Bien commencer avec Arduino : le guide du débutant

Bien commencer avec Arduino : le guide du débutant

Dans les cercles de prototypage, la plateforme Arduino et ses cartes sont une constante bien établie qui est devenue intégrale pour la conception et le développement de nouvelles solutions dans de nombreux secteurs. En tant que nouveau venu dans le monde des prototypes, il est par conséquent essentiel que vous compreniez bien ce qu’est et ce que fait Arduino. Même les experts du prototypage peuvent apprécier un petit rappel du potentiel infini offert par la marque.

Dans son cœur, Arduino est une plateforme électronique open source et un circuit imprimé programmable, ou ordinateur monocarte. Avec la capacité de transformer une entrée (p. ex. : la pression d’un bouton, une source de lumière captée ou un message SMS) en une sortie (p. ex. : l’envoi d’un e-mail, le démarrage d’un moteur ou le clignotement d’une LED) par l’intermédiaire d’un microcontrôleur. Son interface de taille compacte et accessible en fait l’outil parfait pour les applications de prototypages bon marché et efficaces.

Sa simplicité et sa flexibilité en ont fait un choix populaire pour les débutants comme pour les professionnels. Ce qui le distingue des autres ordinateurs monocartes, c’est non seulement son environnement de programmation accessible et claire mais aussi la nature open source de son matériel et de son logiciel. Cela permet aux membres de la communauté Arduino d’être aussi créatifs qu’ils le souhaitent et de produire de nouvelles applications prometteuses en intégrant les cartes Arduino, « berceaux de l’innovation ». Grâce à la capacité d’utiliser la carte Arduino sur différents systèmes d’exploitation ainsi que son niveau de prix relativement faible, les utilisateurs d’Arduino ne sont pas freinés par les limitations courantes auxquelles sont confrontés les utilisateurs des autres ordinateurs et plateformes monocartes.

Il est extrêmement facile de bien commencer avec Arduino. Toutefois, du fait du volume très important de produits disponibles à l’achat, les parfaits débutants peuvent profiter de certains conseils sur l’endroit exact où ils doivent commencer et les premières étapes à suivre. Dans ce guide, nous vous dirons comment débuter avec votre toute première carte Arduino, depuis les produits achetés jusqu’à ce que vous deviez en faire une fois que vous les aurez.

Votre première carte Arduino

Lorsque vous posez les mains pour la première fois sur une Arduino, il est fortement conseillé de commencer avec l’une des cartes les plus basiques. La carte Arduino Uno est parfaite pour les débutants : facile à utiliser, elle est fournie avec une puce de microcontrôleur remplaçable et disponible à un faible prix tout en offrant toutes les fonctionnalités de base requises pour des projets simples. D’autres cartes peuvent proposer davantage de mémoire ou de broches, mais si vous utilisez uniquement votre carte pour vous familiariser avec Arduino et n’êtes pas sûr que vous l’utiliserez à l’avenir, il n’est pas nécessaire de dépenser davantage pour une carte avec des fonctionnalités supplémentaires que vous n’utiliserez peut-être pas.

L’Arduino Uno SMD R3 est une carte à microcontrôleur basé sur l’ATmega328. Elle contient 14 broches numériques entrée/sortie (dont six peuvent être utilisées en tant que sorties PWM), 6 entrées analogiques, un oscillateur à quartz de 16 MHz, une connexion USB, une prise d’alimentation, une broche ISP et un bouton de réinitialisation. Elle dispose de tout ce qui est nécessaire pour prendre en charge le microcontrôleur : il vous suffit de la connecter à un ordinateur par un câble USB ou de l’alimenter avec un adaptateur AC/DC ou une batterie pour commencer.

L’Uno se distingue de toutes les cartes précédentes dans le sens où elle n’utilise pas la puce pilote USB à série FTDI.

Les caractéristiques supplémentaires comprises dans la dernière version R3 sont :

• L’ATmega16U2 à la place de la 8U2 en tant que convertisseur USB à série
• broche 1.0 :
  • Broches SDA et SDL ajoutées pour la communication TWI et placées près de la broche AREF
  • Deux autres nouvelles broches placées près de la broche RESET : l’IOREF qui permet au bouclier d’adapter la tension fournie par la carte, et une broche non connectée qui est réservée pour des utilisations ultérieures
• Circuit RESET plus solide

Caractéristiques du produit

Microcontroller	ATmega328P
Operating voltage	5V
Input voltage (recommended)	7-12V
Input voltage (limit)	6-20V
Digital I/O pins	14 (of which 6 provide PWM output)
PWM digital I/O pins	6
Analog input pins	6
DC current per I/O pin	20 mA
DC current for 3.3V pin	50 mA
Flash memory	32 KB (ATmega328P), of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM	2 KB (ATmega328P)
EEPROM	1 KB (ATmega328P)
Clock speed	16 MHz
LED_BUILTIN	13
Length	68.6 mm
Width	53.4 mm
Weight	25 g

Les composants de base

Bien que la carte Arduino Uno puisse être utilisée comme le cerveau des applications de prototypage, des composants électriques supplémentaires sont nécessaires pour mettre en route un projet et l’exécuter concrètement. Nous avons élaboré un bref aperçu de certains des éléments de base que vous pourrez rencontrer au cours de votre premier projet :

• Platine d’expérimentation Une platine d’expérimentation est essentielle en matière de circuits de prototypage. C’est un bloc de plastique avec des trous pour les fils de liaison qui fournit un moyen provisoire de connecter les composants. Une platine d’expérimentation est composée de lignes et de colonnes pour des connexions faciles.
  
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• Câble USB B Utilisé comme un moyen d’alimenter votre carte Arduino, le câble USB B se connecte au port USB A de votre ordinateur.
  
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• Fils de liaison Utilisez les fils de liaison sur votre platine d’expérimentation pour créer des connexions provisoires entre les différents composants.
  
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• Résistances Limitant le flux d’électricité, une résistance est presque toujours obligatoire pour empêcher les composants d’être surchargée et prévenir ainsi les courts-circuits. C’est un élément de base et bon marché des projets électroniques.
  
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• Photorésistances Avec une photorésistance, votre Arduino peut mesurer les variations de lumière. Sa résistance diminue avec une intensité lumineuse qui augmente.
  
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• Condensateurs Avec un condensateur, il est possible de stocker une charge électrique, remplissant ainsi la fonction d’une petite batterie rechargeable – bien qu’elle fonctionne très différemment.
  
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• Transistors Un transistor est utilisé pour commuter ou amplifier un signal. En tant que dispositif semi-conducteur, il fonctionne comme un commutateur contrôlé par le courant. Vous pouvez également envisager de recourir à un MOSFET, un type de transistor.
  
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• Diodes Autre dispositif semi-conducteur, les diodes vous permettent de diriger le flux de courant dans une direction unique.
  
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• Relais Commutateur contrôlé par le courant similaire à un transistor, un relais est un composant mécanique constitué d’une bobine qui est retenue par un ressort.
  
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• LED Une diode électroluminescente ou LED (Light Emitting Diode) est une diode qui émet de l’énergie sous la forme de lumière. Il est nécessaire d’utiliser des résistances avec une LED.
  
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Utiliser le logiciel Arduino

Après l’achat d’une Arduino Uno, vous pouvez déjà commencer à vous familiariser avec son logiciel avec un seul composant supplémentaire. Tout ce dont vous aurez besoin est un câble USB B.

Installation

Après avoir téléchargé l’environnement de développement intégré (integrated development environment, IDE) pour Arduino sur le site Internet d’Arduino (disponible pour Windows, Mac et Linux), vous devrez l’installer sur votre ordinateur. Vous trouverez les instructions d’installation correspondant à votre système d’exploitation ici.

Sinon, vous pouvez également utiliser l’éditeur Web pratique d’Arduino – vous pouvez trouver ici des instructions détaillées sur comment procéder.

Connexion

Ensuite, connectez votre carte à votre ordinateur à l’aide de votre câble USB B. Cela garantit que votre Arduino est alimentée et peut-être programmée puisqu’elle reçoit son alimentation depuis cette connexion USB.

Configuration

Pour commencer à utiliser votre carte, sélectionnez l’entrée « Arduino Uno » dans le menu Outils>carte. Ensuite, sélectionnez le port série dans Outils>Port. Pour trouver à quel port votre Arduino est connectée, vous pouvez déconnecter votre carte et rouvrir le menu. L’entrée qui disparaît devrait être votre Arduino Uno (probablement COM3 ou au-delà). Puis, reconnectez votre Arduino et sélectionnez le port série qui devrait désormais être réapparu. Vous venez de configurer votre carte Arduino !

Projet test

En tant que premier projet test, vous pouvez suivre ces courtes instructions vous expliquant comment faire clignoter la LED intégrée dans votre Arduino à partir d’un exemple de projet livré avec votre carte.

1. Dans l’IDE, cliquez sur Fichier>Exemples>01.Bases>Clignotement. Cela changera le code d’exemple pour votre projet, et vous n’aurez donc pas à effectuer de codage par vous-même pour l’instant.

2. Ensuite, cliquez sur le bouton avec une coche verte dans le coin supérieur gauche de la fenêtre de l’IDE. Ce bouton vérifie votre code, c.-à-d. qu’il vérifie les erreurs puis le compile ensuite pour qu’il soit près être téléchargé sur votre carte Arduino.

3. Si l’étape de la compilation est réussie (comme ça devrait être le cas lorsque vous utilisez le code fourni à titre d’exemple), votre IDE affichera un message dans la fenêtre de sortie située en bas vous indiquant que la compilation de votre code est terminée.

4. L’étape finale après la compilation consiste à télécharger votre code sur votre carte Arduino. Pour ce faire, il vous suffit de cliquer sur la flèche située à côté de la coche verte dans le coin supérieur gauche de la fenêtre de l’IDE.

5. La LED intégrée à votre Arduino devrait désormais clignoter. Vous avez terminé votre premier projet test et êtes prêt à réaliser des tâches plus complexes à l’aide de votre carte Arduino.

Le Starter Kit Arduino

Le Starter kit Arduino est le point de départ idéal pour votre tout premier projet Arduino. Conçu spécifiquement pour les débutants, le kit vous présente les notions fondamentales de l’utilisation de l’Arduino de façon très concrète. Réalisé autour de la carte Arduino UNO, il vous permettra d’apprendre via le développement de plusieurs projets créatifs, contenus dans un livre inclus dans le kit.

De plus, vous recevrez une sélection des composants électroniques les plus courants et les plus utiles, vous épargnant ainsi l’effort de rechercher et de trier les éléments essentiels. En commençant par les bases de l’électronique pour ensuite passer à des projets plus complexes, le kit vous aide à contrôler le monde physique à l’aide de capteurs et d’actionneurs. Une fois que vous avez terminé les projets inclus dans le kit, vous disposerez d’une palette de logiciels, de circuits et – plus important encore – de connaissances que vous pourrez utiliser pour vous atteler à des projets plus ambitieux.

Contenu du kit

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