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Arduino à l'école

Cours pour l'apprentissage des bases de l'électronique et de la programmation sur Arduino
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IV. Introduction

IV-A. Références

Ce document est une compilation et une adaptation de textes et d'exercices, depuis les sources suivantes :

Sources principales :

Sources annexes :

Ce cours ne permet qu'une introduction à l'électronique. Par ailleurs, il faut noter l'excellent wiki suivant, qui propose de très nombreuses expériences sur Arduino. Idéal pour des TP ou pour donner des défis aux élèves :

IV-B. Bibliographie

Il existe de nombreux livres sur Arduino et sur l'électronique. Voici une sélection de livres que nous avons évalués et sélectionnés.

Note : nous vous encourageons à commander ces livres chez votre libraire. Mais si vous désirez les commander chez Amazon, nous vous serions reconnaissants d'utiliser les liens sponsorisés ci-dessous. Ils me permettent de gagner de quoi commander un ou deux livres Arduino par année.

Électronique

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L'électronique en pratique, de Charles Platt
ISBN: 978-2212135077
L'approche pédagogique de ce livre est l'apprentissage par la pratique. On commence par expérimenter et découvrir, et ensuite seulement vient la théorie pour affermir et expliciter les découvertes. Cela en fait donc un ouvrage de référence pour l'apprentissage de l'électronique à l'école ; en particulier en complément des Arduino et Raspberry Pi. Il s'agit donc d'un excellent livre pour l'enseignant.

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L'électronique pour les Kids, de Øyvind Nydal Dahl
ISBN: 978-2212118629
Il est parfois difficile d'aborder et de faire comprendre les notions d'électricité et d'électronique aux élèves. C'est là que le livre L'électronique pour les kids vient apporter une approche intéressante : on ne s'embarrasse pas d'Arduino et de programmation. L'entier du premier tiers du livre, soit la partie 1, est consacré à l'électricité. De manière simple et pédagogique, l'enfant comprend ce qu'est l'électricité. La seconde partie permet la découverte des différents composants électroniques au travers de petits circuits, dont certains sont soudés. Enfin, la troisième partie est une approche du monde numérique, mais par l'électronique. Et c'est cette partie, elle est géniale ! On aborde les circuits logiques, le binaire…

Arduino

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Le grand livre d'Arduino, d'Erik Bartmann
ISBN: 978-2212137019
Ce livre est sans doute l'un des meilleurs pour débuter sur Arduino. Il offre une introduction rapide à l'électronique et surtout le code est très bien expliqué, agrémenté de schémas. Il ne se limite enfin pas à quelques notions de base, mais va assez loin.

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Démarrez avec Arduino – 2e édition : Principes de base et premiers montages, par Massimo Banzi
ISBN: 978-2100701520
Massimo Banzi est l'un des principaux créateurs d'Arduino. Autant dire qu'il connaît son sujet ! L'accent de cet ouvrage est mis sur une initiation à la programmation de l'Arduino, plus que sur l'électronique. À conseiller à tous les débutants.

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À l'aventure avec Arduino – Dès 10 ans, par Becky Stewart
ISBN: 978-2212143140
Le sous-titre ; « dès 10 ans » implique que ce livre manque complètement sa cible : gros pavés de textes, présentation dense, touffue et un peu triste ainsi que de devoir attendre la page 41 avant de réaliser son premier montage (une résistance, une LED…). Maintenant, ce livre a quand même des avantages certains, pour un enseignant ou un parent qui va accompagner des enfants : les exercices sont bien agencés, les explications sont claires et simples à comprendre. Les objectifs sont ambitieux, puisqu'on va aller jusqu'à aborder les registres à décalage et les servomoteurs.

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Programmer avec Arduino en s'amusant pour les nuls, par Olivier Engler
ISBN: 978-2412023877
Tout le monde connaît la série de livres Pour les nuls. Le nom de la collection est trompeur ; chaque livre va étudier un sujet à fond, mais il va prendre par la main le lecteur, étape après étape.
Il est indiqué sur la couverture : 20 projets à réaliser dès 10 ans.
Alors ? Eh bien, on ne s'amuse pas, et à 10 ans, on aura mieux à faire que de se plonger dans ce livre. Et pourtant, cela reste l'un des meilleurs livres pour découvrir le monde d'Arduino, mais à destination des ados passionnés ou des adultes qui n'ont aucune notion de programmation ou d'Arduino et qui sont intéressés par découvrir ce monde… ou accompagner un jeune. De fait, c'est un excellent livre pour tout enseignant(e) n'ayant pas des années de programmation derrière lui/elle et qui désire embarquer ses élèves dans l'aventure Arduino. À condition d'accepter le tutoiement à la mode Ikea… et les marottes linguistiques de l'auteur, qui s'évertue à appeler mikon un microcontrôleur.
Le premier montage électronique n'intervient que juste avant la page 100. Avant cela, il n'y a que peu de pratique. On aura perdu tous les jeunes bien avant ça. Mais alors, que se passe-t-il durant les 100 premières pages ? Eh bien une présentation, claire, didactique, de l'Arduino, comme je n'en ai jamais vu dans d'autres livres. On aborde même le langage assembleur (brièvement, mais on en parle, avec même un exemple). C'est aussi le premier livre qui présente simplement et clairement ce qu'est un microcontrôleur et à quoi il sert.
Chaque élément de la carte Arduino Uno est ainsi présenté. C'est complet, simple, compréhensible. Chaque concept est ainsi présenté. Normalement, dans un cours Arduino, on commence par faire des montages sur les broches numériques. Là pas, on commence avec les broches analogiques.
Étonnant. Rafraîchissant. Et pas si bête. On comprend tous une variation d'une valeur analogique.

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50 montages pédagogiques avec Arduino, par Alexis Dumont et Benoit Yernaux
ISBN: 979-1027501441
Voici enfin un livre explicitement destiné aux enseignants. Ici, point de théorie, mais immédiatement de la pratique. Comme son titre l'indique, le livre est un catalogue de projets Arduino, toujours plus complexes et destinés à la classe. Il ne s'agit pas ici de ne travailler que la programmation, mais aussi d'utiliser Arduino en mathématiques, physique, biologie… Une bonne base pour des travaux pratiques ou des projets d'élèves. Ce livre n'est pas destiné à des débutants dans le monde Arduino, mais bien à l'enseignant, qui ayant déjà de bonnes bases, cherche des projets pour ses élèves. Le lien avec les différentes disciplines scolaires est le vrai plus de ce livre.

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Sylvia présente : super projets Arduino, par Sylvia Todd
ISBN: 978-2412023891
Il n'est pas commun qu'un livre sur Arduino soit écrit par une jeune demoiselle. Mais ce n'est pas n'importe quelle demoiselle ; elle est déjà une figure reconnue dans le mouvement maker. Ce petit livre, très coloré, superbement illustré, s'adresse clairement aux enfants, mais les adultes débutants sur Arduino y trouveront tout autant leur compte.
Comme le titre l'indique, il ne s'agit pas d'apprendre à programmer sur Arduino, mais d'approcher ce monde avec de petits projets qui, mine de rien, vont parfois assez loin. Une réussite.

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Cahier d'activités Arduino pour les kids : Dès 8 ans, par Frédéric Pain
ISBN: 978-2212675696
Il est aussi possible de programmer Arduino à l'aide de Scratch et du logiciel mBlock. Ce livre est très clair et bien illustré. Il nous guide au travers de sept montages pour aboutir à la création d'une ministation météo. La programmation se fait via Scratch, donc sans code et le tout en français. Idéal donc pour permettre aux jeunes curieux de découvrir le monde Arduino.
Je reste néanmoins dubitatif par le montage « pluviomètre ». Avec mon expérience, j'essaierai d'éviter de faire cohabiter de l'eau avec de l'électronique et un ordinateur…

IV-C. Les meilleurs cours en ligne

IV-D. À propos des schémas électroniques

Pour réaliser les schémas électroniques, nous utilisons les outils suivants, disponibles gratuitement sur Mac et PC :

Il existe aussi une solution très élégante en ligne(4) : https://easyeda.com. Ce site permet de créer des schémas électroniques ainsi que la réalisation de circuits électroniques.

Un simulateur Arduino est aussi disponible à cette adresse : https://www.tinkercad.com. Il permet la réalisation de schémas d'implantation des composants sur les platines d'expérimentation, tout comme Fritzing, mais aussi la réalisation de schémas et de circuits électroniques.

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Ce sera la solution utilisée principalement dans ce cours. Pour plus d'informations : http://mitic.education/?p=1878.

Ce cours est publié pour la communauté Arduino d'Edurobot.ch via son site https://arduino.education/. Il s'agit d'une ressource éducative libre, sous licence CC BY-NC-SA. L'utilisation gratuite de ce cours dans le cadre d'une formation payante est tolérée. Un avis à l'auteur est néanmoins bienvenu. Les écoles publiques, lycées, gymnases, universités, les associations et les FabLab peuvent demander gratuitement une version Word de ce document, afin de l'adapter plus aisément à leurs besoins ou celui d’élèves dys.