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Arduino Tutoriels

Qu’est-ce qu’Arduino et que pouvez-vous faire avec Arduino?

Arduino est une plate-forme de prototypage à source ouverte, facile à utiliser et basée sur du matériel et des logiciels libres. Arduino comprend des circuits électroniques, des logiciels et de la documentation dans un format open source, ce qui signifie que tout le monde peut l’utiliser ou y apporter des modifications. Cette plateforme nous fournit un outil de programmation open source facile à utiliser pour Arduino, pour écrire du code et le télécharger sur votre carte en tant qu’IDE (Integrated Development Environment) Arduino.

Arduino offre aux utilisateurs un moyen simple de créer des objets interactifs qui peuvent avoir des entrées provenant d’interrupteurs et de capteurs, et contrôler des sorties physiques telles que des lumières, des moteurs ou des actionneurs. Comme le langage est basé sur des cadres bien utilisés, Arduino peut interagir avec d’autres programmes sur l’ordinateur comme Flash ou même des API web comme Twitter.

Cette plateforme peut avoir des usages tant industriels que domestiques et même artistiques, mais elle est surtout appliquée dans le domaine de l’éducation car elle est open source, outre sa facilité d’utilisation et son faible coût, il existe un grand nombre de modèles de tableaux étant les plus utilisés l’un, notamment dans le monde de l’éducation. C’est pourquoi il a été conçu de manière robuste pour supporter toute une série de situations d’utilisation avec les étudiants.

Propriétés:

  • Plateforme open source utilisée pour la construction de projets électroniques.
  • Arduino se compose d’une carte de circuit imprimé physique programmable (souvent appelée microcontrôleur) et d’un logiciel, ou Arduino IDE (Integrated Development Environment) qui fonctionne sur votre ordinateur, utilisé pour écrire et charger du code de l’ordinateur sur la carte physique. Un circuit Arduino.
  • Il est très populaire auprès des personnes qui débutent dans l’électronique.
  • Contrairement à la plupart des circuits imprimés programmables précédents, Arduino ne nécessite pas de matériel séparé (appelé programmateur) pour charger un nouveau code sur la carte – vous pouvez simplement utiliser un câble USB.
  • L’IDE Arduino utilise une version simplifiée du C++, ce qui facilite l’apprentissage de la programmation.
  • Arduino fournit un facteur de forme standard qui décompose les fonctions du microcontrôleur en un ensemble plus accessible.
  • Plate-forme pour la construction ou la fabrication d’imprimantes 3D, de drones, de robots linéaires, de domotique, etc.
  • Il s’adresse aux artistes, aux designers, aux amateurs et à toute personne intéressée par la création d’objets, de projets ou d’environnements interactifs.

Modèles ou planches d’Arduino

  • Arduino One R3
  • Arduino MKR1000
  • Arduino Leonardo
  • Arduino Due
  • Arduino Yun
  • Arduino Tre
  • Arduino Micro
  • Robot Arduino
  • Arduino Esplora
  • Arduino Mega
  • Arduino Mini
  • Arduino LilyPad
  • Arduino Nano
  • Arduino Fio
  • Arduino Pro Mini

La première chose à savoir avant de commencer est le type de carte dont vous avez besoin, en fonction de l’usage que vous voulez en faire. En fait, il existe une multitude de cartes Arduino différentes, toutes conçues pour un usage spécifique. Voici les principales catégories, ainsi que les cartes les plus utilisées dans chacune de ces catégories.

Principales caractéristiques d’Arduino

  • Matériel peu coûteux et flexible : les cartes Arduino sont relativement peu coûteuses par rapport aux autres plateformes de microcontrôleurs, des microcontrôleurs 8 bits aux applications IoT.
  • Environnement de programmation simple : le logiciel Arduino (IDE) est facile à utiliser pour les débutants, mais suffisamment souple pour les utilisateurs avancés. Pour les éducateurs, il est commodément basé sur l’environnement de programmation Processing, le langage de programmation Arduino. Les étudiants qui apprennent à programmer en Processing seront familiarisés avec le fonctionnement de l’EDI Arduino en transférant facilement leurs connaissances à un programme Arduino.
  • Multiplateforme : Le logiciel d’Arduino (IDE) fonctionne sur les systèmes d’exploitation Windows, Mac OSX et Linux.
  • Logiciels à source ouverte et extensibles : les logiciels d’Arduino sont publiés en tant qu’outils à source ouverte, disponibles pour la contribution des programmeurs du monde entier. Le langage peut être étendu par le biais de bibliothèques C/C++ et porté sur d’autres plates-formes matérielles.
  • Matériel open source et extensible : les diagrammes des cartes Arduino sont publiés sous une licence Creative Commons, ce qui permet aux concepteurs de circuits expérimentés de réaliser leur propre version des différents modules, en les élargissant et en les améliorant ou en apprenant simplement comment ils sont construits. Les débutants peuvent construire des versions du protoboard pour comprendre comment il fonctionne et faire des économies.

Arduino pour un début

Si vous êtes nouveau dans le monde d’Arduino, voici une petite liste des cartes les plus utilisées :

  • Arduino One R3 : « One » est la meilleure carte pour commencer. Il dispose de 14 entrées et sorties numériques et de 6 entrées analogiques. Il est facile à utiliser et présente un très bon rapport qualité/prix.
  • Arduino Micro : Cette planche est la plus petite de la marque. Elle est très utile pour les projets qui nécessitent un petit microcontrôleur, et malgré cela, cette carte a plus d’entrées/sorties que la carte Uno.
  • Arduino Mini : cette carte a les mêmes caractéristiques que la carte « Uno », mais elle est disponible dans un format plus petit. Il est donc largement utilisé dans les projets qui nécessitent un espace minimal, tout en maintenant un nombre raisonnable d’entrées/sorties.

arduino un écran connecté

Arduino pour les projets complexes

Il existe également d’autres cartes qui peuvent être utilisées pour des projets qui nécessitent plus d’E/S ou plus de puissance. En voici quelques-unes :

  • Arduino Mega : cette carte est l’une des cartes ayant le plus de connecteurs (54 entrées/sorties numériques et 16 entrées analogiques).
  • Arduino Zero : la carte « Zero » a un peu plus d’entrées/sorties que les cartes de base vues ci-dessus. Il est donc utilisé dans des projets qui nécessitent plus d’éléments pour leur gestion sans avoir besoin de plus de pouvoir.
  • Arduino Due : La carte « Due » a exactement les mêmes caractéristiques que la carte Mega, sauf qu’elle possède également deux sorties analogiques. Ce microcontrôleur est donc essentiel si vous avez besoin de générer des
  • signaux qui ne sont pas continus.

Arduino avec accès à Internet

Pour certains usages, il est très utile de pouvoir récupérer des informations ou de pouvoir contrôler notre microcontrôleur à distance, notamment dans la domotique. Voici quelques contrôleurs qui intègrent des cartes réseau :

  • Arduino MKR1000 : cette carte est un puissant contrôleur qui possède les mêmes caractéristiques que la carte « Zero », avec en plus la fonctionnalité Wi-Fi.
  • Arduino Ethernet : il possède les mêmes caractéristiques que la carte « Uno », avec une carte ethernet intégrée.

arduino uno

Arduino, oui ou non ?

Si vous n’avez pas encore décidé d’acheter une carte Arduino ou non, nous espérons que cette dernière section vous aidera.

Nous avons ici pris connaissance de la plate-forme Arduino et de son histoire et comparé plusieurs cartes Arduino en fonction de composants tels que le processeur, les caractéristiques, la taille, le coût, etc. Dans cette section, nous allons passer en revue les avantages et les inconvénients d’Arduino et décider d’utiliser ou non cette plateforme de développement.

Les avantages et les facilités d’Arduino

  • La coordination entre le logiciel et le matériel, la simplicité et la compacité sont les avantages les plus importants d’Arduino. Lorsque nous parlons d’un conseil de développement, nous nous attendons à ce qu’il dispose de toutes les fonctionnalités nécessaires pour que l’utilisateur puisse le configurer et le programmer. Sur la plupart des cartes Arduino, vous pouvez connecter un câble USB à la carte Arduino et transférer le programme écrit dans l’EDI Arduino en appuyant sur un bouton.
  • Un autre avantage de la plate-forme Arduino est la compatibilité avec tous les systèmes d’exploitation, contrairement à la plupart des programmes de programmation AVR qui ne sont compatibles qu’avec Windows et Linux.
  • La grande variété des cartes Arduino et la prise en compte des différents besoins des utilisateurs est un autre avantage d’Arduino. Arduino a plus de 40 cartes différentes, cependant, seul un petit nombre de cartes Arduino sont bien connues. Vous pouvez visiter le site web d’Arduino pour tous les conseils.
  • La croissance des ressources et des bibliothèques est un autre avantage pour Arduino. Le matériel et les logiciels libres ont permis à Arduino d’aller plus loin. Des milliers de développeurs qui utilisent Arduino dans le monde entier chaque jour, conçoivent de nouveaux modules et matériels pour Arduino et fournissent gratuitement de nombreux exemples à leurs bibliothèques. Cette grande quantité de formation et de contenu vous permet de mener à bien votre projet en combinant code et bibliothèques dans les plus brefs délais.
  • Outre la communication d’Arduino avec divers modules et capteurs ainsi que plusieurs bibliothèques pour ces modules, il existe de nombreuses bibliothèques qui connectent les cartes Arduino à d’autres programmes tels que MATLAB, Simulink, LabVIEW et même Python. Si vous n’êtes pas un expert en langage C ou si vous devez utiliser un environnement informatique pour votre projet, ne vous inquiétez pas, car Arduino rend cela facilement possible.
  • Aujourd’hui, avec seulement 20 eurps, vous pouvez acheter un Arduino UNO, connecter facilement des capteurs et des opérateurs à votre ordinateur. Vous n’aurez plus besoin des coûteuses cartes DAQ.

Outre toutes les capacités positives du matériel et des logiciels d’Arduino, nous devons mentionner que la plate-forme Arduino est quelque chose d’éducatif et que l’un des objectifs de cette plate-forme était essentiellement de mettre l’électronique à la portée de tous. Un langage de programmation convivial, de nombreux tutoriels et bibliothèques et la communauté du Forum Arduino pour partager des informations et soutenir les utilisateurs d’Arduino font partie des objectifs éducatifs de cette plate-forme.

Inconvénients et limites d’Arduino

Après avoir mentionné les avantages d’Arduino, il est juste de mentionner certains de ses inconvénients. Une variété de cartes avec des applications différentes peut être une force pour Arduino, l’absence d’une carte inclusive intégrant la plupart de ces fonctionnalités peut être un inconvénient. Parmi les cartes Arduino, la DUE possède les meilleures caractéristiques des cartes Arduino, cependant, sa taille n’est pas idéale pour de nombreux projets. En outre, il n’inclut pas le Wi-Fi et le Bluetooth. En général, Arduino n’a guère tenu compte de l’IdO et des cartes industrielles dans ses produits. Les cartes Arduino conçues pour ces domaines ne peuvent pas rivaliser avec les concurrents en termes de prix.

Un autre inconvénient d’Arduino est l’utilisation limitée des nouveaux processeurs ARM, plus puissants. La faible consommation d’énergie et la vitesse de traitement plus élevée de ces processeurs ont été sacrifiées au profit des processeurs AT d’Arduino. La production de la carte 101 pourrait constituer une avancée majeure pour Arduino, de sorte qu’une nouvelle génération de processeurs verra le jour.

Le fait de ne pas installer le même port USB et de ne pas utiliser toutes les fonctionnalités du microcontrôleur sur la plupart des cartes est un autre inconvénient d’Arduino.

L’avenir d’Arduino ?

Aujourd’hui, nous assistons à l’émergence et à la progression de conseils de développement de capacités diverses et à bas prix. Certaines cartes offrent même des fonctionnalités plus innovantes qu’Arduino. Avec les progrès croissants de ces conseils de développement, devrions-nous attendre la chute d’Arduino et nous rendre aux autres développeurs ? Les autres développeurs vont-ils surpasser Arduino à l’avenir ? Que pensez-vous qu’Arduino devrait faire pour concurrencer les nouvelles plates-formes ?

La meilleure défense est une bonne attaque. L’une des politiques les plus intéressantes d’Arduino est de coopérer avec ses rivaux. Par exemple, Arduino travaille avec Adafruit et Sparkfun aux États-Unis. Comme l’indique la première partie de l’article, depuis le premier jour, Arduino n’a pas été commercialisé dans certains pays et n’a aucun préjugé sur la production et l’entretien de ses produits. Elle peut donc facilement et de manière constructive coopérer avec d’autres développeurs.

La politique d’open source pour le matériel et les logiciels a été la meilleure méthode pour promouvoir et développer Arduino et pourrait être l’un des facteurs les plus importants pour la survie d’Arduino.

En plus de fournir une plate-forme, Arduino a créé sa propre ligne de pensée unique, de sorte que la plupart des concurrents d’Arduino essaient de créer des modules adaptés à l’EDI Arduino, en plus de leur propre logiciel. Cela conduit à de nouveaux produits de la part des développeurs dans la catégorie Arduino. Par conséquent, dans ce cas, Arduino devrait être plus enclin à fournir une formation cohérente pour adopter cette ligne de pensée afin de maintenir son rôle parental.

robot arduino

Ces dernières années, nous avons assisté à une connectivité croissante du matériel et des logiciels. De nombreux ingénieurs en logiciels mettent facilement en œuvre plusieurs milliers de lignes de programmes sur le matériel. Sans aucun doute, Arduino a été un facteur important dans la croissance de ce phénomène. Toutefois, pour rester dans la course, vous devez essayer de mettre à jour les logiciels et les caractéristiques du matériel. Par exemple, en abordant de nouveaux domaines tels que l’IO et en fournissant le matériel nécessaire sur les cartes, ainsi qu’en s’engageant à développer des logiciels tels que Python, on peut assurer la survie d’Arduino.

Quand Arduino a été créé, bref historique

Avant d’aller plus loin, faisons un peu d’histoire sur ce microcontrôleur.

En 2005, le premier tableau est apparu pour la première fois dans les salles de classe de l’Institut de design interactif d’Ivrea, en Italie. C’était dans cet Institut de design interactif grâce à une thèse sur le matériel réalisée par l’étudiant colombien Hernando Barragán. Le titre de la thèse était « Arduino-La Rivoluzione dell’open hardware » (« Arduino – La révolution du matériel ouvert »).

En bref, il s’est construit autour de cette thèse grâce à laquelle il a développé sa plateforme de prototypage Wiring de Hernando Barragán.

Les créateurs d’Arduino

Derrière la naissance d’Arduino se trouvent : Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino et David Mellis.

Mais nous ne devons pas oublier l’importance de la thèse de Hernando Barragán dans le développement de ce microcontrôleur.

Dans l’esprit de ce groupe de développeurs se trouvait l’idée de développer une plate-forme bon marché, simple et facile à utiliser. Et surtout, un qui était facilement accessible aux étudiants. Les fondateurs croyaient fermement aux logiciels à source ouverte.

Leur but était de développer une plate-forme rapide et facilement accessible à un plus grand nombre de personnes, et ils ont pensé qu’il serait préférable d’ouvrir le projet au plus grand nombre de personnes possible plutôt que de le garder fermé. Un autre facteur important était d’ordre économique, car après quelques années de travail, il ne restait pratiquement plus de fonds pour continuer à travailler et l’option open source leur donnait un débouché important.

La vérité est que cette assiette est une plateforme qui vous surprend lorsque vous faites vos premiers pas avec Arduino. Ce n’est pas facile à expliquer, mais c’est une plateforme électronique à code source ouvert avec laquelle vous pouvez faire beaucoup de choses. Jusqu’à présent, tout va bien, mais comme je le disais, quand on entre dans leur monde et qu’on voit les projets que les gens peuvent réaliser, on se retrouve souvent la bouche ouverte et on pense que c’est trop pour soi et rien de plus loin de la réalité.

Voici quelques raisons de choisir Arduino pour votre projet.

des projets arduino

Comment fonctionne Arduino

À quoi sert ce matériel ? Ces cartes sont capables de lire des entrées – lumière, mesure de la température, proximité ou qualité de l’air sur un capteur, ou un message SMS ou Twitter – et de les convertir en sortie – activation d’un ou plusieurs moteurs, allumage d’une led lumineuse ou colorée, publication de contenu en ligne ou activation d’événements externes et affichage des résultats sur un écran lcd. Tout cela peut se faire au moyen de boucliers ou de modules. Certains de ces types de périphériques le sont :

  • Bouclier Xbee
  • Bouclier Usb
  • Bouclier de capteur
  • Proto-bouclier
  • Bouclier Sd
  • Bouclier Wifi
  • Bouclier du moteur
  • Bouclier Ethernet
  • Bouclier GPS
  • Bouclier GSM
  • Bouclier RS232
  • Bouclier de relais
  • bouclier lcd
  • Bouclier audio
  • Bouclier Dmx
  • NodeMCU

Vous pouvez dire à votre carte ce qu’elle doit faire en écrivant du code et en le téléchargeant sur le microcontrôleur à l’aide de son propre langage de programmation (basé sur Wiring) et du logiciel Arduino IDE avec lequel programmer notre carte, qui est basé sur Processing et peut être installé sur les ordinateurs PC et Mac. Sinon, il est toujours possible d’apprendre à programmer Arduino.

Au cours des années jusqu’en 2018, cette plateforme a été à l’origine de milliers de projets. Elle est devenue une communauté où les débutants et les experts du monde entier partagent leurs idées, leurs connaissances et leur expertise collective.

Il existe des milliers de fabricants, d’étudiants, d’artistes, de concepteurs, de programmeurs, de chercheurs, de professionnels et d’amateurs dans le monde entier qui utilisent ces microcontrôleurs pour apprendre, prototyper ou piloter et terminer la production d’œuvres professionnelles. C’est une référence pour tous et pour tous ceux qui sont impliqués dans le matériel gratuit.

Notre protagoniste est né au sein du projet Wiring de l’Institut IDII d’Ivrea pour la conception d’interactions. Il s’agit d’un outil simple de prototypage rapide, destiné aux étudiants sans formation en électronique et en programmation. L’objectif principal des deux projets est de faciliter le processus de travail grâce à la technologie et à l’électronique.

La carte Arduino a évolué pour s’adapter aux nouveaux besoins allant de simples cartes 8 bits à des produits prêts pour les applications IoT ou Internet des objets.

Tous les conseils sont entièrement Open Source, ce qui permet aux utilisateurs de les construire de manière indépendante et de les adapter à leurs besoins particuliers. Le logiciel est à code source ouvert et se développe grâce aux contributions des développeurs et de la communauté qui l’entoure dans le monde entier.

Il y a eu de nombreux projets similaires, mais aucun n’a eu autant de succès qu’Arduino, en raison de la facilité d’utilisation du logiciel et du prix abordable du matériel. Leur logiciel est facile à utiliser pour les débutants, mais suffisamment souple pour répondre aux besoins des utilisateurs avancés. Il fonctionne également sur Mac, Windows et Linux.