Présentation de l'Arduino Uno

Dans l'univers du prototypage électronique, une catégorie de matériel est particulièrement utile : les microcontrôleurs. Ces petites machines permettent de nombreuses choses, de la plus simple à la plus complexe, la seule limite étant l'imagination.

LenaertsDaan / Pixabay

Qu'est-ce qu'un microcontrôleur ?

Un microcontrôleur est un circuit intégré dont la conception est proche d'un ordinateur. Il possède en effet un processeur, de la mémoire, ainsi que des entrées et sorties. Ils se distinguent des ordinateurs traditionnels par plusieurs caractéristiques qui leur sont propres :

• un très haut degré d'intégration
• une très faible consommation
• une faible vitesse de fonctionnement
• une faible capacité de stockage
• un fonctionnement souvent limité à une tâche unique
• un coût réduit

Un microcontrôleur est animé par un petit programme stocké en ROM, une mémoire non-volatile, qui permet donc de conserver ses données même en l'absence d'alimentation.

Bien évidemment, on pourrait parler longtemps du microcontrôleur en tant que tel, son fonctionnement, son architecture, etc.

Présentation de l'Arduino Uno

L'Arduino Uno est une carte électronique développée par arduino.cc dont la pièce maîtresse est un microcontrôleur de type ATmega 328P-PU fabriqué par la société Atmel ATmega. La marque Arduino conçoit des cartes électroniques dont les schémas sont publiés en licence libre (CC-SA 2.5). Il existe différentes cartes Arduino, comme la Mega, la mini, nano, due, leonardo etc, dont le choix se fera en fonction du besoin au niveau du projet, chacune ayant ses spécificités. La carte la plus utilisée est la Uno, de par son excellent rapport qualité/prix et ses capacités suffisantes pour un très grand nombre de projets.

Son schéma étant sous licence libre, on trouve de nombreux clones, notamment sur le marché chinois. Les cartes officielles portent le logo Arduino. Les clones se retrouvent souvent sous une marque approchante, comme Funduino, voire pas de marque, avec simplement le nom du modèle, Uno, Mega, ou autre.

Constitution de l'Arduino Uno

Nous avons donc une carte animée par un microcontrôleur ATmega 328P-PU, qui intègre processeur cadencé à 16 MHz, 2 ko de SRAM et 32 ko de ROM. Autour de lui, on trouvera un connecteur d'alimentation en courant continu, nécessitant 7 à 12V, un port USB type B, un bouton reset, une LED, des entrées-sorties digitales, des sorties analogiques, et un régulateur de tension qui ramènera la tension de fonctionnement à 5V.

 

Schéma de l'Arduino Uno version 3 par Dolicom [CC BY-SA 3.0 ], from Wikimedia Commons 

Image originale par Arduino (arduino.cc) [CC BY-SA 3.0 ], via Wikimedia Commons

Programmation

Afin de fonctionner, l'Arduino Uno doit être tout d'abord programmé. Un programme destiné à ce type de carte s'appelle un sketch. La mise en oeuvre est relativement simple :

• tout d'abord, il faut télécharger l'environnement de développement Arduino IDE. Ce logiciel va d'une part installer tous les pilotes nécessaires. Il pourra être utilisé avec n'importe quel type de carte nativement compatible Arduino, mais également avec d'autres types de cartes dérivées, comme les NodeMCU, qui couplent un circuit wifi et un Arduino Nano. Il permet d'autre part de vérifier l'intégrité du code avant de l'envoyer à la carte.
• brancher la carte à l'aide d'un câble USB et indiquer au logiciel le port COM sur lequel l'Arduino est branché.
• télécharger les éventuelles bibliothèques nécessaires au sketch (comme par exemple la bibliothèque wifi en cas d'utilisation avec un circuit wifi ESP8266),
• entrer le code du programme (langage C),
• compiler et téléverser le code sur l'Arduino.

By Cedar101 (Below code) [CC0], via Wikimedia Commons

Usages possibles

La seule limite étant l'imagination, je ne vais donner ici que quelques exemples d'usages possibles d'une carte Arduino. Bien entendu, pour ces projets, l'Arduino seul ne suffit pas, il aura besoin de tout un écosystème autour : câblage, composants électroniques (résistances, condensateurs, potentiomètres, boutons...), du hardware, etc. Voici donc quelques exemples qui peuvent être réalisés à l'aide d'un Arduino :

• imprimante 3D
• scanner 3D
• capteur de température/humidité
• robot
• machine à dessiner
• graveur laser
• tour laser pour chat (!)
• capteur d'ouverture de porte
• etc.

Quel que soit le projet visé, l'Arduino Uno est un excellent moyen de se familiariser à la fois avec le monde de l'électronique et celui de la programmation, cet univers étant tout à fait accessible au néophyte, ceci ajouté au fait que l'investissement de départ est très faible, un clone chinois d'Arduino Uno se trouvant à partir de 3 ou 4 euros sur les sites de grossistes chinois. Pour aller plus loin, il existe également des "starter kits" comprenant une carte, quelques outils et des lots de composants. Ces kits s'articulent souvent autour d'un thème, sans toutefois s'y limiter : domotique, météo, robotique, etc. Ces kits sont accessibles dès 30€.

Sources

• https://fr.wikipedia.org/wiki/Microcontr%C3%B4leur
• https://fr.wikipedia.org/wiki/Arduino
• https://github.com/arduino/Arduino
• L'électronique en pratique par Charles Platt

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Posted from my blog with SteemPress : http://techno-bidouille.fr/presentation-de-larduino-uno

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