Editions ENI Livres | Vidéos | e-Formations
Avant de commencer…
Rappels importants
1. Quelques éléments de sécurité
L’ensemble des projets proposés dans ce livre fonctionnent sur une tension de 5 V, voire 3,3 V. Cela nous garantit qu’il n’y a strictement aucun danger d’électrocution. Touchez une pile de 9 V avec les doigts, vous ne sentirez rien. Avec la langue, vous ne sentirez qu’un léger chatouillement.
Mais il n’est jamais inutile de rappeler que l’électricité reste un danger mortel, et que la prudence est toujours de mise dans ce domaine. Un courant de 30 mA à une tension de 230 V est mortel. C’est un seuil très faible et qui est largement dépassé dans les montages proposés ici puisqu’ils fournissent tous plus de 100 mA. L’analogie est très exagérée, voire erronée, mais c’est une volonté de la part de l’auteur car vous serez certainement amenés, suite à la lecture de ce livre, à créer vos propres projets fonctionnant, pour certains, sur le secteur. Faites extrêmement attention, et gardez en mémoire qu’il n’est jamais anodin de travailler avec l’électricité.
Veillez donc à systématiquement débrancher ou couper toute alimentation lorsque vous travaillez sur un circuit.
Comme tout bon électronicien, un jour ou l’autre, il vous arrivera de vous brûler avec votre fer à souder. Inutile de dire que c’est très désagréable, et qu’il est donc recommandé de prendre toutes les précautions pour éviter ce type d’accidents, sur vous et sur votre entourage bien sûr.
Mais il est un danger encore plus grand : l’incendie. Un fer à souder peut très facilement, en quelques secondes d’inattention, enflammer à peu près toutes sortes de matériaux. Veillez donc à toujours poser votre fer à souder sur un support prévu à cet effet, et à ne jamais laisser un fer à souder chaud sans surveillance. Si vous devez vous absenter de votre atelier, pensez à éteindre votre outil avant de quitter la pièce.
Il est un autre danger, qui peut avoir de fâcheuses conséquences, et qui encore une fois mérite toute votre vigilance, c’est l’inversion de polarité. Tous les circuits électroniques de ce livre fonctionnent en courant continu, cela signifie qu’ils nécessitent une alimentation...
Principe et structure d’un projet
Ce livre vous propose de perfectionner votre pratique en matière de développement de projets Arduino afin d’être à même de réaliser, et plus tard de concevoir, des projets originaux.
Il est construit sous la forme d’une collection de projets d’une difficulté graduelle, allant du plus simple, utilisant peu de composants et faisant appel à un minimum de fonctions, au plus élaboré, demandant plus de matériel, d’investissement en temps et en compréhension de la programmation.
Équipé d’un minimum d’outillage et de matériel, vous allez pouvoir réaliser les projets de ce livre à votre rythme, en fonction de vos besoins d’apprentissage ou de vos envies du moment.
Chaque projet est décrit dans son principe de fonctionnement. Puis sont détaillés successivement son câblage, son montage, et enfin sa programmation étape par étape quand il met en œuvre différents composants, de manière à bien isoler l’action et la gestion de chacun des périphériques.
À la fin de chaque projet sont proposés des prolongements possibles, pour améliorer ou réutiliser le montage pour une autre application. Ces suggestions sont autant d’ouvertures vers de nouvelles explorations, comme...
Liste des projets
Projet 1 : le décodeur de signaux infrarouges (IR). Il vous permettra de décoder et d’enregistrer les messages de la plupart de vos télécommandes infrarouges. C’est un premier projet simple mais indispensable pour piloter bon nombre d’appareils domestiques (TV, chaudière, box internet...).
Projet 2 : la télécommande infrarouge. C’est la petite sœur du décodeur IR, grâce à elle vous pourrez fabriquer votre propre télécommande.
Projet 3 : le testeur de piles et batteries vous en apprendra davantage sur le fonctionnement de ces éléments. La complexité augmente légèrement mais nous mettons en œuvre des modules très utiles comme un afficheur OLED.
Projet 4 : la veilleuse automatique nous donnera l’occasion de réagir en fonction de données mesurées par capteur comme ici avec la photorésistance. Ce type de montage peut être décliné de multiples manières en tant que déclencheur.
Projet 5 : le détecteur de présence est un autre exemple d’utilisation de capteur. C’est l’entrée en matière dans le domaine des alarmes. Couplé au projet précédent, il vous sera possible de sécuriser de nombreux endroits de votre propriété.
Projet...
Matériel, outillage nécessaires et coût d’acquisition
Afin de réaliser les différents projets de ce livre, mais aussi pour aller plus loin dans votre exploration des possibilités offertes par le monde Arduino, vous allez devoir faire l’acquisition d’un certain nombre d’outils.
En premier lieu, une configuration informatique de base est indispensable, comme nous l’avons vu dans le chapitre Introduction de ce livre. Nous ne reviendrons donc pas dessus.
Quelques outils d’électronicien sont également nécessaires, passons-les en revue.
1. Le multimètre
Un multimètre
Un multimètre permet de mesurer toutes sortes de valeurs, notamment celles de différents composants (résistances, condensateurs...), mais aussi de vérifier la tension ou l’ampérage de certaines parties du circuit. Il en existe une large gamme offrant différentes possibilités de mesures. Vous trouverez d’excellents multimètres aux possibilités variées pour environ 40 euros et qui suffiront pour mesurer :
-
une tension continue ;
-
une tension alternative ;
-
une résistance ;
-
un courant de quelques milliampères à plusieurs ampères ;
-
une chute de tension aux bornes d’une diode.
2. Les pinces
Assortiment de pinces
Plusieurs pinces sont utiles : une petite pince coupante, pour couper et/ou dénuder des fils, et une pince plate permettant de réaliser des pliages propres, par exemple de plier les pattes des résistances. Prix : moins de 20 euros pour deux ou trois pinces.
Pinces brucelles
Pensez également à vous munir d’un assortiment de pinces...
Comment se procurer le matériel ?
Plusieurs possibilités vous sont offertes pour vous procurer des composants électroniques ou des modules Arduino.
1. Acheter le matériel
Tout le matériel nécessaire est disponible dans des magasins en ligne, sur le Web. Les boutiques d’électronique sont rares de nos jours, même s’il existe encore de grands noms qui ont pignon sur rue et qui se feront une joie de vous recevoir et surtout de vous conseiller ; n’hésitez pas à leur rendre visite.
Vous trouverez du matériel et des composants électroniques sur le très connu Mouser Electronics (https://www.mouser.fr).
Les produits sont d’excellente qualité, ils sont certifiés, leur origine et leur marque sont connues et leurs caractéristiques sont fiables (ce qui est parfois indispensable sur certains composants). Les prix sont évidemment en relation avec tout cela, et relativement élevés pour de faibles quantités généralement commandées par un électronicien amateur.
D’autres magasins en ligne sont également très sérieux comme Farnell (https://fr.farnell.com/) ou Semageek (https://boutique.semageek.com).
Certains sont spécialisés dans la robotique comme GoTronic ou tout simplement spécialiste Arduino comme Adafruit.
Si vous êtes à la recherche de prix plus abordables...
Installation de l’IDE Arduino
Dernière étape avant de débuter notre apprentissage : l’installation de l’environnement de développemen intégré Arduino. Un ordinateur est évidemment nécessaire pour programmer une Arduino.
Précisons tout de même qu’il existe de nombreux autres logiciels permettant de programmer l’Arduino, dont certains offrant des interfaces plus graphiques. Par exemple, BlocklyDuino ou Ardublock, qui permettent de programmer en assemblant des blocs (très utilisé par les enfants).
https://blocklyduino.github.io/BlocklyDuino/blockly/apps/blocklyduino/
Depuis peu, il est également possible d’utiliser un éditeur web proposant toujours la dernière version de l’IDE et de sauvegarder les programmes dans un cloud (c’est-à-dire dans un nuage dématérialisé sur le réseau internet). Cela dit, il est conseillé d’utiliser la version téléchargeable afin de pouvoir travailler hors ligne (sans connexion internet).
L’IDE Arduino existe en deux versions : Arduino IDE 2 et Arduino IDE 1.8.
Arduino conseille bien sûr d’installer la dernière version, mais la version 1.8 fonctionnera tout aussi bien et reste légèrement plus simple à utiliser malgré l’absence de nouvelles...
Le logiciel de conception Fritzing
Le dessin de circuits électronique à un niveau professionnel est souvent une tâche assez difficile avec les outils de haut niveau comme KiCad ou GEDA. Comme l’univers d’Arduino est plutôt destiné à des travaux d’amateur, ou tout au moins de prototypage, il s’associe davantage à des outils de « croquis » qui permettent de décrire rapidement un circuit sans trop de difficultés ni de raffinements non plus.
Le logiciel libre Fritzing est un outil particulièrement destiné à ce type d’usage puisqu’il permet de dessiner un circuit sous forme visuelle correspondant au montage réel (souvent sur une plaque de prototypage).
Vue Essai sur Fritzing
Mais il offre également une vue plus technique sous forme de schéma électronique classique.
Vue Schéma sur Fritzing
Enfin, une vue permet de concevoir une carte électronique correspondant au montage.
Vue Routage de circuit
Fritzing donne même la possibilité de commander en un clic la réalisation d’une carte électronique dédiée (fonctionnalité intéressante seulement lorsqu’un projet est complètement abouti et débogué).
Comme ce logiciel est libre, de nombreux contributeurs y ont participé et de multiples bibliothèques...
Notions abordées par projet
Comme dit précédemment, ce livre peut être abordé de plusieurs manières et il n’est pas nécessaire de lire les chapitres les uns après les autres. Évidemment, il n’est pas non plus recommandé de le lire en une soirée, cela serait assez indigeste et finalement peu efficace. Vous passerez rapidement à la réalisation et c’est le but, néanmoins il vous arrivera probablement de vouloir vous rafraîchir les idées (ou tout simplement acquérir les connaissances) sur une notion en particulier.
C’est pourquoi l’ensemble des notions sont listées ci-dessous ainsi que le projet explicitant celles-ci. Il vous suffit ainsi de vous rendre directement au chapitre concerné :
Projet 1 - Décodeur de message infrarouge
Les fonctions setup() et loop(), base d’un programme Arduino
Le récepteur infrarouge VS1838B
Les entrées analogique et numérique de l’Arduino
Le moniteur série de l’IDE Arduino
Projet 2 - Télécommande infrarouge
Les protocoles infrarouges
Les LED et leur câblage
La LED Built-in de l’Arduino
Résistance de rappel, pull-up et pull-down
La loi d’Ohm
La loi des Mailles
Les types de données sur Arduino
Les fonctions digitalRead() et digitalWrite()
Projet 3 - Testeur de pile et batterie
Fonctionnement...