Cours complet pour apprendre à programmer un Arduino

Fixé sur un vélo, Frida V prend la forme d'un boîtier contenant un ensemble de capteurs qui analysent et compilent les informations récoltées durant le parcours du cycliste : pollution atmosphérique (capteurs de gaz), Wi-Fi ouvert dans la ville (routeur Wi-Fi), position géographique (GPS), documentation audiovisuelle des parcours (caméra et microphone). L'ensemble est assemblé dans une coque résistante et portable adaptable sur tout type de vélos.

Les données recueillies sont archivées sur un serveur et représentées graphiquement sur une carte, la MeTaMap. Ces informations peuvent être annotées par les participants en direct grâce aux contrôleurs de la Frida. La Frida est constituée notamment d'un routeur Linux embarqué et d'un système de micro-Arduinos. Les logiciels sont développés en libre et adaptables sur de nombreuses autres plates-formes matérielles de type ordiphones.

Production de 16 boîtiers prototypes réalisés en 2009 par Luka Frelih, Žiga Kranjec, Jure Lozić, Rok Hlavaty, Miha Turšič, Igor Križanovskij (Slovénie) dans le cadre d'une résidence de création à la Galerie Ars longa (Paris, France), en partenariat avec Ljubljana Laboratory for Digital Media and Cultur (Ljubljana, Slovénie) à l'occasion du festival Futur en Seine (France, 2009).

Arduino peut agir comme un automate de commande pour piloter une machine à commande numérique fabriquée maison, qui coûte bien moins cher qu'un modèle acheté, comme cette fraiseuse, inspirée du modèle canadien « Oomloot », adapté aux mesures métriques et réalisée durant le Boot Camp « Make ta machine » à Nantes au printemps 2011.

Cette machine peut réaliser des gravures, des découpes et des usinages dans divers matériaux (bois, aluminium, circuits électroniques, etc.).

RepRap est une imprimante de bureau 3D libre capable de fabriquer des objets en plastique. Comme la plupart des pièces de la RepRap sont faites de cette matière et que la RepRap peut les créer, cette machine est considérée comme « autoréplicable ».

RepRap s'inscrit dans le mouvement du matériel libre et de la fabrication de machines-outils à faible coût. L'absence de brevet et la mise à disposition gratuite des plans offrent la possibilité à quiconque de la construire avec du temps et un minimum de matériel. Cela signifie également que si vous avez une RepRap, vous pouvez réaliser beaucoup de choses utiles, voire créer une autre RepRap pour un ami.

Projet en constante amélioration, la RepRap existe en plusieurs modèles. L'électronique de pilotage de la RepRap est basée sur Arduino.

Initié en 2005 par Adrian Bowyer (Royaume-Uni) : http://reprap.org.

Adoptant une approche originale où les rayons du soleil remplacent la technologie laser et le sable divers produits chimiques utilisés par certaines imprimantes 3D, Solar Sinter est une machine à énergie solaire permettant de fabriquer des objets en verre.

Dans les déserts du monde, deux éléments dominent : le soleil et le sable. Le premier offre une source d'énergie potentielle immense, le second un approvisionnement presque illimité en silice sous forme de sable. Le sable de silice, lorsqu'il est chauffé à son point de fusion puis refroidi, se solidifie en formant du verre opaque.

L'Arduino sert à suivre le soleil dans son déplacement et à positionner les rayons concentrés par des lentilles optiques sur une surface de sable en fonction de la forme de l'objet désiré.

Réalisé en 2011 par Markus Kayser (Allemagne) : www.markuskayser.com/work/solarsinter/.

Solénoïdes midi est une performance de percutions numériques qui joue sur la résonance des matériaux : un Arduino équipé d'un module midi actionne des petits électro-aimants qui percutent les surfaces sur lesquelles ils sont installés au rythme d'une partition réalisée sur un séquenceur musical.

Selon la nature du support où les électro-aimants sont placés (arbres, sonnettes de vélos ou structures métalliques d'un bâtiment, tel un balcon), les sons produits sont transformés et amplifiés.

Réalisé en 2011 par Antoine Bellanger (France) : http://gratuitmusic.com/solenoides.html.

La Chorale à roulettes est une installation sonore utilisant Arduino qui met en scène des téléphones à cadran, symboles de la communication moderne. Chaque appareil a conservé sa sonnerie originale. Additionnées et composées, celles-ci génèrent un répertoire étendu où des timbres joyeux et entraînants peuvent répondre à des sons d'une infinie tristesse.

La Chorale à roulettes propose une gamme de timbres allant de la sonnerie mélodieuse au clic à peine audible d'un ronron métallique assourdi.

Réalisé en 2007 par Darsha Hewitt et Alexandre Quessy (Canada-Québec) : http://alexandre.quessy.net/?q=rotarianchoir.

Alliant éléments rétro et composants électroniques, cette œuvre numérique se nourrit des réseaux sociaux d'Internet pour s'animer poétiquement au passage des anges : des danseuses, prisonnières de bouteilles de verre, entament leur ballet accompagné d'une petite mélodie lorsque le flux de messages publics de Twitter contient les mots ange, être ange ou étrange.

Un angelino est plus précisément composé d'une danseuse contenue dans une bouteille musicale de type Lucas Bols, utilisée comme un ready-made et connectée à Internet via un Arduino. Chaque angelino réagit à un mot particulier. Lors du ballet, le spectateur ou l'internaute peut agir à distance sur l'angelino de son choix en publiant un message sur Twitter comportant l'un des mots « choisis ».

Réalisé en 2010 par Albertine Meunier (France) : www.albertinemeunier.net/etre-aux-anges/.

Bountou Kheweul, qui signifie « Porte de toutes les grâces » en wolof, est le résultat d'une résidence d'artiste de Armin Kane en Martinique dans le cadre d'un projet d'essaimage de pratiques artistiques numériques en Afrique de l'Ouest et dans les Caraïbes (projet Rose des vents numériques).

Mixant illustrations au fusain et technologies interactives, Bountou Kheweul interroge les racines des cultures martiniquaises et sénégalaises en repérant des similitudes observées et mises en scène sous forme de séquences vidéos et sonores.

Réalisé en 2011 par Armin Kane (Sénégal) avec l'appui technologique de Roland Kossigan Assilevi (Togo) : http://ker-thiossane.org/spip.php?article74.

Œuvre minimaliste, Ecologia illustre graphiquement l'état de la déforestation dans 12 pays du monde de 1990 à 2007. À chaque année correspond une suite de lignes tracées sur les sillons de la coupe d'un arbre, leur fréquence et leur longueur variant en fonction de l'intensité et de la surface en km² du processus de déforestation.

Le tracé des lignes a été obtenu en utilisant les capacités de calcul de l'ordinateur connecté via Arduino à une machine de pyrogravure spécialement conçue pour graver des objets de forme circulaire.

Réalisé en 2010 par Lucien Langton (Suisse).

Réalisé dans le cadre d'un projet d'essaimage de pratiques artistiques numériques en Afrique de l'Ouest et dans les Caraïbes (projet Rose des vents numériques), Back est une installation numérique sur le thème de la reconstruction et de la capacité de résilience de l'art. C'est l'interaction du public qui, à la fois brise une poterie et la reconstruit, en remontant dans le temps.

Back repose sur l'utilisation d'Arduino connecté à des capteurs de présence et de pression, un ordinateur ainsi qu'un écran : le spectateur en s'approchant de l'installation enclenche une séquence vidéo où l'on voit une poterie traditionnelle africaine en suspension chuter et se briser. En soufflant sur une feuille placée dans un vase, le sens de déroulement de la vidéo s'inverse et la poterie brisée se reconstruit.

Réalisé en 2010 par Charles Seck (Sénégal), Samba Tounkara (Sénégal), Said Afifi (Maroc) et Roland Kossigan Assilevi (Togo) pour la partie technologique : www.ker-thiossane.org/spip.php?article26.

Après avoir été invité à pénétrer dans la Hojra, une structure de forme octogonale se rétrécissant vers le haut à l'instar des pyramides, le spectateur découvre un ensemble de 77 fleurs en verre soufflé suspendues au plafond, « tête en bas ». Chaque fleur est unique et symbolise l'une des 77 règles de convivialité tirées du Coran. Leurs cœurs, à l’intérieur desquels palpite une douce lumière rouge dont l'intensité baisse et augmente en des rythmes différents, sont formés de boules rouges identiques. Expérience contemplative, ce n'est qu'après quelques minutes d'attention que la quinzaine de spectateurs que peut contenir la Hojra, parvient à distinguer les véritables nuances colorées de chacune des fleurs disposées en coupole autour de sept cercles concentriques.

Utilisant notamment Arduino, cette œuvre monumentale générative a été réalisée en 2010-2011 par l'artiste Younès Rahmoun (Maroc) avec l'appui technique du Centre International d'Art Verrier de Meisenthal et de Maurin Donneaud (France) pour la partie électronique :

• présentation de l'installation interactive sur le site Internet de Younès Rahmoun : www.younesrahmoun.com/FR/Travaux/Travaux.html ;
• code source et plan électronique de l'installation : http://maurin.donneaud.free.fr/?-Zahra-zoujaj.

À la frontière de la science et de la para-science, Diffractions Transmutatoires, révèle dans un de ses modules, la vie secrète d'une plante et ses interactions subtiles avec le monde environnant. Cette installation, fruit des travaux menés depuis 2006 par les artistes Horia Cosmin Samoïla et Marie-Christine Driesen, requestionne la notion de « perception primaire » développée par Cleve Baxter dans les années 1960.

Arduino a servi à prototyper ce module-végétal, en interfaçant le dispositif plus ancien qui repose sur un détecteur de mensonges. La version finalisée de cette installation utilise à présent des circuits électroniques spécifiques et davantage performants pour analyser les signaux biologiques provenant de la plante.

Réalisé en 2010 par Horia Cosmin Samoïla (Roumanie) et Marie-Christine Driesen (France) : www.ghostlab.org/Diffractions-Transmutatoires-2 (vidéo de l'installation exposée à l'Abbaye de Noirlac, Noirlac, 2011).

Au croisement de l'installation et du jeu vidéo, cette création numérique simule le fonctionnement d'un flipper géant à l'aide d'une balle lumineuse pilotée par le spectateur.

L'animation visuelle de la balle et des champignons du flipper est projetée sur les structures en relief de l'espace de jeu. Arduino sert d'interface entre les gros boutons poussoirs de la console utilisée par le public et la partie informatique de l'installation.

Réalisé par Sigmasix en partenariat avec Lumens 8 :

• vidéo de l'installation : http://vimeo.com/30084908 ;
• site de Sigmasix : www.sigma.ch.

À mots cousus est le résultat d'une résidence d'artistes dans lequel des femmes retraitées ont été invitées à témoigner de la relation aux lieux dans lesquels elles ont travaillé ainsi qu'à participer à la création d'une œuvre collective numérique.

Quelles ont été leurs activités avant de se retrouver à la retraite ? Comment imaginent-elles le travail dans une ville utopique ? Quels sont les obstacles pour y arriver ? À partir d'interviews, les artistes et les participantes ont réalisé ensemble deux cartographies sonores urbaines, l'une physique, sur une matière textile, l'autre virtuelle, en ligne.

La carte sur tissu possède des points réactifs, cousus à des fils conducteurs reliés à des câbles électroniques et à une carte Arduino. Le spectateur entend le témoignage associé à un lieu de son choix en piquant simplement à l'aide d'une aiguille à coudre la surface de la carte.

Création de Nicolas Malevé, Wendy Van Wynsberghe, Peter Westenberg et An Mertens du collectif Constant (Belgique) avec la participation de femmes de la ville de Nantes (France) : www.constantvzw.org/site/ReNUM,1295.html et www.amotscousus.constantvzw.org.

Ying Gao est designer de mode et professeure à l'Université du Québec à Montréal. À travers sa recherche, elle remet en question la notion de vêtement tel qu'on le connaît en alliant le design urbain, l'architecture et le multimédia. En incorporant des éléments technologiques à ses créations, elle explore la construction du vêtement et le déploiement de sa forme.

L'Arduino est ici utilisé pour modifier la structure des vêtements en contrôlant moteurs, valves pneumatiques et éléments lumineux qui se trouvent cachés sous la surface du tissu, mais aussi pour analyser l'environnement immédiat qui les entoure.

Réalisé en 2006 et 2008 par Ying Gao (Canada-Québec) en collaboration avec Simon Laroche (Canada-Québec) pour le design interactif : www.yinggao.ca.

Climate Dress est une robe faite de broderie conductrice, de plus d'une centaine de minuscules diodes lumineuses, d'un détecteur de gaz carbonique (CO₂) et de cartes Arduino Lylipad très fines, conçues pour s'intégrer facilement dans un tissu.

Cette robe climatique s'illumine de différents motifs et change de rythme de pulsation selon le niveau de concentration de C0₂ dans l'air, permettant ainsi à la personne qui la porte comme à son entourage d'être davantage conscients des problèmes environnementaux.Textile XY

À la rencontre du tissage et de l'électronique, le textile XY est un textile capteur qui permet de localiser la position d'un contact à sa surface. Né de la volonté de repenser l'ergonomie des interfaces numériques, cette recherche initiée en 2005 a donné naissance à plusieurs développements de textiles tactiles.

Les premiers prototypes ont été réalisés en utilisant Arduino et ont permis d'imaginer des usages dans de nombreux domaines, tels que la mode, les jeux pour enfants, etc.

Développé depuis 2005 par Maurin Donneaud et Vincent Roudaut (France) : http://xyinteraction.free.fr/wiki/pmwiki.php/FR/TextileXY/.

Réalisé dans le cadre d'un projet d'essaimage de pratiques artistiques numériques en Afrique de l'Ouest et dans les Caraïbes (projet Rose des vents numériques), la Valise pédagogique création interactive est un ensemble matériel, logiciel et documentaire pour l'apprentissage des technologies d'Interaction Temps Réel dans la création contemporaine, tous champs artistiques confondus (arts plastiques, danse, théâtre, musique, architecture, design, etc.).

Équipée de deux cartes Arduino, la valise peut servir aussi bien de plate-forme d'apprentissage dans le cadre d'un atelier de découverte de l'interaction en art que d'outil de création pour artiste en permettant d'inventer, de simuler, puis de réaliser des milliers de dispositifs interactifs différents.

Réalisé en 2010-2011 par Jean-Noël Montagné (artiste plasticien), Jérôme Abel (artiste développeur) et les électroniciens africains de ENDA Ecopole en partenariat avec Kër Thiossane (Sénégal) et le CRAS (France) : www.ker-thiossane.org/spip.php?article6.

Destinée à être tant un outil pédagogique qu'un instrument/système à vocation artistique, la Mallette Interactive Artistique Multimédia (MIAM) est constituée d'un ordinateur équipé des périphériques les plus couramment utilisés dans les dispositifs et instruments interactifs (capteurs divers, webcam, joystick, wiimote, carte Arduino, etc.). Elle offre aux enseignants et formateurs de nombreuses ressources numériques et multimédias « prêtes à l'emploi » et destinées à un large public pour un décryptage, et une approche de l'histoire de l'art numérique et interactif de façon didactique et illustrée.

Le projet de la Mallette Interactive Artistique Multimédia a reçu le soutien financier du Ministère de la Culture et de la Communication (France).

Réalisé en 2010-2011 par les associations Labomedia et Ping (France) en collaboration avec la Fabrique du Libre : http://lamiam.fr.

Avec l'objectif de réfléchir sur la qualité environnementale des villes dans lesquelles ils vivent, une trentaine de jeunes sénégalais ont participé à Dakar à cet atelier de création numérique animé par l'artiste espagnol Victor Viňa. Du 19 au 30 septembre 2011, ces jeunes de 12 à 18 ans ont été invités à construire sous une forme ludique et créative des capteurs électroniques pour mesurer des éléments de l'environnement, tels que le rayonnement solaire, la température, la pollution, l'humidité ou le niveau sonore de la ville.

Utilisant notamment Arduino pour la partie électronique, ces artefacts sensibles au milieu qui les entoure ont été fabriqués à partir d'objets obsolètes et de matériaux de récupération comme des jouets inutilisés, du carton, du ruban adhésif, du papier journal, des bouteilles en plastique et d'autres matières recyclables.

Le dernier jour de l'atelier, les enfants ont analysé la qualité de leur environnement en interaction avec les passants et en réalisant un jardin éphémère constitué de plantes électroniques installées dans un espace public du quartier où ils vivent.

Cet atelier et l'exposition qui a suivi ont été organisés par la structure sénégalaise Trias culture avec l'appui de Music et culture Vs Prod, la mairie de Grand-Yoff, les ASC (Doolé, Grand-Yoff, Gangui, Rakadiou et Yaakar) , ENDA Jeunesse et Action, Jaboot, le Centre Talibou Dabo en partenariat avec l'Ambassade d'Espagne au Sénégal et de Cultura Dakar (Espagne).

Les images des réalisations présentées dans ce chapitre sont la propriété de leurs auteurs respectifs.