Arduino à l'école

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

| Frédéric Genevey | Jean-Pierre Dulex |

Ce cours a été pensé pour des élèves (et des enseignants) qui n'ont aucune notion en programmation et en électronique. Par rapport au gigantesque potentiel de l'Arduino, il est volontairement limité, mais il s'efforce d'être progressif et surtout axé sur la pratique. Il n'est pas fait pour être suivi de manière linéaire. Il sert en effet de cadre théorique. Après les bases acquises, l'enseignant a tout intérêt à travailler en projet en s'appuyant sur ce cours.

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- Titre : Arduino à l'école

- Auteurs : Frédéric Genevey, Jean-Pierre Dulex

- Parution : 9 décembre 2019

- Licence : 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.

Sommaire

- I. Historique de ce cours

- II. Consignes de sécurité

- III. Préface

- IV. Introduction

- IV-A. Références

- IV-B. Bibliographie

- IV-C. Les meilleurs cours en ligne

- IV-D. À propos des schémas électroniques

- V. Matériel nécessaire

- VI. Découverte de la plateforme Arduino

- VI-A. Schéma d'une platine Arduino Uno

- VI-B. Le microcontrôleur

- VI-C. L'alimentation

- VI-D. La connectique

- VI-E. La platine d'expérimentation

- VII. Le logiciel Arduino IDE

- VIII. Les bases de l'électronique

- VIII-A. Petit rappel sur l'électricité

- VIII-B. Les diodes

- VIII-C. Les résistances

- IX. Projet 1 : le circuit électrique

- IX-A. Le circuit électrique

- X. Projet 2 : faire clignoter une LED

- X-A. Le logiciel Arduino IDE

- X-A-1. Exercice : lancer un SOS

- XI. Projet 3 : faire clignoter quatre LED

- XII. Projet 4 : introduction aux variables

- XII-A. Une variable, qu'est-ce que c'est ?

- XII-B. Définir les broches du microcontrôleur

- XIII. Projet 5 : les feux de circulation

- XIII-A. Variantes

- XIV. Projet 6 : l'incrémentation

- XV. Projet 7 : PWM, variation en douceur d'une LED

- XVI. Projet 8 : les inputs numériques

- XVI-A. Protéger l'Arduino

- XVI-B. Résistance Pull-Down / Pull-Up

- XVI-C. Circuit 6 : montage avec résistance pull-down (rappel au moins)

- XVI-D. Petits exercices : bouton-poussoir et LED qui clignote

- XVI-E. Le bargraphe

- XVI-F. Déparasiter à l'aide de condensateurs

- XVI-G. Variation : le bargraphe à 10 LED

- XVI-H. Variation : l'afficheur numérique

- XVI-I. Synthèse : apprendre à compter

- XVI-J. Code 15 : apprendre à compter

- XVII. Projet 9 : les inputs analogiques

- XVII-A. La photorésistance

- XVII-B. Circuit 11 : diviseur de tension

- XVII-C. Code 16 : valeur de seuil

- XVII-D. Code 17 : variation de la luminosité d'une LED en fonction de la lumière ambiante

- XVII-E. Code 18 : mappage de données

- XVIII. Projet 10 : le potentiomètre

- XVIII-A. Circuit 12 : utiliser le potentiomètre pour faire varier la luminosité d’une LED

- XVIII-B. Circuit 13 : utiliser le potentiomètre pour faire varier la luminosité d’une LED

- XVIII-C. Circuit 14 : allumer les LED d’un bargraphe à l’aide d’un potentiomètre

- XVIII-D. Code 20 : fficher la valeur d'un potentiomètre à l'aide d'un bargraphe

- XIX. Projet 11 : construire une station météo

- XIX-A. Code 21 : acquérir les données du capteur et les afficher

- XIX-B. Code 22 : afficher les données sur l'écran LCD

- XX. Projet 12 : utiliser un servomoteur

- XX-A. Code 23 : faire bouger le bras d’un servomoteur dans les deux sens

- XX-B. Code 24 : servomoteur et gestion des tâches

- XX-C. Code 25 : commander un servomoteur avec un potentiomètre

I - Historique de ce cours

J'ai commencé ce cours en même temps que j'ai commencé à utiliser l'Arduino avec mes élèves en 2012. Cette année, on en a profité pour pirater le sapin de Noël du directeur de l'école(1). D'abord destiné à des élèves d'une option VSO de l'école vaudoise, ce cours est maintenant adapté à des élèves d'une OCOM MITIC ou Technologie, dès la 10H.

NDLR. Voir le système secondaire du canton de Vaud en Suisse.

10H : classe du 3e cycle dans le système harmonisé, soit des élèves de 13-14 ans ! Ce qui explique le tutoiement dans le texte et certains codes… peu optimisés.

Vous pouvez envoyer vos remarques, vos idées et corrections à info@edurobot.ch.

Un merci particulier à Jean-Pierre Dulex pour la relecture et les tests réalisés avec ses élèves ainsi qu'au professeur Jean-Daniel Nicoud.

Les codes utilisés dans ce cours peuvent être téléchargés à l'adresse suivante :

https://arduino.education/codes/codes.zip

II - Consignes de sécurité

L'électricité peut être mortelle ! Pour éviter tout risque, en particulier avec des élèves, il convient de ne travailler qu'avec de la très basse tension (TBT). La tension de fonctionnement de l'Arduino se situe autour de 5 Volts.

Quelques règles élémentaires de sécurité

- Il ne faut jamais connecter directement l'Arduino au secteur (230 Volts alternatif).

- Pour l'alimentation des projets, utiliser des blocs d’alimentation avec adaptateur secteur répondant aux normes de sécurité en vigueur.

- Ne pas démonter d'appareils électroniques, sans supervision. Certains composants, comme les condensateurs, peuvent délivrer des décharges électriques mortelles, même lorsqu'ils ne sont pas connectés au secteur.

- Ce cours ne permet PAS d'acquérir les compétences et notions de sécurité nécessaires pour travailler avec le secteur (230 V), ni avec l'électricité automobile (12 V).

III - Préface

Lorsque Massimo Banzi et ses collègues de l'Interaction Design Institute d'Ivrea, en Italie, ont développé l'Arduino, l'objectif était de permettre aux étudiants de pouvoir disposer d'une plateforme valant le prix d'une pizza pour réaliser des projets interactifs(2).

Ainsi, l'Arduino a été conçu dès le départ dans un but pédagogique, pour être bon marché, doté d'une grande quantité d'entrées et de sorties, compatible Mac, Windows et Linux, programmable avec un langage très simple et open source. Il n'y a là que des avantages pour le monde scolaire, en particulier parce que l'Arduino se situe au croisement entre l'informatique, l'électronique et les travaux manuels(3).

L'approche pédagogique de l'Arduino est particulière. Il ne s'agit pas d'aborder la matière d'une manière linéaire, mais en bricolant et en « bidouillant » : on câble, on branche et on regarde ce que cela donne. C'est une approche par la pratique et l'expérimentation qui convient très bien à des élèves, même (et surtout) peu scolaires. Il y a bien sûr un risque de « griller » un Arduino ; mais il ne s'agit que de 30 francs de matériel, et pas d'un ordinateur à 1200 francs ! L'Arduino est un excellent outil pour le learning by doing et le project based learning. Une approche par la théorie, même si elle reste possible, serait contre-productive.

La meilleure preuve que l'Arduino est parfaitement adapté aux élèves est qu'en quelques leçons, ils sont déjà prêts à réaliser des projets concrets.

Ce cours a été pensé pour des élèves (et des enseignants) qui n'ont aucune notion en programmation et en électronique. Par rapport au gigantesque potentiel de l'Arduino, il est volontairement limité, mais il s'efforce d'être progressif et surtout axé sur la pratique. Il n'est pas fait pour être suivi de manière linéaire. Il sert en effet de cadre théorique. Après les bases acquises, l'enseignant a tout intérêt à travailler en projet en s'appuyant sur ce cours.

Note : il n'y a pas de différence entre du matériel Arduino et Genuino. Faites attention avec les copies chinoises d'Arduino. Les moins chères peuvent poser des problèmes d'utilisation assez importants (drivers nécessaires, câblage avec faux contacts…).

Diduino, compatible Arduino, développé à Lausanne

IV - Introduction

IV-A - Références

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

Sources principales :

- http://arduino.cc/fr/ ;

- http://mediawiki.e-apprendre.net/index.php/Diduino-Robot ;

- https://www.didel.com.

Sources annexes :

- http://www.mon-club-elec.fr/pmwiki_mon_club_elec/pmwiki.php?n=MAIN.ARDUINO ;

- http://makezine.com/category/technology/arduino/ ;

- http://www.craslab.org/arduino/livrethtml/LivretArduinoCRAS.html ;

- http://arduino103.blogspot.ch ;

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 :

- www.wikidebrouillard.org/index.php?title=Catégorie:Arduino

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

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

- http://www.instructables.com/class/Arduino-Class (anglais)

NDLR. Sans oublier les meilleurs cours et tutoriels pour utiliser la carte Arduino sur Developpez.

IV-D - À propos des schémas électroniques

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

- Fritzing : http://fritzing.org ;

- Solve Elec : http://www.physicsbox.com/indexsolveelec2fr.html ;

- Fido Cadj : http://davbucci.chez-alice.fr/index.php?argument=elettronica/fidocadj/fidocadj.inc ;

- QelectroTech : https://qelectrotech.org ;

- iCircuit : http://icircuitapp.com.

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.

V - Matériel nécessaire

Voici la liste minimum du matériel nécessaire pour suivre ce cours :

- une carte Arduino ou compatible Arduino ;

- une platine d'expérimentation (breadboard) ;

- des câbles de liaison (jumpers) ;

- 6 LED rouges ;

- 2 LED vertes ;

- 2 LED jaunes ou orange ;

- 1 LED RGB anode ou cathode commune ;

- 10 résistances de 220 à 470 Ω ;

- 2 résistances de 1 à 10 kΩ ;

- 2 condensateurs 10 nF ;

- 2 boutons-poussoirs ;

- 1 photorésistance ;

- 1 bargraphe 10 LED* ;

- 1 multimètre ;

- 1 potentiomètre (résistance variable) de 10 ou 20 kΩ ;

- 1 servomoteur ;

- 1 joystick*.

Pour pouvoir aller plus loin, voici les composants nécessaires :

- capteur de température et d'humidité DHT11 ;

- 1 écran LED 2x12 ;

(*optionnel)

Note : cette liste évoluera en même temps que le cours.

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 :

- https://www.didel.com/product-category/carte/cardui/

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.

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 :

Source : Mathew Schwartz

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

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).
Sur les Arduino et sur beaucoup de cartes compatibles Arduino, les broches se trouvent au même endroit. Cela permet de fixer des cartes d'extension, appelée shields en les empilant.
Exploration des broches Arduino

- 0 à 13 Entrées/sorties numériques ;

- A0 à A5 Entrées/sorties analogiques ;

- GND Terre ou masse (0 V) ;

- 5 V Alimentation +5 V ;

- 3.3 V Alimentation +3.3 V ;

- Vin Alimentation non stabilisée (= le même voltage que celui à l'entrée de la carte).

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.

VII - Le logiciel Arduino IDE

Le logiciel Arduino IDE fonctionne sur Mac, Windows et Linux. C'est grâce à ce logiciel que nous allons créer, tester et envoyer les programmes sur l'Arduino.

L'IDE est téléchargeable à l'adresse suivante : http://arduino.cc.

Une version en ligne de l'éditeur de code est disponible à cette adresse : https://create.arduino.cc/editor

VIII - Les bases de l'électronique

VIII-A - Petit rappel sur l'électricité

L'électricité est un déplacement d'électrons dans un milieu conducteur.

Pour que ces électrons se déplacent tous dans un même sens, il faut qu'il y ait une différence du nombre d'électrons entre les deux extrémités du circuit électrique.

Pour maintenir cette différence du nombre d'électrons, on utilise un générateur (pile, accumulateur, alternateur…).

La différence de quantité d'électrons entre deux parties d'un circuit s'appelle la différence de potentiel et elle se mesure en Volts (V).

On peut comparer le fonctionnement d'un circuit électrique à celui d'un barrage hydroélectrique :

- les électrons seraient l'eau ;

- le générateur serait le réservoir d'eau ;

- les conducteurs sont naturellement les conduites forcées ;

- le consommateur (une ampoule ou une diode, par exemple) est la turbine, qui exploite l'énergie du déplacement des électrons.

Sur un barrage, plus la différence entre l'altitude du niveau du réservoir et celui de la turbine est importante, plus la pression de l'eau sera importante. Pour un barrage on appelle cette différence d'altitude hauteur de chute. Cela équivaut sur un circuit électrique à la différence de potentiel, qui se mesure en Volts (V) et se note U.

Le débit de l'eau (c.-à-d. la quantité d'eau qui s'écoule par unité de temps) correspond à l'intensité, aussi appelée courant, qui est donc le débit d'électrons. Elle se mesure en Ampères (A) et se note I.
La puissance se note P et se mesure en Watts (W).

NDLR. Sur un barrage, plus la hauteur de chute est importante et plus le débit de l’eau est élevé, et plus la puissance hydraulique transmise à la turbine pour la faire tourner sera grande.

De façon analogue, la puissance électrique P est le produit de la tension U et de l'intensité I.

P = U · I

Quelques ressources pour comprendre l'électricité :

- C'est pas sorcier sur l'électricité : https://www.youtube.com/watch?v=efQW-ZmpyZs ;

- C'est pas sorcier sur le transport de l'électricité : https://www.youtube.com/watch?v=rMwuReV9DXk ;

- C'est pas sorcier sur les batteries et les piles : https://www.youtube.com/watch?v=mItO3l82Ic0 ;

- Site pédagogique sur l'électricité Hydro-Qébec : http://www.hydroquebec.com/comprendre/ ;

- La bataille de l'électricité : https://www.youtube.com/watch?v=rbVqoJu6bQ8.

VIII-B - Les diodes

Il est possible de remplacer l'ampoule par une diode électroluminescente, aussi appelée LED(5). Elle a la particularité de ne laisser passer le courant électrique que dans un sens.

Le courant électrique ne peut traverser la diode que dans le sens de l'anode vers la cathode.
On reconnaît l'anode, car il s'agit de la broche la plus longue. Lorsque les deux broches sont de même longueur, on peut distinguer l'anode de la cathode, par un méplat du côté de cette dernière. Le symbole de la LED est le suivant :

Attention : le courant produit par l'Arduino est trop important pour y brancher directement une LED dessus. L'utilisation d'une résistance est obligatoire, pour ne pas griller la LED.

En utilisant divers matériaux semi-conducteurs, on fait varier la couleur de la lumière émise par la LED. Il existe enfin une grande variété de formes de LED.

VIII-C - Les résistances

Une résistance est un composant électronique ou électrique dont la principale caractéristique est d'opposer une plus ou moins grande résistance (mesurée en ohms : Ω) à la circulation du courant électrique.

On peut alors comparer, le débit d'eau au courant électrique I (qui est d'ailleurs le débit d'électrons), la différence de pression à la différence de potentiel électrique (qui est la tension U) et, enfin, le rétrécissement à la résistance R.

Ainsi, pour une tension fixe, plus la résistance est faible, plus le courant la traversant est fort. Cette proportion est vérifiée par la loi d'Ohm :

et donc et

Une résistance est un milieu peu conducteur ; les électrons peinent à s'y déplacer. Leur énergie se dissipe alors en général sous forme de chaleur. C'est ce principe utilisé pour les bouilloires électriques ou les ampoules à filaments.

La valeur de la résistance se mesure en Ohms (Ω). La valeur d'une résistance est déterminée par ses bandes de couleurs.

Outre le tableau ci-dessus, on peut s'aider du petit mode d'emploi qui se trouve ici :

http://www.apprendre-en-ligne.net/crypto/passecret/resistances.pdf

La résistance est schématisée de ces deux manières (européenne à gauche et américaine à droite) :

Un calculateur de valeurs de résistances est disponible à cette adresse : http://edurobot.ch/resistance/

IX - Projet 1 : le circuit électrique

Réalise le circuit suivant :

Note : la couleur des fils électriques importe peu, de même que leur position sur la platine d'expérimentation.

Circuit 1

Liste des composants

- 1 LED ;

- 1 résistance de 220 à 470 Ω ;

- 2 câbles.

Observations

Voici ce que cela donne au niveau du schéma électronique.

Lorsqu'on branche l'Arduino à l'ordinateur, via le câble USB, il y a 50 % de chances que la LED s'allume. En effet, si elle ne s'allume pas, il faut tourner la LED dans l'autre sens. Sa particularité est que l'électricité ne peut la traverser que dans un sens.

IX-A - Le circuit électrique

Lors de l'exercice 1, tu as réalisé un circuit électrique : tu as relié une source d'électrons à la terre. Leur déplacement a ainsi permis à la LED de s'allumer. L'Arduino ne sert qu'à l'alimentation électrique, comme une pile.

Une pile est constituée d'un milieu contenant de nombreux électrons en trop, et d'un second milieu en manque d'électrons. Quand on relie les deux pôles de la pile (le + et le -) avec un fil électrique (le conducteur), les électrons vont alors se déplacer du milieu riche en électrons vers le milieu pauvre. Si on place une lampe électrique entre les deux, le passage des électrons va générer de la lumière.

Circuit électrique

Voici le schéma électrique du circuit ci-dessus :

Lorsque l'interrupteur est enclenché, on dit que le circuit est fermé. Les électrons vont alors se déplacer et l'énergie de ce déplacement pourra être exploitée pour allumer une lampe ou faire fonctionner un moteur, par exemple.

Lorsque l'interrupteur est déclenché, on dit que le circuit est ouvert. Le pôle positif n'étant alors plus relié au pôle négatif, les électrons ne peuvent plus se déplacer.

X - Projet 2 : faire clignoter une LED

Comme premier programme, nous allons faire clignoter une LED D1 , connectée sur la broche 13. Voici le schéma de câblage :

Circuit 2

Liste des composants

- 1 LED ;

- 1 résistance de 220 à 470 Ω ;

- 2 câbles.

X-A - Le logiciel Arduino IDE

La programmation se fait dans le logiciel Arduino IDE :

Le menu

- Bouton 1 : ce bouton permet de vérifier le programme, il actionne un module qui cherche les erreurs dans le programme ;

- Bouton 2 : envoi du programme sur l'Arduino ;

- Bouton 3 : créer un nouveau fichier ;

- Bouton 4 : ouvrir un fichier existant ;

- Bouton 5 : enregistrer un fichier.

Commençons tout de suite par un petit code. Nous l'analyserons ensuite.

Une fois le code écrit (ou collé) dans la fenêtre de programmation, il faut l'envoyer sur l'Arduino. Pour cela, après avoir connecté l'Arduino à l'ordinateur, il faut sélectionner le port (tty_usbmodemXXXXX) et le type de carte (Arduino Uno, dans notre cas). Ces deux réglages sont dans le menu Outils.

Cliquer enfin sur le bouton téléverser (upload).

Code 1 : faire clignoter une LED sur la broche 13

1. /*

2. Code 1 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif: faire clignoter la LED montée sur la broche 13

4. */

6. //***** FONCTION SETUP = Code d'initialisation *****

7. // La fonction setup() est exécutée en premier et une seule fois, au démarrage du programme

9. void setup()    // début de la fonction setup()

10. {

11. pinMode(13, OUTPUT);  // Initialise la broche 13 comme sortie

12. Serial.begin(9600);   // Ouvre le port série à 9600 bauds

13. }               // fin de la fonction setup()

15. //***** FONCTION LOOP = Boucle sans fin = cœur du programme *****

16. // la fonction loop() s'exécute sans fin en boucle aussi longtemps que l'Arduino est sous tension

18. void loop()     // début de la fonction loop()

19. {

20. digitalWrite(13, HIGH);  // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED

21. delay(500);              // Pause de 500 ms

22. digitalWrite(13, LOW);   // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED

23. delay(500);              // Pause 500 ms

24. }               // fin de la fonction loop()

Observations

Ce code permet de faire clignoter la LED D1 située sur la broche 13. Une LED, soudée sur l'Arduino et reliée à la broche 13 clignote elle aussi. La résistante R1 de 220 Ω sert à abaisser la tension et éviter que la LED ne grille.

Déboguer

Il y a de nombreuses erreurs possibles dans un programme Arduino. La lecture et la compréhension de ces erreurs dans Arduino IDE ne sont pas évidentes. Vous trouverez de précieux conseils ici :

- https://www.didel.com/C/MiseAuPoint.pdf

Introduction au code

Le déroulement du programme

Le programme se déroule de la façon suivante :

1. Prise en compte des instructions de la partie déclarative ;

2. Exécution de la partie configuration (fonction setup()) ;

3. Exécution de la boucle sans fin (fonction loop()) : le code compris dans la boucle sans fin est exécuté indéfiniment.

Nous verrons petit à petit les divers éléments présents dans le schéma. L'important pour le moment est de savoir qu'un programme est divisé en trois parties : en-tête déclaratif, fonction setup et fonction loop.

La suite va nous permettre d'entrer dans le code minimal : les fonctions setup et .

Le code minimal

Avec Arduino, nous devons utiliser un code minimal lorsqu'on crée un programme. Ce code permet de diviser le programme en deux parties.

1. void setup()

2. {

3. }

4. void loop()

5. {

6. }

Nous avons donc devant nous le code minimal qu'il faut insérer dans notre programme. Mais que peut-il bien signifier pour quelqu'un qui n'a jamais programmé ?

La fonction

Dans le code 1 se trouvent deux fonctions. Les fonctions sont en fait des portions de code.

Première fonction :

1. void setup()

2. {

3. }

Cette fonction setup() est appelée une seule fois lorsque le programme commence. C'est pourquoi c'est dans cette fonction que l'on va écrire le code qui n'a besoin d'être exécuté qu'une seule fois. On appelle cette fonction : « fonction d'initialisation ». On y retrouvera la mise en place des différentes sorties et quelques autres réglages.

Une fois que l'on a initialisé le programme, il faut ensuite créer son « cœur », autrement dit le programme en lui-même.

Deuxième fonction :

1. void loop()

2. {

3. }

C'est donc dans cette fonction loop() que l'on va écrire le contenu du programme. Il faut savoir que cette fonction est appelée en permanence, c'est-à-dire qu'elle est exécutée une fois, puis lorsque son exécution est terminée, elle est exécutée à nouveau, encore et encore. On parle de boucle infinie.

Les instructions

Maintenant que nous avons vu la structure des fonctions, regardons ce qu'elles peuvent contenir.

Les instructions sont des lignes de code qui disent au programme : « fais ceci, fais cela… » Ce sont donc les ordres qui seront exécutés par l'Arduino. Il est très important de respecter exactement la syntaxe ; faute de quoi, le code ne pourra pas être exécuté.

Les points-virgules ;

Les points-virgules terminent les instructions. Si par exemple on dit dans notre programme : « appelle la fonction mangerLeChat », on doit mettre un point-virgule après l'appel de cette fonction.

Lorsque le code ne fonctionne pas, c'est souvent parce qu'il manque un point-virgule. Il faut donc être très attentif à ne pas les oublier !

Les accolades { }

Les accolades sont les « conteneurs » du code du programme. Elles sont propres aux fonctions, aux conditions et aux boucles. Les instructions du programme sont écrites à l'intérieur de ces accolades.

Pour ouvrir une accolade sur Mac, taper alt-8 et alt-9 pour la fermer.

Les commentaires

Les commentaires sont des lignes de code qui seront ignorées par le programme. Elles ne servent à rien lors de l'exécution du programme. Ils permettent d'annoter et de commenter le programme.

Ligne unique de commentaire :

1. //cette ligne est un commentaire sur UNE SEULE ligne

Ligne ou paragraphe sur plusieurs lignes :

1. /*cette ligne est un commentaire, sur PLUSIEURS lignes

2. qui sera ignoré par le programme, mais pas par celui qui lit le code ;) */

Les accents

Il est formellement interdit de mettre des accents en programmation ! Sauf dans les commentaires…

Analyse du code 1

Revenons maintenant à notre code.

- La ligne pinMode(13, OUTPUT); initialise la broche 13 du microcontrôleur comme sortie, c'est-à-dire que des données seront envoyées depuis le microcontrôleur vers cette broche (on va « envoyer » de l'électricité).

- La ligne Serial.begin(9600); initialise le port série qui permet à l'Arduino d'envoyer et de recevoir des informations à l'ordinateur. C'est recommandé, mais cela fonctionne aussi sans.

- Avec l'instruction digitalWrite(13, HIGH);, le microcontrôleur connecte la broche D13 au +5 V ce qui a pour effet d'allumer la LED (de l'électricité « sort » de la broche D13).

- L'instruction delay(500); indique au microcontrôleur de ne rien faire pendant 500 millisecondes, soit ½ seconde.

- Avec l'instruction digitalWrite(13, LOW);, le microcontrôleur connecte la broche D13 à la masse (Gnd) ce qui a pour effet d'éteindre la LED (on coupe l'alimentation en électricité).

- L'instruction delay(500); indique au microcontrôleur à nouveau de ne rien faire pendant 500 ms soit ½ seconde.

- Le résultat est donc que la LED s'allume pendant ½ seconde, puis s'éteint pendant une ½ seconde puis s'allume pendant ½ seconde… Elle clignote donc.

Profitons maintenant pour voir ce que signifie le terme Output. Il s'agit de préciser si la broche est une entrée ou une sortie. En effet, le microcontrôleur a la capacité d'utiliser certaines de ses broches en entrée (INPUT) ou en sortie (OUTPUT). Il suffit d'interchanger une ligne de code pour dire qu'il faut utiliser une broche en entrée (NDLR. Broche en « lecture ») ou en sortie (NDLR. Broche en « écriture »).

Cette ligne de code doit se trouver dans la fonction setup(). La fonction est pinMode(), comme dans l'exemple ci-dessous :

1. void setup()

2. {

3. pinMode(13, OUTPUT);

4. Serial.begin(9600);

5. }

Modifions le code

Faisons varier les valeurs de l'instruction delay() et modifions le code selon les exemples ci-dessous.

Essai 1 :

1. digitalWrite(13, HIGH);

2. delay(50);

3. digitalWrite(13, LOW);

4. delay(50);

Essai 2 :

1. digitalWrite(13, HIGH);

2. delay(500);

3. digitalWrite(13, LOW);

4. delay(2000);

Essai 3 :

1. digitalWrite(13, HIGH);

2. delay(50);

3. digitalWrite(13, LOW);

4. delay(50);

5. digitalWrite(13, HIGH);

6. delay(1000);

7. digitalWrite(13, LOW);

8. delay(1000);

X-A-1 - Exercice : lancer un SOS

En code morse, les lettres sont codées à l'aide d'une succession d'impulsions courtes et longues. On utilise le code morse pour transmettre un SOS, par exemple sous forme de signaux lumineux avec une lampe de poche.
L'exercice consiste à coder l'Arduino et sa LED pour qu'il transmette un signal de SOS lumineux. Voici à quoi ressemble un SOS en morse :
Attention : il n'y a pas d'espace entre les lettres d'un SOS.
Une vidéo avec le résultat est visible ici :
https://www.scolcast.ch/episode/arduino-sos

Code de l’exercice SOS

/*
Exercice Code SOS - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino
Objectif: faire clignoter la LED montée sur la broche 13 pour lancer un SOS
*/

//***** FONCTION SETUP = Code d'initialisation *****
// La fonction setup() est exécutée en premier et une seule fois, au démarrage du programme

void setup()  // début de la fonction setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);  // Initialise la broche 13 comme sortie
Serial.begin(9600);   // Ouvre le port série à 9600 bauds
}  // fin de la fonction setup()

//***** FONCTION LOOP = Boucle sans fin = cœur du programme *****
// la fonction loop() s'exécute sans fin en boucle aussi longtemps que l'Arduino est sous tension

void loop() // début de la fonction loop()
{
digitalWrite(13, HIGH); // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED
delay(200);             // Pause de 200 ms
digitalWrite(13, LOW);  // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED
delay(200);             // Pause 200 ms

digitalWrite(13, HIGH); // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED
delay(200);             // Pause de 200 ms
digitalWrite(13, LOW);  // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED
delay(200);             //Pause 200 ms

digitalWrite(13, HIGH); // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED
delay(200);             // Pause de 200 ms
digitalWrite(13, LOW);  // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED
delay(200);             // Pause 200 ms

digitalWrite(13, HIGH); // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED
delay(600);             // Pause de 600ms
digitalWrite(13, LOW);  // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED
delay(200);             // Pause 200 ms

digitalWrite(13, HIGH); // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED
delay(600);             // Pause de 600 ms
digitalWrite(13, LOW);  // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED
delay(200);             // Pause 200 ms

digitalWrite(13, HIGH); // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED
delay(600);             // Pause de 600 ms
digitalWrite(13, LOW);  // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED
delay(200);             // Pause 200 ms

digitalWrite(13, HIGH); // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED
delay(200);             // Pause de 200 ms
digitalWrite(13, LOW);  // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED
delay(200);             // Pause 200 ms

digitalWrite(13, HIGH); // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED
delay(200);             // Pause de 200 ms
digitalWrite(13, LOW);  // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED
delay(200);             // Pause 200ms

digitalWrite(13, HIGH); // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED
delay(200);             // Pause de 200 ms
digitalWrite(13, LOW);  // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED
delay(200);             // Pause 200 ms

} // fin de la fonction loop()

XI - Projet 3 : faire clignoter quatre LED

Voici le montage à réaliser. Les LED sont connectées aux broches 10 à 13.

Circuit 3

Liste des composants

- 4 LED ;

- 4 résistances de 220 à 470 Ω ;

- 6 câbles.

Ce code fait clignoter les 4 LED en même temps.

Code 2 : faire clignoter 4 LED

1. /*

2. Code 2 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif: faire clignoter les 4 LED montées sur les broches 10 à 13

4. */

6. //***** FONCTION SETUP = Code d'initialisation *****

7. // La fonction setup() est exécutée en premier et une seule fois, au démarrage du programme

9. void setup()    // début de la fonction setup()

10. {

11. pinMode(10, OUTPUT);    // Initialise la broche 10 comme sortie

12. pinMode(11, OUTPUT);    // Initialise la broche 11 comme sortie

13. pinMode(12, OUTPUT);    // Initialise la broche 12 comme sortie

14. pinMode(13, OUTPUT);    // Initialise la broche 13 comme sortie

16. Serial.begin(9600);      // Ouvre le port série à 9600 bauds

17. }               // fin de la fonction setup()

19. //***** FONCTION LOOP = Boucle sans fin = cœur du programme *****

20. // la fonction loop() s'exécute sans fin en boucle aussi longtemps que l'Arduino est sous tension

22. void loop()     // début de la fonction loop()

23. {

24. digitalWrite(10, HIGH);  // Met la broche 10 au niveau haut = allume la LED

25. digitalWrite(11, HIGH);  // Met la broche 11 au niveau haut = allume la LED

26. digitalWrite(12, HIGH);  // Met la broche 12 au niveau haut = allume la LED

27. digitalWrite(13, HIGH);  // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED

28. delay(500);              // Pause de 500 ms

29. digitalWrite(10, LOW);   // Met la broche 10 au niveau bas = éteint la LED

30. digitalWrite(11, LOW);   // Met la broche 11 au niveau bas = éteint la LED

31. digitalWrite(12, LOW);   // Met la broche 12 au niveau bas = éteint la LED

32. digitalWrite(13, LOW);   // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED

33. delay(500);              // Pause 500 ms

34. }               // fin de la fonction loop()

Code 3 : réaliser un chenillard à 4 LED.

1. /*

2. Code 3 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : faire un chenillard à 4 LED montées sur les broches 10 à 13

4. */

6. void setup()  // début de la fonction setup()

7. {

8. pinMode(10, OUTPUT);     // Initialise la broche 10 comme sortie

9. pinMode(11, OUTPUT);     // Initialise la broche 11 comme sortie

10. pinMode(12, OUTPUT);     // Initialise la broche 12 comme sortie

11. pinMode(13, OUTPUT);     // Initialise la broche 13 comme sortie

13. Serial.begin(9600);      // Ouvre le port série à 9600 bauds

14. }            // fin de la fonction setup()

16. void loop()  // début de la fonction loop()

17. {

18. digitalWrite(10, HIGH);  // Met la broche 10 au niveau haut = allume la LED

19. digitalWrite(11, LOW);   // Met la broche 11 au niveau bas = éteint la LED

20. digitalWrite(12, LOW);   // Met la broche 12 au niveau bas = éteint la LED

21. digitalWrite(13, LOW);   // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED

23. delay(100);  // Pause de 100 ms

25. digitalWrite(10, LOW);   // Met la broche 10 au niveau bas = éteint la LED

26. digitalWrite(11, HIGH);  // Met la broche 11 au niveau haut = allume la LED

28. delay(100);  // Pause de 100 ms

30. digitalWrite(11, LOW);   // Met la broche 11 au niveau bas = éteint la LED

31. digitalWrite(12, HIGH);  // Met la broche 12 au niveau haut = allume la LED

33. delay(100);  // Pause de 100 ms

35. digitalWrite(12, LOW);   // Met la broche 12 au niveau bas = éteint la LED

36. digitalWrite(13, HIGH);  // Met la broche 13 au niveau haut = allume la LED

38. delay(100);  // Pause de 100 ms

40. digitalWrite(13, LOW);   // Met la broche 13 au niveau bas = éteint la LED

41. digitalWrite(12, HIGH);  // Met la broche 12 au niveau haut = allume la LED

43. delay(100);  // Pause de 100 ms

45. digitalWrite(12, LOW);   // Met la broche 12 au niveau bas = éteint la LED

46. digitalWrite(11, HIGH);  // Met la broche 11 au niveau haut = allume la LED

48. delay(100);  // Pause de 100ms

49. }            // fin de la fonction loop

XII - Projet 4 : introduction aux variables

XII-A - Une variable, qu'est-ce que c'est ?

Imaginons un nombre dont nous devons nous souvenir. Ce nombre est stocké dans un espace de stockage de la mémoire vive (RAM) du microcontrôleur. Chaque espace de stockage est identifié de manière unique.

Le nombre stocké a la particularité de changer de valeur. En effet, la variable n'est que le conteneur. Son contenu va donc pouvoir être modifié. Et ce conteneur va être stocké dans une case de la mémoire. Si on matérialise cette explication par un schéma, cela donnerait :

nombre ➞ variable ➞ mémoire

le symbole « ➞ » signifiant : « est contenu dans… ».

Imaginons que nous stockons le nombre dans un container (la variable). Chaque container est lui, déposé dans un espace bien précis, afin de le retrouver. Chaque container (variable) est aussi identifié par un nom unique.

Le nom d'une variable

Le nom de variable n'accepte que l'alphabet alphanumérique ([a-z], [A-Z], [0-9]) et _ (underscore). Il est unique ; il ne peut donc pas y avoir deux variables portant le même nom.

Définir une variable

Imaginons que nous voulons stocker le nombre 4 dans une variable. Il tiendrait dans un petit carton. Mais on pourrait le stocker dans un grand container. Oui… mais non ! Un microcontrôleur, ce n'est pas un ordinateur 3 GHz multicœur, 8 Go de RAM ! Ici, il s'agit d'un système qui fonctionne avec un CPU à 16 MHz (soit 0,016 GHz) et 2 Ko de SRAM pour la mémoire vive. Il y a donc au moins deux raisons pour choisir ses variables de manière judicieuse :

1. La RAM n'est pas extensible, quand il n'y en a plus, y en a plus ! Dans un même volume, on peut stocker bien plus de petits cartons que de gros containers. Il faut donc optimiser la place ;

2. Le processeur est de type 8 bits (sur un Arduino UNO), donc il est optimisé pour faire des traitements sur des variables de taille 8 bits, un traitement sur une variable 32 bits prendra donc (beaucoup) plus de temps. Si les variables de la taille d'un container sont sur 32 bits, autant prendre un carton qui n'occupe que 8 bits quand la variable tient dedans !

Type de variable

Type de nombre stocké

Valeurs maximales du nombre stocké

Nombre sur X bits

Nombre d'octets

int

entier

-32 768 à +32 767

16 bits

2 octets

long

entier

-2 147 483 648 à +2 147 483 647

32 bits

4 octets

char

entier

-128 à +127

8 bits

1 octet

float

décimale

-3.4 x 10^38 à +3.4 x 10^38

32 bits

4 octets

double

décimale

-3.4 x 10^38 à +3.4 x 10^38

32 bits

4 octets

Prenons maintenant une variable que nous allons appeler « x ». Par exemple, si notre variable « x » ne prend que des valeurs décimales, on utilisera les types int, long, ou char. Si maintenant la variable « x » ne dépasse pas la valeur 64 ou 87, alors on utilisera le type char.

1. char x = 0;

Si en revanche x = 260, alors on utilisera le type supérieur (qui accepte une plus grande quantité de nombres) à char, autrement dit int ou long.

1. int x = 0;

Si à présent notre variable « x » ne prend jamais une valeur négative (-20, -78…), alors on utilisera un type non-signé. C'est-à-dire, dans notre cas, un char dont la valeur n'est plus de -128 à +127, mais de 0 à 255.

Voici le tableau des types non signés, on repère ces types par le mot unsigned (de l'anglais : non-signé) qui les précède :

Type de variable

Type de nombre stocké

Valeurs maximales du nombre stocké

Nombre sur X bits

Nombre d'octets

unsigned char

entier non négatif

0 à 255

8 bits

1 octet

unsigned int

entier non négatif

0 à 65 535

16 bits

2 octets

unsigned long

entier non négatif

0 à 4 294 967 295

32 bits

4 octets

Une des particularités du langage Arduino est qu'il accepte un nombre plus important de types de variables, listées dans ce tableau :

Type de variable

Type de nombre stocké

Valeurs maximales du nombre stocké

Nombre sur X bits

Nombre d'octets

byte

entier non négatif

0 à 255

8 bits

1 octet

word

entier non négatif

0 à 65 535

16 bits

2 octets

boolean

entier non négatif

0 à 1

1 bit

1 octet

XII-B - Définir les broches du microcontrôleur

Jusqu'à maintenant, nous avons identifié les broches du microcontrôleur à l'aide de leur numéro, comme dans l'exemple suivant : pinMode(13, OUTPUT);. Cela ne pose pas de problème quand on a une ou deux LED connectées. Mais dès qu'on a des montages plus compliqués, cela devient difficile de savoir qui fait quoi. Il est donc possible de renommer chaque broche du microcontrôleur.

Premièrement, définissons la broche utilisée du microcontrôleur en tant que variable.

1. const int led1 = 13;

Le terme const signifie que l'on définit la variable comme étant constante. Par conséquent, on change la nature de la variable qui devient alors constante.

Le terme int correspond à un type de variable. Dans une variable de ce type, on peut stocker un nombre allant de -2 147 483 648 à +2 147 483 647, ce qui sera suffisant ! Ainsi, la broche 13 s'appellera led1.

Nous sommes donc en présence d'une variable, nommée led1, qui est en fait une constante, qui peut prendre une valeur allant de -2 147 483 648 à +2 147 483 647. Dans notre cas, cette constante est assignée au nombre 13.

Concrètement, qu'est-ce que cela signifie ? Observons la différence entre les deux codes.

Broche non définie

1. void setup() {

2. pinMode(13, OUTPUT);

3. // Initialise la broche 13 comme sortie

4. Serial.begin(9600);

5. }

7. void loop() {

8. digitalWrite(13, HIGH);

9. delay(500);

10. digitalWrite(13, LOW);

11. delay(500);

12. }

Broche définie

1. const int led1= 13;

2. //La broche 13 devient led1

4. void setup() {

5. pinMode(led1, OUTPUT);

6. // Initialise led1 comme broche de sortie

7. Serial.begin(9600);

8. }

10. void loop() {

11. digitalWrite(led1, HIGH);

12. delay(500);

13. digitalWrite(led1, LOW);

14. delay(500);

15. }

On peut trouver que de définir les broches allonge le code. Mais quand nous aurons de nombreuses broches en fonction, cela nous permettra de les identifier plus facilement. Ainsi, si nous avons plusieurs LED, nous pouvons les appeler Led1, Led2, Led3… et si nous utilisons des LED de plusieurs couleurs, nous pourrons les appeler rouge, vert, bleu…

Enfin (et surtout !), si on veut changer la broche utilisée, il suffit de corriger la variable au départ, sans devoir corriger tout le code.

Comme pour les variables, nous pouvons donner n'importe quel nom aux broches.

XIII - Projet 5 : les feux de circulation

Afin de mettre en pratique l'utilisation de variables, voici un petit exercice. On peut se baser sur le code 3 pour débuter.

L'objectif de cet exercice est de créer deux feux de circulation et de les faire fonctionner de manière synchrone.

Voici les phases de deux feux de circulation que tu dois recréer :

Tu peux visionner une vidéo de présentation ici : http://www.scolcast.ch/podcast/61/53-3067

Circuit 4

Liste des composants

- 2 LED rouges ;

- 2 LED jaunes ou orange ;

- 2 LED vertes ;

- 6 résistances de 220 à 470 Ω.

Afin de faciliter l'identification de chaque LED, nous allons renommer les broches comme suit :

Feu 1 :

- LED rouge connectée sur la broche 4 et renommée R1 ;

- LED jaune connectée sur la broche 5 et renommée J1 ;

- LED verte connectée sur la broche 6 et renommée V1.

Feu 2 :

- LED rouge connectée sur la broche 8 et renommée R2 ;

- LED jaune connectée sur la broche 9 et renommée J2 ;

- LED verte connectée sur la broche 10 et renommée V2.

Enfin, nous utiliserons deux variables timer1 et timer2 pour définir les temps d'allumages. Avant de regarder le code à la page suivante, essaie de faire l'exercice seul.

Code 4 : le feu de circulation

1. /*

2. Code 4 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : gérer des feux de circulation

4. */

6. // On définit les variables pour chaque broche

7. //FEU 1

8. const int R1 = 4;     // La broche 4 devient le feu rouge 1

9. const int J1 = 5;     // La broche 3 devient le feu jaune 1

10. const int V1 = 6;     // La broche 2 devient le feu vert 1

11. //FEU2

12. const int R2 = 8;     // La broche 8 devient le feu rouge 2

13. const int J2 = 9;     // La broche 9 devient le feu jaune 2

14. const int V2 = 10;    // La broche 10 devient le feu vert 2

15. //TEMPS

16. int timer1 = 2000;    // Le temps est fixé à 2 secondes

17. int timer2 = 6000;    // Le temps est fixé à 6 secondes

19. void setup() {

20. // On initialise les sorties

21. pinMode(R1, OUTPUT);

22. pinMode(J1, OUTPUT);

23. pinMode(V1, OUTPUT);

25. pinMode(R2, OUTPUT);

26. pinMode(J2, OUTPUT);

27. pinMode(V2, OUTPUT);

28. }

30. void loop() {

31. // Phase 1 : R1 et V2 sont allumés, R2, J1 et J2 sont éteints

32. digitalWrite(R2, LOW);   // R2 éteint

33. digitalWrite(J1, LOW);   // J1 éteint

34. digitalWrite(J2, LOW);   // J2 éteint

35. digitalWrite(R1, HIGH);  // R1 allumé

36. digitalWrite(V2, HIGH);  // V2 allumé

37. delay(timer2);           // durée: 6000 millisecondes, soit 6 secondes

39. // Phase 2 : R1, J1, J2 allumés et V2 éteint

40. digitalWrite(V2, LOW);   // V2 éteint

41. digitalWrite(J1, HIGH);  // J1 allumé

42. digitalWrite(J2, HIGH);  // J2 allumé

43. delay(timer1);           // durée: 2000 millisecondes, soit 2 secondes

45. // Phase 3 : R1, J1, J2 éteints et V1 et R2 allumés

46. digitalWrite(R1, LOW);   // R1 éteint

47. digitalWrite(J1, LOW);   // J1 éteint

48. digitalWrite(J2, LOW);   // J2 éteint

49. digitalWrite(V1, HIGH);  // V1 allumé

50. digitalWrite(R2, HIGH);  // R2 allumé

51. delay(timer2);

53. // Phase 4 : V1 éteint et J1, J2 et R2 allumés

54. digitalWrite(V1, LOW);   // V1 éteint

55. digitalWrite(J1, HIGH);  // J1 allumé

56. digitalWrite(J2, HIGH);  // J2 allumé

57. digitalWrite(R2, HIGH);  // R2 allumé

58. delay(timer1);

59. }

XIII-A - Variantes

Variante 1

Il y a souvent un décalage entre le passage d'un feu au rouge et le passage au vert de l'autre feu. C'est en particulier le cas pour les feux de chantier. Cela permet aux voitures encore engagées dans la zone de chantier de la quitter, avant de laisser la place aux voitures venant en face.

Décrire les phases des feux et les programmer pour tenir compte du délai.

Variante 2

Intégrer un troisième feu, qui passe du rouge au vert en alternance avec les deux autres feux.

Réaliser le schéma électronique et programmer les feux.

Variante 3

Réaliser les feux pour un carrefour :

XIV - Projet 6 : l'incrémentation

Il est possible d'appliquer aux valeurs des variables diverses opérations mathématiques. Commençons tout de suite par un petit exemple : l'incrémentation. Il s'agit simplement d'additionner 1 à la variable. À chaque fois qu'on répète le code, on prend la valeur de la variable et on y ajoute 1.

Cela se fait grâce à ce code (var étant une variable à choix) : var++;.

var++; revient à écrire : var = var + 1;.

Le circuit sera des plus classiques : on va reprendre notre chenillard.

Circuit 5

Liste des composants

- 4 LED rouges ;

- 4 résistances de 220 à 470 Ω ;

Code 5 : faire clignoter 10 fois la LED 13

1. /*

2. Code 5 - Edurobot.ch, destiné à l' Arduino

3. Objectif : faire clignoter 10 fois la LED montée sur le port 13

4. */

6. //***** EN-TÊTE DÉCLARATIF *****

7. // On déclare les variables, les constantes...

9. byte compteur; //On définit la variable "compteur"

10. const int led1= 13;  //On renomme la broche 10 en "led1"

12. //***** FONCTION SETUP = Code d'initialisation *****

13. // La fonction setup() est exécutée en premier et une seule fois, au démarrage du programme

15. void setup()

16. {

17. pinMode(led1, OUTPUT);          // Initialise la broche 13 comme sortie

18. Serial.begin(9600);             // Ouvre le port série à 9600 bauds

19. // Exécute le programme entre accolades en partant de zéro et en incrémentant à chaque fois la

20. // valeur de +1: 0+1/2+1/3+1... jusqu'à ce que la variable « compteur » soit égale à 9 (plus petit que 10).

21. for(compteur=0 ; compteur<10 ; compteur++)

22. {   // début du programme exécuté 10 fois

23. digitalWrite(led1, HIGH);   // allume la LED

24. delay(500);                 // attend 500ms

25. digitalWrite(led1, LOW);    // éteint la LED

26. delay(500);                 // attend 500ms

27. }

28. // fin du programme exécuté 10 fois

29. }

31. void loop() {

32. }           // vide, car programme déjà exécuté dans setup

Analyse du code (6)

Revenons à notre code et analysons-le.

La ligne byte compteur; permet de créer une variable appelée compteur. byte indique le type de la variable, c'est-à-dire le type de données que l'on pourra stocker dans cette variable. Comme nous l'avons déjà vu, le type byte permet de stocker des valeurs comprises entre 0 et 255.

La ligne const int led1= 13; permet de créer une constante (une variable) nommée led1 dans laquelle on stocke la valeur 13.

La ligne for(compteur=0 ; compteur<10 ; compteur++) sert à faire varier la variable compteur de 0 à 9 (en l'augmentant à chaque fois de 1 : c'est ce que fait l'instruction compteur++).

Regardons cette ligne d'un peu plus près :

1. for(compteur=0 ; compteur<10 ; compteur++)

La déclaration for est habituellement utilisée pour répéter un bloc d'instructions entourées de parenthèses. On l'utilise souvent avec un compteur incrémentiel, qui permet de terminer une boucle après un certain nombre de fois.

La suite, à savoir compteur=0 ; compteur<10 ; compteur++ doit être comprise comme suit : « la valeur de la variable compteur est comprise entre 0 et 9 (<10 signifie « plus petit que 10 ») et ajoute un à la valeur de compteur (c'est le compteur++) ».

En conclusion, cette ligne signifie :

« Au commencement, la variable compteur est égale à zéro. On va exécuter le code en boucle. À chaque fois, on ajoute +1 à ta variable compteur, jusqu'à ce qu'on arrive à 9. À ce moment, on s'arrête. »

Le code qui est exécuté à chaque fois est celui qui est compris jusqu'à l'accolade }. Dans notre cas, c'est le code suivant qui est exécuté 10 fois :

1. digitalWrite(Led1, HIGH);  // allume la LED

2. delay(500);                // attend 500 ms

3. digitalWrite(Led1, LOW);   // éteint la LED

4. delay(500);                // attend 500 ms

Voici les parties d'une déclaration for :

L'initialisation est effectuée en premier et une seule fois. À chaque passage de la boucle, la condition est testée. Si elle est « vrai », le contenu de la boucle for est exécuté (par exemple faire clignoter une LED), et l'incrément de la variable est réalisé. Ensuite, la condition est testée à nouveau. Dès que le résultat du test de la condition est « faux », la boucle s'arrête.

Nous pouvons sans problème utiliser une incrémentation et un for pour réaliser le pinMode de LED qui se suivent, par exemple pour réaliser un chenillard :

Code 6 : Réaliser un chenillard sur les broches 10 à 13 avec un for

1. /*

2. Code 6 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : faire un chenillard à 4 LED montées sur les ports 10 à 13

4. */

6. //***** EN-TÊTE DÉCLARATIF *****

8. // Définition de la variable « temps »

9. int timer = 100;  // Durée, en millisecondes

11. //***** FONCTION SETUP = Code d'initialisation *****

12. // La fonction setup() est exécutée en premier et une seule fois, au démarrage du programme

14. void setup() {

15. // Déclaration des broches 10 à 13 à l'aide d'un for et d'un incrément.

16. for (int thisPin = 10; thisPin < 14; thisPin++) {

17. pinMode(thisPin, OUTPUT);

18. }

19. }

21. void loop() {

22. // Boucle de la broche 10 à la broche 13 :

23. for (int thisPin = 10; thisPin < 14; thisPin++) { // Incrément faisant passer la variable thisPin de 10 à 13

24. digitalWrite(thisPin, HIGH); // Allumer la LED

25. delay(timer);                // Durée

26. digitalWrite(thisPin, LOW);  // Éteindre la LED

27. }

28. // Boucle de la broche 13 à la broche 10 :

29. for (int thisPin = 13; thisPin >= 10; thisPin--) { // Décrément faisant passer la variable thisPin de 13 à 10

30. digitalWrite(thisPin, HIGH); // Allumer la LED

31. delay(timer);                // Durée

32. digitalWrite(thisPin, LOW);  // Éteindre la LED;

33. }

34. }

Analyse du code

Regardons maintenant un peu ce code, en particulier :

1. for (int thisPin = 10; thisPin < 14; thisPin++) {

2. pinMode(thisPin, OUTPUT);

3. }

Sa première particularité est la manière de définir les broches. Au lieu d'accumuler les pinMode (xxx, OUTPUT);, on crée une variable de type int qu'on appelle thisPin(7) et donc la valeur initiale est de 10. Un for avec un incrément (++) permet d'incrémenter la valeur de la variable de 10 à 14. Il suffit ensuite de

remplacer dans le pinMode le numéro de la broche par la variable thisPin. Ainsi, les broches 10, 11, 12, 13 et 14 sont définies en OUTPUT. Naturellement, cela ne fonctionne que si les broches utilisées se suivent (par exemple : 10, 11, 12, 13. Cela ne fonctionnera pas pour des broches 3, 5, 7, 8, 10).

Passons maintenant à la seconde partie :

1. for (int thisPin = 10; thisPin < 14; thisPin++) { // Incrément faisant passer la variable thisPin de 10 à 13

2. digitalWrite(thisPin, HIGH); // Allumer la LED

3. delay(timer);                // Durée

4. digitalWrite(thisPin, LOW);  // Éteindre la LED

5. }

Comme pour la définition des broches en OUTPUT, on utilise la boucle for pour incrémenter la variable thisPin de 10 à 13. Ainsi, on allume les LED connectées sur les broches 10 à 13 l'une après l'autre.

Enfin dans la troisième partie du code, on va allumer les LED de la broche 13 à la broche 10 avec une boucle for et une décrémentation. Pour cela, on remplace le ++ par un --.

1. // Boucle de la broche 13 à la broche 10:

2. for (int thisPin = 13; thisPin >= 10; thisPin--) { // Décrément faisant passer la variable thisPin de 13 à 10

3. digitalWrite(thisPin, HIGH); // Allumer la LED

4. delay(timer);                // Durée

5. digitalWrite(thisPin, LOW);  // Éteindre la LED;

6. }

XV - Projet 7 : PWM, variation en douceur d'une LED

Le plus simple moyen de faire varier la luminosité d'une LED, c'est de faire varier le courant qui la traverse. Mais lorsqu'elle est branchée sur la broche d'un Arduino, ce n'est pas possible : les broches 1 à 13 sont en effet numériques. C'est-à-dire qu'elles n'ont que deux états : 0 ou 1 ; allumé ou éteint. Alors pour faire varier la luminosité d'une LED, on va utiliser une fonction appelée PWM : Pulse Width Modulation, soit modulation de largeur d'impulsions. Il s'agit de faire varier les périodes hautes (allumé) et basses (éteint) des broches à grande fréquence. Ainsi, lors d'un cycle de 25 % en position haute et 75 % en position basse, la LED sera moins brillante que pour un cycle à 50 %/50 %.

En d'autres termes, cela signifie qu'on va faire clignoter très vite les LED ; tellement vite que l'œil ne percevra qu'une lumière continue. Mais plus on augmentera la durée des périodes où la LED est éteinte, moins il y aura de lumière émise ; et donc moins la LED semblera brillante.

Les broches capables de supporter du PWM sont identifiées par un « ~ ». Il s'agit des broches 3, 5, 6, 9, 10,11.

Par distinction, au lieu d'utiliser l'instruction digitalWrite, pour utiliser le PWM, on utilise analogWrite.

La valeur du PWM s'étend sur 256 paliers, de 0 (=0 %) à 255 (=100 %). On peut ainsi définir la valeur PWM souhaitée avec la formule suivante :

Code 7 : faire varier la luminosité d'une LED en modifiant la valeur PWM

1. /*

2. Code 7 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : faire varier la luminosité d'une LED sur la broche 10 en modifiant la valeur PWM

4. */

6. //***** EN-TÊTE DÉCLARATIF *****

8. int ledPin = 10;  // On renomme la broche 10 en "ledPin"

9. int timer = 100;  // On définit une durée de 0, 1 seconde pour la variable timer

11. //***** SETUP *****

13. void setup() {

14. pinMode(ledPin, OUTPUT);

15. }

17. //***** LOOP *****

18. void loop() {

19. // LED à 0 %.

20. analogWrite(ledPin, 0);

21. delay(timer);

23. // LED à 19.6 %.

24. analogWrite(ledPin, 50);

25. delay(timer);

27. // LED à 39.2 %.

28. analogWrite(ledPin, 100);

29. delay(timer);

31. // LED à 58.8 %.

32. analogWrite(ledPin, 150);

33. delay(timer);

35. // LED à 78.4 %.

36. analogWrite(ledPin, 200);

37. delay(timer);

39. // LED à 100 %.

40. analogWrite(ledPin, 255);

41. delay(timer);

42. }

Analyse du code

Pas de surprise pour ce code, si ce n'est l'utilisation d'analogWrite en lieu et place de digitalWrite. La luminosité de la LED progresse par paliers de 50. Si on veut lisser la progression de la luminosité, il faut augmenter le nombre de paliers, ce qui va vite fortement alourdir le code. C'est la raison pour laquelle il est préférable d'utiliser une boucle for, comme nous le verrons dans le code suivant :

Code 8 : faire varier la luminosité d'une LED en douceur

1. /*

2. Code 8 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : faire varier la luminosité d'une LED sur la broche 10

4. Adapté de David A. Mellis et Tom Igoe

5. */

7. //***** EN-TÊTE DÉCLARATIF *****

9. int ledPin = 10;  //On renomme la broche 10 en "ledPin"

11. //***** SETUP *****

12. void setup() {

14. }

16. //***** LOOP *****

17. void loop() {

18. // Variation du min au max par addition de 5 jusqu'à 256

19. for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 255; fadeValue += 5)

20. {

21. // Définition de la valeur de luminosité (de 0 à 255)

22. analogWrite(ledPin, fadeValue);

23. // Attente de 30 millisecondes entre chaque palier pour voir l'effet.

24. delay(30);

25. }

27. // Variation du max au min par soustraction de 5 depuis 256

28. for (int fadeValue = 255 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 5)

29. {

30. // Définition de la valeur de luminosité (de 0 à 255)

31. analogWrite(ledPin, fadeValue);

32. // Attente de 30 millisecondes entre chaque palier pour voir l'effet.

33. delay(30);

34. }

35. }

Analyse du code

La boucle for, on commence à bien la connaître. Sinon, voici un petit rappel :

Dans notre code, nous commençons avec un for (int fadeValue = 0 ; fadeValue <= 255; fadeValue += 5).

On crée donc une variable fadeValue de type int, qui stocke le chiffre 0. Le test de la condition plus petit ou égal à 255 (fadeValue <= 255) permet une sortie de la fonction dès qu'on atteint le nombre 256. Enfin, et c'est la nouveauté, on ne fait pas une incrémentation (++), mais on additionne 5 à fadeValue avec la formule +=5.

La commande analogWrite(ledPin, fadeValue); permet ainsi d'envoyer la valeur de fadeValue à la LED ledPin. Comme fadeValue augmente à chaque fois de +5, la luminosité de la LED augmente petit à petit. Enfin, le delay permet de configurer la vitesse d'augmentation de la luminosité. Chaque palier de 5 prend 30 millisecondes. Il faut 51 paliers de 5 pour passer de 0 à 255. Ainsi, il faudra 51 x 30 = 1530 millisecondes pour passer de la LED éteinte à la LED à sa luminosité maximum, soit environ une seconde et demie.

Ensuite, une fois la LED à sa luminosité maximum, il s'agit de baisser sa luminosité jusqu'à l'éteindre, grâce au code for (int fadeValue = 255 ; fadeValue >= 0; fadeValue -= 5). Le +=5 est remplacé par un -=5, afin de soustraire à chaque fois 5 à la variable fadeValue.

Avec le code 8, nous avons fait varier la luminosité d'une LED de 0 à 255 par paliers de 5. On peut tout aussi bien utiliser un incrément ++ pour arriver au même résultat. Voilà ce que cela donne :

Code 9 : autre solution pour faire varier la luminosité d'une LED

1. /*

2. Code 9 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : faire varier la luminosité d'une LED sur la broche 10

4. */

6. //***** EN-TÊTE DÉCLARATIF *****

8. int ledPin = 10;  // On renomme la broche 10 en "ledPin"

10. //***** SETUP *****

11. void setup()

12. {

13. }

15. //***** LOOP *****

16. void loop()

17. {

18. // Variation du min au max par incrément

19. for (int fadeValue =0; fadeValue <= 255; fadeValue ++){

20. analogWrite(ledPin, fadeValue);

21. delay(10);

22. }

24. // Variation du max au min par décrément

25. for (int fadeValue =255; fadeValue >= 0; fadeValue --){

26. analogWrite(ledPin, fadeValue);

27. delay(10);

28. }

29. }

XVI - Projet 8 : les inputs numériques

Jusqu'à maintenant, nous avons traité des outputs, c'est-à-dire qu'un signal sortait du microcontrôleur sous la forme d'un courant électrique (HIGH) ou de son absence (LOW) grâce à la commande digitalWrite. On a utilisé jusqu'ici ce signal (un courant électrique) pour allumer des LED.

De même, il est possible d'envoyer un signal au microcontrôleur, depuis un capteur par exemple. Ce signal est un courant électrique entrant dans la broche. En fonction du signal reçu, le microcontrôleur effectuera une tâche prévue (allumer la lumière lorsqu'un capteur de mouvement détecte une présence, par exemple). Pour cela, nous utiliserons les commandes digitalRead et analogRead.

XVI-A - Protéger l'Arduino

Jusqu'à maintenant, nous nous sommes toujours contentés de faire circuler du courant du microcontrôleur à la masse.

Au lieu d'utiliser les broches du microcontrôleur seulement sous forme de sortie (OUTPUT), nous allons aussi les utiliser sous forme d'entrée (INPUT) ; c'est-à-dire qu'au lieu d'être raccordée à la masse, la broche le sera au +5 V. Tout se passera bien, si au niveau du programme, la broche est configurée comme input. Mais si elle devait être configurée en output par erreur, il est presque certain que le microcontrôleur finira immédiatement au paradis des puces électroniques grillées.

Ainsi, pour éviter de condamner notre microcontrôleur à la chaise électrique, nous allons devoir le protéger. Cela peut se faire en connectant sur la broche du microcontrôleur utilisé comme input une résistance de 100 à 200 Ω.

ATTENTION !

Lorsque vous branchez l'Arduino à l'ordinateur, le dernier programme reçu est exécuté. Avant de commencer un nouveau montage, il est plus que conseillé d'envoyer un programme d'initialisation, du modèle de celui-ci :

1. //Programme vide d'initialisation

2. void setup() {

3. }

5. void loop() {

6. }

Maintenant que ce point est réglé, voyons comment utiliser le bouton-poussoir avec le microcontrôleur.

XVI-B - Résistance Pull-Down / Pull-Up

Circuit avec une une résistance pull-down

Observons ce schéma :
Lorsque l'on presse le bouton-poussoir, on envoie un courant électrique sur la broche 4, qui sera interprété comme un 1. Lorsqu'on relâche le bouton, il n'y a plus de courant qui arrive sur la broche 4, ce qui sera interprété comme un 0. On a donc un signal binaire : allumé/éteint (on/off).

Ce montage contient une résistance de 10 kΩ (soit 10 000 Ω), qu'on appelle pull-down (littéralement tirer-en-bas). Cette résistance permet de tirer le potentiel vers le bas (pull-down). En français, on appelle aussi ceci un rappel au moins.

En effet, contrairement au cas théorique, fermer ou ouvrir un circuit (via un interrupteur ou un bouton-poussoir) ne génère pas forcément un signal clair :

- le circuit non connecté à la source peut agir comme une antenne dans un environnement pollué d'ondes électromagnétiques (proches d'un téléphone cellulaire, par exemple). Cela va générer dans le circuit un courant qui peut être interprété comme un signal. On appelle ce phénomène induction. C'est ainsi, par exemple, que certains smartphones peuvent se recharger sans fil ;

- d'un point de vue mécanique, lorsqu'on appuie sur un bouton-poussoir, le contact n'est jamais instantané ni parfait. Il y a des rebonds. Il en est de même lorsqu'on le relâche. Ces phénomènes sont des parasites qui peuvent induire l'Arduino en erreur.

Le but d'une résistance de pull-down est donc d'évacuer les courants vagabonds et de donner un signal clair.

Si on presse le bouton, un courant électrique clair est alors appliqué sur l'entrée. Le courant va prendre le chemin le plus simple, soit par la résistance de 220 Ω et finit par arriver sur D4, qui est relié à la terre. Si on relâche le bouton, la résistance pull-down ramène l'entrée à la terre. Comme D4 est aussi relié à la même terre, il y a alors une différence de potentiel (une tension) de 0 Volt, et donc pas de signal parasite à l'entrée de D4.

Circuit avec une résistance pull-up

Observons maintenant ce schéma à droite :
Si on le compare au schéma d'un circuit avec une résistance pull-down, on constate une inversion entre la terre et le +5 V.
En effet, lorsque le circuit est ouvert, une tension de +5 V est appliquée à l'entrée de la broche 4.
Lorsqu'on appuie sur le bouton-poussoir, le courant électrique va passer par le chemin offrant le moins de résistance, soit directement par la masse (Gnd), sans passer par l'entrée de la broche 4.
Le fonctionnement est donc inversé par rapport à la résistance pull-down.

Résistance pull-down ou pull-up ?

À notre niveau, la seule chose qui va changer entre une résistance pull-down et une résistance pull-up est la lecture de l'information :

avec une résistance pull-down, par défaut, l'entrée sur la broche est égale à 0 ;

avec une résistance pull-up, par défaut, l'entrée sur la broche est égale à 1.

Dans le code if (digitalRead(bouton) == 1), sera respectivement la valeur d'entrée lorsque le circuit est fermé (pull-down) ou ouvert (pull-up).

XVI-C - Circuit 6 : montage avec résistance pull-down (rappel au moins)

Voici le circuit à réaliser :

Circuit 6

Liste des composants :

- 1 LED rouge ;

- 2 résistances de 220 à 470 Ω ;

- 1 résistance de 1 k à 10 kΩ ;

- 1 bouton-poussoir.

Lorsqu'on appuie sur le bouton-poussoir, la LED doit s'allumer. Et naturellement, lorsqu'on relâche le bouton-poussoir, la LED s'éteint. Cette action n'est pas mécanique, mais logique. Ce n'est pas la fermeture d'un circuit électrique qui allume la LED, mais l'information transmise à l'Arduino, par le biais d'un INPUT qui lui ordonne d'allumer la LED.

Observons maintenant le code :

Code 10 : allumer une LED en fonction de l'état du bouton-poussoir

1. /*

2. Code 10 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Allume LED en fonction de l'état du bouton poussoir

4. */

6. // On déclare les variables

7. const int bouton = 4;  // la broche 4 devient bouton

8. const int led = 12;    // la broche 12 devient led

10. void setup()

11. {

12. pinMode(bouton, INPUT); // Initialise la broche 4 comme entrée

13. pinMode(led, OUTPUT);   // Initialise la broche 12 comme sortie

14. Serial.begin(9600);     // Ouvre le port série à 9600 bauds

15. }

17. void loop()

18. {

19. // Si bouton poussoir appuyé...

20. if (digitalRead(bouton) == 1) // teste si le bouton a une valeur de 1

21. // ...on allume la LED

22. {

23. digitalWrite(led, HIGH);  // allume la LED

24. }

25. // Sinon...

26. else

27. // teste si le bouton a une valeur de 0

28. // ...on éteint la LED

29. {

30. digitalWrite(led, LOW);  // éteint la LED

31. }

32. }

Analysons le code

Nous utilisons une nouvelle instruction : if … else (si … sinon). C'est donc une condition.

Voici ce qu'il va se passer :

Si (if) le bouton-poussoir est pressé (digitalRead(bouton) == 1), allumer la LED (digitalWrite(led, HIGH)), sinon (else) éteindre la LED (digitalWrite(led, LOW)).

L'instruction == vérifie si deux expressions sont égales. Si elles le sont, alors le résultat sera vrai (true) sinon le résultat sera faux (false).

Ainsi :

1. const int bouton = 4;  // la broche 4 devient bouton

2. const int led = 12;    // la broche 12 devient led

On renomme les broches 4 et 12 respectivement bouton et led. Cela facilitera la lecture du code.

1. void setup() {

2. // Initialise la broche 4 comme entrée

3. pinMode(bouton, INPUT);

5. // Initialise la broche 12 comme sortie

6. pinMode(led, OUTPUT);

8. // Ouvre le port série à 9600 bauds

9. Serial.begin(9600);

10. }

Voilà, maintenant notre microcontrôleur sait qu'il y a quelque chose de connecté sur sa broche 4 et qu'elle est configurée en entrée (INPUT). De même, la broche 12 est configurée en sortie (OUTPUT).
Maintenant que le bouton est paramétré, nous allons chercher à savoir quel est son état (appuyé ou relâché).
Si le microcontrôleur détecte un courant électrique à sa broche 4, alors il stockera une valeur de 1.
Dans le cas contraire (différence de potentiel de 0 V), il stockera une valeur de 0.

Pour lire l'état de la broche 4, nous allons utiliser l'expression digitalRead. Ainsi :

1. if (digitalRead(bouton) == 1)

2. digitalWrite(led, HIGH);  // allume la LED

doit se comprendre comme :

1. si la broche 4 a une valeur égale à 1

2. alors la broche 12 est en position haute = LED allumée

et les lignes :

1. else {

2. digitalWrite(led, LOW);  // éteint la LED

doivent se comprendre comme :

1. sinon (c'est-à-dire: la broche 4 a une valeur égale à 0)

2. la broche 12 est en position basse = LED éteinte

Voici une petite vidéo qui présente l'activité: http://www.scolcast.ch/podcast/61/53-3071

Le code précédent est simple, mais manque un peu de finesse ; un peu comme un barbare avec une hache à deux mains dans une réception de Monsieur l'Ambassadeur. Voici donc une autre solution, habillée en smoking :

Code 11 : Un code plus élégant

1. /*

2. Code 11 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Allume LED en fonction de l'état du bouton poussoir

4. */

6. const int bouton = 4;   // la broche 4 devient bouton

7. const int led = 12;     // la broche 12 devient led

8. int etatbouton;         // variable qui enregistre l'état du bouton

10. void setup()

11. {

12. pinMode(bouton, INPUT); // Initialise le bouton comme entrée

13. pinMode(led, OUTPUT);   // Initialise la led comme sortie

14. etatbouton = LOW;       // Initialise l'état du bouton comme relâché

15. Serial.begin(9600);     // Ouvre le port série à 9600 bauds

16. }

18. void loop()

19. {

20. etatbouton = digitalRead(bouton); // On mémorise l'état du bouton

21. if(etatbouton == LOW) // teste si le bouton a un niveau logique BAS

22. {

23. digitalWrite(led,LOW); // la LED reste éteinte

24. }

25. else // teste si le bouton a un niveau logique différent de BAS (donc HAUT)

26. {

27. digitalWrite(led,HIGH); // le bouton est appuyé, la LED est allumée

28. }

29. }

Pour commencer, nous allons créer une variable que nous choisirons d'appeler etatbouton. Elle servira à stocker l'état du bouton (logique, non ?) :

1. int etatbouton;

On inscrit l'état du bouton dans la variable de cette manière, avec la fonction digitalRead :

1. etatbouton = digitalRead(bouton);

Il ne nous reste plus qu'à appeler l'état du bouton, stocké dans la variable etatbouton, et à lui faire passer un petit test avec if… else (si… sinon) :

Si (if) l'état du bouton est LOW (c'est-à-dire = 0), alors la LED est LOW (éteinte). Sinon (else), la LED est HIGH (en effet, si l'état du bouton n'est pas LOW, il ne peut être que HIGH, soit allumée…).

Et cela donne donc ceci :

1. if(etatbouton == LOW) // teste si le bouton a un niveau logique BAS

2. {

3. digitalWrite(led,LOW); // la LED reste éteinte

4. }

5. else // teste si le bouton a un niveau logique différent de BAS (donc HAUT)

6. {

7. digitalWrite(led,HIGH); // le bouton est appuyé, la LED est allumée

8. }

Rappelons que l'instruction == vérifie si deux expressions sont égales.

XVI-D - Petits exercices : bouton-poussoir et LED qui clignote

Imaginons maintenant le cas de figure suivant : avec le même circuit, lorsque nous appuyons sur le bouton, la LED commence à clignoter.

Modifie le programme pour arriver à ce résultat.

Code 11 version 2

/*
Code 11, version 2 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino
Faire clignoter la LED quand on appuie sur le bouton-poussoir
*/

const int bouton = 4; // la broche 4 devient bouton
const int led = 12;   // la broche 12 devient led
int etatbouton;       // variable qui enregistre l'état du bouton

void setup()
{
pinMode(bouton, INPUT); // Initialise le bouton comme entrée
pinMode(led, OUTPUT);   // Initialise la LED comme sortie
etatbouton = LOW;       // Initialise l'état du bouton comme relâché

Serial.begin(9600);     // Ouvre le port série à 9600 bauds
}

void loop()
{
etatbouton = digitalRead(bouton); // On mémorise l'état du bouton

if (etatbouton == LOW) // teste si le bouton a un niveau logique BAS
{
digitalWrite(led, LOW); // la LED reste éteinte
}
else  // teste si le bouton a un niveau logique différent de BAS (donc HAUT)
{
digitalWrite(led, HIGH); // le bouton est appuyé, la LED est allumée
delay(500);              // attente de 0,5 seconde
digitalWrite(led, LOW);  // la LED est éteinte
delay(500);              // attente de 0,5 seconde
}
}

Et maintenant, modifie le programme pour que lorsque nous branchons l'Arduino à l'ordinateur la LED s'allume, et reste allumée. Par contre, quand nous appuyons sur le bouton, la LED clignote.

Code 11 version 3

/*
Code 11, version 3 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino
Faire clignoter la LED quand on appuie sur le bouton-poussoir
*/

const int bouton = 4;   // la broche 4 devient bouton
const int led = 12;     // la broche 12 devient led
int etatbouton;         // variable qui enregistre l'état du bouton

void setup()
{
pinMode(bouton, INPUT); // Initialise le bouton comme entrée
pinMode(led, OUTPUT);   // Initialise la LED comme sortie
etatbouton = LOW;       // Initialise l'état du bouton comme relâché

Serial.begin(9600);     // Ouvre le port série à 9600 bauds
}

void loop()
{
etatbouton = digitalRead(bouton); // On mémorise l'état du bouton

if (etatbouton == LOW) // teste si le bouton a un niveau logique BAS
{
digitalWrite(led, HIGH); // la LED est allumée
}
else  // teste si le bouton a un niveau logique différent de BAS (donc HAUT)
{
digitalWrite(led, HIGH);  // le bouton est appuyé, la LED est allumée
delay(500);               // attente de 0,5 seconde
digitalWrite(led, LOW);   // la LED est éteinte
delay(500);               // attente de 0,5 seconde
}
}

XVI-E - Le bargraphe

Un bargraphe est un afficheur qui indique une quantité, provenant d'une information quelconque (niveau d'eau, puissance sonore, etc.), sous une forme lumineuse. Le plus souvent, on utilise des LED alignées en guise d'affichage.

L'objectif de cet exercice est de réaliser un bargraphe de 4 LED, avec deux boutons-poussoirs. L'un d'eux servira à incrémenter la valeur sur le bargraphe (à savoir augmenter le nombre de LED allumées), alors que l'autre servira à le décrémenter.

Voici le schéma du circuit à monter :

Circuit 8

Liste des composants :

- 4 LED au choix ;

- 6 résistances de 220 Ω ;

- 2 résistances de 1 à 10 kΩ ;

- 2 boutons-poussoirs.

Comme on peut l'observer, les résistances R7 et R8 sont montées en pull-down (rappel au moins). Ce circuit pourrait tout à fait être monté avec des résistances pull-up.

Normalement, à ce stade, nous devrions être capables d'exécuter le montage à l'aide du schéma électronique ! Dans le cas contraire, voici le montage à réaliser :

Circuit 8 (bis)

Code 12 : le bargraphe

1. /*

2. Code 12 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Le bargraphe

4. L'objectif est de réaliser un bargraphe, avec 4 LED et deux boutons-poussoirs: un pour

5. incrémenter le nombre de LED allumées, l'autre pour le décrémenter.

6. */

8. /*

9. Déclaration des constantes pour les noms des broches

10. */

11. const int btn_minus = 3;  // Bouton 1 pour décrémenter le nombre de LED allumées

12. const int btn_plus = 4;   // Bouton 2 pour incrémenter le nombre de LED allumées

13. const int led_0 = 8;      // Led 0

14. const int led_1 = 9;      // Led 1

15. const int led_2 = 10;     // Led 2

16. const int led_3 = 11;     // Led 3

18. /*

19. Déclaration des variables utilisées pour le comptage et le décomptage

20. */

21. int nombre_led = 0;  // le nombre qui sera incrémenté et décrémenté

22. int etat_bouton;     // lecture de l'état des boutons (un seul à la fois, mais une variable suffit;

23. // en effet, il n'est pas prévu d'appuyer sur les deux boutons simultanément)

24. int memoire_plus = LOW;   // état relâché par défaut pour le bouton 2

25. int memoire_minus = LOW;  // état relâché par défaut pour le bouton 1

27. /*

28. Initialisation des broches en entrée/sortie : entrées pour les boutons, sorties pour les LED

29. */

30. void setup()

31. {

32. pinMode(btn_plus, INPUT);

33. pinMode(btn_minus, INPUT);

34. pinMode(led_0, OUTPUT);

35. pinMode(led_1, OUTPUT);

36. pinMode(led_2, OUTPUT);

37. pinMode(led_3, OUTPUT);

38. }

40. /*

41. Et c'est parti pour le programme !

42. */

43. void loop()

44. {

45. // Lecture de l'état du bouton d'incrémentation

46. // (on lit l'état du btn_plus et on l'inscrit dans la variable etat_bouton)

47. etat_bouton = digitalRead(btn_plus);

48. // Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"

49. if((etat_bouton != memoire_plus) && (etat_bouton == HIGH))

50. {

51. nombre_led++; // on incrémente la variable qui indique combien de LED devront s'allumer

52. }

54. memoire_plus = etat_bouton; // on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

56. // et maintenant pareil pour le bouton qui décrémente

57. etat_bouton = digitalRead(btn_minus); //lecture de son état

59. // Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"

60. if((etat_bouton != memoire_minus) && (etat_bouton == HIGH))

61. {

62. nombre_led--; // on décrémente la valeur de nombre_led

63. }

64. memoire_minus = etat_bouton; // on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

66. // on applique des limites au nombre pour ne pas dépasser 4 ou 0 (puisqu'on a 4 LED)

67. if(nombre_led > 4)

68. {

69. nombre_led = 4;

70. }

71. if(nombre_led < 0)

72. {

73. nombre_led = 0;

74. }

76. // On crée une fonction affiche() pour l'affichage du résultat

77. // on lui envoie alors en paramètre la valeur du nombre de LED à éclairer

78. affiche(nombre_led);

79. }

81. void affiche(int valeur_recue)

82. {

83. // on éteint toutes les LED

84. digitalWrite(led_0, LOW);

85. digitalWrite(led_1, LOW);

86. digitalWrite(led_2, LOW);

87. digitalWrite(led_3, LOW);

89. // Puis on les allume une à une

90. if(valeur_recue >= 1)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 1..."

91. {

92. digitalWrite(led_0, HIGH);  // "on allume la LED 0

93. }

94. if(valeur_recue >= 2)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 2..."

95. {

96. digitalWrite(led_1, HIGH);  // "on allume la LED 1 (sous-entendu que la LED 0 est allumée,

97. // puisque la valeur est plus grande que 1)

98. }

99. if(valeur_recue >= 3)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 3... "

100. {

101. digitalWrite(led_2, HIGH);  // "on allume la LED 2

102. }

103. if(valeur_recue >= 4)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 4..."

104. {

105. digitalWrite(led_3, HIGH);  // "on allume la LED 3

106. }

107. }

Vidéo

Vidéo de présentation du bargraphe : https://www.scolcast.ch/episode/arduino-lecole-le-barregraphe-1

Analyse du code

En se référant au schéma de montage, on déclare les constantes pour chaque broche : les boutons-poussoirs sont connectés sur les broches 3 et 4, alors que les LED sont connectées aux broches 8 à 11.

1. /*

2. Déclaration des constantes pour les noms des broches

3. */

4. const int btn_minus = 3;  // Bouton 1 pour décrémenter le nombre de LED allumées

5. const int btn_plus = 4;   // Bouton 2 pour incrémenter le nombre de LED allumés

6. const int led_0 = 8;      // Led 0

7. const int led_1 = 9;      // Led 1

8. const int led_2 = 10;     // Led 2

9. const int led_3 = 11;     // Led 3

On crée ensuite les variables nécessaires et on initialise leur état.

1. /*

2. Déclaration des variables utilisées pour le comptage et le décomptage

3. */

4. int nombre_led = 0;  // le nombre qui sera incrémenté et décrémenté

5. int etat_bouton;     // lecture de l'état des boutons (un seul à la fois, mais une variable suffit;

6. // en effet, il n'est pas prévu d'appuyer sur les deux boutons simultanément)

7. int memoire_plus = LOW;   // état relâché par défaut pour le bouton 2

8. int memoire_minus = LOW;  // état relâché par défaut pour le bouton 1

On initialise ensuite les broches, selon qu'il s'agit des entrées (les boutons) ou des sorties (les LED).

1. /*

2. Initialisation des broches en entrée/sortie : entrées pour les boutons, sorties pour les LED

3. */

4. void setup()

5. {

6. pinMode(btn_plus, INPUT);

7. pinMode(btn_minus, INPUT);

8. pinMode(led_0, OUTPUT);

9. pinMode(led_1, OUTPUT);

10. pinMode(led_2, OUTPUT);

11. pinMode(led_3, OUTPUT);

12. }

Allons-y pour la partie du programme dans la boucle sans fin (loop).

On utilise digitalRead pour lire l'état du bouton (btn_plus) et inscrire cet état dans la variable etat_bouton.

1. void loop()

2. {

3. // Lecture de l'état du bouton d'incrémentation

4. // (on lit l'état du btn_plus et on l'inscrit dans la variable etat_bouton)

5. etat_bouton = digitalRead(btn_plus);

Maintenant, ça devient sérieux. Regardons ce qui suit :

1. // Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"

2. if((etat_bouton != memoire_plus) && (etat_bouton == HIGH))

Traduisons cela en français : si l'état du bouton 2 est différent de celui enregistré, et que quelqu'un appuie sur le bouton, alors…

Le != signifie est différent de (teste la différence entre deux variables) et l'opérateur logique && signifie ET (Pour être précis, nous avons : si … et… avec le if … &&… Exemple : si il fait beau et chaud, alors on va à la plage).

Rappelons-nous maintenant de l'opération ++, qui incrémente une variable (variable = variable + 1, c'est-à-dire on ajoute à chaque fois 1 à la variable). Dans notre cas, il s'agit de la valeur de la variable nombre_led qu'on incrémente.

1. {

2. nombre_led++; // on incrémente la variable qui indique combien de LED devront s'allumer

3. }

Et zou ! On enregistre le nouvel état du bouton pour la suite !

1. memoire_plus = etat_bouton; // on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

Maintenant, on recommence le tout, mais pour le bouton 1.

1. // et maintenant pareil pour le bouton qui décrémente

2. etat_bouton = digitalRead(btn_minus); //lecture de son état

4. // Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"

5. if((etat_bouton != memoire_minus) && (etat_bouton == HIGH))

6. {

7. nombre_led--; // on décrémente la valeur de nombre_led

8. }

9. memoire_minus = etat_bouton; // on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

Nous allons maintenant limiter le nombre de LED à connecter. En effet, dans notre cas, nous avons 4 LED. Alors si on appuie 10 fois sur le bouton 2, cela n'allumera que les 4 LED.

1. // on applique des limites au nombre pour ne pas dépasser 4 ou 0 (puisqu'on a 4 LED)

2. if(nombre_led > 4)

3. {

4. nombre_led = 4;

5. }

Traduisons : si on appuie plus de 4 fois sur le bouton, le résultat sera égal à 4.

Même chose maintenant pour le bouton 1.

1. if(nombre_led < 0)

2. {

3. nombre_led = 0;

4. }

Maintenant, nous devons gérer l'allumage des LED. Pour simplifier le code, on va créer une fonction qui servira à gérer l'affichage. Nous allons appeler cette fonction affiche, avec un paramètre int valeur_recue. Ce paramètre représente le nombre à afficher.

1. // On crée une fonction affiche() pour l'affichage du résultat

2. // on lui envoie alors en paramètre la valeur du nombre de LED à éclairer

3. affiche(nombre_led);

4. }

6. void affiche(int valeur_recue)

On commence d'abord par éteindre toutes les LED.

1. {

2. // on éteint toutes les LED

3. digitalWrite(led_0, LOW);

4. digitalWrite(led_1, LOW);

5. digitalWrite(led_2, LOW);

6. digitalWrite(led_3, LOW);

Si la fonction reçoit le nombre 1, on allume la LED 1. Si elle reçoit le nombre 2, elle allume la LED 1 et 2. Si elle reçoit 3, elle allume la LED 1, 2 et 3. Enfin, si elle reçoit 4, alors elle allume toutes les LED :

1. // Puis on les allume une à une

2. if(valeur_recue >= 1)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 1..."

3. {

4. digitalWrite(led_0, HIGH);  // "on allume la LED 0

5. }

6. if(valeur_recue >= 2)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 2..."

7. {

8. digitalWrite(led_1, HIGH);  // "on allume la LED 1 (sous-entendu que la LED 0 est allumée,

9. // puisque la valeur est plus grande que 1)

10. }

11. if(valeur_recue >= 3)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 3... "

12. {

13. digitalWrite(led_2, HIGH);  // "on allume la LED 2

14. }

15. if(valeur_recue >= 4)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 4..."

16. {

17. digitalWrite(led_3, HIGH);  // "on allume la LED 3

18. }

19. }

Le symbole >= signifie : …est supérieur ou égal à…. Il s'agit de tester la supériorité ou l'égalité d'une variable par rapport à une valeur. Ainsi, dans :

1. if(valeur_recue >= 4)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 4..."

2. {

3. digitalWrite(led_3, HIGH);  // "on allume la LED 3

4. }

il faut lire : si la variable valeur_recue est supérieure ou égale à 4, alors on allume la LED 3.

XVI-F - Déparasiter à l'aide de condensateurs

Vous l'avez sans doute constaté : malgré des pull-down, les boutons-poussoirs sont peu précis. En effet, parfois, deux LED s'allument ou s'éteignent pour une seule pression sur le bouton. Cela est dû au fait que le bouton-poussoir n'est mécaniquement pas parfait. Lorsqu'on appuie dessus, le signal n'est pas forcément propre. Pendant quelques millisecondes, le signal va passer de 0 V à 5 V plusieurs fois avant de se stabiliser. L'Arduino peut interpréter un de ces mouvements parasites pour un signal d'entrée et va donc réagir en fonction. Par exemple, en appuyant une fois sur le bouton-poussoir, l'Arduino peut enregistrer deux impulsions en entrée et allumera deux LED au lieu d'une seule.

Il y a moyen de déparasiter le bouton-poussoir et d'absorber ces rebonds en montant en parallèle du bouton-poussoir un condensateur de faible capacité (10 nF).

Qu'est-ce qu'un condensateur ?

Le condensateur est un composant électronique passif, comme les résistances. Il a pour faculté d'emmagasiner une charge électrique, avant de pouvoir la restituer en cas de baisse de la tension. On utilise ainsi les condensateurs comme régulateur de tension, mais on utilise aussi sa capacité à se charger pour absorber les brusques, mais courtes fluctuations de tension que sont les parasites. La capacité de charge se mesure en Farads (F).

Circuit 9

Comme on peut le voir sur le circuit ci-dessus, deux condensateurs de faible capacité ont été ajoutés en parallèle aux boutons-poussoirs. Si la parade n'est pas absolue, cela permet de considérablement augmenter la précision des boutons.

L'installation des condensateurs n'a aucune influence au niveau du code. Il n'est donc pas nécessaire de le modifier.

XVI-G - Variation : le bargraphe à 10 LED

Il existe des bargraphes intégrant 10 LED. On peut les utiliser en remplacement des 4 LED du précédent montage.

Références utilisées dans cet exercice : Kingbright DC-10EWA ou DC7G3EWA.

D'un côté se trouvent les cathodes, de l'autre les anodes. Dans notre cas, les anodes sont du côté où se trouvent les inscriptions.

Le code, lui, doit être adapté en conséquence pour 10 LED. Un exemple se trouve ici :

Code 13 : le bargraphe à 10 LED

1. /*

2. Code 13 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Le bargraphe

4. L'objectif est de réaliser un bargraphe, avec deux boutons-

5. poussoirs : un pour incrémenter le nombre de LED allumées,

6. l'autre pour le décrémenter.

7. Le bargraphe est composé de 10 LED.

8. */

10. /*

11. Déclaration des constantes pour les noms des broches

12. */

13. const int btn_minus = 2;  // Bouton 1 pour décrémenter le nombre de LED allumées

14. const int btn_plus = 3;   // Bouton 2 pour incrémenter le nombre de LED allumées

15. const int led_0 = 4;      // Led 0

16. const int led_1 = 5;      // Led 1

17. const int led_2 = 6;      // Led 2

18. const int led_3 = 7;      // Led 3

19. const int led_4 = 8;      // Led 4

20. const int led_5 = 9;      // Led 5

21. const int led_6 = 10;     // Led 6

22. const int led_7 = 11;     // Led 7

23. const int led_8 = 12;     // Led 8

24. const int led_9 = 13;     // Led 9

26. /*

27. Déclaration des variables utilisées pour le comptage et le décomptage

28. */

29. int nombre_led = 0;  // le nombre qui sera incrémenté et décrémenté

30. int etat_bouton;     // lecture de l'état des boutons (un seul à la fois, mais une variable suffit;

31. // en effet, il n'est pas prévu d'appuyer sur les deux boutons simultanément)

32. int memoire_plus = LOW;   // état relâché par défaut pour le bouton 2

33. int memoire_minus = LOW;  // état relâché par défaut pour le bouton 1

35. /*

36. Initialisation des broches en entrée/sortie : entrées pour les boutons, sorties pour les LED

37. */

38. void setup()

39. {

40. pinMode(btn_plus, INPUT);

41. pinMode(btn_minus, INPUT);

42. pinMode(led_0, OUTPUT);

43. pinMode(led_1, OUTPUT);

44. pinMode(led_2, OUTPUT);

45. pinMode(led_3, OUTPUT);

46. pinMode(led_4, OUTPUT);

47. pinMode(led_5, OUTPUT);

48. pinMode(led_6, OUTPUT);

49. pinMode(led_7, OUTPUT);

50. pinMode(led_8, OUTPUT);

51. pinMode(led_9, OUTPUT);

52. }

54. void loop()

55. {

56. // lecture de l'état du bouton d'incrémentation (on lit l'état du btn_plus

57. // et on l'inscrit dans la variable etat_bouton)

58. etat_bouton = digitalRead(btn_plus);

60. // Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"

61. if ((etat_bouton != memoire_plus) && (etat_bouton == HIGH))

62. {

63. nombre_led++; //on incrémente la variable qui indique combien de LED devront s'allumer

64. }

65. memoire_plus = etat_bouton; //on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

67. // et maintenant pareil pour le bouton qui décrémente

68. etat_bouton = digitalRead(btn_minus); //lecture de son état

70. // Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"

71. if ((etat_bouton != memoire_minus) && (etat_bouton == HIGH))

72. {

73. nombre_led--; //on décrémente la valeur de nombre_led

74. }

75. memoire_minus = etat_bouton; //on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

77. // on applique des limites au nombre pour ne pas dépasser 10 ou 0 (puisqu'on a 10 LED)

78. if (nombre_led > 10)

79. {

80. nombre_led = 10;

81. }

82. if (nombre_led < 0)

83. {

84. nombre_led = 0;

85. }

87. // On crée une fonction affiche() pour l'affichage du résultat

88. // on lui envoie alors en paramètre la valeur du nombre de LED à éclairer

89. affiche(nombre_led);

90. }

92. void affiche(int valeur_recue)

93. {

94. // on éteint toutes les LED

95. digitalWrite(led_0, LOW);

96. digitalWrite(led_1, LOW);

97. digitalWrite(led_2, LOW);

98. digitalWrite(led_3, LOW);

99. digitalWrite(led_4, LOW);

100. digitalWrite(led_5, LOW);

101. digitalWrite(led_6, LOW);

102. digitalWrite(led_7, LOW);

103. digitalWrite(led_8, LOW);

104. digitalWrite(led_9, LOW);

106. //Puis on les allume une à une

107. if (valeur_recue >= 1)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 1..."

108. {

109. digitalWrite(led_0, HIGH);  // "on allume la LED 0

110. }

111. if (valeur_recue >= 2)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 2..."

112. {

113. digitalWrite(led_1, HIGH);  // "on allume la LED 1 (sous-entendu que la LED 0 est allumée,

114. // puisque la valeur est plus grande que 1)

115. }

116. if (valeur_recue >= 3)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 3..."

117. {

118. digitalWrite(led_2, HIGH);  // "on allume la LED 2

119. }

120. if (valeur_recue >= 4)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 4..."

121. {

122. digitalWrite(led_3, HIGH);  // "on allume la LED 3

123. }

124. if (valeur_recue >= 5)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 5..."

125. {

126. digitalWrite(led_4, HIGH);  // "on allume la LED 4

127. }

128. if (valeur_recue >= 6)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 6..."

129. {

130. digitalWrite(led_5, HIGH);  // "on allume la LED 5

131. }

132. if (valeur_recue >= 7)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 7..."

133. {

134. digitalWrite(led_6, HIGH);  // "on allume la LED 6

135. }

136. if (valeur_recue >= 8)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 8..."

137. {

138. digitalWrite(led_7, HIGH);  // "on allume la LED 7

139. }

140. if (valeur_recue >= 9)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 9..."

141. {

142. digitalWrite(led_8, HIGH);  // "on allume la LED 8

143. }

144. if (valeur_recue >= 10)  // "si la valeur reçue est plus grande ou égale à 10..."

145. {

146. digitalWrite(led_9, HIGH);  // "on allume la LED 9

147. }

148. }

XVI-H - Variation : l'afficheur numérique

Pour ce montage, nous allons utiliser un afficheur numérique à LED.
La référence utilisée ici est un afficheur à anode commune Kingbright SA56-11 SRWA(8).

Dans le cas d'une anode commune, cette dernière est branchée sur le +5 V. Les cathodes sont branchées sur les broches.
Au niveau du code, cela implique que les LED sont allumées en position LOW et éteintes en position HIGH. Avec un composant à cathode commune, c'est le contraire.
Dans notre exemple, nous allons commencer par allumer toutes les diodes, puis l'une après l'autre, pour les identifier. On peut ensuite écrire des chiffres.

Identification de la position des LED

Le code suivant permet d'identifier la position des LED en les allumant l'une après l'autre :

Code 14 : l'afficheur 7 ou 8 segments

1. /*

2. Code 14 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. L'afficheur 7 ou 8 segments

4. L'objectif est d'afficher des chiffres sur un afficheur 7 segments (7 digits).

5. Ce code a pour objectif d'allumer toutes les LED puis l'une après l'autre

6. pour identifier leur position.

7. */

9. /*

10. Déclaration des constantes pour les noms des broches

11. */

12. const int led_1 = 6;  // Led 1

13. const int led_2 = 7;  // Led 2

14. const int led_3 = 8;  // Led 3

15. const int led_4 = 9;

16. const int led_5 = 10;

17. const int led_6 = 11;

18. const int led_7 = 12;

19. const int led_8 = 13;

21. void setup()

22. {

23. pinMode(led_1, OUTPUT);

24. pinMode(led_2, OUTPUT);

25. pinMode(led_3, OUTPUT);

26. pinMode(led_4, OUTPUT);

27. pinMode(led_5, OUTPUT);

28. pinMode(led_6, OUTPUT);

29. pinMode(led_7, OUTPUT);

30. pinMode(led_8, OUTPUT);

31. }

33. /*

34. Et c'est parti pour le programme!

35. */

36. void loop()

37. {

38. // on allume toutes les LED

39. digitalWrite(led_1, LOW);

40. digitalWrite(led_2, LOW);

41. digitalWrite(led_3, LOW);

42. digitalWrite(led_4, LOW);

43. digitalWrite(led_5, LOW);

44. digitalWrite(led_6, LOW);

45. digitalWrite(led_7, LOW);

46. digitalWrite(led_8, LOW);

47. delay(1500);

49. // on éteint toutes les LED

50. digitalWrite(led_1, HIGH);

51. digitalWrite(led_2, HIGH);

52. digitalWrite(led_3, HIGH);

53. digitalWrite(led_4, HIGH);

54. digitalWrite(led_5, HIGH);

55. digitalWrite(led_6, HIGH);

56. digitalWrite(led_7, HIGH);

57. digitalWrite(led_8, HIGH);

58. delay(500);

60. // on allume une diode après l'autre pour identifier sa position

61. digitalWrite(led_1, LOW);

62. delay(1500);

64. digitalWrite(led_1, HIGH);

65. digitalWrite(led_2, LOW);

66. delay(1500);

68. digitalWrite(led_2, HIGH);

69. digitalWrite(led_3, LOW);

70. delay(1500);

72. digitalWrite(led_3, HIGH);

73. digitalWrite(led_4, LOW);

74. delay(1500);

76. digitalWrite(led_4, HIGH);

77. digitalWrite(led_5, LOW);

78. delay(1500);

80. digitalWrite(led_5, HIGH);

81. digitalWrite(led_6, LOW);

82. delay(1500);

84. digitalWrite(led_6, HIGH);

85. digitalWrite(led_7, LOW);

86. delay(1500);

88. digitalWrite(led_7, HIGH);

89. digitalWrite(led_8, LOW);

90. delay(1500);

91. }

L'objectif est d'identifier chaque LED sur le schéma ci-dessous :

Voici donc, dans notre cas, les LED qui doivent être allumées pour écrire les chiffres suivants :

#

led_1

led_2

led_3

led_4

led_5

led_6

led_7

1

X

X

2

X

X

X

X

X

3

X

X

X

X

X

4

X

X

X

X

5

X

X

X

X

X

6

X

X

X

X

X

X

7

X

X

X

8

X

X

X

X

X

X

X

9

X

X

X

X

X

0

X

X

X

X

X

X

Nous n'utilisons pas la led_8, qui représente un point.

Le code pour compter de 0 à 9 :

Code 16

/*
Code 16 - Edurobot.ch, destiné au Diduino
Apprendre à compter
L'objectif est d'afficher des chiffres sur un afficheur 7 segments. Un  bouton permet d'incrémenter le chiffre, l'autre de le décrémenter.
On compte ainsi de 0 à 9.
*/

/*
Déclaration des constantes pour les noms des pattes
*/

const int btn_minus = 3;   // Bouton 1 pour décrémenter les chiffres
const int btn_plus = 4;    // Bouton 2 pour incrémenter les chiffres
const int led_1 = 6;       // Led 1
const int led_2 = 7;       // Led 2
const int led_3 = 8;       // Led 3
const int led_4 = 9;       // Led 4
const int led_5 = 10;
const int led_6 = 11;
const int led_7 = 12;
const int led_8 = 13;

/*
Déclaration des variables utilisées pour le comptage et le décomptage
*/

int nombre_led = 0;         // le nombre qui sera incrémenté et décrémenté
int etat_bouton;            // lecture de l'état des boutons (un seul à la fois mais une variable suffit ;
// en effet, il n'est pas prévu d'appuyer sur les deux boutons simultanément)
int memoire_plus = LOW;     // état relâché par défaut pour le bouton 2
int memoire_minus = LOW;    // état relâché par défaut pour le bouton 1

/*
Initialisation des pattes en entrée/sortie : entrées pour les boutons, sorties pour les LED
*/

void setup()
{
pinMode(btn_plus, INPUT);
pinMode(btn_minus, INPUT);
pinMode(led_1, OUTPUT);
pinMode(led_2, OUTPUT);
pinMode(led_3, OUTPUT);
pinMode(led_4, OUTPUT);
pinMode(led_5, OUTPUT);
pinMode(led_6, OUTPUT);
pinMode(led_7, OUTPUT);
pinMode(led_8, OUTPUT);
}

/*
Et c'est parti pour le programme!
*/

void loop()
{
//lecture de l'état du bouton d'incrémentation (on lit l'état du btn_plus et on l'inscrit dans la variable etat_bouton)
etat_bouton = digitalRead(btn_plus);

//Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"
if((etat_bouton != memoire_plus) && (etat_bouton == HIGH))
{
nombre_led++; //on incrémente la variable qui indique combien de LED devront s'allumer
}

memoire_plus = etat_bouton; //on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

//et maintenant pareil pour le bouton qui décrémente
etat_bouton = digitalRead(btn_minus); //lecture de son état

//Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"
if((etat_bouton != memoire_minus) && (etat_bouton == HIGH))
{
nombre_led--; //on décrémente la valeur de nombre_led
}
memoire_minus = etat_bouton; //on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

//on applique des limites au nombre pour ne pas dépasser 10 ou 0 (puisqu'on a 10 LED)
if(nombre_led > 10)
{
nombre_led = 10;
}
if(nombre_led < 0)
{
nombre_led = 0;
}

//On créé une fonction affiche() pour l'affichage du résultat
//on lui envoie alors en paramètre la valeur du nombre de LED à éclairer

affiche(nombre_led);
}

void affiche(int valeur_recue)
{
//on éteint toutes les LED
digitalWrite(led_1, HIGH);
digitalWrite(led_2, HIGH);
digitalWrite(led_3, HIGH);
digitalWrite(led_4, HIGH);
digitalWrite(led_5, HIGH);
digitalWrite(led_6, HIGH);
digitalWrite(led_7, HIGH);
digitalWrite(led_8, HIGH);

if(valeur_recue == 1)            // "si la valeur reçue est égale à 1, on allume les segments pour afficher le chiffre 1"
{

digitalWrite(led_1, LOW);
digitalWrite(led_2, HIGH);
digitalWrite(led_3, HIGH);
digitalWrite(led_4, LOW);
digitalWrite(led_5, HIGH);
digitalWrite(led_6, HIGH);
digitalWrite(led_7, HIGH);
digitalWrite(led_8, HIGH);

}

if(valeur_recue == 2)            // "si la valeur reçue est égale à 2, on allume les segments pour afficher le chiffre 2"
{

digitalWrite(led_1, LOW);
digitalWrite(led_2, LOW);
digitalWrite(led_3, LOW);
digitalWrite(led_4, HIGH);
digitalWrite(led_5, LOW);
digitalWrite(led_6, LOW);
digitalWrite(led_7, HIGH);
digitalWrite(led_8, HIGH);

}
if(valeur_recue == 3)            // "si la valeur reçue est égale... enfin... tu connais la suite...
{

digitalWrite(led_1, HIGH);
digitalWrite(led_2, LOW);
digitalWrite(led_3, LOW);
digitalWrite(led_4, HIGH);
digitalWrite(led_5, LOW);
digitalWrite(led_6, LOW);
digitalWrite(led_7, LOW);
digitalWrite(led_8, HIGH);

}
if(valeur_recue == 4)
{

digitalWrite(led_1, HIGH);
digitalWrite(led_2, HIGH);
digitalWrite(led_3, LOW);
digitalWrite(led_4, LOW);
digitalWrite(led_5, HIGH);
digitalWrite(led_6, LOW);
digitalWrite(led_7, LOW);
digitalWrite(led_8, HIGH);

}

if(valeur_recue == 5)
{

digitalWrite(led_1, HIGH);
digitalWrite(led_2, LOW);
digitalWrite(led_3, LOW);
digitalWrite(led_4, LOW);
digitalWrite(led_5, LOW);
digitalWrite(led_6, HIGH);
digitalWrite(led_7, LOW);
digitalWrite(led_8, HIGH);

}
if(valeur_recue == 6)
{

digitalWrite(led_1, LOW);
digitalWrite(led_2, LOW);
digitalWrite(led_3, LOW);
digitalWrite(led_4, LOW);
digitalWrite(led_5, LOW);
digitalWrite(led_6, HIGH);
digitalWrite(led_7, LOW);
digitalWrite(led_8, HIGH);

}

if(valeur_recue == 7)
{

digitalWrite(led_1, HIGH);
digitalWrite(led_2, HIGH);
digitalWrite(led_3, HIGH);
digitalWrite(led_4, HIGH);
digitalWrite(led_5, LOW);
digitalWrite(led_6, LOW);
digitalWrite(led_7, LOW);
digitalWrite(led_8, HIGH);

}

if(valeur_recue == 8)
{

digitalWrite(led_1, LOW);
digitalWrite(led_2, LOW);
digitalWrite(led_3, LOW);
digitalWrite(led_4, LOW);
digitalWrite(led_5, LOW);
digitalWrite(led_6, LOW);
digitalWrite(led_7, LOW);
digitalWrite(led_8, LOW);

}

if(valeur_recue == 9)
{

digitalWrite(led_1, HIGH);
digitalWrite(led_2, LOW);
digitalWrite(led_3, LOW);
digitalWrite(led_4, LOW);
digitalWrite(led_5, LOW);
digitalWrite(led_6, LOW);
digitalWrite(led_7, LOW);
digitalWrite(led_8, LOW);

}

if(valeur_recue == 10)
{

digitalWrite(led_1, LOW);
digitalWrite(led_2, LOW);
digitalWrite(led_3, HIGH);
digitalWrite(led_4, LOW);
digitalWrite(led_5, LOW);
digitalWrite(led_6, LOW);
digitalWrite(led_7, LOW);
digitalWrite(led_8, LOW);

}
}

À ton tour :

#

led_1

led_2

led_3

led_4

led_5

led_6

led_7

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Il est aussi possible d'écrire les lettres de l'alphabet à l'aide d'un affichage 7 segments(9) :

Exemple :

Évidemment, cela reste artisanal, mais ça peut donner des résultats acceptables, comme on peut le voir ici.

XVI-I - Synthèse : apprendre à compter

Objectif

Cette dernière leçon va synthétiser tout ce que nous avons vu jusqu'à maintenant. L'objectif est de réaliser un montage, avec deux boutons-poussoirs et un affichage 7 segments. L'un des boutons va servir à incrémenter les chiffres sur l'affichage, et l'autre à les décrémenter. Ainsi, en appuyant 6 fois sur le bouton-poussoir, les chiffres de 1 à 6 vont successivement s'afficher.

Schéma électronique du montage

Sur le schéma qui suit, l'affichage 7 segments est à anode commune. Comme d'habitude, chaque bouton-poussoir est doté d'une résistance pull-down de 1 kΩ ou 10 kΩ et d'une résistance de protection de l'input de 100 Ω. L'ordre de branchement de l'afficheur importe peu, puisqu'on va utiliser le code 14 pour identifier l'ordre d'activation des broches.

Circuit 10

XVI-J - Code 15 : apprendre à compter

Il est très similaire aux codes précédents. La principale différence réside dans le if(valeur_recue == 1), qui dans ce cas signifie « si la valeur reçue est égale à 1, on allume les segments pour afficher le chiffre 1 ».
Contrairement au if(valeur_recue >= 1), qui permet de cumuler l'allumage des LED (une LED pour 1, deux LED pour 2…), l'objectif est ici de n'allumer que les LED nécessaires à l'affichage du bon chiffre. Il ne faudrait en effet pas qu'un 3 devienne ensuite un 9 au lieu d'un 4, parce qu'on cumule les LED allumées.

Code 15 : Apprendre à compter

1. /*

2. Code 15 - Edurobot.ch, destiné au Diduino

3. Apprendre à compter

4. L'objectif est d'afficher des chiffres sur un afficheur 7 segments. Un  bouton permet d'incrémenter le chiffre, l'autre de le décrémenter.

5. On compte ainsi de 0 à 9 ou de 10 à 0.

6. */

9. /*

10. Déclaration des constantes pour les noms des pattes

11. */

12. const int btn_minus = 3;   // Bouton 1 pour décrémenter les chiffres

13. const int btn_plus = 4;    // Bouton 2 pour incrémenter les chiffres

14. const int led_1 = 6;       // Led 1

15. const int led_2 = 7;       // Led 2

16. const int led_3 = 8;       // Led 3

17. const int led_4 = 9;       // Led 4

18. const int led_5 = 10;

19. const int led_6 = 11;

20. const int led_7 = 12;

21. const int led_8 = 13;

23. /*

24. Déclaration des variables utilisées pour le comptage et le décomptage

25. */

26. int nombre_led = 0;       // le nombre qui sera incrémenté et décrémenté

27. int etat_bouton;          // lecture de l'état des boutons (un seul à la fois mais une variable suffit ; en effet, il n'est pas prévu d'appuyer sur les deux boutons simultanément)

28. int memoire_plus = LOW;   // état relâché par défaut pour le bouton 2

29. int memoire_minus = LOW;  // état relâché par défaut pour le bouton 1

32. /*

33. Initialisation des pattes en entrée/sortie : entrées pour les boutons, sorties pour les LED

34. */

35. void setup()

36. {

37. pinMode(btn_plus, INPUT);

38. pinMode(btn_minus, INPUT);

39. pinMode(led_1, OUTPUT);

40. pinMode(led_2, OUTPUT);

41. pinMode(led_3, OUTPUT);

42. pinMode(led_4, OUTPUT);

43. pinMode(led_5, OUTPUT);

44. pinMode(led_6, OUTPUT);

45. pinMode(led_7, OUTPUT);

46. pinMode(led_8, OUTPUT);

47. }

49. /*

50. Et c'est parti pour le programme!

51. */

52. void loop()

53. {

54. // lecture de l'état du bouton d'incrémentation (on lit l'état du btn_plus et on l'inscrit dans la variable etat_bouton)

55. etat_bouton = digitalRead(btn_plus);

57. // Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"

58. if((etat_bouton != memoire_plus) && (etat_bouton == HIGH))

59. {

60. nombre_led++; // on incrémente la variable qui indique combien de LED devront s'allumer

61. }

62. memoire_plus = etat_bouton; // on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

64. // et maintenant pareil pour le bouton qui décrémente

65. etat_bouton = digitalRead(btn_minus); //lecture de son état

67. // Si le bouton a un état différent de celui enregistré ET que cet état est "appuyé"

68. if((etat_bouton != memoire_minus) && (etat_bouton == HIGH))

69. {

70. nombre_led--; // on décrémente la valeur de nombre_led

71. }

72. memoire_minus = etat_bouton; // on enregistre l'état du bouton pour le tour suivant

74. // on applique des limites au nombre pour ne pas dépasser 10 ou 0 (puisqu'on a 10 LED)

75. if(nombre_led > 10)

76. {

77. nombre_led = 10;

78. }

79. if(nombre_led < 0)

80. {

81. nombre_led = 0;

82. }

85. // On créé une fonction affiche() pour l'affichage du résultat

86. // on lui envoie alors en paramètre la valeur du nombre de LED à éclairer

87. affiche(nombre_led);

88. }

90. void affiche(int valeur_recue)

91. {

92. // on éteint toutes les LED

93. digitalWrite(led_1, HIGH);

94. digitalWrite(led_2, HIGH);

95. digitalWrite(led_3, HIGH);

96. digitalWrite(led_4, HIGH);

97. digitalWrite(led_5, HIGH);

98. digitalWrite(led_6, HIGH);

99. digitalWrite(led_7, HIGH);

100. digitalWrite(led_8, HIGH);

102. if(valeur_recue == 1)            // "si la valeur reçue est égale à 1, on allume les segments pour afficher le chiffre 1"

103. {

104. digitalWrite(led_1, LOW);

105. digitalWrite(led_2, HIGH);

106. digitalWrite(led_3, HIGH);

107. digitalWrite(led_4, LOW);

108. digitalWrite(led_5, HIGH);

109. digitalWrite(led_6, HIGH);

110. digitalWrite(led_7, HIGH);

111. digitalWrite(led_8, HIGH);

112. }

114. if(valeur_recue == 2)            // "si la valeur reçue est égale à 2, on allume les segments pour afficher le chiffre 2"

115. {

116. digitalWrite(led_1, LOW);

117. digitalWrite(led_2, LOW);

118. digitalWrite(led_3, LOW);

119. digitalWrite(led_4, HIGH);

120. digitalWrite(led_5, LOW);

121. digitalWrite(led_6, LOW);

122. digitalWrite(led_7, HIGH);

123. digitalWrite(led_8, HIGH);

124. }

125. if(valeur_recue == 3)            // "si la valeur reçue est égale... enfin... tu connais la suite...

126. {

127. digitalWrite(led_1, HIGH);

128. digitalWrite(led_2, LOW);

129. digitalWrite(led_3, LOW);

130. digitalWrite(led_4, HIGH);

131. digitalWrite(led_5, LOW);

132. digitalWrite(led_6, LOW);

133. digitalWrite(led_7, LOW);

134. digitalWrite(led_8, HIGH);

135. }

136. if(valeur_recue == 4)

137. {

138. digitalWrite(led_1, HIGH);

139. digitalWrite(led_2, HIGH);

140. digitalWrite(led_3, LOW);

141. digitalWrite(led_4, LOW);

142. digitalWrite(led_5, HIGH);

143. digitalWrite(led_6, LOW);

144. digitalWrite(led_7, LOW);

145. digitalWrite(led_8, HIGH);

146. }

148. if(valeur_recue == 5)

149. {

150. digitalWrite(led_1, HIGH);

151. digitalWrite(led_2, LOW);

152. digitalWrite(led_3, LOW);

153. digitalWrite(led_4, LOW);

154. digitalWrite(led_5, LOW);

155. digitalWrite(led_6, HIGH);

156. digitalWrite(led_7, LOW);

157. digitalWrite(led_8, HIGH);

158. }

159. if(valeur_recue == 6)

160. {

161. digitalWrite(led_1, LOW);

162. digitalWrite(led_2, LOW);

163. digitalWrite(led_3, LOW);

164. digitalWrite(led_4, LOW);

165. digitalWrite(led_5, LOW);

166. digitalWrite(led_6, HIGH);

167. digitalWrite(led_7, LOW);

168. digitalWrite(led_8, HIGH);

169. }

171. if(valeur_recue == 7)

172. {

173. digitalWrite(led_1, HIGH);

174. digitalWrite(led_2, HIGH);

175. digitalWrite(led_3, HIGH);

176. digitalWrite(led_4, HIGH);

177. digitalWrite(led_5, LOW);

178. digitalWrite(led_6, LOW);

179. digitalWrite(led_7, LOW);

180. digitalWrite(led_8, HIGH);

181. }

183. if(valeur_recue == 8)

184. {

185. digitalWrite(led_1, LOW);

186. digitalWrite(led_2, LOW);

187. digitalWrite(led_3, LOW);

188. digitalWrite(led_4, LOW);

189. digitalWrite(led_5, LOW);

190. digitalWrite(led_6, LOW);

191. digitalWrite(led_7, LOW);

192. digitalWrite(led_8, LOW);

193. }

195. if(valeur_recue == 9)

196. {

197. digitalWrite(led_1, HIGH);

198. digitalWrite(led_2, LOW);

199. digitalWrite(led_3, LOW);

200. digitalWrite(led_4, LOW);

201. digitalWrite(led_5, LOW);

202. digitalWrite(led_6, LOW);

203. digitalWrite(led_7, LOW);

204. digitalWrite(led_8, LOW);

205. }

207. if(valeur_recue == 10)

208. {

209. digitalWrite(led_1, LOW);

210. digitalWrite(led_2, LOW);

211. digitalWrite(led_3, HIGH);

212. digitalWrite(led_4, LOW);

213. digitalWrite(led_5, LOW);

214. digitalWrite(led_6, LOW);

215. digitalWrite(led_7, LOW);

216. digitalWrite(led_8, LOW);

217. }

218. }

Le code se termine avec le chiffre 0, à défaut du 10.

Le code n'est pas optimisé : on pourrait se passer de répéter les digitalWrite qui sont en position LOW plusieurs fois de suite. Néanmoins, cela permet de pouvoir comprendre et analyser le code bien plus simplement ; à commencer par les élèves.

XVII - Projet 9 : les inputs analogiques

Un signal analogique(10) varie de façon continue au cours du temps. Sa valeur est donc un nombre réel. On trouve des signaux analogiques constamment, comme la température, la vitesse…

L'Arduino Uno possède six entrées analogiques, numérotées A0 à A5. En réalité, le microcontrôleur n'est pas capable de comprendre un signal analogique. Il faut donc d'abord le convertir en signal numérique par un circuit spécial appelé convertisseur analogique/numérique. Ce convertisseur va échantillonner le signal reçu sous la forme d'une variation de tension et le transformer en valeurs comprises entre 0 et 1023. Attention à ne pas faire entrer une tension supérieure à 5 V, ce qui détruirait l'Arduino.

XVII-A - La photorésistance

Une photorésistance est un composant électronique dont la résistance (en Ohm Ω) varie en fonction de l'intensité lumineuse. Plus la luminosité est élevée, plus la résistance est basse. On peut donc l'utiliser comme capteur lumineux pour :

- mesurer la lumière ambiante pour une station météo ;

- détecter la lumière dans une pièce ;

- suivre la lumière dans un robot ;

- détecter un passage ;

- …

Ses symboles électroniques sont les suivants :

L'avantage des photorésistances est qu'elles sont très bon marché. Par contre, leur réaction à la lumière est différente pour chaque photorésistance, même quand elles ont été produites dans le même lot. On peut ainsi noter une différence de résistance de plus de 50 % entre deux photorésistances du même modèle pour la même luminosité. On ne peut donc pas l'utiliser pour une mesure précise de la lumière. Par contre, elles sont idéales pour mesurer des changements simples de la luminosité.

XVII-B - Circuit 11 : diviseur de tension

Pour le circuit 11, nous aurons besoin d'une photorésistance que nous connecterons à la broche A0.

Le montage résistance fixe – photorésistance constitue ce qu'on appelle un diviseur de tension. 5 V sont introduits dans le circuit depuis l'Arduino. On relie le point entre les deux résistances à une broche analogique de l'Arduino et on mesure la tension par la fonction analogRead (broche). Tout changement de la tension mesurée est dû à la photorésistance puisque c'est la seule qui change dans ce circuit, en fonction de la lumière.

Liste des composants

- 1 LED ;

- 1 résistance de 220 Ω ;

- 1 résistance de 10 kΩ ;

- 1 photorésistance.

Circuit 11

XVII-C - Code 16 : valeur de seuil

L'objectif de ce code est de définir un seuil de luminosité au-delà duquel on éteint une LED. Nous allons pour cela utiliser une nouvelle instruction : if … else (si … sinon). C'est donc une condition.

Voici ce qui va se passer :

Si la luminosité dépasse le seuil (if (analogRead (lightPin)> seuil)), éteindre la LED (digitalWrite (ledPin, LOW)) ; sinon (else), allumer la LED (digitalWrite (ledPin, HIGH)).

L'instruction == vérifie si deux expressions sont égales. Si elles le sont, alors le résultat sera vrai (true) sinon le résultat sera faux (false).

Dans ce cas, le seuil est fixé à 900 (sur 1023). En variant la valeur du seuil, on modifie la sensibilité de détection de la luminosité.

Code 16 : valeur de seuil

1. /*

2. Code 16 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif: Éteindre une LED dès que la luminosité est suffisante

4. */

6. //***** EN-TÊTE DÉCLARATIF *****

8. int lightPin = 0;  //On renomme la broche A0 en "lightPin"

9. int ledPin = 9;  //On renomme la broche 9 en "ledPin"

11. //***** FONCTION SETUP = Code d'initialisation *****

12. // La fonction setup() est exécutée en premier et une seule fois, au démarrage du programme

13. void setup()

14. {

15. pinMode (ledPin, OUTPUT);

16. Serial.begin(9600);

17. }

19. void loop()

20. {

21. int seuil = 900;   //On définit un seuil de luminosité (sur 1023) à partir duquel la LED s'éteint

22. if (analogRead (lightPin)> seuil)  //Si la luminosité est plus élevée que le seuil.. .

23. {

24. digitalWrite (ledPin, LOW);  //... alors on éteint la LED.

25. }

26. else //Sinon...

27. {

28. digitalWrite (ledPin, HIGH);  //...on allume la LED

29. }

30. }

XVII-D - Code 17 : variation de la luminosité d'une LED en fonction de la lumière ambiante

Imaginons maintenant que l'on veut faire varier la luminosité d'une LED en fonction de la luminosité de la pièce dans laquelle elle se trouve : plus il fait jour, moins la LED est lumineuse.

Théoriquement, cela n'a rien de compliqué : il suffit de combiner le signal de la photorésistance avec la valeur PWM de la LED. Pratiquement, on se retrouve avec un signal en entrée (la photorésistance) découpé en 1024 paliers, alors que ceux du signal PWM comptent 256 paliers. Seulement, 1024, c'est 256 x 4. En divisant la valeur de la variable lightReading par 4, on la rend compatible avec les 256 paliers de variation de luminosité de la LED.

Code 17

1. /*

2. Code 17 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif: Faire varier la luminosité de la LED en fonction de la luminosité de la pièce

4. Source: http://learn.adafruit.com/lights

5. */

7. int lightPin = 0;

9. int lightReading;

11. int ledPin = 9;

12. int ledBrightness;

14. void setup() {

15. Serial.begin(9600);

16. }

18. void loop() {

19. lightReading = analogRead(lightPin);

22. Serial.print("Lecture analogique = ");

23. Serial.println(lightReading);

26. lightReading = 1023 - lightReading;

28. ledBrightness = lightReading / 4;

29. analogWrite(ledPin, ledBrightness);

31. delay(100);

32. }

Analyse du code

Premièrement, on va définir nos constantes et nos variables. Ainsi, la broche A0, sur laquelle la photorésistance (couplée à la résistance pull-down) est connectée est renommée lightPin. On crée ensuite une variable nommée lightReading pour y stocker la valeur analogique (comprise entre 0 et 1023) de la valeur de la photorésistance avec le diviseur de tension. Naturellement, la broche 9, sur laquelle est connectée la LED est appelée ledPin. À noter que la broche 9 est compatible PWM. Enfin, on crée une variable ledBrightness pour y stocker la valeur de luminosité de la LED (comprise entre 0 et 255).

1. int lightPin = 0;

2. int lightReading;

3. int ledPin = 9;

4. int ledBrightness;

Ensuite, on stocke la valeur de la photorésistance avec un analogRead dans la variable lightReading.

1. lightReading = analogRead(lightPin);

Petit aparté : on peut contrôler le bon fonctionnement de la photorésistance en envoyant à la console d'Arduino IDE les valeurs mesurées grâce à Serial.print, qui se trouve dans Menu Outils -> Moniteur série. Ce code est donc facultatif.

1. Serial.print("Lecture analogique = ");

2. Serial.println(lightReading);

3. // Plus il fait sombre, plus la LED doit être brillante.

4. // Cela signifie qu'il faut inverser la valeur lue de 0-1023 à 1023-0, avec une soustraction.

5. lightReading = 1023 - lightReading;

7. //Enfin il faut faire correspondre les valeurs lues de 0-1023 à 0-255 qui sont les valeurs utilisées par analogWrite.

8. // Pour cela, on convertit la valeur de la variable "lightReading" en la divisant par 4.

9. ledBrightness = lightReading / 4;

10. analogWrite(ledPin, ledBrightness); // On allume enfin la LED avec la luminosité stockée dans la variable "ledBrightness".

12. delay(100);

13. }

La variation de luminosité est souvent inversée. Ainsi, un radioréveil est très lumineux lorsqu'il fait jour et peu lumineux durant la nuit. Pour simuler cela, il suffit de supprimer la ligne suivante :

1. lightReading = 1023 - lightReading;

XVII-E - Code 18 : mappage de données

Le mappage des données est l'association des données appartenant à un ensemble avec les données appartenant à un autre ensemble, de manière que l'on puisse passer harmonieusement des premières aux secondes(11). Dans notre cas, nous avons des données inscrites dans une plage située entre 0 et 1023 que nous devons convertir dans une plage entre 0 et 255, qui correspond à 8 bits.

Si on reprend l'exercice précédent, une petite modification permet de faire le mappage des données.

Code 18

1. /*

2. Code 18 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : Faire varier la luminosité de la LED en fonction de la luminosité de la pièce avec mappage de données

4. Source : http://learn.adafruit.com/lights

5. */

7. int lightPin = 0;   // La photorésistance et la résistance pulldown de 1 à 10K sont connectées à A0

8. int lightReading;   // Lecture analogique de la valeur de la photorésistance avec le diviseur de tension

9. int ledPin = 9;     // LED en PWM sur la broche 9

10. int ledBrightness;  // Variable pour stocker la valeur de luminosité de la LED

12. void setup() {

13. Serial.begin(9600);

14. }

16. void loop() {

17. lightReading = analogRead(lightPin);

19. // Affichage de la valeur de "lightReading" dans la console

20. Serial.print("Lecture analogique = ");

21. Serial.println(lightReading);  // Affichage de la valeur brute issue de la photorésistance.

23. // Plus il fait sombre, plus la LED doit être brillante.

24. // Cela signifie qu'il faut inverser la valeur lue de 0-1023 à 1023-0, avec une soustraction.

25. lightReading = 1023 - lightReading;

27. // Enfin il faut faire correspondre avec la fonction "map" les valeurs lues de 0-1023 à 0-255 qui sont les valeurs utilisées par analogWrite.

28. ledBrightness = map(lightReading, 0, 1023, 0, 255);

29. analogWrite(ledPin, ledBrightness); // On allume enfin la LED avec la luminosité stockée dans la variable "ledBrightness".

31. delay(100);

32. }

On voit à la ligne suivante le mappage :

1. ledBrightness = map(lightReading, 0, 1023, 0, 255);

la fonction map fonctionne sous la forme suivante :

Variable1 est l'origine des données. Variable2 est la destination des données.

XVIII - Projet 10 : le potentiomètre

Le potentiomètre est une résistance variable. Contrairement, c'est le bouton de réglage du volume sur une radio. La plupart des potentiomètres sont soit rotatifs, soit linéaires.

Les potentiomètres sont très fréquents dans les appareils électroniques, par exemple les tables de mixage.

Table de mixage du RadioBus (http://radiobus.fm)

Voici les symboles électroniques (européens dessus et américains dessous) du potentiomètre :

Comme toute résistance, le potentiomètre modifie la tension d'un circuit. On va donc l'utiliser principalement comme entrée (input) dans une broche analogique (A0 à A5) de l'Arduino.

Les potentiomètres ont en général trois broches. Les broches extérieures se connectent sur l'alimentation +5 V et sur la terre, alors que la broche centrale envoie le signal sur la broche d'entrée analogique de l'Arduino.

XVIII-A - Circuit 12 : utiliser le potentiomètre pour faire varier la luminosité d’une LED

Il est temps de griller notre première LED (si cela n'est pas déjà fait) ! C'est le passage obligé de tout bon maker ! Pour ce faire, nous allons connecter une LED sur la broche OUT du potentiomètre et la mettre à la terre. Petit conseil : avant de brancher, tourner le potentiomètre au minimum, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

Une fois l'Arduino branché, tourner délicatement le potentiomètre dans le sens des aiguilles d'une montre. La LED va commencer à s'illuminer, puis de plus en plus, avant de… griller.

Circuit 12

Nous venons de le voir : varier le voltage à l'entrée d'une LED n'est pas la meilleure solution pour faire varier sa luminosité… même si la LED ne grille pas, au-delà de son voltage de fonctionnement, sa durée de vie sera fortement réduite. Mais qu'importe, puisque nous avons la fonction PWM(12). Nous allons donc coupler le potentiomètre, en entrée analogique sur A0, avec une LED en PWM sur la broche 9.

Liste des composants

- 1 LED ;

- 1 résistance de 220 Ω ;

- 1 potentiomètre de 10 kΩ ou 20 kΩ .

XVIII-B - Circuit 13 : utiliser le potentiomètre pour faire varier la luminosité d’une LED

Circuit 13

Le code est très simple. Comme pour le code 17, on récupère la valeur comprise en 0 et 1023 sur A0, avant de la diviser par 4, afin de la rendre compatible avec la portée du PWM, comprise entre 0 et 255. Comme pour le code 18, on pourrait aussi imaginer un mappage au lieu de la division.

Code 19

1. /*

2. Code 19 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif: Lire la valeur du potentiomètre pour faire varier la luminosité de la LED en PWM

4. Source: Philippe Krähenbühl

5. */

7. int ledPin = 9;     // On renomme la broche 9 en "ledPin"

8. int analogPin = 0;  // Le potentiomètre est connecté à la broche analogue 0

9. int val = 0;        // la variable qui stocke la valeur lue est mise à 0

11. void setup()

12. {

13. pinMode(ledPin, OUTPUT);

14. }

16. void loop()

17. {

18. val = analogRead(analogPin);  //lecture de la valeur analogue (potentiomètre)

19. analogWrite(ledPin, val / 4);  // valeur analogue lue (0 à 1023) divisée par 4 (0 à 255)

20. }

XVIII-C - Circuit 14 : allumer les LED d’un bargraphe à l’aide d’un potentiomètre

Quand on tourne le bouton pour augmenter le volume, il serait intéressant d'avoir un bargraphe qui nous indique le niveau.

On va donc réaliser un bargraphe à l'aide de 8 LED.

Liste des composants

- 8 LED ;

- 8 résistances de 220 Ω ;

- 1 potentiomètre de 10 kΩ ou 20 kΩ.

Circuit 14

XVIII-D - Code 20 : fficher la valeur d'un potentiomètre à l'aide d'un bargraphe

Le cas de ce code est très intéressant. Nous savons maintenant que nous avons 1024 paliers sur l'entrée analogique de l'Arduino. Lorsque l'Arduino reçoit la valeur de 1024, 8 LED devront être allumées. Ainsi, lorsqu'il recevra la valeur de 512, 4 LED devront être allumées (512 étant naturellement la moitié de 1024).

On va donc diviser nos 1024 paliers par 8, pour obtenir l'intervalle qui allumera les LED les unes après les autres. Attention, on commence à compter à 0, pas à 1. C'est la raison pour laquelle nos 1024 paliers se terminent à 1023.

On arrive au résultat suivant :

LED1 : de 0 à 127
LED2 : de 128 à 255
LED3 : de 256 à 383
LED4 : de 384 à 511
LED5 : de 512 à 639
LED6 : de 640 à 767
LED7 : de 768 à 895
LED8 : de 769 à 1023

À partir de là, il suffit d'aller chercher la valeur reçue, qu'on va stocker dans la variable readValue, puis de la faire passer dans 8 tests à partir de if… else consécutifs.

Le serial.print a pour objectif d'afficher dans le moniteur la valeur reçue par l'Arduino (voir code 17).

Code 20

/*
Code 20 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino
Objectif: Afficher la valeur d'un potentiomètre à l'aide d'un bargraphe
*/

// Information sur les LED

int led1 = 5;
int led2 = 6;
int led3 = 7;
int led4 = 8;
int led5 = 9;
int led6 = 10;
int led7 = 11;
int led8 = 12;

// Information sur le potentiomètre
int potPin = A0;
int readValue;
int writeValue;

void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(led1, OUTPUT);
pinMode(led2, OUTPUT);
pinMode(led3, OUTPUT);
pinMode(led4, OUTPUT);
pinMode(led5, OUTPUT);
pinMode(led6, OUTPUT);
pinMode(led7, OUTPUT);
pinMode(led8, OUTPUT);
}

void loop() {
/*Écriture de la valeur du potentiomètre
dans la variable "readValue"
*/
readValue = analogRead(potPin);

/*Incription dans le moniteur série
de "Color=valeur de la variable readValue
*/

Serial.print("\Val=");
Serial.print(readValue);
delay(200);

// De 0 à 127, led1
if (readValue < 128) {
Serial.println("\tled 1");
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, HIGH);
digitalWrite(led4, HIGH);
digitalWrite(led5, HIGH);
digitalWrite(led6, HIGH);
digitalWrite(led7, HIGH);
digitalWrite(led8, HIGH);
}

// De 128 à 255, led 1 à 2
else if (readValue >= 128 && readValue < 256) {
Serial.println("\tled 2");
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, LOW);
digitalWrite(led4, LOW);
digitalWrite(led5, LOW);
digitalWrite(led6, LOW);
digitalWrite(led7, LOW);
digitalWrite(led8, LOW);
}

// De 256 à 383, led 1 à 3
else if (readValue >= 256 && readValue < 384) {
Serial.println("\tled 3");
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, HIGH);
digitalWrite(led4, LOW);
digitalWrite(led5, LOW);
digitalWrite(led6, LOW);
digitalWrite(led7, LOW);
digitalWrite(led8, LOW);
}

// De 384 à 511, led 4
else if (readValue >= 384 && readValue < 512) {
Serial.println("\tled 4");
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, HIGH);
digitalWrite(led4, HIGH);
digitalWrite(led5, LOW);
digitalWrite(led6, LOW);
digitalWrite(led7, LOW);
digitalWrite(led8, LOW);
}

// De 512 à 639, led 5
else if (readValue >= 512 && readValue < 640) {
Serial.println("\tled 5");
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, HIGH);
digitalWrite(led4, HIGH);
digitalWrite(led5, HIGH);
digitalWrite(led6, LOW);
digitalWrite(led7, LOW);
digitalWrite(led8, LOW);
}

// De 640 à 767, led 6
else if (readValue >= 640 && readValue < 768) {
Serial.println("\tled 6");
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, HIGH);
digitalWrite(led4, HIGH);
digitalWrite(led5, HIGH);
digitalWrite(led6, HIGH);
digitalWrite(led7, LOW);
digitalWrite(led8, LOW);
}

// De 768 à 895, led 7
else if (readValue >= 768 && readValue < 896) {
Serial.println("\tled 7");
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, HIGH);
digitalWrite(led4, HIGH);
digitalWrite(led5, HIGH);
digitalWrite(led6, HIGH);
digitalWrite(led7, HIGH);
digitalWrite(led8, LOW);
}

// De 896 à 1023, led 8
else {
Serial.println("\tled 8");
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, HIGH);
digitalWrite(led4, HIGH);
digitalWrite(led5,HIGH);
digitalWrite(led6,HIGH);
digitalWrite(led7,HIGH);
digitalWrite(led8,HIGH);
}
}

Variante 1 : utiliser un bargraphe 10 LED

On peut, à ce stade, utiliser un potentiomètre et afficher sa valeur à l'aide d'un bargraphe 10 LED. Il suffit pour cela de ne plus diviser 1024 par 8, mais par 10 (en arrondissant).

Variante 2 : utiliser un afficheur LED 8 digits

Voici une variante un peu plus sophistiquée. Il s'agit à nouveau d'afficher la valeur d'un potentiomètre. Mais cette fois avec un afficheur LED 8 digits. On affiche la valeur de 0 (min) à 9 (max).

XIX - Projet 11 : construire une station météo

Objectif : utiliser un capteur température/humidité et afficher les données sur un écran LCD.

Ce projet est la synthèse des inputs analogiques, avec comme bonus l'utilisation d'un écran pour l'affichage des données.

Connaître la température et l'humidité est une information utile pour vivre confortablement, pour stocker des aliments ou du matériel, pour des prévisions météo… Avec ce projet nous apprendrons comment mesurer ces deux données et à les afficher sur un écran LCD.

Avec les projets précédents, nous avons appris à mesurer des valeurs (intensité lumineuse et température) avec des capteurs analogiques grâce aux entrées analogiques de la carte Arduino qui sont munies d'un composant qui transforme les valeurs analogiques mesurées en valeurs numériques. Mais il existe aussi de nombreux capteurs qui transforment eux-mêmes, les valeurs analogiques mesurées en valeurs digitales exploitables par des moyens informatiques. C'est le cas d'un capteur de température et d'humidité très répandu et bon marché, le DHT11 que l'on va utiliser pour ce projet.

En bas à droite, de couleur bleue, le capteur DHT11, au-dessus l'afficheur LCD de deux lignes de 16 caractères qui indique la température et l'humidité actuelle. On remarque aussi un potentiomètre (résistance variable) sur la partie droite du breadboard dont le rôle est de régler la luminosité de l'écran.

Le capteur DHT11 est fourni avec de nombreux kits pour Arduino, autrement on peut l'acheter pour quelques francs. Le DHT11 ne mesure que des températures positives, entre 0 °C et 50 °C avec une précision de ±2 °C et des taux d'humidité relative de 20 à 80 % avec une précision de ±5 %. Pour des besoins plus pointus ou s'il s'agit de mesurer aussi des températures négatives, il faut se munir de son grand frère, le DHT22, deux fois plus onéreux, mais dont la plage de mesure s'étend de -50 °C à +125 °C, avec une précision de 0,5 °C et de 0 à 100 % (précision ±2 %) pour la mesure de l'humidité relative.

Attention : il existe des versions des capteurs DHTxx qui ne sont pas prémontés sur un petit circuit comme le modèle de gauche ci-dessus utilisé dans ce projet. Si c'est le cas, il faut ajouter une résistance de tirage de 5 à 10 kOhms et un condensateur de 100 nF entre les broches 1 (alimentation 5 V) et 4 (GND). Un schéma du câblage est disponible par ici : https://www.carnetdumaker.net/.

Circuit 15

Utilisation du capteur de température et d'humidité
Quand on tient le capteur avec la grille en face de nous, la broche centrale est l'alimentation, elle doit être reliée au 5 V de l'Arduino. La broche la plus à droite sera reliée au – (GND). Quant à la broche la plus à gauche, c'est la broche de données, elle sera connectée à l'entrée digitale utilisée pour lire les données.
Une fois ces données connues, le montage est un jeu d'enfant et un schéma est ici inutile, nous allons choisir le Pin7 pour les données :

XIX-A - Code 21 : acquérir les données du capteur et les afficher

L'objectif de ce code est d'acquérir via l'une des broches digitales de l'Arduino, les données de température et d'humidité transmises par le capteur DHT11, puis de les afficher sur l'écran de l'ordinateur. Pour communiquer avec le capteur, il faut dans un premier temps télécharger et installer la bibliothèque spécifique à ce capteur (ou plutôt l'une des bibliothèques pour ce capteur, car il y en a plusieurs versions). Les bibliothèques sont des ensembles de fonctions qui s'ajoutent aux fonctions de base du logiciel Arduino.IDE. Certaines bibliothèques sont préinstallées, par exemple celle intitulée LiquidCrystal dont nous aurons besoin plus tard pour l'affichage sur l'écran LCD, d'autres doivent être installées par l'utilisateur au fur et à mesure de ses besoins. La bibliothèque DHTLib que nous allons utiliser pour ce projet fait partie de cette dernière catégorie et doit donc être installée « à la main ».

Depuis la version 1.6.0 de l'IDE Arduino, un gestionnaire de bibliothèque a permis de grandement simplifier l'installation et la mise à jour des bibliothèques. Le gestionnaire est accessible via le menu Croquis → Inclure une bibliothèque → Gérer les bibliothèques. Une fenêtre de gestion des bibliothèques apparaît dans laquelle il est possible de rechercher une nouvelle bibliothèque en tapant son nom dans le champ de recherche en haut à gauche ou de faire des mises à jour des bibliothèques existantes.

Ci-dessus, en tapant « dht » dans le champ de recherche, on obtient en seconde position la bibliothèque DHTLib que nous allons utiliser. Il ne reste plus qu'à l'installer en cliquant sur le bouton qui apparaît sur la droite quand on la sélectionne.

Une autre solution pour installer une bibliothèque consiste à télécharger le fichier .zip de la bibliothèque désirée, puis de l'installer via le menu Croquis → Inclure une bibliothèque → Ajouter une bibliothèque.zip.

La bibliothèque DHTLib peut être téléchargée ici : http://www.circuitbasics.com/wp-content/uploads/2015/10/DHTLib.zip.

Note : sur les postes élèves, les bibliothèques supplémentaires sont installées dans le dossier personnel de l'utilisateur et ne seront donc accessibles que pour ce seul utilisateur, il faut disposer d'un accès administrateur pour installer une bibliothèque pour tous les utilisateurs d'un ordinateur.

Attention, pour que la bibliothèque nouvellement installée soit utilisable, il faut quitter puis relancer Arduino.

La bibliothèque ad hoc étant maintenant installée, on peut passer au code :

Code 21

1. /*

2. Code 21 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif: Afficher la température et l'humidité sur un écran

4. */

6. //***** EN-TÊTE DÉCLARATIF *****

7. #include <dht.h> // on charge la bibliothèque

9. dht DHT;            // on crée l'objet du capteur DHT11

10. #define DHT11_PIN 7 // on définit le Pin qui sera utilisé pour recevoir les données

12. void setup() // début de la fonction setup()

13. {

14. Serial.begin(9600); // Pour une fois, l'ouverture du port série et la définition de

15. // sa vitesse en bauds est utile, même indispensable puisque l'on

16. // va utiliser ce port pour afficher les valeurs du capteur.

17. }

19. //***** FONCTION LOOP = Code d'initialisation *****

20. // La fonction setup() est exécutée en premier et une seule fois, au démarrage du programme

22. void loop()  // début de la fonction loop()

23. {

24. int chk = DHT.read11(DHT11_PIN);    // on lit l'état du capteur

25. Serial.print("Temperature = ");     // on écrit le mot Température sur le moniteur

26. Serial.println(DHT.temperature);    // on affiche sur la même ligne la température lue

27. Serial.print("Humidite = ");        // on écrit le mot Humidité sur le moniteur

28. Serial.println(DHT.humidity);       // on affiche sur la même ligne l'humidité lue

29. delay(1000);    // on fait une pause de 1 seconde entre 2 interrogations du capteur

30. }

Pour visualiser les données transmises par le capteur, il faut encore ouvrir une fenêtre du moniteur série sur votre ordinateur : Menu Outils → Moniteur série.

Tant que le moniteur série est ouvert, la température et l'humidité mesurées s'affichent une fois par seconde

Circuit 16

Affichage des valeurs mesurées sur un écran LCD

Afficher le résultat des mesures sur le moniteur série est bien sympathique, mais si l'on veut faire une installation de mesure permanente et autonome, cette solution ne convient pas, car il faut que l'ordinateur soit en permanence allumé et branché à la carte. L'affichage sur un petit écran LCD est une solution bien plus élégante et pratique. L'un des écrans LCD les plus répandu dans le monde Arduino et qui est souvent fourni avec les kits de base est le modèle dit 16x2 LCD (il est capable d'afficher deux lignes de 16 caractères chacun). À l'achat un tel écran coûte entre 7 et 15 €.

Note : le but final étant d'afficher la température et l'humidité transmise par le capteur DHT11, il est conseillé de laisser le circuit 9 en place (sur un côté ou une extrémité de la breadboard , autrement il faudra le recâbler plus tard. Les images ci-dessous ne comprennent volontairement pas le DHT11, toujours branché à la Pin7 afin d'améliorer leur lisibilité.

Liste des composants :

- 1 écran LCD 2x16 ;

- 1 potentiomètre (résistance variable) ;

- 1 résistance de 220 Ω ;

- 1 capteur DHT11 (déjà câblé depuis le circuit 9).

Il existe une grande variété de modèles d'écran LCD, certains forts pratiques ayant déjà des pins qui dépassent à la face inférieure et qui s'encastrent directement dans la breadboard, d'autres nécessitant l'usage de connecteurs mâle-mâle pour pouvoir se connecter à la breadboard ou directement à la carte Arduino via des câbles de liaisons.

Tous les modèles d'écran LCD sont dotés de 16 Pins dont le câblage est le suivant :

- Les deux premiers pins tout à gauche servent à l'alimentation de l'écran. Pôle négatif ou GND pour le premier et pôle positif (5 V) pour le 2e

- Le 3epin est connecté à un potentiomètre et sert à régler le contraste de l'écran LCD

- Le 4e, noté RS pour Register Select, est connecté au pin 12 de l'Arduino. Il sert à sélectionner la zone mémoire de l'écran LCD dans laquelle nous allons écrire

- Le 5e doit être connecté au ground (GND)

- Le 6e, noté E pour Enable, est connecté au pin 11 de l'Arduino. Il permet de lancer ou non l'écriture dans les zones mémoire

- Les quatre suivants (7, 8, 9 et 10e) sont reliés au ground (GND)

- Les quatre qui suivent (11e à 14e, notés 5, 4, 3, 2 sur le schéma ci-dessus, car ils se connectent sur les Pins 5, 4, 3, 2 de l'Arduino. Ils servent pour la transmission des données à afficher

- Les deux pins tout à droite (15 et 16e) servent pour alimenter la LED du rétroéclairage de l'écran LCD. Attention, l'avant-dernier (pôle positif 5 V) doit impérativement être protégé par une résistance d'environ 220 Ω. Le dernier est relié au pôle négatif (GND)

Une fois le montage effectué et l'Arduino branché au port USB de l'ordinateur, vous pouvez tourner le potentiomètre et vous verrez le contraste de l'écran se modifier.

XIX-B - Code 22 : afficher les données sur l'écran LCD

Contrairement à la bibliothèque « DHTLib » utilisée auparavant, la bibliothèque « LiquidCrystal » est incluse avec le logiciel Arduino IDE, mais il faut tout de même l'installer avant de pouvoir l'utiliser.

Menu : Croquis → Inclure une bibliothèque → Gérer les bibliothèques.

Dans l'onglet de recherche, tapez : « LiquidCrystal ». Si la bibliothèque est déjà installée, vous verrez noté « INSTALLED » à côté de son nom, autrement cliquez sur Install.

Attention, pour que la bibliothèque nouvellement installée soit utilisable, il faut quitter puis relancer Arduino IDE.

Code 22

1. /*

2. Code 22 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif: Afficher la température et l 'humidité sur un écran LCD

4. */

6. //***** EN-TÊTE DÉCLARATIF *****

7. #include <dht.h>            // on inclut la bibliothèque pour le capteur DHT11

8. #include <LiquidCrystal.h>  // on inclut la bibliothèque pour l'écran LCD

10. LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // on crée l'objet LCD et on définit les Pins utilisés

12. dht DHT;        // on crée l'objet du capteur DHT11

14. #define DHT11_PIN 7     // on définit le Pin utilisé pour les données du DHT11

16. void setup(){

17. lcd.begin(16, 2);   // on initialise la communication avec l'écran LCD

18. }

19. void loop()

20. {

21. int chk = DHT.read11(DHT11_PIN); // on lit les données du capteur DHT

22. lcd.setCursor(0,0);              // on place le curseur de l'écran LCD au début de la 1ère ligne

23. lcd.print("Temp: ");             // on écrit le mot "Temp: " à l'emplacement du curseur

24. lcd.print(DHT.temperature,1);    // on écrit la température lue par le capteur, avec 1 chiffre derrière la virgule

25. lcd.print((char)223);            // on ajoute le symbole ° après la valeur de la température

26. lcd.print("C");                  // on ajoute la lettre C pour degré Celsius

27. lcd.setCursor(0,1);              // on déplace le curseur de l'écran LCD au début de la 2eligne

28. lcd.print("Humidity: ");         // on écrit le mot "Hum. rel: " à l'emplacement du curseur

29. lcd.print(DHT.humidity,1);       // on écrit l'humidité relative lue par le capteur, avec 1 chiffre derrière la virgule

30. lcd.print("%");                  // on ajoute le symbole "%" après la valeur de l'humidité

31. delay(1000);                     // on attend une seconde avant de procéder à la lecture suivante

32. }

XX - Projet 12 : utiliser un servomoteur

Les servomoteurs, souvent abrégés en « servo » tout court par leurs utilisateurs, sont des moteurs d'un type particulier, très appréciés pour faire tourner quelque chose jusqu'à une position bien précise et capable de maintenir cette position jusqu'à l'arrivée d'une nouvelle instruction. Ils sont très utilisés dans le modélisme (direction des voitures télécommandées, commande des gouvernes de dérive et de profondeur sur les avions, etc.), mais ont aussi leur place dans la robotique et l'industrie par exemple dans des vannes pour réguler des flux de liquides.

Un servomoteur dit « 9 grammes » très répandu dans le monde de l'Arduino.

Dans ce chapitre, nous allons apprendre à utiliser le plus répandu des servomoteurs en modélisme et dans la petite électronique, il s'agit des modèles dits 9 g, pour 9 grammes. Extérieurement, il se présente sous la forme d'un petit rectangle, avec deux petits rebords sur les côtés pour le fixer solidement et un axe décentré sur lequel on peut fixer des bras interchangeables pour assurer la liaison mécanique avec la pièce qui doit bouger. Même s'il existe de servomoteurs à rotation continue, l'immense majorité des modèles sont capables de bouger leur bras sur 180° seulement.

Vu de l'intérieur, un servomoteur est un peu plus complexe qu'il n'en a l'air :

Un petit moteur à courant continu est relié à un potentiomètre (résistance variable) par l'intermédiaire d'un circuit électronique ce qui permet de contrôler finement le moteur en fonction de la position du potentiomètre. Sur l'axe de sortie du moteur, une série d'engrenages permet d'augmenter son couple (sa force utile) en réduisant sa vitesse de rotation.

Quand le moteur tourne, les engrenages s'animent, le bras bouge et entraîne dans son mouvement le potentiomètre. Si le mouvement s'arrête, le circuit électronique ajuste en continu la vitesse du moteur pour que le potentiomètre et donc par extension le bras du moteur reste toujours au même endroit. C'est ce qui permet par exemple à un bras d'un robot de ne pas retomber sous l'effet de son propre poids lorsque le mouvement s'arrête !

Utilisation d'un servomoteur avec l'Arduino

Pour commander un servomoteur, il faut lui envoyer un train d'impulsions dont la période (intervalle de temps entre chaque impulsion) est toujours de 20 ms (millisecondes). Ce qui va varier et qui finalement déterminera la position du bras n'est pas la période, mais bien la durée de l'impulsion :

- pour une impulsion de 1 ms, le servomoteur se met en position 0° ;

- pour une impulsion de 1,5 ms, le servomoteur se met en positon 90° ;

- pour une impulsion de 2 ms, le servomoteur se met en position 180°.

Ce schéma rappelle le PWM que l'on a utilisé pour faire varier l'intensité d'une LED par exemple, le principe en est effectivement très semblable, avec un train d'ondes rectangulaires puisque les données transmises sont digitales (HIGH ou LOW) sans valeurs intermédiaires.

La connexion d'un servomoteur ne pose pas de difficulté. Le fil rouge se connecte à l'alimentation (5 V), le fil noir se connecte au ground (GND) et le fil jaune (attention parfois blanc ou orange ou… suivant le matériel dont dispose le fabricant chinois ?) à n'importe quelle sortie numérique de l'Arduino (pin 0 à 13).

Circuit 17

XX-A - Code 23 : faire bouger le bras d’un servomoteur dans les deux sens

L'objectif des trois codes ci-dessous est de se familiariser avec l'utilisation des servomoteurs.

Pour les trois codes, nous aurons besoin de la bibliothèque Servo qui fait partie d'office du logiciel Arduino, mais qui n'est pas installée par défaut.

Menu : Croquis → Inclure une bibliothèque → Servo.

Attention, pour que la bibliothèque nouvellement installée soit utilisable, il faut quitter puis relancer Arduino.

Code 23

1. /*

2. Code 23 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : Faire bouger le bras d'un servomoteur dans un sens puis dans l'autre, indéfiniment

4. */

6. //*****EN-TÊTE DECLARATIF*****

7. #include <Servo.h>  // on inclut la bibliothèque pour piloter un servomoteur

9. Servo monServo;  // on crée l'objet monServo

11. void setup()

12. {

13. monServo.attach(9); // on définit le Pin utilisé par le servomoteur

14. }

16. void loop()

17. {

18. for (int position = 0; position <=180; position ++){ // on crée une variable position qui prend des valeurs entre 0 à 180 degrés

19. monServo.write(position);  // le bras du servomoteur prend la position de la variable position

20. delay(15);  // on attend 15 millisecondes

21. }

23. for (int position = 180; position >=0; position --){ // cette fois la variable position passe de 180 à 0°

24. monServo.write(position);  // le bras du servomoteur prend la position de la variable position

25. delay(15);  // le bras du servomoteur prend la position de la variable position

26. }

27. }

Une fois votre code fonctionnel, n'hésitez pas à tester des délais d'attente différents, de demander des parcours de 90° seulement ou d'autres valeurs, de varier le pas des incréments utilisés, par exemple de 5° en 5°, etc. Et observez à chaque fois le nouveau résultat.

Nous avons dit en parlant des servomoteurs qu'une fois une position atteinte, le moteur, grâce aux informations maintenant le bras dans la position demandée jusqu'à ce qu'un nouvel ordre lui parvienne. Cette fonction de maintien est primordiale aussi bien en modélisme qu'en robotique. Si un bras robotisé saisit quelque chose par exemple, il ne faut pas qu'il retombe juste sous l'effet du poids de la pièce saisie et de son bras. Pour cela le servomoteur doit donc continuer d'ajuster la position à maintenir. La petite variation de code ci-dessous nous prouvera d'une part que la position demandée est maintenue même quand on demande à l'Arduino d'effectuer une autre tâche (ici, allumer la diode 13) et vous pouvez aussi essayer de tourner le servo à la main (sans forcer !) pour sentir la résistance à la rotation qu'exerce le servo qui tente de maintenir sa position.

XX-B - Code 24 : servomoteur et gestion des tâches

Code 24

1. /*

2. Code 24 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : prouver que la bibliothèque Servo permet au servomoteur d'agir et de se maintenir

4. en position même lorsque l'Arduino effectue une autre tâche.

5. */

7. //*****EN-TÊTE DECLARATIF*****

8. #include <Servo.h>  // on inclut la bibliothèque pour piloter un servomoteur

10. Servo monServo;     // on crée l'objet monServo

12. void setup()

13. {

14. monServo.attach(9);   // on définit le Pin utilisé par le servomoteur

15. pinMode(13,OUTPUT);   // la Pin13 est mise en mode OUTPUT

16. }

18. void loop()

19. {

20. monServo.write(0);      // on dit à l'objet de mettre le servo à 0°

21. diode13();              // appel de la fonction diode13 qui est définie plus bas

22. monServo.write(180);    // on dit à l'objet de mettre le servo à 180°

23. diode13();              // appel de la fonction diode13

24. }

26. void diode13()  //on va faire clignoter 15 fois la diode 13

27. {

28. for (int t=0;t<15;t++){

29. digitalWrite(13,HIGH);

30. delay(100);

31. digitalWrite(13,LOW);

32. delay(100);

33. }

34. }

À vous de faire aussi varier les angles demandés, le nombre de clignotements de la LED 13, le temps d'attente…

Et pour en terminer avec le pilotage des servomoteurs, voici un code qui ne manque pas de provoquer son petit effet, vous allez ajouter un potentiomètre à votre montage et c'est la position du potentiomètre que vous tournerez qui servira à positionner le bras du servomoteur.

Pour vous aider, voici le schéma du montage :

XX-C - Code 25 : commander un servomoteur avec un potentiomètre

Ce code tout simple permet, à l'aide d'un mappage, de lier les 1024 paliers d'un potentiomètre aux 180° de rotation d'un servo.

Code 25

1. /*

2. Code 25 - Edurobot.ch, destiné à l'Arduino

3. Objectif : commander un servomoteur avec un potentiomètre

4. */

6. //*****EN-TÊTE DECLARATIF*****

7. #include <Servo.h> // on inclut la bibliothèque pour piloter un servomoteur

9. Servo monServo;  // on crée l'objet monServo

11. int pinmonServo = 9;  // on définit la Pin9 liée à la commande du servomoteur

12. int pinPotar = A0;    // on définit la Pin analogique A0 pour la lecture du potentiomètre

14. void setup()

15. {

16. monServo.attach(pinmonServo);  // on lie l'objet monServo au pin de commande

17. }

19. void loop()

20. {

21. int valeurPotar=analogRead(pinPotar);     // on lit la valeur du potentiomètre

22. int angle=map(valeurPotar, 0,1023,0,180); // on transforme la valeur analogique lue en valeur d'angle entre 0 et 180°

23. monServo.write(angle);                    // on met le bras du servomoteur à la position angle

24. }

(1)http://www.edurobot.ch/?p=1251

(2)Histoire de l'Arduino : http://www.framablog.org/index.php/post/2011/12/10/arduino-histoire

(3)Références : http://spectrum.ieee.org/geek-life/hands-on/the-making-of-arduino et

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

(5)http://fr.wikipedia.org/wiki/Diode_électroluminescente

(6)Source : http://mediawiki.e-apprendre.net/index.php/Découverte_des_microcontrôleurs_avec_le_Diduino

(7)Mais on aurait aussi pu l'appeler petite_fleur…

(8)Disponible ici : www.scolcast.ch/episode/arduino-lecole-apprendre-compter

(9)Source de la police : http://www.dafont.com/7led.font

(10)Plus d'informations : http://f.hypotheses.org/wp-content/blogs.dir/904/files/2013/03/infographie_chloe_manceau.pdf

(11)https://fr.wiktionary.org/wiki/mappage et https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/math/map/

(12)Voir Projet 7 de ce cours.