Name: Arduino Apprivoisez l'électronique et le codage (3e édition)
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Introduction

Même si l’Arduino Uno est extrêmement polyvalent et évolutif, peut-être qu’une autre carte conviendrait mieux à votre projet.

Bien sûr, l’Arduino parfait n’existe pas, chaque modèle possède ses avantages et ses inconvénients. Les plus puissants consomment plus d’énergie, ce qui les rend moins intéressants pour un usage mobile (sur batterie). Ceux qui possèdent le plus de connecteurs sont aussi les plus grands, ce qui limite l’intégration dans un boîtier léger et discret. Les plus petits possèdent souvent moins de fonctions que les gros. Les plus innovants ne sont pas forcément compatibles avec les modules, les cartes d’extension ou les bibliothèques habituelles. Les plus exotiques ont une communauté très réduite, il sera donc difficile d’obtenir de l’aide d’autres utilisateurs.

La fondation Arduino innove sans cesse et les autres fabricants proposent également des alternatives intéressantes. Bien sûr, il est impossible de toutes les tester. Certaines cartes apparaîtront après la parution de ce livre alors que d’autres bénéficieront d’une mise à jour ou ne seront plus commercialisées dans quelques mois. À la fin de ce chapitre, vous trouvez d’ailleurs quelques exemples...

Cartes fonctionnant sous 5 V

Ce type de carte fonctionne sous la même tension que l’Arduino Uno, les branchements sont donc très faciles à adapter.

1. Arduino Uno Mini Limited Edition

C’est un objet de collection créé spécialement en 2021 pour les fans afin de célébrer le succès de l’Arduino Uno (10 millions d’exemplaires vendus). Il est vendu dans une belle boîte numérotée noir et or. À part son connecteur USB-C et sa taille extrêmement réduite (seulement 25 % de l’Arduino Uno), il est parfaitement identique. Il est vendu deux fois plus cher, mais peut-être qu’un jour, il prendra de la valeur.

Arduino Uno Mini Limited Edition

Caractéristiques techniques

Microcontrôleur	ATmega328P
Connecteur USB	USB-C
Tension d’entrée	7 V à 12 V
Tension de fonctionnement	5 V
Fréquence	16 MHz
Entrées analogiques	6
Sorties analogiques virtuelles (PWM)	6
Entrées/sorties numériques	14
EEPROM	1 ko
SRAM	2 ko
FLASH	32 ko
Dimensions	26,7 x 34,2 mm

Vous pouvez utiliser les bornes VIN et GND situées à côté de la prise USB-C pour alimenter l’Arduino (entre 7 et 12 V).

Il n’existe pas de carte d’extension au format de l’Arduino UNO Mini Limited Edition, mais les mini-connecteurs acceptent les câbles classiques. Vous pouvez donc réaliser vos branchements avec une breadboard.

Branchement d’une LED

Malheureusement, les numéros de port ne sont pas indiqués au-dessus de la carte, mais en dessous, ce qui ne facilite pas les branchements (sur des connecteurs minuscules). Concernant la programmation, il n’y a aucune différence, la carte est reconnue par l’IDE Arduino comme un Arduino Uno.

2. Arduino Nano

Il s’agit d’une version compacte de l’Arduino Uno (18 x 45 mm), son format réduit permet de le connecter directement à une breadboard. La première version de l’Arduino Nano utilisait un microcontrôleur légèrement moins puissant, mais c’est de l’histoire ancienne.

L’Arduino Nano sur une breadboard

Il utilise maintenant la même puce que l’Arduino Uno, il est donc aussi performant, mais il possède même deux entrées analogiques...

Cartes fonctionnant sous 3,3 V

Les cartes peuvent accepter une alimentation de 5 V à travers une prise USB, mais le microcontrôleur et les différents ports fonctionnent sous 3,3 V.

Attention, ce type d’Arduino ne doit jamais recevoir une tension de 5 V sur une de ses entrées.

Pour les sorties, il n’y a pas moins de risques d’abîmer l’Arduino, mais il est possible d’endommager vos modules (ou, simplement, qu’ils ne fonctionnent pas).

Heureusement, de nombreux modules fonctionnent indifféremment en 3,3 V ou en 5 V (comme les modules Grove). Bien sûr, vous ne rencontrerez pas non plus de problèmes avec les composants électroniques de base (LED, bouton poussoir, potentiomètre...). Mais en cas de doute, il faut absolument consulter la documentation du module avant de le relier à l’Arduino.

Vous pouvez également isoler les éléments sous 5 V de ceux sous 3,3 V avec des transistors, mais il est beaucoup plus simple d’utiliser un convertisseur de niveau logique.

Branchement du convertisseur de niveau logique

1. Arduino Zero

Il conserve le même format que l’Arduino Uno, mais l’Arduino Zero fonctionne en 32 bits, à une fréquence plus élevée, bénéficie de plus de mémoire, d’une véritable sortie analogique et, surtout il est possède deux ports micro-USB.

L’Arduino Zero

Caractéristiques techniques

Microcontrôleur	ATSAMD21G18
Tension d’entrée	5 V à 18 V
Tension de fonctionnement	3,3 V
Fréquence	48 MHz
Entrées analogiques	6
Sorties analogiques	1
Sorties analogiques virtuelles (PWM)	13
Entrées/sorties numériques	20
Interface I2S (Inter IC Sound)	2
EEPROM	-
SRAM	32 ko
Flash	256 ko
Contrôleur USB	Micro USB
Débogage	Micro-USB

a. Ajout des cartes SAMD21 dans l’IDE Arduino

Pour que l’Arduino Zero soit reconnu par l’IDE Arduino, vous devez ajouter les paramètres du microcontrôleur SAM21. Ensuite, vous pourrez aussi utiliser les cartes de la même famille (MKR ou Nano 33 IdO).

Lancez l’IDE Arduino, allez dans Outils - Type de carte - Gestionnaire de carte, tapez "samd" dans le champ de recherche, choisissez les cartes Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Cortex-M0+) et cliquez sur Installer.

Ajout des cartes...

Fabriquez votre Arduino

C’est toujours un plaisir d’ouvrir la boîte pour découvrir un nouvel Arduino. Mais si vous avez quelques notions d’électronique et de soudure à l’étain, vous aurez peut-être envie de retrouver les émotions qu’ont pu éprouver les pionniers qui ont eu la chance de construire les toutes premières cartes Arduino.

1. Arduino Make Your Uno Kit

Le kit contient tous les éléments pour fabriquer un Arduino Uno DIY ainsi qu’une carte d’extension "synthétiseur".

Un Arduino à souder soi-même

Dommage que le kit coûte aussi cher (environ 70 €), mais cela reste quand même une très bonne idée de cadeau éducatif.

Si cela vous intéresse, vous trouverez un test complet sur arduiblog.com.

2. Construire un clone de l’Arduino Uno

L’Arduino Uno est construit autour du microcontrôleur ATmega328P. Les autres composants sont utiles au fonctionnement de la carte, mais seule la puce est réellement indispensable.

Pour comprendre le rôle de chaque élément, rien de tel que de construire son propre clone de l’Arduino. Choisissez plutôt un modèle au format DIP, comme l’ATmega328P-PU, cela facilite l’utilisation d’une breadboard.

Le microcontrôleur n’est pas conçu pour être inséré et retiré fréquemment. Au bout de quelques manipulations, les pattes se tordent et peuvent finir par casser. Pour éviter cela, l’utilisation d’un socket DIP (Dual In-line Package) ou d’un connecteur ZIF (Zero Insertion Force), d’au moins 28 pins peut s’avérer...

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