout. On va leur donner des noms arbitraires mais précis afin de bien les reconnaître dans le programme. | Au début de notre programme: (Syntaxe enmarron, paramètres utilisateur envert) Le code ci-dessous déclare (et dénomme arbitrairement) la variable capteur1, puis lui affecte (par exemple) le numéro de l'entrée analogique numéro 0. (L’Arduino possède 6 entrées analogiques numérotées de 0 à 5) : int capteur1 = 0; // déclaration de la variable identifiant le portanalogique 0 de la carte La ligne ci-dessous déclare (et dénomme arbitrairement) la variable |
Pas à pas:
Le montage, ici réalisé sur u n e p l a q u e d ’ e x p é r i m e n t a t i o n spécifique que l’on peut fixer sur l’Arduino
Matériel:
-cellule photo-electrique
-LED
-2 résistances
on verra ce montage en détail plus loin dans le
livret
LED1, puis lui affecte (par exemple) le numéro de la sortie numérique numéro 13 . (L’Arduino possède 13 entrées ou sorties numériques numérotées de 1 à 13) :
int LED1 = 13; // déclaration de la variable identifiant le autre port numérique 13 de la carte
La ligne suivante déclare (et dénomme arbitrairement) la variable qui correspond à la valeur de luminosité envoyée par le capteur. De plus, sa première valeur à l’allumage de la carte sera (arbitrairement) 0 :
int lum1 = 0; // déclaration de la variable identifiant la valeur de la luminosité du capteur 1
10 Nos trois variables sont maintenant déclarées et définies, passons à la configuration des entrées-sorties de la carte.

Pas à pas:
2/ Configuration logicielle du matériel
Rappel des premières lignes du programme: (Syntaxe enmarron, paramètres utilisateur envert)
int capteur1 = 0; // variable identifiant le port ana. 0 de la carte int LED1 = 13; // variable identifiant le port num. 13 de la carte int lum1 = 0; // variable identifiant la valeur de la luminosité du capteur 1 | ||
2/ Configuration du matériel ( entrées et sorties ) Pour ce montage, il n’y a qu’une broche à configurer: la broche numérique sur laquelle on va brancher la LED ( car elle pourrait être aussi bien configurée en sortie ou en entrée). Ici, on va configurer cette broche numérique en sortie, car la LED est un actionneur. La broche d’entrée analogique pour le capteur n’est pas à configurer, car la carte Arduino possède 6 entrées analogiques qui ne font que cela. après le void setup(), qui précise qu’on est à l’étape de configuration, on définit donc l’état de la broche 13 : void setup() { pinMode(LED1, OUTPUT); // configure la broche 13 comme une sortie } et on ferme la phase de configuration par une accolade ( touche clavier alt -parenthèse sur clavier français) | ||
On peut maintenant passer à la boucle, c’est à dire le coeur du programme, qui définit les actions à effectuer avec ces variables.
Pas à pas:
3/ Programmation des interactions
Rappel des premières lignes du programme: (Syntaxe enmarron, paramètres utilisateur envert)
int capteur1 = 0; // variable identifiant un port ana. 0 de la carte int LED1 = 13; // variable identifiant le port num. 13 de la carte int lum1 = 0; // variable identifiant la valeur de la luminosité du capteur 1 void setup() { pinMode(LED1, OUTPUT); // configure la broche 13 comme une sortie } | ||
3/ Programmation de l’interaction ![]() ‣ On indique maintenant qu’on crée une boucle avec void loop() { ‣ Puis on effectue la première opération: lire la valeur du capteur = lire la variable lum1 identifiant la valeur de luminosité lum1 = analogRead( capteur1); ‣ On peut maintenant allumer la LED digitalWrite(LED1, HIGH); ‣ On patiente un certain temps: en fonction de la valeur de la variable luminosité lum1 delay(lum1); ‣ On peut maintenant éteindre la LED digitalWrite(LED1, LOW); ‣ On patiente un certain temps: en fonction de la valeur de la variable luminosité lum1 delay(lum1); ‣ On peut maintenant boucler, avec une accolade, c’est-à-dire faire remonter automatiquement au début de la boucle pour lire la nouvelle valeur du capteur et ainsi de suite jusqu’à ce qu’on éteigne l’Arduino. } | ||
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Pas à pas:
4/ Finitions
Notre programme est terminé, terminons les commentaires si cela n’est pas déja fait
(Syntaxe enmarron, paramètres utilisateur envert)
/* Ce programme fait clignoter une LED branchée sur la broche 13 * avec une vitesse de clignotement proportionnelle à l’éclairage ambiant * capté par une cellule photo-électrique. * JNM, 2006, Centre de Ressources Art Sensitif. */ int capteur1 = 0; // variable identifiant un port ana. 0 de la carte int LED1 = 13; // variable identifiant le port num. 13 de la carte int lum1 = 0; // variable identifiant la valeur de la luminosité du capteur 1 void setup() { pinMode(LED1, OUTPUT); // configure la broche 13 comme une sortie } void loop() { lum1 = analogRead( capteur1); // lire la donnée capteur digitalWrite(LED1, HIGH); // allumer la LED 1 delay(lum1); // attendre pendant la valeur donnée par le capteur en millisecondes digitalWrite(LED1, LOW); // éteindre la LED 1 delay(lum1); // attendre pendant la même valeur ![]() } |
-Vérifions maintenant qu’un point-virgule finit bien chaque ligne de code, que les espaces soient bien placés -Testons le programme sur le logiciel, avant de le transférer sur la carte:
Pas à pas:
5/ Test et téléchargement
Vérifier
On peut sauver le fichier sur l’ordinateur, puis appuyer sur le
Télécharger bouton de ré-initialisation de la carte, ci-dessous.
Et enfin, télécharger le programme sur l’Arduino: attention, vous avez 5 secondes après l’appui sur le bouton de ré-initialisation pour cliquer sur le bouton “Upload “ !
Ré-initialiser
Pas à pas: Le montage du tutoriel : Ce programme fait clignoter une LED branchée sur la broche 13 6/ Montage des composants avec une vitesse de clignotement proportionnelle à l’éclairage ambiant capté par une cellule photo-électrique.
Matériel :une LED, une cellule photoélectrique, du cable, deux résistances ( à appairer en fonction de la cellule et de la LED)
Syntaxe du langage Arduino
Voir la page d’accueil du document références (menu “Aide” du logiciel) , qui renvoie vers les explications de chaque commande de la syntaxe Arduino et dont voici la table des matières. Chaque instruction est suivie de sa traduction, entre-parenthèses et en noir.
Commandes de structure du programme
Structure générale
• void setup() (configuration-préparation)
• void loop() (exécution)
Contrôle et conditions
• if (si )
• if else (si alors )
• for (pour )
• switch case (dans le cas où )
• while (pendant que )

Opérations de comparaison
• == (équivalent à)
• != (différent de)
• < (inférieur à)
• > (supérieur à)
• <= (inférieur ou égal à)
• >= (supérieur ou égal à)
Operations booléènnes
• && (et)
• || (ou)
• ! (et pas)
Autres commandes
• // (commentaire simple ligne)
• /* */ (commentaire multi-lignes)
16 • #define ( donner une valeur à un nom)
Variables
Variables
• char (variable ‘caractère’)
• int (variable ‘nombre entier’)
• long (variable ‘nombre entier de tès grande taille’)
• string (variable ‘chaine de caractères’)
• array (tableau de variables)
Niveaux logiques des connecteurs numériques

• HIGH (état 1)
• LOW (état 0)
• INPUT (configuré en entrée)
• OUTPUT (configuré en sortie)
Fonctions
Entrées-sorties numériques
• pinMode(broche, état) (configuration des broches)
• digitalWrite(broche, état) (écrire un état sur une broche num.)
• digitalRead(broche) (lire un état sur une broche num.)
• unsigned long pulseIn(broche, état) (lire une impulsion sur une broche num.)
Entrées analogiques
• int analogRead(broche) (lire la valeur d’une broche ana.)
• analogWrite(broche, valeur) (PWM : écrire une valeur analogique sur les broches 9, 10 ou 11)
Gestion du temps
• unsigned long millis() (temps de fonctionnement du programme)
• delay(ms) (attente, en millisecondes)
• delayMicroseconds(us) (attente, en microsecondes)
Syntaxe du langage Arduino, suite
Suite de la page d’accueil du document références (menu “Aide” du logiciel) , qui renvoie vers les explications de chaque commande de la syntaxe Arduino et dont voici la table des matières. Chaque instruction est suivie de sa traduction, entre-parenthèses et en noir.
Nombres aléatoires
• randomSeed(seed) (aléatoire ‘piloté’)
• long random(max) (aléatoire à partir de telle valeur)
• long random(min, max) (aléatoire entre deux valeurs)

Communications série entre Arduino et autres machines ou ordinateur
• Serial.begin(speed) (configuration de la vitesse de communication Série)
• Serial.available() (donne combien de caractères disponibles dans la zone tampon Série)
• () (lit les données Série)
• Serial.print(data) (envoie des données Série)
• Serial.println(data) (envoie des données Série suivies de caractères spécifiques)
Addenda au langage Arduino, suite
Librairies additionnelles
Matrix ( gestion d’une matrice de LEDs par contrôleur MAX7219)
• matrix(data, load, clock) (Pour configurer des matrices de LEDs)
• matrix.write(x, y, value) (Pour envoyer des données aux matrices de LEDs) • matrix.write(x, y, sprite) (Pour envoyer des données aux matrices de LEDs)
• matrix.clear() (efface l’écran de LEDs).
• matrix.setBrightness(value) (règle la brillance de l’écran)
Sprite ( gestion de formes sur matrice de LEDs)
• Sprite(largeur, hauteur, colonne1, colonne2 ) (Starts the LCD library.)
• sprite.width() (Returns the width in pixels of the sprite.)
• sprite.height() (Returns the height in pixles of the sprite.)
• sprite.write(x, y, valeur) (Writes data to an x, y position of the sprite.)
• sprite.read(x, y) (Returns the data stored on the x, y position of the sprite.)
SimpleMessageSystem ( librairie pour communiquer avec tous les logiciels à messages sous forme de caractères ASCII, comme PD ou Max), documentée ici
Wire, une librairie pour connecter l’Arduino dans un réseau de capteurs en communication à deux fils, comme dans la carte Wiring
PDuino, un programme interne pour controler des fonctions avancées avec Pure Data

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Un peu d’électronique interactive
Vous savez maintenant programmer des opérations simples, mais comment aborder la partie électronique ?
Faire des montages électroniques simples est à la portée de tous et les ressources sur l’électronique interactive (physical computing) sont multiples sur le web, il y a cependant des notions de base à avoir pour se lancer dans la réalisation de ses propres montages, même si on ne fait que copier un montage sans le comprendre :
• il est toujours utile de savoir reconnaître les composants
• il est toujours utile de savoir déterminer la valeur d’un composant (le code visuel des couleurs, les sigles et les abréviations)• il est (souvent) utile de connaître la fonction d’un composant
• il est (parfois) utile de savoir lire un schéma, c’est-à-dire reconnaître les symboles des composants, et la raison des cablages.
Il faut aussi prendre quelques précautions:
• Eviter de faire des court-circuits
• Utiliser les sources électriques recommandées
• Certains composants électroniques ont un sens = ils sont polarisés. Exemple: la LED, certains condensateurs, les diodes..• Certains composants ne peuvent pas fonctionner seuls , comme la LED, qui a besoin d’une résistance appropriée pour limiter le courant.
•Certains composants se ressemblent mais n’ont pas du tout la même fonction: toujours bien regarder leur signalétique.
•Ne pas manipuler de 240V ou 110 V sans connaissances appropriées.
•Préferer faire les essais et les montages avec une alim externe plutôt que celle de l’USB, ce qui évitera de griller votre port USB de l’ordinateur ( très courant)
Les ressources du web, et notamment de Wikipedia vous aideront sur les concepts les plus difficiles.
Une plaque d’expérimentation (breadbord en anglais) permet de cabler de nombreux composants sans faire de soudure, et en gardant un montage entièrement démontable. Le projet Arduino propose une plaque adaptée à l’Arduino, dotée de connecteurs reproduisant exactement le plan d’implantation de la carte. On peut aussi se la bricoler soi-même avec quelques composants comme montré sur le site arduino-breadboard-shield/
La plaque d’expérimentation Arduino “officielle”: ici démontée, car elle vient normalement couvrir l’Arduino
Equipement en électronique interactive
Aller plus loin en électronique
Une pile, une LED, sa résistance , voilà un bon début pour commencer sur une plaque.
Si les fils souples de la pile ne veulent pas rentrer, on peut les
étamer avec un peu de
20soudure.
Livret Arduino en français par Jean-Noël Montagné, Centre de Ressources Art Sensitif, novembre 2006, sous licence CC ,

Reconnaitre les composants/1
Savoir reconnaitre quelques composants électroniques, savoir reconnaitre leur symbole, connaitre leur usage, vous permettra de concevoir vos propres expériences et de progresser à partir de données trouvées sur le web. Vous saurez ainsi fabriquer quelques capteurs, et actionner quelques matériels.
La résistance | Les condensateurs | Le transistor | |||
La résistance s’oppose au passage du courant, proportionnellement à sa “ résistance” exprimée en Ohm. Un code de couleurs, ci dessous permet de reconnaître cette valeur. | Les condensateurs peuvent stocker un peu de courant si on les charge, mais comme un tonneau percé, ils renvoient ce courant instantanément si ils sont branchés à un organe consommateur de courant. | Ils peuvent être polarisés ou non, dans des boitiers très divers. Leur valeur s’exprime en Farad ( F) non polarisé polarisé | Le transistor est généralement utilisé comme une sorte de multiplicateur de puissance: lorsqu’on lui fait passer un courant faible, mais variable dans un de ses 3 pattes, il autorise proportionnellement le passage d’un gros courant dans une autre des 3 pattes. | ||
Symbole européen | Reconnaissance de leur valeur: A cause de la diversité des modèles, | Symbole se reporter aux ressources sur le web | Symboles transistor NPN transistor PNP |
Code des couleurs des résistances au delà de 1000 Ohms, on parle en KiloOhms, par exemple 10 K est 10 KiloOhms, puis en MegaOhms notés M
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Reconnaitre les composants /2
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Le servo moteur
Le servo-moteur est un moteur (rotatif) qui peut effectuer des rotations très précises (dans une portion de tour seulement) et en un certain nombre de pas ( de micro-déplacements). Il y a toutes sortes de servo moteurs.. Un des avantages des servo moteurs est sa possibilité de maintenir avec force une position donnée. On peut piloter des rotations avec l’Arduino, quelques fois directement avec la carte si le moteur n’est pas trop puissant, sinon en passant par un montage associé.
Le potentiomètre

Le potentiomètre
Le potentiomètre, rotatif comme ici, ou à glissière, est une résistance variable. Entre les extrémités, il y a la résistance maximale. La patte centrale est le curseur. C’est la résistance entre cette patte centrale et une extrémité que l’on peut faire varier en tournant le bouton. Le potentiomètre est donc un capteur. Il se branche sur les entrées analogiques de l’Arduino. De très nombreux capteurs sont basés sur le principe de résistance variable et se cablent presque de la même façon: la cellule photo-électrique, le capteur de pression, le fil résistif, etc
Reconnaitre les composants /3
Le relais
Le relais
Le relais est un composant à 4 broches minimum. C’est un interrupteur que l’on peut commander en envoyant un petit courant. Au repos, il est normalement fermé, ou normalement ouvert, selon le modèle. On peut s’en servir avec l’Arduino pour commander des machines en haute tension ( 230V par exemple), ou pour déclencher toute machine ou lumière.
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Electronique interactive Reconnaitre les composants /4
Alimenter l’Arduino
en mode autonome sans ordinateur
Avec un adaptateur secteur 9 à 12 V
Avec une pile 9V et un connecteur Connecteur 2,1 mm avec le + au centre,
C’est une solution très pratique et sûre pour courant continu (DC) éviter tout problème avec le port USB de son ordinateur.
Ne pas oublier de déplacer le cavalier du coté de l’alimentation, comme indiqué en page 1
25
Quelques montages, dont on trouvera les schémas et les programmes sur le web, notamment ici:
et sur le site d’Arduino avec toutes sortes de ressources sur l’électronique interactive ici:
Montage d’un capteur résistif
Conseil : Pour éviter qu’un fil ou qu’un composant branché au + vienne endommager un port USB dans l’ordinateur, isoler le métal du port USB avec un adhésif d’électricien.
28 Attention également au dessous de la carte, à ne pas poser sur un support conducteur.
Montage de boutons poussoirs et
Il y a deux solutions et donc deux configurations pour le montage de boutons
poussoirs ou d’interrupteurs: il est nécessaire de respecter le cablage suivant, qui interrupteurs permet de se passer de résistances, car elles sont incluses dans le microcontroleur de l’Arduino.
Le montage ci-dessous comporte trois boutons poussoirs.
première solution: avec des résistances de 10K

Le code impératif à respecter est: digitalWrite( nomdelabrochenumérique, HIGH);
Exercices
(non corrigés)
Sauriez-vous cabler ce capteur de température sur la carte ?
Ce capteur de flexion ( Bend sensor) ?
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Exercices
(non corrigés)
Ce capteur piezo-électrique, en capteur de choc ?
Atelier matériel Libre au CRAS : le programme du montage livré avec votre Arduino
/* Demo Arduino 1 capteur (potentiomètre)
* et 2 actionneurs (1 buzzer et 1 LED)
* ---------------
*
* Ce programme gère un clignotement de la LED et du buzzer suivant le potentiomètre
*
* Branchement :
* 'Digital Pin 13' et GND (ground a coté du connecteur 5V/9V) : la LED.
* 'Digital Pin 10' et GND (sur le connecteur avec les 14 pins digitales) : le buzzer. * 'AnalogIn 0' et 5V et GND (sur le connecteur 5V/9V) : le potentiomètre.
*
* (copyleft) 2006 Maurin Donneaud, Vincent Roudaut pour le CRAS à Mains d'Oeuvres ()
*/ int ledPin = 13; // attention la pin 13 contient deja une résistance int buzzPin = 10; int potPin = 0;
/*
* initialisation (on y entre qu'une seule fois au début)
*/ void setup()
{ // configure le sens des pins digitales pinMode(ledPin, OUTPUT);

pinMode(buzzPin, OUTPUT);
}
/*
* boucle
*/
void loop() { int attente = analogRead(potPin)/8; // calcul où l’on passe de 1024 maximum (la résolution de la carte en entrée) à 256 maximum
digitalWrite(ledPin, HIGH); // clignotement LED digitalWrite(buzzPin, HIGH); // beep!
delay(attente);
digitalWrite(ledPin, LOW); // clignotement LED
digitalWrite(buzzPin, LOW); // silence pour le buzzer
delay(attente);
digitalWrite(buzzPin, HIGH); // beep!
32 }
S’équiper en composants
Des capteurs du commerce
Si vous n’avez pas réussi à faire vos capteurs vous-mêmes, trois fabricants Français (Interface-z, La-Kitchen et Eowave font des capteurs 0- 5V spécialement destinés à un usage créatif, et que l’on peut directement brancher sur l’Arduino. Ils ont en général trois conducteurs comme on peut voir ci-dessous, et certains ont une électronique de pré-traitement du signal qui supprime bien des comportement parasites:
0 V à brancher à la masse ( GND) 5V à brancher sur l’alimentation de la carte et le Signal, à brancher sur l’entrée analogique
Des actionneurs
On trouve des actionneurs divers dans les magasins réels et en ligne qui diffusent des composants électroniques et les ressources sur
le web ( mot clé: actuators en anglais)
Du matériel
Une grande plaque d’expérimentation, un bon fer à souder d’électronicien avec une panne fine ( à partir de 15/20 euros), une “troisième main” (petit support avec deux pinces et une loupe), du cable de qualité, et de plusieurs couleurs ( toujours repérer la masse en noir, les tensions (les “plus”) en rouge, le signal en orange ou en jaune) sont des achats à considérer pour continuer en électronique interactive.
ANALOG : Analogique.
AREF :Abréviation pour Analog REFerence, référence analogique. Lexique
AVAILABLE : Disponible.
BEGIN : Début.

BIT : bit, unit d'information informatique pouvant prendre soit la valeur 0 soit la valeur 1.
BUFFER : Tampon, dans le sens de "zone tampon".
BYTE : Octet, soit un groupe de 8 bits.
bps : Abréviation pour Bits Per Second, Bits Par Seconde. Attention, abréviation toujours en minuscules. BREADBOARD: plaque d’expérimentation
CAPACITOR: condensateur
CHAR : Abréviation de CHARacter, caractère (typographique). Type de variable d'une taille d'un octet. C'est un synonyme de "byte" utilisé pour déclarer des variables stocka un caractère ou des chaines de caractères.
DEFINE : Définit.
DIGITAL : Numérique.
DO :Faire. Lexique pour aborder les termes en anglais
FALSE : Faux.
FOR : Pour.
GND : Abréviation pour GrouND, la terre. C'est la masse, 0 Volt.
HIGH : Haut.
ICSP : Abréviation pour In Cicuit Serial Programming, programmation série sur circuit.
IF / THEN/ ELSE : Si / Alors / Sinon.
IN : Souvent l'abréviation pour INput, Entre. Est toujours en rapport avec le sens extérieur vers carte Arduino.
INCLUDE : Inclut.
INPUT : Entrée.
IS : Est (souvent dans le sens d'une question : Est ?).
INT : Abréviation pour INTeger, entier. Groupe de 16 bits, 2 octets groupés, considérés comme représentant un nombre entier négatif ou positif.
LONG : Abréviation pour "entier long". Groupe de 32 bits, 4 octets groupés, considérés comme représentant un nombre entier négatif ou positif.
LOOP : Boucle.
LOW : Bas.

OUT : Souvent l'abréviation pour OUTput, Sortie. Est toujours en rapport avec le sens carte Arduino vers extérieur.
OUTPUT : Sortie.
PIN : Broche.
POWER : Puissance, alimentation.
PWM : Abréviation de (Pulse Width Modulation), soit Modulation en Largeur d'Impulsion. PWR : Abréviation pour PoWeR, puissance, alimentation.
READ: Lire.
RESISTOR: résistance.
RELAY: relais.
RX : Abréviation pour Receive, réception.
SERIAL : Série.
SETUP : Initialisation. SENSOR: capteur TRUE : Vrai.
TX: Abréviation Transmit, transmission (mission).
WIRE: cable
WHILE : Tant que.
WORD : mot, soit dans le mot de langage ; soit dans le sens d'un groupe de 16 bits, 2 octets groups considérés comme représentant un nombre entier positif (>= 0). 34WRITE: Ecrire.
Quelques ressources générales sur l’Arduino ou l’électronique interactive:
•Le site , et notamment l’aire de jeux , (Arduino playground) pour savoir notamment comment interfacer l’Arduino avec tous les logiciels courants comme Processing ou Pure Data, pour savoir comment transmettre les signaux sans fil, et toute utilisation autre.
•Les forums pour tout problèmes, ne pas hésiter à aller voir les autres langues, qui ont parfois la solution.
•les sites Make, Hackaday, Sensorwiki, We make money not art, et bien d’autres encore pour avoir des conseils, des schémas, des idées .
•les sites de service de liens, de video et d’ image ( google, delicious, youtube, flickr,) pour avoir des images, des videos, des liens très utiles . ( par exemple: http:// ;all=arduino )
Quelques ressources précises:
•Très bon tutoriel progressif :

•le site de Tom Igoe
•Le livre “Physical Computing”de Tom Igoe, Dan O'Sullivan
•Capteurs:
•Capteurs vers MIDI avec une arduino:
•Controle d’un moteur à courant continu
•Contrôle d’un servomoteur
•Ressources sur les capteurs et les actionneurs, dans la section” Publications” et conseils : •
•
Remerciements
Livret conçu avec des ressources en ligne de Tom Igoe, M.Banzi, Tod Spooky Kurt, Francis Bras, Kitdashit, D. Cuartielles, Benoit Rousseau, H Barragan, Hans Steiner et bien d’autres encore que je remercie tous ici, et que je n’ai pas contactés avant de piquer leurs images ou tutoriels, par manque de temps, supposant qu’ils ont mis sur le web des documents respectant l’éthique Libre du projet Arduino.
L’Arduino étant un projet évolutif, ce livret sera obsolète en partie ou en totalité un jour où l’autre. Merci de m’indiquer d’éventuelles erreurs ou omissions, tout en prenant compte qu’il s’agit d’un livret d’initiation et non d’un livret destiné à explorer des fonctions avancées. Pourquoi pas faire le livret “fonctions avancées” un jour, si chacun d’entre vous, francophones, voulait documenter une spécialité, cela pourrait avancer très vite. JNM, novembre 2006.
contact: jnm à rom. fr