Présentation d'introduction à l'Arduino (Partie # 1) / évolution technologique des calculateurs / architecture microprocesseurs - microcontroleurs / applications dans le domaine radioamateur

1. Présentation
L’Arduino pour tous !
Saison # 1
F4GMT
1L'Arduino pour tous !©F4GMT 26/05/2018

2. Historique
Arduino : à l’origine (2003) un projet du domaine éducatif, avec
l’objectif d’un produit peu onéreux, simple d’utilisation et adapté au
design artistique en reprenant des concepts de Processing.
En 2018, une petite carte équipée d’un microcontrôleur se
déclinant selon plusieurs modèles et sur laquelle peuvent être
connectés différents modules spécialisés (réseau, WiFi, Bluetooth,
modem gsm, gps, afficheurs, cartes d’interface, capteurs,
synthétiseur de fréquence …) permettant ainsi de réaliser de très
nombreux montages. Le développement de l’applicatif est le plus
souvent, réalisé à l’aide de l’environnement de développement
intégré (IDE Arduino) libre d’utilisation qui permet d’éditer et tester
les programmes écrits en langage C et qui utilisent les bibliothèques
associées aux modules matériels utilisés.
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3. ©F4GMT 26/05/2018 L'Arduino pour tous ! 3
Oldies .. L’ENIAC
Electronic Numerical Integrator And Computer

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L’ENIAC en quelques chiffres
• 10 000 tubes, 7200 diodes, 1500 relais, 70 000 résistances, 10 000 capacités
• Poids : 25 tonnes
• Dimensions : 2,4m * 0,9m * 30m
• Consommation : 150 kW
• Dispositif d’entrées de données : lecteur de cartes
• Dispositifs de sorties : perforateur de cartes
• Pas de mémoire à l’origine, ajout d’une mémoire de 100 mots en 1953
• Performances : 5000 additions / seconde
385 multiplications / seconde
40 divisions / seconde
3 racines carrées par seconde
• Autonomie maximum : 116 heures sans panne (a posteriori)
• Mise en service : fin 1945 – Retrait en fin 56

5. L’inéluctable évolution …
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6. ©F4GMT 26/05/2018 L'Arduino pour tous ! 6
L’Arduino (modèle Uno)

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L’Arduino Uno en quelques chiffres
• Microcontrôleur 8 bits Atmel ATmega328P (16MHz)
• Poids : 26 g
• Dimensions : 68,6 mm * 53,3 mm
• Consommation : 46 mA pour Vin = 9V soit 400 mW
• Dispositif d’entrées : interfaces digitales, analogiques, série, usb, i2C, SPI, ICSP
• Dispositifs de sorties : interfaces digitales, interfaces pwm, série
• Mémoire : Flash 32 Ko / E2PROM 1Ko, SRAM 2 Ko
• Architecture RISC - ~1 MIPS / MHz
• Prix : 3,39 US$ (Banggood) / 19,50 € (GO Tronic) 33,98 € (Conrad)

8. Que manipule-t-on ?
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9. ©F4GMT 26/05/2018 L'Arduino pour tous ! 9
Nature des données traitées
 Représentation binaire 0, 1 ou hexadécimale 0..9,A..F
 Travail, sur des octets (8 bits), des mots (16 bits) ou des
double mots (32 bits)
 Types de données de base : entiers, entiers signés,
booléens
 Opérations logiques : AND, OR, XOR
 Opérations arithmétiques
 Opérations de comparaison, de décalage …
 Nombre flottant : (mantisse normalisée)/ exposant

10. Le cœur d’un processeur
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11. ©F4GMT 26/05/2018 L'Arduino pour tous ! 11
Un des premiers µprocesseurs : Intel 4004

12. ©F4GMT 26/05/2018 L'Arduino pour tous ! 12
Evolutions de l’intégration : Intel

13. Architecture ATMEL AVR
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 Type Harvard (mémoire
de données et d’instructions
distinctes (# Von Neumann)
 Processeur RISC (jeu
d’instructions réduit)

14. Microcontrôleur ATMega328
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15. ©F4GMT 26/05/2018 L'Arduino pour tous ! 15
Les opérations réalisées au niveau du
µprocesseur / µcontrôleur
• Opérations sur les données de base booléen,
entier, flottant
• Opérations et test sur indicateurs de statut
• Branchement et saut conditionnels
• Opérations sur la pile
• Gestion des interruptions
• Gestion des dispositifs et interfaces intégrés
(timer, usart, uart)

16. Architecture générale d’une carte CPU
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17. Arduino Uno : interfaces
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18. • Programmation : langage de base assembleur
• Langages évolués : C, C++, Java, Python
• Compilation / interprétation
• Fonctions / procédures / Bibliothèques
• Développement : in situ / croisé
• Edition : Editeur + chaine de compilation
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19. Projets : quelques exemples
• Balise QRSS, WSPR
• Analyseur d’antenne (eg
• APRS Igate,
• Station météo ..
• Watchdog pour box ADSL
• Dispositif de télémétrie / télécommande
• Domotique / réseau type LORA (IoT)
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20. Projets : Exemples concrets
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Rosmètre / powermètre digital
Panneau afficheur
Gateway DStar
Monitoring et télémétrie SMS
Balise UHF

21. Liens utiles
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• https://www.arduino.cc/
• https://openclassrooms.com
• https://hamprojects.wordpress.com/
• http://blog.f8asb.com/2014/02/15/les-
applications-arduino-hamradio/
• http://arala.44.free.fr/documents/ARDUINO/A
rduinoTutorial_V2.pdf
• https://www.f5uii.net/tag/arduino/

22. ©F4GMT 26/05/2018 L'Arduino pour tous ! 22
Radio club F8KFP
Espace Socio-culturel
Rue de Gascogne
64240 URT
f8kfp.urt@gmail.com
https;//f8kfp.wordpress.com

23. ©F4GMT 26/05/2018 L'Arduino pour tous ! 23
Radio club F8KFP
Espace Socio-culturel
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Présentation Antennes 28 Avril 2018
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