VI. Découverte de la plateforme Arduino▲
Arduino fait partie de la famille des platines de développement. Contrairement aux Raspberry Pi et aux Beaglebone, il ne possède pas d'OS fondé sur Linux. Un ordinateur est donc nécessaire. Il reste par contre l'un des plus abordables et des plus répandus. Une platine de développement est en général un circuit imprimé équipé d'un microprocesseur ou d'un microcontrôleur. Comme Arduino est open source, il existe un grand nombre de clones et de platines compatibles, tout comme il existe de nombreux modèles d'Arduino officiels, avec des fonctions particulières :
Pour ce cours, nous nous baserons sur le plus connu : l'Arduino Uno. Mais un autre modèle ou un clone fera aussi bien l'affaire. Vous pouvez par exemple trouver le Diduino, réalisé spécialement pour l'éducation ici :
VI-A. Schéma d'une platine Arduino Uno▲
VI-B. Le microcontrôleur▲
C'est le cerveau de notre carte. Il va recevoir le programme que nous allons créer et va le stocker dans sa mémoire avant de l'exécuter. Grâce à ce programme, il va savoir faire des choses, qui peuvent être : faire clignoter une LED, afficher des caractères sur un écran, envoyer des données à un ordinateur, mettre en route ou arrêter un moteur…
Il existe deux modèles d'Arduino Uno : l'un avec un microcontrôleur de grande taille, et un autre avec un microcontrôleur dit SMD (SMD : Surface Mounted Device, soit composants montés en surface, en opposition aux composants qui traversent la carte électronique et qui sont soudés du côté opposé). D'un point de vue utilisation, il n'y a pas de différence entre les deux types de microcontrôleurs.
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Lorsqu’on observe une carte Arduino Uno aux rayons X, on constate que la grande puce contient en réalité un microcontrôleur SMD. Noter aussi les pistes qui relient les broches au microcontrôleur :
VI-C. L'alimentation▲
Pour fonctionner, une carte Arduino a besoin d'une alimentation. Le microcontrôleur fonctionnant sous 5 V, la carte peut être alimentée en 5 V par le port USB ou bien par une alimentation externe qui est comprise entre 7 V et 12 V. Un régulateur se charge ensuite de réduire la tension à 5 V pour le bon fonctionnement de la carte.
Attention : les cartes Arduino Due ainsi que d'autres cartes récentes fonctionnent avec une tension de 3.3 V au niveau des sorties ! La tension d'alimentation est similaire à l'Arduino Uno. Dans ce cours, nous partons du principe que la tension de fonctionnement des montages est de 5 Volts.
VI-D. La connectique▲
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À part une LED sur la broche 13, la carte Arduino ne possède pas de composants (résistances, diodes, moteurs…) qui peuvent être utilisés pour un programme. Il est nécessaire de les rajouter. Mais pour cela, il faut les connecter à la carte. C'est là qu'interviennent les connecteurs, aussi appelés broches (pins, en anglais).
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Les connexions entre les composants sont réalisées par des jumpers, sortes de petits câbles.
VI-E. La platine d'expérimentation▲
Une platine d'expérimentation (appelée breadboard) permet de réaliser des prototypes de montages électroniques sans soudure et donc de pouvoir réutiliser les composants.
Tous les connecteurs dans une rangée de 5 sont reliés entre eux. Donc si on branche deux éléments dans un groupe de cinq connecteurs, ils seront reliés entre eux. Il en est de même des alignements de connecteurs rouges (pour l'alimentation) et bleus (pour la terre). Ainsi, les liens peuvent être schématisés ainsi :
Les composants doivent ainsi être placés à cheval sur des connecteurs qui n'ont pas de liens électriques entre eux, comme sur le schéma ci-contre.
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