Technologies numériques/Arduino/Arduino- Débutant
Comprendre les cartes Arduino
Qu'est-ce qu'un microcontrôleur ?
Un microcontrôleur est un circuit intégré compact qui reçoit des entrées de l'environnement, traite ces entrées et peut produire une sortie. Il reçoit des données de ses broches d'entrée/sortie et traite les signaux reçus à l'aide de l'unité centrale de traitement intégrée à la puce. Les microcontrôleurs sont généralement intégrés dans des systèmes plus importants et sont utilisés dans de nombreux domaines de la vie, notamment les véhicules, les appareils médicaux, les appareils ménagers, etc.
Arduino est une plateforme électronique open source qui offre un moyen facile et accessible de réaliser des projets de robotique. Les cartes sont capables de recevoir des signaux d'entrée provenant de capteurs et de produire des sorties par le biais de broches d'entrée/sortie. Les cartes Arduino sont utilisées par un large éventail de personnes, notamment des étudiants, des amateurs, des ingénieurs et des chercheurs, en raison de la simplicité de leur disposition et de leur programmabilité.
Un Arduino ou un microcontrôleur peut être mis en œuvre de nombreuses façons :
- Une voiture télécommandée
- Une veilleuse de nuit
- Une balance de cuisine
Sections de la carte Arduino
Il existe 5 sections importantes de la carte que l'utilisateur doit bien comprendre pour commencer à utiliser les fonctions de la carte. Ces sections sont décrites ci-dessous :
| Section | Description |
|---|---|
| Connecteur USB | L'arduino peut être alimenté par un connecteur USB de type A/B entre l'ordinateur portable/ordinateur de l'utilisateur et la carte. Ce port est également utilisé pour télécharger des programmes sur la carte. |
| Port d'alimentation | La carte arduino peut être alimentée par un adaptateur AC-DC ou une batterie. La prise d'alimentation de la carte peut être connectée à une fiche de 2,1 mm à centre positif. |
| Broches d'alimentation | Pour alimenter les circuits externes, 3 tensions standard (0 V ou GND, 3.3V, 5V) sont fournies dans la section 'Power Pins' de la carte. |
| Broches numériques | Les broches numériques de la carte arduino peuvent être configurées comme une entrée ou une sortie. Lorsque les broches sont configurées en entrée, elles envoient un signal binaire à la carte, ce qui permet à la carte de lire les niveaux de tension logique détectés (c'est-à-dire 0/bas ou 1/haut). Si les broches numériques sont configurées comme une sortie, alors l'arduino enverra un signal binaire à la broche. Il y a une LED intégrée pré-connectée à la broche numérique 13. Lorsque la valeur de la broche est pilotée en HIGH par le processeur, la LED sur la carte est allumée, lorsque la broche est LOW, elle est éteinte. Ceci peut être utilisé comme un indicateur de statut lorsque des programmes sont en cours d'exécution. |
| Broches analogiques | Les broches analogiques permettent à la carte Arduino de recevoir ou d'envoyer un signal analogique. Ces signaux doivent être convertis en représentations numériques qui peuvent être utilisées à l'intérieur de la partie d'exécution du logiciel du processeur Arduino (qui n'utilise que des signaux numériques binaires). Les entrées de signaux analogiques peuvent être acceptées pour être converties en numérique via l'en-tête Analog Pins. La conversion analogique-numérique (A/D ou "A to D") est effectuée à l'intérieur du processeur avec des circuits spécialisés. |
Signaux analogiques VS numériques
Un signal est un courant électromagnétique ou électrique qui transfère des informations d'une source à une autre. Il existe deux principaux types de signaux utilisés en électronique : les signaux analogiques ou numériques.
Signaux analogiques
Il s'agit d'un type de signal continu et variable dans le temps qui est souvent utilisé pour mesurer les changements de lumière, de son, de position, de température ou d'autres phénomènes physiques. Lorsque l'on trace un graphique tension-temps, le résultat est souvent une courbe continue et lisse.
Signaux numériques
Un signal numérique est un signal qui représente l'information sous la forme d'une série de valeurs binaires discrètes. Les signaux numériques sont utilisés dans toutes les applications électroniques modernes, y compris les dispositifs de communication et de réseau. Lorsqu'il est représenté sur un graphique tension-temps, le signal est discret et va de 0 V à VCC (généralement 1,8 V, 3,3 V ou 5 V).
Connexion à un Arduino
- Il y a plusieurs façons d'endommager ou de brûler votre Arduino, consultez ce guide avant de commencer pour plus d'informations.
- Si vous utilisez un ordinateur de laboratoire de la Faculté d'ingénierie, consultez ce guide pour les étapes supplémentaires de connexion de l'Arduino.
Étape 1 : Téléchargez l'IDE Arduino à partir de https://www.arduino.cc/en/software.Veillez à choisir la version qui convient à votre système d'exploitation.
Etape 2 : Connectez l'Arduino à votre ordinateur via un câble USB de type A/B.
Étape 3 : Une fois l'Arduino connecté, votre ordinateur reconnaîtra la carte Arduino comme un port COM générique. Les LEDs d'alimentation de l'Arduino devraient s'allumer.
Étape 4 : Il est temps de trouver le numéro de port attribué pour que l'Arduino et l'ordinateur puissent communiquer correctement entre eux. Dans l'IDE, sélectionnez Outils > Ports > Sélectionner un port. Si même après avoir sélectionné le port, l'Arduino ne se connecte pas, essayez un autre port.
Étape 5 : Ouvrez l'IDE Arduino. Sous Outils>Carte, assurez-vous que le bon type de carte Arduino est sélectionné.
Étape 6 : Sous Outils> COM, assurez-vous que le "port" est celui indiqué dans l'étape ci-dessus. Vérifiez que le programmateur est défini comme "AVRISP AKII".
Bogues possibles :
Si vous avez des problèmes avec votre Arduino, consultez ce guide : Dépannage de l'Arduino
IDE et outils Arduino
Arduino IDE:
Le processus de programmation comprend la conception et l'exécution du code dans un environnement de développement intégré, également appelé IDE. De nombreux IDE différents existent et sont adoptés pour différents usages, et permettent aux programmes d'éditer, de déboguer et d'exécuter (ou de compiler) leur code. Pour programmer un Arduino (quel que soit le type de microcontrôleur utilisé), il faut avoir téléchargé l'IDE Arduino (voir Connexion d'un Arduino).
Lorsque l'on commence à apprendre à coder, il est important de connaître l'environnement de développement intégré, ou IDE, que le codeur utilisera pour modifier et compiler les programmes écrits. La figure suivante guide les utilisateurs sur les options de base disponibles dans l'IDE :
Bibliothèques internes
Qu'est-ce qu'une bibliothèque ?
Une bibliothèque est un fichier qui contient du code pré-écrit auquel on peut se référer pour utiliser certains capteurs et fonctions. Souvent, pour accomplir une tâche comme se connecter à un serveur pour faire tourner un moteur, de nombreuses lignes de code doivent être écrites et exécutées. Les bibliothèques sont des morceaux de code auxquels les utilisateurs peuvent se référer pour accomplir ces tâches sans avoir à taper chaque ligne de code, ce qui simplifie le processus de programmation et nous permet d'accomplir des tâches relativement complexes avec facilité.
Dans les sujets pour débutants, nous n'utiliserons pas de bibliothèques complexes ou externes ! Mais gardez cela à l'esprit pour les suivants car cela sera nécessaire par la suite.
Bibliothèques intégrées
Les bibliothèques intégrées sont celles qui sont préinstallées dans l'IDE Arduino, vous n'avez pas besoin d'importer la bibliothèque dans l'IDE. Un exemple de ce type de bibliothèque est la bibliothèque math.h, qui est utilisée pour la plupart des opérations mathématiques de base.
Où les trouver?
Vous pouvez effectuer une recherche rapide dans différents forums Arduino en ligne, ou la méthode la plus simple consiste à consulter le gestionnaire de bibliothèques dans l'IDE Arduino. Cette fenêtre affiche les bibliothèques qui sont déjà installées et vous avez également la possibilité d'installer de nouvelles bibliothèques si vous le souhaitez.
Comme indiqué ci-dessous, dans la barre de menu en haut de la fenêtre, cliquez sur Outils > Gérer les bibliothèques....
Dans le gestionnaire, comme indiqué ci-dessous, vous pouvez sélectionner le type de bibliothèque que vous recherchez, par exemple, installée, etc.
Lorsque l'on souhaite utiliser une bibliothèque, il faut la déclarer en haut de son code afin que son IDE sache que l'on fait référence à ce fichier, la syntaxe est la suivante :
#include<math.h>
Moniteurs en série
Le moniteur série est une fonction de l'IDE Arduino qui vous permet d'interagir avec votre Arduino. Grâce à lui, vous êtes en mesure d'envoyer des informations et de recevoir un retour ou la sortie du système, ce qui facilite le débogage et l'interaction avec le programme.
Le moniteur série est accessible à deux endroits : l'icône dans la barre en haut de l'IDE, comme le montre la figure ci-dessous.