Ce livre sur Arduino détaille de manière très pragmatique toutes les connaissances nécessaires au lecteur pour progresser rapidement dans la conception de circuits électroniques sur carte d’Arduino. Il éclaircit à la fois les notions électroniques, mais aussi les concepts de programmation informatique de ces cartes. L’objectif est de guider le lecteur au travers d’une démarche claire, afin qu’il puisse concevoir, étape par étape, ses propres projets en toute autonomie. Avoir des bases en...
Ce livre sur Arduino détaille de manière très pragmatique toutes les connaissances nécessaires au lecteur pour progresser rapidement dans la conception de circuits électroniques sur carte d’Arduino. Il éclaircit à la fois les notions électroniques, mais aussi les concepts de programmation informatique de ces cartes. L’objectif est de guider le lecteur au travers d’une démarche claire, afin qu’il puisse concevoir, étape par étape, ses propres projets en toute autonomie. Avoir des bases en électronique et quelques notions de programmation est un plus pour en tirer pleinement parti.
Après une description détaillée de l’écosystème Arduino et du matériel nécessaire, l’auteur présente onze projets permettant de couvrir de nombreux domaines tels que la domotique, la robotique ou l’Internet des Objets. Chaque projet, dont la difficulté est graduelle, est conçu pour être utilisable immédiatement tout en étant une base pour des réalisations de plus grande envergure en y apportant de multiples améliorations. Certaines d’entre elles sont décrites dans le livre, d’autres restent à imaginer selon les besoins de chacun.
Accompagné tout au long de la fabrication de chaque projet, le lecteur pourra ainsi apprendre à décoder les messages de télécommandes infrarouges pour ensuite réaliser sa propre télécommande. Il fabriquera également une veilleuse automatique, une lampe multicolore ou encore un détecteur de présence. Les compositeurs de musique électronique pourront réaliser un véritable synthétiseur musical pseudo-analogique avec arpégiateur. Les bricoleurs se pencheront sur le testeur de piles et batteries, sur le télémètre ou encore sur le traceur GPS. Sans oublier la station météorologique ou le robot suiveur de ligne.
À l’issue de ce livre, le lecteur sera en mesure d’imaginer et de concevoir ses propres projets et d’aller encore plus loin dans la découverte de l’électronique et de la programmation avec Arduino.
Matériel, outillage nécessaires et coût d’acquisition
1. Le multimètre
2. Les pinces
3. Nécessaire à soudure
Comment se procurer le matériel ?
1. Acheter le matériel
2. La récupération de composants
Installation de l’IDE Arduino
1. Installation sous Windows
2. Installation sous Linux
3. Installation sous macOS
Le logiciel de conception Fritzing
Notions abordées par projet
Projet 1 - Décodeur de message infrarouge
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. La télécommande IR
2. Le récepteur IR
3. Montage
Programmation de l’Arduino
1. Les déclarations préliminaires
2. La fonction setup()
3. La fonction loop()
4. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Réagir aux messages d’une télécommande
Ressources supplémentaires
Projet 2 - Télécommande infrarouge
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. L’émission de message IR
a. Les protocoles IR
b. La LED IR émettrice
2. Les LED (loi d’Ohm, loi des Mailles)
3. Les boutons-poussoirs (pull-up, pull-down)
4. Montage
Programmation de l’Arduino
1. Déclarations préliminaires
2. Fonction setup()
3. Fonction loop()
4. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Utiliser les résistances de pull-up internes
2. Témoin lumineux de transmission IR (LED built-in)
3. Programmation de scénarios
Ressources supplémentaires
Projet 3 - Testeur de pile et batterie
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. Fonctionnement des piles et batteries
2. L’écran OLED SSD1306 et le bus I2C
3. Montage
a. Entrée analogique et convertisseur
b. Les transistors
c. Lire une datasheet, calculer la résistancede Base d’un transistor
Programmation de l’Arduino
1. Les déclarations préliminaires
2. La fonction setup()
3. La fonction loop() et autres fonctions utilisateurs
4. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Protection contre les inversions de polarités
2. Protection contre le branchement de plusieurs piles
3. Améliorer l’affichage sur l’écranOLED
a. Changer de police de caractères
b. Afficher une image
c. Utiliser les fonctions de dessin
Ressources supplémentaires
Projet 4 - Veilleuse automatique
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. La photorésistance (ou LDR)
2. Montage
Programmation de l’Arduino
1. Les déclarations préliminaires
2. La fonction setup()
3. La fonction loop()
4. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Allumage progressif
2. Allumer un ruban de LED
3. Corriger l’effet de seuil
a. Correction par hystérésis
b. Correction par traitement linéaire
c. Correction par fonction approchante
Ressources supplémentaires
Projet 5 - Détecteur de présence
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. Le capteur PIR
2. Les buzzers passif et actif
3. Montage
Programmation de l’Arduino
1. Les déclarations préliminaires
2. La fonction setup()
3. La fonction loop()
4. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Rendre le projet autonome
2. Générer une alarme plus complexe
3. N’autoriser la détection que lanuit
Ressources supplémentaires
Projet 6 - Synthétiseur musical
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. Les potentiomètres
2. L’anti-rebond ou debouncing
Programmation de l’Arduino
1. Les déclarations préliminaires
2. La fonction setup()
3. La fonction loop()
4. La fonction updateControl
5. La fonction updateAudio
6. Programme final
7. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Ajouter des contrôleurs (potentiomètreset interrupteurs)
2. Multiplier les oscillateurs
3. Ajouter un écran OLED
4. Ajouter une prise MIDI IN
Ressources supplémentaires
Projet 7 - Traceur GPS
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. Le récepteur GPS NEO-6M
2. Le lecteur de carte SD et le bus SPI
a. Le lecteur SD
b. Le bus SPI
3. Montage
Programmation de l’Arduino
1. Les déclarations préliminaires
2. La fonction setup()
3. Les fonctions loop() et attente_gps()
4. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Rendre le traceur autonome
2. Pouvoir démarrer/arrêterl’enregistrement GPS
Ressources supplémentaires
Projet 8 - Télémètre à ultrasons
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. Le capteur HC-SR04
2. L’écran LCD
3. Montage
a. Version simple sans écran
b. Version avec écran LCD
Programmation de l’Arduino
1. Les déclarations préliminaires
2. La fonction setup()
3. La fonction loop()
4. Exécution du programme
5. Ajout de l’écran LCD
Améliorations possibles
1. Ajouter un afficheur OLED
2. Créer un boîtier
3. Utiliser un capteur étanche
4. Alimenter le montage grâce à unebatterie
5. Ajouter des fonctionnalités
6. Améliorer l’affichage sur l’écranLCD
Ressources supplémentaires
Projet 9 - Station météo
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
Programmation de l’Arduino
1. Configurer Arduino IDE pour gérer une nouvellecarte
2. Vérification du fonctionnement du capteur
3. Connexion à un point d’accèsWi-Fi
a. Mise à jour du firmware de la carte MKR1000
b. Création du serveur web
4. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Abriter le circuit
2. Stocker les données sur une longue période
3. Réaliser un circuit moins coûteux
4. Affichage des mesures sous forme de graphes
Ressources supplémentaires
Projet 10 - Robot suiveur de ligne
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. Le châssis
2. Le contrôleur des moteurs
3. Les capteurs optiques
4. Montage
Programmation de l’Arduino
1. Gestion des capteurs optiques
2. Le contrôleur des moteurs
a. Création de la bibliothèque
b. Test de la bibliothèque
3. Finalisation du robot suiveur
4. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Jeu d’évasion
2. Robot artiste
3. Robot cartographe
Ressources supplémentaires
Projet 11 - Lampe multicolore
Présentation
1. Principe de fonctionnement
2. Notions abordées
Matériel nécessaire
Schéma et montage
1. Le module Bluetooth
2. Le ruban de LED RVB
Programmation de l’Arduino
1. Test du ruban de LED
2. Le module Bluetooth HC-06
a. Appairage du téléphone avec le moduleHC-06
b. Programmation du module HC-06
3. Exécution du programme
Améliorations possibles
1. Ajouter une animation
2. Améliorer le design de la lampe
3. Utiliser la lampe comme veilleuse
4. Réaliser une lampe connectée
5. Mémoriser les réglages
Ressources supplémentaires
Approfondir le sujet
Comment débuter un projet ?
1. Commencez avec un crayon et du papier
2. Faites des recherches
3. Identifiez les composants nécessaires.
4. Découpez le travail en tâches unitaires
5. Programmez en langage courant
6. Avancez module par module
7. Documentez et partagez
Élargir l’éventail des possibilités
1. L’esprit open source
2. Les microcontrôleurs ESP-8266 et ESP-32
a. ESP8266
b. ESP32
3. Les Raspberry
a. Caractéristiques
b. Applications
4. Le partage d’informations : blog,YouTube, Fablab…
Conclusion
Glossaire
Introduction
Cédric DOUTRIAUX
Après des études de réalisation vidéo à l'école des Beaux-Arts de Poitiers, Cédric DOUTRIAUX commence par exercer dans le traitement numérique des images en travaillant pour les effets spéciaux du cinéma. Il bifurque ensuite vers l'art numérique en créant des installations interactives mettant le spectateur en situation de créateur puis reprend des études en électrotechnique pour approfondir son rapport aux objets réels. Ingénieur d'études en fabrication numérique et chercheur dans le domaine du DIY, il continue inlassablement d’explorer et de défricher les nouveaux outils de fabrication numérique. C’est tout naturellement qu’il a accompagné l’émergence du mouvement Do It Yourself en France, à travers des projets Arduino, Reprap et surtout avec le réseau des Fablabs et l'association PiNG à Nantes.
Ingénieur en informatique de formation, passionné par l'automatisation et les systèmes intelligents depuis toujours, Frédéric GLAUSINGER s'est tout naturellement investi dans la démocratisation de l'Internet des Objets et sa déclinaison en version Arduino. Parallèlement à son activité en tant que consultant Web et Internet pour de grandes entreprises, il conçoit des solutions électroniques ad hoc variées pour les particuliers afin de "domotiser" des appareils pour un besoin spécifique. Avec ce livre, il cherche à promouvoir auprès des lecteurs la réparabilité et le D.I.Y (Do It Yourself).