X. Précautions d'utilisation▲
Il est facile d'utiliser les nombreux exemples disponibles sur Internet sans véritablement connaître toutes les notions relatives à ces projets. Cependant il existe un certain nombre de notions de base qui vous permettront de mieux comprendre vos réalisations dans le but de les adapter plus précisément à vos besoins. Aussi, avant de se lancer dans vos premiers circuits, il est recommandé de prendre connaissance des connaissances qui suivent.
X-A. Savoir reconnaître les composants électroniques▲
Chaque composant possède une forme particulière ainsi qu'un code couleur ou un numéro d'identification qui vous permettent de connaître sa fonction et ses valeurs électriques. Chaque composant possède une documentation technique communément appelée Datasheet que l'on peut facilement trouver sur Internet. Cette documentation présente les caractéristiques précises du composant que vous souhaitez utiliser.
Attention : certains composants se ressemblent mais n'ont pas la même fonction. Il faut toujours bien regarder les symboles qu'ils comportent et se référer à leur documentation technique.
X-B. Représentations graphiques▲
Il vous sera utile de savoir déchiffrer les schémas techniques ou schematics, qui sont utilisés pour décrire les circuits électroniques. Ces schémas utilisent des symboles standardisés pour chacun des composants. Il existe deux standards en concurrence : le standard « Américain » et le standard « Européen » (voir « Les bases de l'électroniqueLes bases de l'électronique »).
X-C. Protection du port USB▲
Tout d'abord, il faut savoir que le port USB de votre ordinateur délivre une quantité limitée de courant électrique. En général un port USB peut fournir au maximum 500 mA en 5 V. Si vous souhaitez réaliser un montage qui nécessite plus de courant, il s'agira de prévoir une alimentation externe suffisamment puissante pour répondre à votre besoin.
X-D. Protection de la carte Arduino▲
Sachez que chacune des entrées/sorties de la carte ne peut pas délivrer plus de 20 mA. Cette quantité de courant est relativement faible mais permet, par exemple, de contrôler une diode électroluminescente DEL (ou LED en anglais) ainsi que des actionneurs de faible puissance tels qu'un piézoélectrique ou encore un petit servomoteur (voir « Circuit de commandeCircuit de commande »).
X-D-1. Protection des entrées numériques▲
Comme leur configuration dépend du programme résident dans la carte Arduino, ce que l'on considère dans un montage comme des entrées numériques peuvent accidentellement être configurées en sortie (avec la commande pinMode) et réglées à 0 V (LOW). Dans ce cas, si cette « entrée » reçoit du 5 V, il se produira un court-circuit qui risque d'endommager partiellement ou intégralement la carte.
Pour éviter ce genre de mésaventure, lorsqu'on câble une entrée numérique, il est prudent d'y ajouter une résistance de 100 Ω qui limite le courant en cas de fausse manœuvre.
X-E. Protection des composants▲
Chaque composant possède ses propres conventions d'utilisation. Par exemple, il existe des composants qui possèdent un sens de branchement à respecter. L'on dit que ces composants sont polarisés. C'est le cas des LED, de certains condensateurs, des diodes, etc.
La plupart des composants ne peuvent pas fonctionner seuls, par exemple une LED a besoin d'une résistance appropriée pour ne pas s'user ou « brûler ». Cette résistance permet de limiter le courant qui traverse la LED. Le courant supprimé est alors dissipé en chaleur par la résistance (voir « Loi d'OhmLa résistance (Ohms) » dans le chapitre « Bases de l'électronique »).
X-F. Circuits de commande et de puissance▲
Lorsqu'un système comporte des moteurs ou des actionneurs demandant un certain niveau de puissance que le micro-contrôleur ne peut pas fournir, il faut avoir recours à deux circuits distincts interconnectés, appelés « circuit de commande » et « circuit de puissance ». Suivant la puissance présente, les interconnexions entre les deux circuits nécessiteront des précautions particulières.
X-F-1. Circuit de commande▲
Comme son nom l'indique, c'est dans ce circuit que sont rassemblés tous les éléments de contrôle comme les boutons, les interfaces et le micro-contrôleur. Il est alimenté en basse tension : moins de 50 V, souvent 12 V, ou avec la carte Arduino 5 V. L'on pourrait l'assimiler au système nerveux d'un organisme : c'est ici que se prennent les décisions mais peu d'énergie y circule.
La manière la plus simple de relayer les commandes émergeant de ce circuit pour les transmettre au circuit de puissance est d'utiliser des transistors ou encore des relais.
Lorsque les tensions d'alimentation des deux circuits sont plus importantes ou si l'on veut protéger la commande de retours accidentels de courant provenant de la puissance, des optocoupleurs (plutôt que des transistors) assurent une isolation galvanique : l'information est transmise sous forme de lumière. Ainsi, les deux circuits sont complètement isolés électriquement.
X-F-2. Circuit de puissance▲
Ce circuit alimente les composants nécessitant beaucoup d'énergie (habituellement les moteurs et autres actionneurs). Sa tension d'alimentation dépend des composants en question.
En fonction de cette tension et des conditions d'utilisation, les précautions à prendre sont variables :
- dans tous les cas, une protection contre les courts-circuits est conseillée : fusible ou disjoncteur pour éviter de détruire les composants ;
- au dessus de 50 V, la tension peut menacer directement les humains : protéger les pièces nues sous tension ;
- le 230 V nécessite un interrupteur différentiel qui protège les humains des contacts accidentels (en général tout local est doté de ce dispositif). Ne pas manipuler de 230 V sans connaissances appropriées.
Il est important de noter que ces deux circuits sont montés distinctement et sont isolés l'un de l'autre. Toutefois, il est primordial de lier leur masse (« Gnd ») afin qu'ils partagent le même potentiel de référence.
X-G. Courts-circuits▲
Votre carte ne doit pas être posée sur un support conducteur, car elle possède sur son verso des zones nues qui ne doivent pas êtres mises en contact afin de ne pas court-circuiter les composants entre eux. Il faut aussi ne jamais connecter directement le port noté « Gnd » (pôle négatif) avec la broche 5 V (pôle positif).