Tutoriel pdf Arduino par la pratique


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Grâce à son expérience utilisateur simple et accessible, Arduino a été utilisé dans des milliers de projets et d'applications différents. Le logiciel Arduino est facile à utiliser pour les débutants, mais suffisamment flexible pour les utilisateurs avancés. Il fonctionne sur Mac, Windows et Linux. Les enseignants et les étudiants l'utilisent pour construire des instruments scientifiques à faible coût, pour prouver les principes de chimie et de physique, ou pour se lancer dans la programmation et la robotique. Les designers et architectes construisent des prototypes interactifs, les musiciens et les artistes l'utilisent pour des installations et pour expérimenter de nouveaux instruments de musique. Les décideurs, bien sûr, l'utilisent pour construire de nombreux projets exposés à la Maker Faire, par exemple. Arduino est un outil clé pour apprendre de nouvelles choses.

Arduino simplifie également le processus de travail avec des microcontrôleurs, mais il offre un certain avantage aux enseignants, aux étudiants et aux amateurs intéressés par rapport aux autres systèmes:

Bon marché - Les cartes Arduino sont relativement peu coûteuses par rapport aux autres plates-formes de microcontrôleurs. La version la moins chère du module Arduino peut être assemblée à la main, et même les modules Arduino pré-assemblés coûtent moins de 50 $

Multiplateforme - Le logiciel Arduino (IDE) fonctionne sur les systèmes d'exploitation Windows, Macintosh OSX et Linux. La plupart des systèmes de microcontrôleur sont limités à Windows.

Environnement de programmation simple et clair - Le logiciel Arduino (IDE) est facile à utiliser pour les débutants, mais suffisamment flexible pour que les utilisateurs avancés puissent également en profiter. Pour les enseignants, il est idéalement basé sur l'environnement de programmation de traitement, de sorte que les étudiants qui apprennent à programmer dans cet environnement seront familiarisés avec le fonctionnement de l'IDE Arduino.

Logiciel open source et extensible - Le logiciel Arduino est publié sous forme d'outils open source, disponibles pour extension par des programmeurs expérimentés. Le langage peut être étendu via des bibliothèques C ++, et les personnes souhaitant comprendre les détails techniques peuvent passer d'Arduino au langage de programmation AVR C sur lequel il est basé. De même, vous pouvez ajouter du code AVR-C directement dans vos programmes Arduino si vous le souhaitez.

Open source et matériel extensible sont.

  1. Microcontrôleur

Le microcontrôleur peut être décrit comme un ordinateur embarqué sur une carte de circuit imprimé plutôt petite . Pour décrire plusprécisément la fonction d'un microcontrôleur , il s'agit d'une seule puce qui peut effectuer divers calculs et tâches, et envoyer / recevoir des signaux d'autres appareils via les broches disponibles. Ce sont précisément les tâches et la communication avec le monde qu'il effectue, qui sont régies par les instructions que nous donnons au microcontrôleur. C'est ce travail de dire à la puce quoi faire , c'est ce que nous appelons la programmation dessus. H outefois , le uC par lui - même, ne peut pas accomplir beaucoup; il a besoin de plusieurs entrées externes: alimentation, pour une; un signal d'horloge fixe, pour un autre. En outre, le travail de programmation doit être accompli par un circuit externe. Donc typiquement, un uC est utilisé avec un circuit qui lui fournit ces choses; cette combinaison est appelée une carte microcontrôleur. L'Arduino Uno que vous avez reçu est l'une de ces cartes microcontrôleurs. Le microcontrôleur réel en son cœur est la puce appelée Atmega328 . Les avantages qu'offre Arduino par rapport aux autres cartes microcontrôleurs sont en grande partie en termes de fiabilité du matériel du circuit ainsi que de facilité de programmation et d'utilisation.

  1. Matériel

...

3.2 ) Schéma des broches Arduino

Flash RAM (1K pris par le chargeur de démarrage)

1 Ko de RAM (par exemple pour les variables auto / locales et la pile)

14 d igital entrée / sortie Ports 

3.3 ) FTDI

USB à puce unique vers asynchrone . Interface de transfert de données série



Future Technology Devices International , communément connu sous son abréviation FTDI , est une société privée écossaise de dispositifs à semi-conducteurs , spécialisée dans latechnologie Universal Serial Bus (USB).     

Il développe, fabrique et prend en charge des périphériques et leurs pilotes logiciels associés pour convertir les transmissions série RS-232 ou TTL en signaux USB, afin de permettre la prise en charge des périphériques hérités avec les ordinateurs modernes.       

FTDI fournit des services de conception de circuits intégrés spécifiques aux applications (ASIC). Ils fournissent également des services de conseil pour la conception de produits, en particulier dans le domaine des appareils électroniques.  

  • Compatible USB 2.0
  • Transmettre et recevoir des signaux LED frive
  • 256 octets de réception, 128 octets de mémoire tampon de transmission
  • Taux de transfert de données de 300bits / sec à 2 Mb / sec

3.4 ) externe puissance

L'alimentation externe peut être fournie soit par l'adaptateur CA / CC, soit par le câble série / connecteur USB comme indiqué ci-dessous.

Remarque : pour les applications à courant plus élevé (> 30 mA), n'utilisez jamais le port com !!

La puissance requise pour ARDUINO est de 9 à 12 V CC, 250 mA ou plus, prise de 2,1 mm, broche centrale positive.

 L'adaptateur sur étagère

  • doit être un adaptateur DC (c'est-à-dire qu'il doit éteindre DC, pas AC)
  • devrait être entre 9V et 12V DC 
  • doit être évalué pour un minimum de sortie de courant de 250 mA, bien que vous souhaitiez probablement quelque chose de plus comme une sortie de 500 mA ou 1 A, car cela vous donne le courant nécessaire pour alimenter un servo ou vingtLED si vous le souhaitez.  
  • doit avoir une prise d'alimentation de 2,1 mm à l'extrémité Arduino, et
  • la fiche doit être "centre positif", c'est-à-dire que la broche centrale de la fiche doit être la connexion +.

Note actuelle: Puisque vous allez probablement connecter d'autres choses à l'Arduino ( LED , LCD , servos), vous devriez obtenir un adaptateur qui peut fournir au moins 500 mA, voire 1000 mA (1 ampère). De cette façon, vous pouvez être sûr d'avoir suffisamment de jus pour que chaque composant du circuit fonctionne de manière fiable.  

Le régulateur embarqué de l'Arduino peut en fait gérer jusqu'à 20 V ou plus, vous pouvez donc utiliser un adaptateur qui émet 20 V CC. Les raisons pour lesquelles vous ne voulez pas faire cela sont doubles: vous perdrez la majeure partie de cette tension en chaleur, ce qui est terriblement inefficace. Deuxièmement, la belle broche 9V sur la carte Arduino émettra en fait environ 20V, ce qui pourrait entraîner un désastre potentiel lorsque vous connectez quelque chose de cher à ce que vous pensiez être la broche 9V. Notre conseil est de s'en tenir à l'adaptateur 9V ou 12V DC.

Exemple : Arduino Uno alimenté par une batterie 9V

  1. Saveursd' Arduino

Il y a eu de nombreuses révisions de l'USB Arduino. Certains d'entre eux sont

4.1 ) Arduino UNO:  

Il s'agit de la dernière révision de la carte USB Arduino de base. Il se connecte à l'ordinateur avec un câble USB standard et contient tout ce dont vous avez besoin pour programmer et utiliser la carte. Il peut être étendu avec une variété de boucliers: des cartes filles personnalisées avec des caractéristiques spécifiques. Il est similaire au Duemilanove , mais possède une puce USB-série différente , l' ATMega8U2 , et un étiquetage nouvellement conçu pour faciliter l'identification des entrées et des sorties. 



 

4.2 ) Arduino Mega 2560:

Une carte Arduino plus grande et plus puissante. Formé supplémentaires sur les repères numériques, les repères de PWM, entrées analogiques, ports série, etc La version du Mega sorti avec Uno, cette version dispose de la ATmega2560, qui a deux fois la mémoire, et utilise leATMega 8U2 pour la communication USB-série.   

 

4.3 ) Arduino Duemilanove :

Le Duemilanove sélectionne automatiquement l'alimentation appropriée (USB ou alimentation externe), éliminant ainsi le besoin du cavalier de sélection d'alimentation trouvé sur les cartes précédentes. Il ajoute également une trace la plus facile à couper pour désactiver la réinitialisation automatique, ainsi qu'un cavalier à souder pour la réactiver.

4.4 ) Arduino Fio :

Un Arduino destiné à être utilisé comme nœud sans fil. Dispose d'un en-tête pour une radio XBee , d'un connecteur pour une batterie LiPo et d'un circuit de charge de batterie .   

4.5 ) LilyPad Arduino:

Une carte Arduino circulaire épurée conçue pour la couture dans des vêtements et d'autres applications de tissu / flexibles. Nécessite un adaptateur supplémentaire pour communiquer avec un ordinateur .

 4.6) Arduino Diecimila :

Le principal changement dans l' Arduino Diecimila est qu'il peut être réinitialisé à partir de l'ordinateur, sans qu'il soit nécessaire d'appuyer physiquement sur le bouton de réinitialisation de la carte. Le Diecimila utilise un régulateur de tension à faible chute qui réduit la consommation d'énergie de la carte lorsqu'il est alimenté par une alimentation externe (adaptateur AC / DC ou batterie). Un réinitialisable polyfuse protège les ports USB de votre ordinateur de courts métrages et les surtensions. Il fournit également des en-têtes de broches pour la ligne de réinitialisation et pour 3,3 V. Il y a une LED intégrée sur la broche 13. Certaines cartes Diecimila bleues disent "Prototype - Limited Edition" mais sont en fait des cartes de production entièrement testées (les prototypes réels sont rouges).

4.7 ) Lilypad Arduino 03

Cette révision a un en-tête de programmation à 6 broches compatible avec les câbles USB FTDI et le Sparkfun FTDI Basic Breakout. Il ajoute la prise en charge de la réinitialisation automatique, permettant de télécharger des croquis sans appuyer sur le bouton de réinitialisation du tableau. L'en-tête est monté en surface, ce qui signifie que la carte n'a pas de pokey bits qui sortent à l'arrière.

4.8 ) Arduino Nano

Arduino Nano est une petite carte à puce complète basée sur ATmega 328 (v3.0) ou Atmega 168 (v2.0). Chaque Arduino a la même fonctionnalité et les mêmes caractéristiques à l'exception du nombre de broches et de la taille. L'un des principaux défauts de cette carte est qu'elle n'a pas de prise d'alimentation. Ainsi, vous ne pouvez pas fournir d'alimentation à partir d'une source d'alimentation externe telle que la batterie. En dehors de cela, cette carte est plus ou moins similaire à n'importe quelle carte Arduino.

Les avantages de cette carte sont : La taille minuscule (ou, compacte) est l'un des principaux avantages de cette carte de lecture bo ard et b .

Mais les inconvénients sont les suivants: il n'y a pas de prise d'alimentation directe. Donc, vous utilisez n'importe quelle source d'alimentation, mais la déclaration précédente n'est pas tout à fait vraie. Depuis, il s'agit d'une carte basse tension, vous pouvez utiliser une source d'alimentation utilisant le Pin Vin, mais vous devez prendre quelques précautions. Sinon, il brûlera la carte, plus ou moins équivalent à un Arduino UNO. 



4.9) Arduino Pro mini

Plus petit membre de la famille Arduino. Cette carte est disponible en deux variantes 3.3v / 8MHz et 5v / 16MHz , fonctionnant sur ATmega 328 .

La seule différence entre pro mini et Nano est qu'il ne dispose pas d'une interface USB vers série et d'un régulateur de tension ( 3.3v en version 5v).

Il est essentiellement conçu pour être utilisé dans les endroits où la taille est la priorité absolue et une installation permanente.

Dimensions: 0,7 x 1,3 "(18 x 33 mm) 

Fonctionnalités:

  • PCB mince de 0,8 mm
  • Connexion USB hors carte
  • Pèse moins de 2 grammes!
  • Prend en charge la réinitialisation automatique
  • Régulateur 3.3V
  • Sortie max 150mA
  • Plus de courant protégé
  • Entrée CC 3,3 V jusqu'à 12 V
  • LED d'alimentation et d'état intégrées
  • Broches analogiques: 8
  • E / S numériques: 14
  1. Terminologies de base

5.1 ) Analogique à numérique ( ADC)

Le processus de conversion analogique-numérique est illustré dans la figure. L'Arduino a 10 bits de résolution lors de la lecture de signaux analogiques. 2 10 = 1024 incréments .Influencez également la vitesse à laquelle vous échantillonnez .

Ici ,

F ig.1 montre un graphique analogique, qui peut être des lectures de n'importe quel capteur, par exemple: LDR, POT, capteur à ultrasons.

Ces lectures sont alimentées dans les broches ADC de la carte Arduino, nommée Axe, où x est un nombre, par exemple: A0, A1, A2, etc.

Sur la figure 2, les valeurs analogiques changent en résolution de 2 10 sous forme numérique.

Maintenant, ces valeurs peuvent être utilisées pour contrôler n'importe quel module numérique, par exemple: servo à l'aide d'un potentiomètre à l'aide de PWM (expliqué ci-dessous).

ADC est la couleur la plus utilisée d' Arduino .

 

5.2 ) Modulation de largeur d'impulsion (PWM)

L' Arduino a une résolution de 8 bits, lors de la sortie d'un signal en utilisant PWM. La plage de tension de sortie va de 0 à 5 volts par incréments de 2 8 = 255 i . Moyenne de marche / arrêt (signaux numériques pour faire une tension moyenne), Cycle de service à 100% de 5Volts.

REMARQUE: les broches PWM sont des broches de sortie.

6 broches PWM dans un Arduino UNO sont situées comme

Les signaux PWM peuvent être utilisés pour contrôler les moteurs à courant continu, les servos, les moteurs pas à pas, la luminosité de toute LED, etc.

5.3 ) Croquis

C'est le terme utilisé pour un programme.

5.4 ) Bouclier

Il s'agit d'un circuit imprimé qui peut être branché sur un Arduino. Les boucliers ont une variété d' applications. Par exemple, les écrans de commande de moteur, les écrans LCD, etc.

5.5 ) Code de traitement

C'est l'environnement de programmation le plus souvent utilisé avec Arduino. Il peut être téléchargé (gratuitement) sur arduino.cc . C'est une version quelque peu simplifiée du langage de programmation C. 


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