Qu’est-ce qu’Arduino? Que pouvez-vous en faire? Expliqué
Si vous êtes comme moi, bricoler l'électronique est quelque chose que vous aimeriez vraiment faire – en théorie du moins. En réalité, les contraintes de temps et le manque de connaissances vous empêchent inévitablement d'essayer.
C'est tout simplement trop difficile.
Vous aimez disséquer les gadgets cassés, mais ne faites rien avec les morceaux que vous trouvez à part les ranger pour un jour de pluie (un tiroir plein de pièces pour micro-ondes? Vérifiez!)
L' Arduino est la réponse à tout cela, et franchement, tout ce qui peut être considéré comme amusant tout en apprenant est un appareil vraiment révolutionnaire à mon avis.
Qu'est-ce qu'Arduino?
Arduino, c'est beaucoup de choses: une marque, un matériel, un langage de programmation et tout un écosystème de produits. Mais de manière générale, lorsque nous parlons d'Arduino, nous faisons référence à une plate-forme de prototypage électronique open-source .
Mais qu'est ce que ça veut dire?
Pour vous ou moi, Arduino est un petit ordinateur que vous pouvez programmer pour faire des choses. Il peut obtenir des données du monde entier en connectant des capteurs en tant qu'entrées, et il peut interagir en ajoutant des éléments tels que des actionneurs (moteurs) ou des LED pour la sortie.
L'Arduino Uno
Le circuit imprimé Arduino le plus populaire est le modèle Uno. C'est en partie parce qu'il a été l'un des premiers, il a donc été largement adopté avant que d'autres modèles ne soient créés.
L'Arduino Uno est défini par sa forme et l'emplacement des broches d'entrée et de sortie.
Le cerveau du modèle Uno est une puce logique ATMega328P ou 168. C'est ce qui stocke votre programme et exécute le code.
En haut du circuit (c'est-à-dire avec le connecteur USB à votre gauche), vous trouverez 14 broches d'entrée / sortie numériques. Ceux-ci peuvent soit émettre, soit lire un signal numérique de zéro ou un (+ 5V).
En bas à droite, vous trouverez cinq broches d'entrée analogiques. Ceux-ci peuvent atteindre 1024 niveaux de tension différents à partir de capteurs analogiques. Un exemple de capteur analogique est un simple capteur de lumière; ou résistance dépendante de la lumière (LDR). Vous devez vérifier si votre capteur est analogique ou numérique avant de le connecter.
En bas à gauche se trouve un ensemble de broches d'alimentation. En règle générale, vous ne serez concerné que par les broches + 5V et GND (masse / 0V), pour alimenter les capteurs et les petits périphériques de sortie. Si vous connectez des moteurs plus puissants ou une chaîne de LED, il est important de les alimenter en externe et de ne pas essayer de tirer toute l'alimentation de votre Arduino.
Au mieux, vous pouvez simplement brûler l'Arduino, qui est peu coûteux à remplacer. Au pire, s'il est connecté via USB, vous risquez d'endommager votre ordinateur.
L'emplacement des broches et la forme de la carte sont importants pour plusieurs raisons.
Tout d'abord, il y a le concept de "boucliers". Ce sont des mises à niveau que vous pouvez empiler sur l'Arduino pour ajouter des fonctionnalités. Il peut s'agir de votre propre circuit imprimé personnalisé ou de celui que vous avez acheté, tel qu'un écran LCD.
Deuxièmement, comme Uno est une forme standard, vous trouverez une vaste gamme de coques, à la fois des conceptions prêtes à l'emploi ou imprimables en 3D à télécharger et imprimer chez vous, ou même à modifier vous-même.
C'est du matériel Open Source
Cela signifie que n'importe qui peut copier l'Arduino, le modifier et le revendre comme le sien. Ce n'est pas illégal. En fait, Arduino lui-même est construit sur le dos d'autres projets open source. Par exemple, le logiciel de développement Arduino est basé sur Wiring , lui-même basé sur Processing !
La seule règle est que vous ne pouvez pas l'appeler un véritable appareil "Arduino" car c'est une marque protégée. Vous pouvez cependant affirmer qu'il est "compatible Arduino".
Alors qu'une carte Arduino officielle peut coûter plus de 20 $, vous trouverez des clones avec exactement les mêmes fonctionnalités pour moins de 5 $. En fait, si vous achetiez tous les composants individuellement, vous pourriez même créer le vôtre à partir de zéro.
Mais vous ne devriez le faire que si vous voulez en savoir plus sur ce qui est exactement contenu dans une carte de circuit imprimé Arduino, pas parce que vous voulez économiser de l'argent. Ce n'est pas moins cher et le résultat final n'est pas aussi élégant.
Certains fabricants créent des cartes compatibles Arduino qui sont exactement les mêmes, mais juste moins chères. Certains ajoutent encore plus de fonctionnalités que les cartes d'origine. Ils peuvent avoir une forme unique conçue pour une application particulière, ajouter des connecteurs supplémentaires, peut-être qu'ils ont un écran matriciel LED intégré ou ont ajouté le Wi-Fi.
L'une de nos cartes compatibles Arduino préférées est la NodeMCU , illustrée ci-dessous. Il est minuscule, dispose d'une connexion Wi-Fi intégrée et peut être acheté pour aussi peu que 3 $. Il est parfait pour les projets compacts d'Internet des objets et de domotique.
Pendant ce temps, la gamme de cartes de développement Teensy offre une puissance de traitement beaucoup plus importante que les cartes Arduino, avec un petit facteur de forme, ce qui les rend parfaites pour les petits projets qui reposent sur un traitement puissant à leur base.
Qu'y a-t-il de si spécial à propos d'Arduino alors?
Les contrôleurs logiques programmables ne sont pas un nouveau concept; ils existaient bien avant Arduino.
Mais Arduino a rendu les choses faciles. Il combinait un matériel simple d'utilisation – tout comme les kits électroniques avec lesquels nous avons grandi – et un environnement de programmation de haut niveau accessible. Arduino est devenu une communauté d'utilisateurs du monde entier qui ont écrit des tutoriels, partagé du code et diffusé leurs connaissances. Les prototypes électroniques complexes n'étaient plus le domaine exclusif des diplômés en génie électrique.
Arduino a rendu accessibles à tous les projets matériels comportant des composants électroniques programmables complexes, afin que les artistes et les créatifs puissent se concentrer sur la concrétisation de leurs idées. C'est l'outil de bricolage ultime!
Devriez-vous acheter un kit de démarrage Arduino?
Vous ne pouvez pas faire grand-chose avec l'Arduino seul. Bien sûr, il dispose d'une LED intégrée, qui vous permet de fournir des minutes de divertissement en le faisant clignoter de différentes manières. Mais pour vraiment faire des projets amusants, vous aurez besoin de quelques bits supplémentaires, comme des capteurs, des moteurs, des LED multicolores. Ensuite, vous voudrez des câbles pour connecter ces bits, et peut-être même une maquette.
C'est là qu'intervient un kit de démarrage Arduino. Mais lequel acheter? Mon préféré actuel est le Grove Beginner Kit.
C'est une carte tout-en-un intelligente avec des capteurs pré-câblés, des LED, un buzzer et même un écran OLED. La carte du milieu est compatible Arduino, mais comprend 12 connecteurs Grove. Le système Grove facilite la connexion des composants via un seul câble, sans avoir à utiliser de carte d'expérimentation ou de nombreux câbles volants en désordre.
La chose vraiment remarquable à propos du kit pour débutant Grove est qu'une fois que vous voulez passer de la conception de la carte tout-en-un et commencer à prototyper des appareils réels, vous pouvez simplement couper la carte entière et les composants, en passant aux câbles du système Grove ( ou des câbles volants dans les trous de broches standard). C'est un système extrêmement flexible pour démarrer votre expérience de programmation Arduino.
Quelle langue est Arduino?
Techniquement, Arduino est une extension de C / C ++. Cela signifie qu'Arduino a ajouté un ensemble de fonctions et de fonctionnalités en plus du langage C ++ standard, mais suit toujours les mêmes règles et conventions de base.
Vous n'avez pas besoin de connaître déjà C ou C ++ pour programmer avec Arduino; Je ne l'ai pas fait, quand j'ai commencé. Un peu d'expérience dans tout autre type de programmation peut certainement aider, mais ce n'est pas non plus essentiel. Vous pouvez commencer simplement en chargeant des programmes d'exemple simples et en essayant de les modifier. Ensuite, passez à la permutation pour différents capteurs ou autres sorties. Enfin, essayez de lire et de modifier des programmes plus complexes, et bientôt vous créerez vos propres projets originaux.
Mais ne vous inquiétez pas: il existe des milliers de didacticiels de projet et d'exemples de code, gratuits à télécharger et à utiliser. Et si vous êtes bloqué, il y a une énorme communauté qui attend de vous aider . Comme pour tout, veuillez vous assurer que vous l'avez d'abord recherché sur Google; quelqu'un a probablement déjà eu exactement le même problème que vous!
Voici quelques caractéristiques qui définissent un programme Arduino:
- Vous devez avoir au moins une fonction setup () et loop () définie.
- setup () s'exécute une fois lorsque le périphérique Arduino est réinitialisé ou allumé pour la première fois. Vous utiliseriez cette fonction pour créer l'état initial des variables, indiquer à l'Arduino quelles broches matérielles doivent faire quoi ou démarrer les bibliothèques dont vous avez besoin pour divers capteurs.
- loop () s'exécute en continu. Lorsque tout le code de la fonction loop () est terminé, il retourne au début de loop () et recommence! C'est ici que va votre code de programme principal; des choses comme vérifier une variable de capteur et agir en conséquence.
- Vous pouvez également définir vos propres fonctions d'assistance, pour encapsuler des blocs de code. Ceux-ci peuvent accepter n'importe quel nombre de variables comme entrées et renvoyer une variable. Si aucune variable n'est renvoyée, la fonction est marquée comme nulle. C'est le cas avec void setup () et void loop () .
- Vous pouvez importer d'autres bibliothèques Arduino pour ajouter des fonctionnalités à votre application ou pour vous aider lors de l'utilisation de certains capteurs.
- Vous pouvez laisser des commentaires dans votre code en les faisant précéder d'une double barre oblique // (même à la fin d'une ligne de code existante); ou laissez un commentaire multiligne en le faisant précéder de / * et en le terminant par * /
Commencez à créer!
Arduino a complètement changé le jeu de l'électronique de loisir. Ce qui n'était pas possible sans une connaissance approfondie dans le passé peut désormais être réalisé par n'importe qui, grâce à la large gamme de microcontrôleurs bon marché disponibles et à l'immense communauté qui l'entoure.
La mise en route est également assez simple et nous avons un guide pratique pour les débutants pour vous aider à décoller. Ou, consultez notre projet Arduino pour débutants: tutoriel sur le contrôle des feux de signalisation .