La carte Arduino
Arduino est une carte programmable sur laquelle on peut connecter des capteurs (de pression, de luminosité, de mouvement, etc.) pour déclencher des actions sur des moteurs, des diodes, des écrans d’affichage, etc.
Les activités d’algorithmique et de programmation peuvent trouver des applications concrètes en robotique, pour des expériences scientifiques ou des réalisations artistiques.
Les réalisations autour d’Arduino peuvent être très simples : un jeu de lumière, un télémètre à sonar ou un instrument de musique ne nécessitent aucune compétence technique mais demandent un travail sur l’algorithmique qui entre tout à fait dans le cadre des nouveaux programmes de mathématiques.
Dans le cadre d’EPI, de l'enseignement d'exploration ICN en seconde, ou de l'option ISN, on pourra construire des projets plus ambitieux comme un drone, une station météo ou un ensemble domotique.
Arduino présente de nombreux avantages :
- elle est permet de réaliser des petits projets à la portée de tous grâce à des interfaces de programmation intuitives par blocs ;
- elle permet de construire des projets ambitieux car elle dispose de nombreuses entrées/sorties et peut se programmer avec un langage très complet ;
- elle est très populaire et l’Internet fourmille de tutoriels et d’idées de projets ;
- elle est solide ;
- elle est peu onéreuse (entre 30€ pour une carte Arduino Uno officielle et moins de 2€ pour certaines cartes compatibles).
Quelle carte Arduino choisir ?
On peut être perdu dans l’offre proposée chez les différents marchands de matériel électronique. Arduino Uno, Genuino, Arduino Nano, Leonardo, Arduino mega, Seeduino… sans parler des génériques sans véritable nom.
À l’origine, c’est la carte Arduino Uno qui a fait le succès de ce type de carte. Elle a été développée en Italie pour rendre l’électronique plus accessible. Depuis, Arduino est devenu un standard et les cartes faisant référence à ce nom sont compatibles, ce qui signifie que les programmes qu’on pourra écrire pour l’une fonctionneront pour les autres.
Aujourd’hui, les cartes nommées UNO quelle qu’en soit la marque sont des clones les unes des autres. Le choix est une question de prix et de qualité.
Pour démarrer, les sites marchands proposent des kits contenant une carte Arduino et divers composants électroniques (capteurs, moteurs, diodes…). Ces kits sont souvent accompagnés de petits manuels pour s’initier sans peine.
Pour des projets très ambitieux, on pourra se tourner vers les cartes Arduino Yun, Leonardo ou Mega. Si le volume ou le poids sont des critères, on choisira les cartes Arduino Nano ou Mini. L’offre est très étoffée ; il existe même une version nommée lilypad qui peut être cousue pour s’intégrer à un vêtement !
Ce lien vous permettra de comparer plusieurs cartes.
Programmation d’une carte Arduino
Programmer une carte Arduino, c’est donner des instructions au circuit intégré (le mini-ordinateur qui est le cœur de la carte) pour qu’il traite les informations données par les capteurs et envoie des informations aux actionneurs qui vont agir sur le monde physique.
Pour programmer, on peut commencer en utilisant des environnements de développement par blocs qui ressemblent à Scratch
Voici un exemple dans lequel 4 blocs ont été disposés pour faire clignoter au rythme de une seconde la LED de la carte Arduino (pin 13)
Pour ceux qui préfèrent écrire le code à la main, il existe des environnements de développement dédiés, à installer ou en ligne.
Branchement des composants
Avant de construire réellement le circuit électrique avec la carte Arduino et tous ses composants, il est possible de simuler le montage et de tester le code sur une plate-forme nommée circuits.io.
Voici par exemple un petit montage pour un jeu de lumières avec quatre diodes électroluminescentes (LED). À gauche le montage en cours de construction sur circuits.io et à droite le montage réalisé.
Article proposé par Nicolas Poulain
Membre du Giptic de Mathématiques
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