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Initiation à l’Arduino
Historique
• L’histoire de l’Arduino a commencé en 2005 dans une
université italienne.
• Le but initial était de permettre un enseignement les
microcontrôleurs à des non-technologues, artistes et
designers.
• L’objectif de l’équipe est de permettre à des non-spécialistes
en informatique et en électronique qui ne veulent pas
forcément être des programmeurs, d’utiliser la
programmation pour faire de l’acquisition et traitements de
données à l’aide de capteurs et de commander des
systèmes de manière simple.
• L'expérience utilisateur est conçue pour minimiser le temps
entre l'idée et la conception sur la platine d’expérimentation.
Arduino = Matériel + EDI (ou IDE)
+ Fonctions/Bibliothèques
Programmation
Langage
"Arduino"
Structure
Variables
Fonctions
Bibliothèques
Standards,
intégrés
à installer, à
créer
Arduino, c’est quoi ?
Une carte électronique
Un environnement
de développement
intégré
Une communauté
qui échange
http://arduino.cc/
Arduino, une philosophie
Le matériel est « open source » :
•On peut le copier, le fabriquer et le modifier librement.
Le logiciel est libre :
•On peut l’utiliser et le modifier librement.
Sur l’internet, on trouve :
•Une communauté d’utilisateurs.
•Des guides d’utilisation.
•Des exemples.
•Des forums d’entraide.
Arduino, la carte électronique
Port USB :
Transport des
données et
alimentation
Entrées/sorties
numériques
Entrées Analogiques
LED de test de
la broche 13
LED de
transmission/
réception
Permet de
connecter une
alimentation
Broches
d’alimentation
LED témoin de
mise sous
tension
Bouton de
remise à zéro
Microcontrôleur
La platine Arduino = un micro-
ordinateur dans un circuit intégré :
le microcontrôleur
La carte ARDUINO
Analog
INPUTS
Digital IO
PWM(3, 5, 6, 9, 10, 11)
PWR IN USB
(to Computer)
SCLSDA
(I2C Bus)
POWER
5V / 3.3V / GND
RESET
La carte ARDUINO
Analog
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Digital IO
PWM(3, 5, 6, 9, 10, 11)
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SCLSDA
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Allez-y et branchez votre carte!
Arduino Shields
PCB Built Shield Inserted Shield
Arduino Shields
Micro SD MP3 Trigger LCD
SIK Components
Push Button Digital Input Switch - Closes
or opens circuit
Polarized, needs
resistor
Trim
potentiometer
Analog Input Variable resistor Also called a
Trimpot.
Photoresistor Analog Input Light Dependent
Resistor (LDR)
Resistance varies
with light.
Relay Digital Output Switch driven by
a small signal
Used to control
larger voltages
Temp Sensor Analog Input Temp Dependent
Resistor
Flex Sensor Analog Input Variable resistor
Soft Trimpot Analog Input Variable resistor Careful of shorts
RGB LED Dig & Analog
Output
16,777,216
different colors
Ooh... So pretty.
Name Image Type Function Notes
SIK Components
SIK Components
Arduino & Arduino Compatible Boards
Arduino : les entrées - sorties
• La carte "ARDUINO Uno" dispose de 14 broches ("pin" en anglais,
numérotées de 0 à 13) qui peuvent être configurées en "entrées
digitales" ou en "sorties digitales" susceptibles de délivrer une intensité
maximale de 40 mA sous une tension égale à 0V ou 5V.
• Certaines de ces broches (~) peuvent être configurées en "sorties PWM"
(Pulse Width Modulation ou modulation de largeur d'impulsion).
• Elle possède également 6 entrées-sorties analogiques (notées A0 à A5)
permettant de mesurer ou de délivrer des tensions comprises entre 0V et
5V grâce à un convertisseur A/N à 10 bits.
• Les broches pin0 et pin1 ne sont pas disponibles pour l'utilisateur de la
carte car elles sont utilisées pour communiquer avec l'ordinateur via le
port USB, et sont notées RX (réception) et TX (transmission) sur la carte.
Arduino, l‘EDI ou Environnement de
Développement Intégré
Arduino, le language
Dans le menu Aide, on trouve le lien Référence pour le langage Arduino qui
dérive du C++ et qui en respecte les règles et la syntaxe.
Arduino, le langage
 Une ligne qui commence par "//" est considérée comme un commentaire
 Un paragraphe qui commence par "/*" et qui se termine par "*/" est considéré comme un
commentaire
 Toute ligne d'instruction de code doit se terminer par un point virgule ";"
 Un bloc d'instructions (définition d'une fonction, boucle "while" ou "if"/"else"...) doit être
délimité par des accolades ouvrantes "{" puis fermantes "}".
 Toutes les variables doivent être déclarées, ainsi que leur type (int,float,...) avant d'être
utilisées.
Un programme (ou "sketch") Arduino est constitué de 2 fonctions distinctes:
 La fonction de configuration "void setup" exécutée une seule fois au lancement du
programme.
 La fonction "void loop" qui est ensuite exécutée indéfiniment en boucle.
Remarque: On peut relancer le programme en actionnant le bouton poussoir "reset" sur la
carte.
Arduino, structure d’un programme
Arduino, le fonctionnement
1. On conçoit ou on ouvre un programme existant dans les exemples
(menu Fichier/ Exemples) avec le logiciel Arduino.
Remarque: les exemples livrés avec l’Environnement de
Développement Intégré sont nombreux et riches. Ces exemples sont
simples et permettent de construire des projets avancés sans pour
autant avoir la maitrise totale des (puissantes) fonctions employées.
1. On charge le programme sur la carte.
2. Si des erreurs sont signalées à la compilation, on modifie le
programme.
4. L’exécution du programme chargé dans la carte est automatique
après quelques secondes. Le programme reste écrit en mémoire
même après coupure de l’alimentation.
Exemple de programme livré avec l’EDI:
« Blink » faire clignoter une DEL
Etape 1 : relier la carte Arduino à l’ordinateur par le port USB
Etape 2 : lancer le logiciel Arduino
Etape 3 : sélectionner le type de carte (Arduino uno) et le port
série COM ‘XX’ disponible pour la communication
entre l’ordinateur et la carte.
Etape 4 : ouvrir le programme
« Blink» dans
Exemples/01.Basic
Etape 5 : charger le programme
dans la carte Arduino
Entrée/Sortie numérique
La carte Arduino possède 14 entrées / sorties numériques (digital en anglais) D0 à D13.
Dans « void setup », il faut déclarer une broche comme une entrée ou comme une sortie par une des deux instructions
suivantes :
pinMode (4, INPUT) ; // broche 4 en entrée
pinMode (7, OUTPUT) ; // broche 7 en sortie
En sortie, on applique soit 5V sur la broche, soit 0V. Cela correspond à un « 1 » ou à un « 0 », à un niveau «
haut » ou à un niveau « bas » de tension.
Dans le programme cela correspond aux fonctions suivantes :
digitalWrite(7, HIGH) ; // la tension de sortie de la broche 7 est portée à 5V
digitalWrite(7, LOW) ; // la tension de sortie de la broche 7 est portée à 5V
High ou « 1 » ou 5V
En entrée, la carte peut lire soit un niveau haut (« 1 » ou HIGH),
soit un niveau bas (« 0 » ou LOW).
Dans le programme cela correspond aux instructions suivantes :
int Etat = digitalRead(4) ; // lit l’état de la broche 4 :
// si 5V sur la broche alors Etat prend la valeur 1
// si 0V sur la broche alors Etat prend la valeur 0
temps
Low ou « 0 » ou 0V
LED LED LED
éteinte allumée éteinte
LED
allumée
LED
éteinte
Signal numérique : signal qui ne prend
que deux états distinct comme 0V et 5V
soit « 0 » et « 1 ».
Rendre Arduino autonome
Lorsque la carte Arduino est connectée au port USB de l’ordinateur, celui-ci lui fournit l’énergie électrique
nécessaire à son fonctionnement.
Une fois le programme chargé, on peut débrancher le cordon USB et connecter la carte soit à une pile, soit
à un transformateur.
Une pile 9 volst et un connecteur de 2,1 mm
Avec le « + » au centre.
Un transformateur qui convertie la
tension du secteur en une tension
continue(DC) 9 volts et un connecteur
de 2,1 mm avec le « + » au centre.
Platine
d’expérimentation
La plaque d’essai sans soudure nous permet de réaliser rapidement un
montage électronique en insérant les pattes des composants et les fils
dans les trous.
Les lettres
repèrent les
colonnes et les
nombres repèrent
les lignes
Les trous de la
colonne « + »
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trous de la
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  • 2. Historique • L’histoire de l’Arduino a commencé en 2005 dans une université italienne. • Le but initial était de permettre un enseignement les microcontrôleurs à des non-technologues, artistes et designers. • L’objectif de l’équipe est de permettre à des non-spécialistes en informatique et en électronique qui ne veulent pas forcément être des programmeurs, d’utiliser la programmation pour faire de l’acquisition et traitements de données à l’aide de capteurs et de commander des systèmes de manière simple. • L'expérience utilisateur est conçue pour minimiser le temps entre l'idée et la conception sur la platine d’expérimentation.
  • 3. Arduino = Matériel + EDI (ou IDE) + Fonctions/Bibliothèques Programmation Langage "Arduino" Structure Variables Fonctions Bibliothèques Standards, intégrés à installer, à créer
  • 4. Arduino, c’est quoi ? Une carte électronique Un environnement de développement intégré Une communauté qui échange http://arduino.cc/
  • 5. Arduino, une philosophie Le matériel est « open source » : •On peut le copier, le fabriquer et le modifier librement. Le logiciel est libre : •On peut l’utiliser et le modifier librement. Sur l’internet, on trouve : •Une communauté d’utilisateurs. •Des guides d’utilisation. •Des exemples. •Des forums d’entraide.
  • 6. Arduino, la carte électronique Port USB : Transport des données et alimentation Entrées/sorties numériques Entrées Analogiques LED de test de la broche 13 LED de transmission/ réception Permet de connecter une alimentation Broches d’alimentation LED témoin de mise sous tension Bouton de remise à zéro Microcontrôleur
  • 7. La platine Arduino = un micro- ordinateur dans un circuit intégré : le microcontrôleur
  • 8. La carte ARDUINO Analog INPUTS Digital IO PWM(3, 5, 6, 9, 10, 11) PWR IN USB (to Computer) SCLSDA (I2C Bus) POWER 5V / 3.3V / GND RESET
  • 9. La carte ARDUINO Analog INPUTS Digital IO PWM(3, 5, 6, 9, 10, 11) PWR IN USB (to Computer) SCLSDA (I2C Bus) POWER 5V / 3.3V / GND RESET
  • 10. Allez-y et branchez votre carte!
  • 11. Arduino Shields PCB Built Shield Inserted Shield
  • 12. Arduino Shields Micro SD MP3 Trigger LCD
  • 13. SIK Components Push Button Digital Input Switch - Closes or opens circuit Polarized, needs resistor Trim potentiometer Analog Input Variable resistor Also called a Trimpot. Photoresistor Analog Input Light Dependent Resistor (LDR) Resistance varies with light. Relay Digital Output Switch driven by a small signal Used to control larger voltages Temp Sensor Analog Input Temp Dependent Resistor Flex Sensor Analog Input Variable resistor Soft Trimpot Analog Input Variable resistor Careful of shorts RGB LED Dig & Analog Output 16,777,216 different colors Ooh... So pretty. Name Image Type Function Notes
  • 16. Arduino & Arduino Compatible Boards
  • 17. Arduino : les entrées - sorties • La carte "ARDUINO Uno" dispose de 14 broches ("pin" en anglais, numérotées de 0 à 13) qui peuvent être configurées en "entrées digitales" ou en "sorties digitales" susceptibles de délivrer une intensité maximale de 40 mA sous une tension égale à 0V ou 5V. • Certaines de ces broches (~) peuvent être configurées en "sorties PWM" (Pulse Width Modulation ou modulation de largeur d'impulsion). • Elle possède également 6 entrées-sorties analogiques (notées A0 à A5) permettant de mesurer ou de délivrer des tensions comprises entre 0V et 5V grâce à un convertisseur A/N à 10 bits. • Les broches pin0 et pin1 ne sont pas disponibles pour l'utilisateur de la carte car elles sont utilisées pour communiquer avec l'ordinateur via le port USB, et sont notées RX (réception) et TX (transmission) sur la carte.
  • 18. Arduino, l‘EDI ou Environnement de Développement Intégré
  • 19. Arduino, le language Dans le menu Aide, on trouve le lien Référence pour le langage Arduino qui dérive du C++ et qui en respecte les règles et la syntaxe.
  • 20. Arduino, le langage  Une ligne qui commence par "//" est considérée comme un commentaire  Un paragraphe qui commence par "/*" et qui se termine par "*/" est considéré comme un commentaire  Toute ligne d'instruction de code doit se terminer par un point virgule ";"  Un bloc d'instructions (définition d'une fonction, boucle "while" ou "if"/"else"...) doit être délimité par des accolades ouvrantes "{" puis fermantes "}".  Toutes les variables doivent être déclarées, ainsi que leur type (int,float,...) avant d'être utilisées. Un programme (ou "sketch") Arduino est constitué de 2 fonctions distinctes:  La fonction de configuration "void setup" exécutée une seule fois au lancement du programme.  La fonction "void loop" qui est ensuite exécutée indéfiniment en boucle. Remarque: On peut relancer le programme en actionnant le bouton poussoir "reset" sur la carte.
  • 22. Arduino, le fonctionnement 1. On conçoit ou on ouvre un programme existant dans les exemples (menu Fichier/ Exemples) avec le logiciel Arduino. Remarque: les exemples livrés avec l’Environnement de Développement Intégré sont nombreux et riches. Ces exemples sont simples et permettent de construire des projets avancés sans pour autant avoir la maitrise totale des (puissantes) fonctions employées. 1. On charge le programme sur la carte. 2. Si des erreurs sont signalées à la compilation, on modifie le programme. 4. L’exécution du programme chargé dans la carte est automatique après quelques secondes. Le programme reste écrit en mémoire même après coupure de l’alimentation.
  • 23. Exemple de programme livré avec l’EDI: « Blink » faire clignoter une DEL Etape 1 : relier la carte Arduino à l’ordinateur par le port USB Etape 2 : lancer le logiciel Arduino Etape 3 : sélectionner le type de carte (Arduino uno) et le port série COM ‘XX’ disponible pour la communication entre l’ordinateur et la carte. Etape 4 : ouvrir le programme « Blink» dans Exemples/01.Basic Etape 5 : charger le programme dans la carte Arduino
  • 24. Entrée/Sortie numérique La carte Arduino possède 14 entrées / sorties numériques (digital en anglais) D0 à D13. Dans « void setup », il faut déclarer une broche comme une entrée ou comme une sortie par une des deux instructions suivantes : pinMode (4, INPUT) ; // broche 4 en entrée pinMode (7, OUTPUT) ; // broche 7 en sortie En sortie, on applique soit 5V sur la broche, soit 0V. Cela correspond à un « 1 » ou à un « 0 », à un niveau « haut » ou à un niveau « bas » de tension. Dans le programme cela correspond aux fonctions suivantes : digitalWrite(7, HIGH) ; // la tension de sortie de la broche 7 est portée à 5V digitalWrite(7, LOW) ; // la tension de sortie de la broche 7 est portée à 5V High ou « 1 » ou 5V En entrée, la carte peut lire soit un niveau haut (« 1 » ou HIGH), soit un niveau bas (« 0 » ou LOW). Dans le programme cela correspond aux instructions suivantes : int Etat = digitalRead(4) ; // lit l’état de la broche 4 : // si 5V sur la broche alors Etat prend la valeur 1 // si 0V sur la broche alors Etat prend la valeur 0 temps Low ou « 0 » ou 0V LED LED LED éteinte allumée éteinte LED allumée LED éteinte Signal numérique : signal qui ne prend que deux états distinct comme 0V et 5V soit « 0 » et « 1 ».
  • 25. Rendre Arduino autonome Lorsque la carte Arduino est connectée au port USB de l’ordinateur, celui-ci lui fournit l’énergie électrique nécessaire à son fonctionnement. Une fois le programme chargé, on peut débrancher le cordon USB et connecter la carte soit à une pile, soit à un transformateur. Une pile 9 volst et un connecteur de 2,1 mm Avec le « + » au centre. Un transformateur qui convertie la tension du secteur en une tension continue(DC) 9 volts et un connecteur de 2,1 mm avec le « + » au centre.
  • 26. Platine d’expérimentation La plaque d’essai sans soudure nous permet de réaliser rapidement un montage électronique en insérant les pattes des composants et les fils dans les trous. Les lettres repèrent les colonnes et les nombres repèrent les lignes Les trous de la colonne « + » sont reliés et les trous de la colonne « - » sont reliés. Ces colonnes sont dédiées à l’alimentation du circuit. Chaque ligne numérotée relie 5 trous Les trous ne sont pas reliés entre eux sur une colonne.