Arduino
Qu'est-ce qu'Arduino ?
Origine
La pittoresque ville d’Ivrea, qui chevauche la rivière bleue-verte Dora Baltea au nord de l’Italie, est connue pour ses rois déchus. En l’an 1002, le roi Arduin (Arduino en italien) devint le seigneur du pays, pour être détrôné par Henri II d’Allemagne, deux ans plus tard. Aujourd’hui, le Bar di Re Arduino, un bar dans une rue pavée de la ville, honore sa mémoire, et c’est là qu’un nouveau roi inattendu naquit.
C’est en l’honneur de ce bar où Massimo Banzi a pour habitude d’étancher sa soif que fut nommé le projet électronique Arduino (dont il est le cofondateur). Arduino est une carte microcontrôleur à bas prix qui permet, même aux novices, de faire des choses époustouflantes.
Il était destiné à l'origine principalement mais pas exclusivement à la programmation multimédia interactive, en vue de spectacles ou d'animations artistiques.
Sortie en 2005 comme un modeste outil pour les étudiants de Banzi à l’Interaction Design Institute Ivrea (IDII), Arduino a initié une révolution DIY ( Do It Your self / fais le toi même ) dans l’électronique à l’échelle mondiale. Vous pouvez acheter une carte Arduino pour une vingtaine d'euros ou vous construire la vôtre à partir de rien : tous les schémas électroniques et le code source sont disponibles gratuitement sous des licences libres. Le résultat est qu’Arduino est devenu le projet le plus influent de son époque dans le monde du matériel libre.
Pour plus de renseignements sur l'histoire de la carte, il y a un article très complet : framablog
Concept
Un micro-contrôleur
C'est un circuit intégré qui traite les informations qu'il reçoit et déclenche des actions suivant le programme qu'il a reçu.
Interface USB/série
L'Arduino se connecte à un ordinateur par un câble USB. C'est par ce câble qu'on va installer le programme. C'est également par ce câble que l'Arduino peut renvoyer des informations à l'ordinateur. Lorsque l'Arduino est connecté en USB, c'est l'USB qui assure l'alimentation électrique de l'Arduino.
Pour l'ordinateur, la carte Arduino est comme un simple périphérique (il faut donc installer les pilotes !).
Des entrées et des sorties
Il y a 20 entrées/sorties sur l'Arduino.
6 analogiques, numérotées de A0 à A5. 14 numériques, numérotées de 0 à 13. 6 de ces entrées/sorties peuvent assurer une sortie PWM (Pulse Width Modulation - Modulation de Largeur d'Impulsion, une astuce pour modifier le courant de sortie). Les 6 PMW sont les numéros 3, 5, 6, 9, 10, 11.
Les entrées analogiques
Elles peuvent recevoir une tension variable (entre 0 et 5 volts) en provenance de capteurs analogiques (résistance variable par exemple). Les entrées/sorties numériques
Elles reçoivent ou envoient des signaux numériques (donc 0 ou 1). ces signaux se traduisent par 0V ou 5V.
Le fonctionnement (entrée ou sortie) est fixé dans le programme (INPUT, OUTPUT).
Entrées numériques : attention au smog électromagnétique
Lorsque qu'une entrée numérique n'est connectée à rien, elle reçoit un signal dû à l'électricité statique ou l'ambiance électromagnétique. On parle alors de potentiel flottant.
On peut fixer le potentiel grâce à un système de résistance dite de pull-up (tension max, soit 5V) ou pull down (tension min ou 0V). On utilise une résistance de 10kOhms connectée de l'entrée au +5V (pull-up), ou alors à la masse (GND, 0V, le pull-down).
Sorties numériques
Leur puissance est limitée à 40 mA par broche pour un total de 200mA consommé. Si on a besoin de consommer plus de puissance électrique, alors il faudra utiliser un circuit supplémentaire (une autre carte, pilotée par l'Arduino qui servira à fournir le courant nécessaire. ça peut être un shield). Dans ce cas on parle de circuit de commande (l'arduino), et de circuit de puissance (le shield). Il est important que les masses (GND) soient connectées.
La puce ATmega n'est pas capable de sortir des tensions variables mais grâce au signal PMW on peut fournir une tension variable artificielle. Le signal PMW consiste à faire "clignoter" le courant
Quand le courant sort à 5V en continue, la broche sort du 5V. Imaginez maintenant que la broche délivre très rapidement un clignotement entre 0V et 5V (la broche délivre soit 0V, soit 5V). Si elle délivre pour moitié du temps du 5V, elle imitera du 2,5V. Si elle donne 5V 20% du temps ce sera 1V, etc....
