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Tutoriels arduinotut

Publié le juin 10th, 2015 | par Aken

Tutoriel Arduino : La carte Arduino Uno Rev. 3

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Suite à l’introduction à Arduino qui vous a présenté il y a quelques semaines, voici un premier tutoriel d’une longue série dédiée à son apprentissage. Grâce à Djtuto, vous serrez bientôt capable de créer vos propres contrôleurs MIDI !

Cet article a pour objectif de vous présenter l’Arduino Uno Rev. 3, qui est le modèle de carte standard avec lequel la plupart des gens débutent (bien qu’elle ne soit pas spécifiquement conçue pour les débutants). Vous allez donc en apprendre plus sur les éléments qui la composent : comment ils s’appellent, à quoi ils servent et quels sont leurs limites. Je ne vais pas vous décrire TOUS les composants, mais les plus importants ((Les quelques éléments dont j’omet de parler sont des composants très spécifiques pour lesquels vous ne trouverez très probablement jamais d’utilité.)).

La carte

“Uno” est le mot Italien pour “un”, qui correspond en fait à la version 1.0 du logiciel Arduino. Elle fait la synthèse de toutes sortes de versions qui étaient sorties avant (Serial, NG, Diecimila, Duemilanove, etc.) et est devenue, de ce fait, la carte standard Arduino sur laquelle se base aujourd’hui les dérivés officiels ou non. “Rev. 3” ou “R3” signifie qu’il s’agit de la 3e “version” de la carte, tout simplement.

uno

unoplan

(1) La puce ATmega328

La puce ATmega328 est le cerveau d’Arduino. C’est un microcontrôleur de la série AVR produite par la société Atmel et supporté par l’application Arduino pour son rapport puissance/prix très intéressant. Ne vous affolez pas non plus, on reste dans le raisonnable avec les 16 MHz d’horloge et 32 Ko de mémoire, mais pour 5 $ et ce que vous allez faire avec, c’est parfait. Par chance, l’ATmega328 de l’Arduino est fixé sur un support plutôt que soudé directement sur la carte, ce qui vous permet de le changer facilement s’il vous arrivait de le griller.

Les entrées/sorties

Comme vous pouvez le voir sur la photo et le plan plus haut, la carte est équipée sur ses bords d’une foule de connecteurs qui lui permettent d’interagir avec le monde extérieur. Certains d’entre eux sont des entrées/sorties numériques, d’autres sont des entrées/sorties analogiques, enfin les broches restantes ont un rôle en rapport avec l’alimentation électrique du circuit. Sur le modèle Uno, comme sur la plupart de ce genre de cartes, Arduino utilise des connecteurs de type HE (les barres de plastique noir avec les trous “carrés”), qui sont très pratiques pour le protoypage puisque leur format est le même que celui des platines d’essai (breadboards). Les connecteurs HE permettent également de facilement réaliser des “étages” avec d’autres cartes. On appelle ces cartes supplémentaires, montées au dessus de la carte Arduino, des “shields”. On reparlera de ça plus en détail dans les tutoriels à venir.

(2) Entrées/sorties numériques

Il y a 14 entrées/sorties numériques notées de 0 à 13 sur l’Arduino Uno. Elles sont situées sur la grande rangée du haut de la carte. Ces connecteurs sont numériques car le signal ne connaît que deux états : haut ou bas. Électriquement, cela se traduit par une tension de 5 volts ou 0 volt, respectivement.

(3) Entrées analogiques

Il y a six entrées analogiques notées de 0 à 5 en bas à droite de la carte. Ces connecteurs transmettent des valeurs analogiques, c’est à dire que, du point de vue électrique, il s’agira d’une possibilité infinie de valeurs situées entre 0 et 5 volts.

(2-PWM) Sorties analogiques

Comme vous avez pu le remarquer, il n’y a pas de sortie analogique à proprement parler. Par contre, six des connecteurs numériques (les connecteurs 3, 5, 6, 9, 10 et 11) sont capables de simuler des sorties analogiques et fonctionnent donc comme telles. Elles sont marquées du sigle PWM, qui veut dire Pulse Width Modulation (Modulation de Largeur d’Impulsion en français). Le PWM fonctionne ainsi : comme il n’est possible que d’envoyer des informations binaires (haut ou bas, c’est à dire 5 V ou 0 V), Arduino va faire varier le temps pendant lequel ces deux valeurs vont être employées afin d’obtenir le résultat attendu. En gros, le circuit va alterner ultra rapidement entre “haut” et “bas”. Si, par exemple, “haut” occupe 70% du temps pendant les alternances, alors votre LED va être à 70% de son éclairage maximum, ou votre moteur va tourner à 70% de sa vitesse. C’est beau la technologie.

pwm

(4) Les broches d’alimentation

Les broches d’alimentation sont utilisées pour alimenter en courant les entrées et sorties du circuit selon les besoins. La broche “5V” sert à fournir 5 volts de courant tandis que la broche “3.3V” sert à fournir 3.3 volts. Logique. Les broches “GND”, qui signifie “ground” (“terre”, en français), servent à relier le courant à la masse, c’est à dire au 0 V. Enfin, la broche “Vin”, qui signifie “Voltage in” (“tension d’entrée” en français), sert à faire venir du courant d’une source externe (entre 7 et 12 V), comme pour le port USB (6) et le jack d’alimentation (7) qu’on aborde un peu plus loin.

(5) les LED

La carte Arduino Uno possède quatre LED qui servent à donner des indications sur son fonctionnement. “ON” s’allume lorsque la carte Arduino est alimentée. “RX” et “TX” s’allument lorsque la carte reçoit et transmet des données, respectivement. “L” est connectée à la broche 13. Elle s’allume lorsque celle-ci est sur “haut”, ce qui fait de cette broche un connecteur essentiellement utilisé pour réaliser des tests.

(6) Le port USB

Le connecteur USB sert à, comme vous vous en doutez, connecter la carte à l’ordinateur ou éventuellement tout autre appareil disposant également d’un port USB. Celui-ci sert donc à l’alimentation en courant (5 V) autant qu’au transfert de données. Sur l’Arduino Uno, c’est évidemment le connecteur USB que l’on utilise lorsqu’on veut transférer un programme écrit dans le logiciel Arduino pour faire fonctionner un montage réalisé avec la carte.

(7) Le jack d’alimentation supplémentaire

Le jack d’alimentation est un autre moyen de fournir du courant à la carte (de 7 à 12 V). Cela pourrait être un adaptateur AC-DC relié à une prise électrique, ou une source portable comme une batterie électrique ou un panneau solaire. En fait, ce connecteur est souvent utilisé lorsqu’on souhaite que notre circuit s’alimente de manière autonome, comme lorsqu’il sert à piloter un drone ou un robot.

(8) Le bouton reset

Le bouton reset est un petit interrupteur qui vous permet de réinitialiser la carte ou de l’arrêter lorsqu’il est maintenu enfoncé quelques secondes. On peut, par ailleurs, obtenir le même résultat en connectant la broche “reset”, située à côté de la broche “3.3V”, à la masse (une des broches “GND”).


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