Introduction à Arduino : 18 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Vous êtes-vous déjà demandé de fabriquer vos propres appareils comme une station météo, un tableau de bord de voiture pour surveiller le carburant, la vitesse et le suivi de localisation ou de contrôler vos appareils ménagers contrôlés par des smartphones ou vous êtes-vous déjà demandé comment créer des robots sophistiqués capables de parler, de marcher et de bouger ses bras ou Qu'en est-il de la fabrication de vos propres lecteurs mp3, de la fabrication d'un dispositif de détection d'empreintes digitales, d'un système d'arrosage automatique des plantes, d'un capteur de tremblement de terre, d'un talkie-walkie ou d'un système de surveillance basé sur des caméras de vidéosurveillance télécommandées. Si vous vous êtes déjà posé la question et que vous êtes prêt à apporter votre contribution à la numérisation du monde, alors croyez que vous pouvez créer tout ce que vous voulez créer et que vous devez alors connaître l'électronique de base et les microcontrôleurs. Le microcontrôleur est une conception de circuit intégré compact qui prend les entrées de différents capteurs, c'est-à-dire un capteur de température, un capteur de détection de mouvement, un capteur de télémétrie, etc. apprendre, comprendre et fabriquer de tels appareils n'est pas une tâche difficile avec la grande contribution de la communauté Arduino au monde, il est accessible à tous les amateurs et ingénieurs du monde entier.

Arduino est une plate-forme matérielle et logicielle open source permettant aux amateurs et aux ingénieurs de lire les entrées de différents capteurs, de traiter ces entrées et de fournir la sortie souhaitée en actionnant différents actionneurs, c'est-à-dire en gros, vous pouvez dire qu'Arduino peut être le cerveau de nombreux projets.

Étape 1: Types d'Arduino

Il existe différents types de cartes Arduino avec un nombre différent de broches analogiques, numériques et PWM et l'avantage est que vous pouvez facilement commencer à travailler avec n'importe laquelle d'entre elles. Différents ajouts Arduino sont enrôlés ici.

● Arduino Uno

● Arduino Due

● Arduino méga

● Carte Arduino Leonardo

● Carte Arduino Lillypad

Étape 2: Arduino Uno

La plupart des débutants commencent à utiliser Arduino Uno, c'est à bord qu'il y a le microcontrôleur principal ATMegga328 ayant une mémoire de 2 Ko SRAM ET 32 Ko de flash, il a 14 I/0 numériques dans lesquels 6 sont PWM et 6 sont des broches de sortie analogiques. un bouton de réinitialisation, une prise d'alimentation, une connexion USB et plus encore. Il comprend tout le nécessaire pour maintenir le microcontrôleur; connectez-le simplement à un PC à l'aide d'un câble USB et fournissez l'alimentation pour commencer avec un adaptateur AC-DC ou une batterie.

Étape 3: Arduino Due

Le microcontrôleur principal d'Arduino Due est AT91SAM38XE avec une mémoire de 96 Ko de SRAM, 512 Ko de mémoire flash se composent de 54 broches numériques dont 12 sont PWM et ont 16 broches d'entrée analogiques

Étape 4: Arduino Mega

Il contient ATmea2560 en tant que microcontrôleur ayant une mémoire de 8 Ko

SRAM et 256 Ko flash ayant 54 broches d'E/S numériques dans lesquelles 12 sont PWM et 16 broches d'entrée analogiques, un bouton de réinitialisation, une prise d'alimentation, une connexion USB et un bouton de réinitialisation. Il comprend tout le nécessaire pour supporter le microcontrôleur; connectez-le simplement à un PC à l'aide d'un câble USB et fournissez l'alimentation pour commencer avec un adaptateur AC-DC ou une batterie. Le grand nombre de broches rend cette carte Arduino très utile pour concevoir les projets qui nécessitent un tas d'entrées ou de sorties numériques comme de nombreux boutons.

Étape 5: Arduino Leonardo

Son microcontrôleur principal est ATmega32u4 avec une mémoire de 2,5 Ko de SRAM et 32 Ko de flash avec 20 broches d'E/S numériques et 12 broches d'entrée analogique. La première carte de développement d'un Arduino est la carte Leonardo. Cette carte utilise un microcontrôleur avec l'USB. Cela signifie que cela peut être très simple et bon marché aussi. Parce que cette carte gère directement l'USB, des bibliothèques de programmes sont disponibles qui permettent à la carte Arduino de suivre le clavier de l'ordinateur, la souris, etc.

Étape 6: Carte Arduino LilyPad

La carte Lily Pad Arduino est une technologie e-textile portable. Cet Arduino comprend également des E/S, de l'alimentation et des cartes de capteurs spécialement conçues pour les textiles électroniques. Ils sont même lavables !

Étape 7: Outils pour l'environnement de développement Arduino

Langage de programmation Arduino:

Arduino est programmé en C++ qui est utilisé dans différents aspects de projets tels que le développement de logiciels, mais pour Arduino, C++ est utilisé avec des fonctions supplémentaires. Vous pouvez créer une esquisse Arduino, l'esquisse Arduino est le nom donné au fichier de code Arduino. Vous écrivez le code dans Arduino IDE. Ces croquis peuvent être enregistrés dans les dossiers du projet et l'IDE donne la possibilité de compiler le code C++ en langage machine et de les télécharger sur la carte Arduino.

IDE Arduino

Arduino IDE (Integrated Development Environment) est l'outil d'édition, de compilation et de téléchargement de code C++ où vous pouvez écrire votre programme pour programmer des broches IO à diverses fins et vous pouvez utiliser des bibliothèques open source pour écrire des programmes sophistiqués intégrés avec différentes fonctions que nous verrons plus tard discuter en détail des bibliothèques.

Étape 8: Installation de l'IDE Arduino

Étape 1. Téléchargez l'IDE Arduino

Étape 2. Attendez la fin du processus de téléchargement.

Étape 3. Installez le logiciel et choisissez les composants que vous souhaitez installer, ainsi que l'emplacement d'installation.

Étape 4. Acceptez l'installation du pilote lorsque Windows 10 vous y invite

Étape 9: Installation du pilote Arduino

Allez dans Démarrer -> tapez Device Manager'> double-cliquez sur le premier résultat pour lancer le gestionnaire de périphériques.

1. Allez dans Ports> localisez le port Arduino UNO

2. Si vous ne trouvez pas ce port, accédez à Autres périphériques et localisez Périphérique inconnu.

3. Sélectionnez le port Arduino UNO > cliquez sur Mettre à jour le pilote.

4. Sélectionnez l'option "Parcourir mon ordinateur pour le logiciel de pilote"> accédez à l'emplacement de téléchargement du logiciel Arduino> sélectionnez le fichier arduino.inf/Arduino UNO.inf (selon la version de votre logiciel)

5. Attendez que Windows termine le processus d'installation du pilote.

Maintenant que vous avez installé le logiciel et le pilote Arduino sur votre ordinateur, il est temps d'ouvrir votre première esquisse. Sélectionnez le type et le port de votre carte et téléchargez un programme pour vous assurer que votre carte est opérationnelle.

Étape 10: Représentation graphique de l'IDE Arduino

Comme Arduino IDE est utilisé pour éditer, enregistrer, compiler et télécharger le code dans Arduino, voici la représentation graphique d'Arduino IDE.

Étape 11: Pour ouvrir un nouveau fichier dans Arduino IDE

Pour ouvrir un nouveau fichier cliquez sur fichier->nouveau

Étape 12: Pour enregistrer Arduino Sketch

Un nouveau fichier sera ouvert

Étape-1: Pour enregistrer l'esquisse Arduino, allez dans Fichier-> Enregistrer Une fenêtre pour enregistrer l'esquisse s'ouvrira

Étape 2: Renommez l'esquisse Arduino et cliquez sur le bouton Enregistrer. L'esquisse sera enregistrée.

Étape 13: Exemples du programme Arduino

Arduino IDE comprend de nombreux exemples de programmes pour apprendre et réaliser des projets à partir d'eux. Ces exemples concernent le clignotement d'une LED, une sortie d'entrée analogique et numérique, une communication série, un capteur, etc.

Pour ouvrir le programme d'exemple de clignotement de led, cliquez sur Fichier->Exemple->Bases->Blink

Étape 14: Bibliothèques Arduino

Selon la communauté Arduino, « les bibliothèques sont une collection de codes qui vous permettent de vous connecter facilement à un capteur, un écran, un module, etc. Par exemple, la bibliothèque LiquidCrystal intégrée facilite la conversation avec les écrans LCD à caractères. Il existe des centaines de bibliothèques supplémentaires disponibles en téléchargement sur Internet ». Les bibliothèques incluent des méthodes et des fonctions courantes telles que des pilotes de périphérique ou une fonction utilitaire utilisant des bibliothèques, il devient facile de programmer sans coder de nombreuses lignes, vous pouvez utiliser des fonctions de pré-construction pour votre programme. Il existe une variété de bibliothèques open source disponibles sur Internet, Arduino IDE fournit également des bibliothèques construites par la communauté Arduino telles que la bibliothèque pour le contrôle des servomoteurs, Ethernet, etc. Arduino IDE fournit également une option pour installer et utiliser des bibliothèques externes que vous pouvez également créez vos propres bibliothèques et installez-les dans Arduino IDE.

Méthode d'installation de la bibliothèque Arduino

Il existe deux méthodes par lesquelles nous pouvons installer la bibliothèque dans Arduino IDE, l'une via Arduino IDE Library Manager et l'autre via l'utilisation d'un fichier.zip. et les rendre disponibles sur github afin que nous ayons les deux options, mais nous pouvons utiliser n'importe laquelle des deux.

Installation de la bibliothèque à l'aide du gestionnaire de bibliothèque

Pour installer la bibliothèque à l'aide du gestionnaire de bibliothèque, cliquez sur sketch->inclure la bibliothèque->Gérer les bibliothèques

Après que ce gestionnaire de bibliothèque sera ouvert ici, vous pouvez voir les bibliothèques déjà installées. Dans cet exemple, nous allons installer RTCZero pour cela, vous devez rechercher la bibliothèque RTCZero lorsque vous la trouvez, choisissez sa version et cliquez sur le bouton d'installation, l'installation sera lancée.

Importation d'une bibliothèque.zip

Les bibliothèques sont souvent distribuées sous forme de fichier ou de dossier ZIP. Le nom du dossier est le nom de la bibliothèque. À l'intérieur du dossier se trouvent un fichier.cpp, un fichier.h et souvent un fichier keywords.txt, un dossier d'exemples et d'autres fichiers requis par la bibliothèque.

Pour installer la bibliothèque zip, cliquez sur sketch->Include Library->Add.zip Library

La fenêtre Parcourir sera ouverte là, définissez l'emplacement où la bibliothèque zip est enregistrée et cliquez sur le bouton Ouvrir

Étape 15: Touches de raccourci Arduino IDE

Arduino IDE a quelques touches courtes à travers lesquelles nous pouvons effectuer différentes fonctions telles que la compilation, le téléchargement, la sauvegarde, etc.

Étape 16: les broches IO d'Arduino

Arduino est une carte de prototypage qui est généralement livrée avec différentes configurations de broches d'E/S (entrée/sortie), les broches sont des broches analogiques ou numériques,

Broche analogique

Les broches analogiques sont en fait des broches d'entrée qui sont généralement utilisées pour lire des données physiques en entrée ou c'est une broche qui peut lire des données physiques à partir de capteurs, un capteur est un appareil qui peut convertir l'énergie physique en énergie électrique. Arduino peut lire cette énergie électrique comme un signal électrique à l'aide de broches analogiques

Broche numérique

La broche numérique peut être à la fois une broche INPUT et une broche OUTPUT afin qu'elle puisse lire INPUT et écrire OUTPUT sous forme numérique. Les données numériques sont sous la forme de HIGH ou LOW où HIGH signifie ON et LOW signifie OFF, par exemple si la led est attachée aux broches numériques d'Arduino et que vous programmez cette broche pour qu'elle soit HIGH, éventuellement la led s'allumera et en la programmant pour obtenir LOW la led s'éteindra.

Broches de modulation de largeur d'impulsion

Certaines des broches numériques d'Arduino ont des fonctionnalités supplémentaires pour fournir une sortie analogique et sont appelées broches PWM, la fonction des broches PWM est d'écrire la SORTIE dans une plage de niveau entre les niveaux HAUT et BAS, supposons que la LED soit connectée à la broche PWM et vous souhaitez contrôler la luminosité de la LED ou du moteur est attaché à la broche PWM et vous souhaitez contrôler la vitesse du moteur, vous pouvez attribuer la valeur de 0 à 255 pour contrôler la luminosité ou la vitesse.

Étape 17: programme de clignotement des LED Arduino

Comme Arduino IDE et le pilote sont installés, connectez-vous au programme

Arduino pour faire clignoter une LED, les composants mentionnés ci-dessous sont requis

Composants utilisés pour le projet LED Blink

● Arduino Uno

● Câble USB de type A/B

● Résistance 220 Ohms

● DEL

● Planche à pain

Schématique

Connectez la broche 5 de l'Arduino Uno à la résistance de 220 ohms et connectez l'autre broche de la résistance à la broche de l'anode (+) de la LED et connectez la broche GND de l'Arduino Uno à la broche de la cathode (-) de la LED.

Écrire un programme pour faire clignoter une LED

Étape 1. Ouvrez l'IDE Arduino.

Étape 2. Ouvrez une nouvelle esquisse

Étape 3. Enregistrez la nouvelle esquisse en tant que PROGRAMME DE BLINK LED et visualisez le programme

Étape 4. Sélectionnez la carte en cliquant sur Outils-> Carte: -> Arduino Uno

Étape 5. Sélectionnez le port COM en cliquant sur Outils-> Port

Étape 6. Cliquez sur le bouton Compiler

Étape 7. Attendez que la compilation soit terminée, puis cliquez sur le bouton Télécharger

Vous verrez le message « Téléchargement terminé » lorsque vous verrez ce message, la LED connectée sur la broche 5 d'Arduino semblera clignoter après une seconde.

Étape 18: Moniteur série

L'IDE Arduino possède une fonctionnalité qui peut être d'une grande aide pour déboguer des croquis ou contrôler Arduino à partir du clavier de votre ordinateur. Le moniteur série est une fenêtre contextuelle distincte qui agit comme un terminal distinct qui communique en recevant et en envoyant des données série.

Vous pouvez modifier le programme de clignotement LED pour voir l'état de la LED connectée sur la broche 5 d'Arduino est soit HAUT ou BAS sur votre ordinateur à l'aide du moniteur série d'Arduino IDE utilisant la capacité de communication série d'Arduino, pour ce faire, vous devez d'abord configurer la série Le débit en bauds à 9600 bauds est simplement défini comme la vitesse de transmission des données d'Arduino vers l'ordinateur ou vice versa en termes de bit par seconde, donc régler le débit en bauds à 9600 est comme si la vitesse de transmission était de 9600 bits par seconde.

Écrire un programme pour faire clignoter une LED

Étape 1. Ouvrez l'IDE Arduino.

Étape 2. Ouvrez une nouvelle esquisse

Étape 3. Enregistrez la nouvelle esquisse en tant que LED BLINK PROGRAM et écrivez le programme

Étape 4. Sélectionnez la carte en cliquant sur Outils-> Carte:-> Arduino Uno

Étape 5. Sélectionnez le port COM en cliquant sur Outils-> Port

Étape 6. Cliquez sur le bouton Compiler

Étape 7. Attendez que la compilation soit terminée, puis cliquez sur le bouton Télécharger

Étape 8. Ouvrez le moniteur série en appuyant sur Ctrl+Maj+m ou en cliquant sur le coin supérieur droit.

Étape 9. Définissez le débit en bauds du moniteur série car Arduino et l'ordinateur doivent avoir le même débit en bauds pour la communication série.

Ici, vous verrez dès que la LED devient HIGH ou LOW, le message est imprimé en série sur le moniteur série