Tutoriel de base Arduino pour les débutants : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

1. Qu'est-ce qu'Arduino ?

Arduino est une plate-forme pour systèmes embarqués, basée principalement sur des microcontrôleurs 8 bits de la famille AVR. L'exception est Arduino Due, qui utilise un noyau ARM Cortex 32 bits. En d'autres termes, il s'agit d'une carte de circuit imprimé avec un microcontrôleur et ses sorties capables de faire fonctionner des appareils externes, par exemple des capteurs, des contrôleurs de moteur, des affichages, etc. Grâce aux connecteurs Goldpin, les modules peuvent être connectés à l'aide de câbles de connexion accessibles au public.

La plupart des versions d'Arduino ne nécessitent aucun programmeur externe. Tout ce que vous avez à faire est de vous connecter à votre ordinateur avec un câble miniUSB-USB.

L'un des avantages de la plate-forme est son propre environnement gratuit avec d'innombrables bibliothèques, exemples, tutoriels pour gérer différents types de périphériques externes.

2. A qui s'adresse la plateforme ?

Arduino est destiné à la fois aux débutants et aux programmeurs électroniques avancés.

La personne qui commence l'aventure avec ce type de système économisera beaucoup de temps et de nerfs lors de la configuration des programmeurs, de la vérification des connexions et de l'installation des pilotes. Il est bien connu qu'il est préférable d'apprendre à partir d'exemples. Pour Arduino, il y en a beaucoup sur le site du projet et sur tout Internet.

Les utilisateurs plus avancés aimeront de nombreuses bibliothèques, à la fois celles par défaut (y compris: EEPROM, Ethernet, Display, Servo, SPI, TWI, WiFi), ainsi que les fichiers mis à disposition par les producteurs de modules électroniques (par exemple notre fournisseur - Pololu).

Exemple:

La prise en charge du populaire écran LCD 16x2 se résume à quelques lignes de code simples:

LiquidCrystal LCD (12, 11, 5, 4, 3, 2); // incrément de leads

lcd.begin (16, 2); // Spécifie le type d'affichage 16 colonnes, 2 lignes

lcd.print ("Bonjour tout le monde"); // Fournit le texte à afficher

Le code complet affichant les mots "Hello World" et le schéma de connexion de l'écran peuvent être trouvés sur: Arduino.cc.

3. Quelle version choisir ?

Le choix de la version dépend de l'utilisation prévue du module. Dans notre magasin sont disponibles:

Étape 1: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3

La version la plus simple du module. Dans l'assiette, vous trouverez:

· Microcontrôleur Atmega328 (Flash 32 Ko, SRAM 2 Ko, vitesse d'horloge 16 MHz)

· 14 entrées / sorties numériques - auxquelles, par exemple, des LED, des boutons, des affichages, etc. peuvent être connectés.

· 6 sorties PWM - par exemple pour contrôler la vitesse de rotation des moteurs, régler la position du servo

· 6 entrées analogiques - permettant de faire fonctionner toutes sortes de capteurs, transducteurs avec sortie analogique

Interfaces de communication:

· UART - l'un des moyens les plus simples d'échanger des données avec un PC

· I2C / TWI - prise en charge des capteurs, circuits horaires

· SPI - communication avec des transducteurs rapides ou des mémoires externes

Source de courant:

· USB ou source externe (par exemple adaptateur secteur)

Arduino Uno est un bon choix pour les petits projets relativement simples. Vous pouvez le mettre en œuvre avec succès, par exemple, la commande de moteur, le contrôleur d'éclairage avec interface utilisateur, l'écran LCD. Le module est également recommandé aux utilisateurs entrant dans le monde des microcontrôleurs et des systèmes embarqués.

Étape 2: Arduino Leonardo

Arduino Léonard

· Une autre version, sur laquelle on peut trouver:

· Microcontrôleur ATmega32u4 (Flash 32 Ko, SRAM 2,5 Ko, vitesse d'horloge 16 MHz)

· 20 entrées / sorties numériques - auxquelles, par exemple, des LED, des boutons, des affichages, etc. peuvent être connectés.

· 7 sorties PWM

· 12 entrées analogiques - deux fois plus que la version Uno, cela signifie la possibilité de connecter plus de capteurs avec une sortie analogique

Interfaces de communication:

· UART - l'un des moyens les plus simples d'échanger des données avec un PC

· I2C / TWI - prise en charge des capteurs, circuits horaires

· SPI - communication avec des transducteurs rapides ou des mémoires externes

· USB - vous permet de connecter des appareils informatiques courants

· Alimentation: USB ou source externe (ex: adaptateur secteur)

Si notre projet consiste à utiliser un appareil qui se connecte via une interface USB, Arduino Leonardo sera le choix parfait. Le système dispose d'un contrôleur USB intégré, ce qui le distingue des autres.

Le producteur propose également des versions à "profil bas". La carte n'a pas de connecteurs, l'utilisateur peut les souder à sa discrétion. Tous les éléments sont dans des boîtiers soudés en surface. L'option est utile lorsque notre projet doit procréer dans un petit espace.

Étape 3: Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560

Version conçue pour mettre en œuvre des projets plus étendus. Il possède jusqu'à 54 entrées/sorties numériques, plus de mémoire et plus d'interfaces de communication qu'Arduino UNO et Leonardo. La plaque contient: ATmega2560 de la famille AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb vitesse d'horloge 16MHz)54 entrées/sorties numériques à usage général14 sorties PWM16 entrées analogiques -Interfaces de communication:4 xUART - l'un des moyens les plus simples d'échanger des données avec un PCI2C / TWI - prise en charge des capteurs, circuits temporelsSPI - communication avec des transducteurs rapides ou des mémoires externesAlimentation: USB ou source externe (par exemple adaptateur secteur) Le module est plus cher que les versions précédentes, mais a plus d'options. Le microcontrôleur Atmega2560 a une périphérie riche et une grande quantité de mémoire. 256 Ko Flash - vous permet de prendre en charge le code étendu, 4 Ko EEPROMU pour écrire beaucoup de données.

Étape 4: Arduino Mega ADK

Arduino Mega ADK

En plus des avantages d'Arduino Mega, ADK a également la possibilité de se connecter au système Android via une interface USB contrôlée par la puce MAX34210. La spécification du module est similaire à celle d'Arduino Mega:

· ATmega2560 de la famille AVR (Flash 256kB, SRAM 8kB, EEPROM 4kb vitesse d'horloge 16MHz)

· 54 entrées/sorties numériques à usage général

· 14 sorties PWM

· 16 entrées analogiques

Interfaces de communication:

· 4 xUART - l'un des moyens les plus simples d'échanger des données avec un PC

· I2C / TWI - prise en charge des capteurs, circuits horaires

· SPI - communication avec des transducteurs rapides ou des mémoires externes

· Alimentation: USB ou source externe (ex: adaptateur secteur)

La version ADK est conçue pour les projets utilisant communique avec Android. Le contrôleur USB intégré vous permet également de connecter un appareil photo, un contrôleur de jeu ou un contrôleur de mouvement.

Étape 5: Ethernet Arduino Leonardo

Arduino Leonardo Ethernet

Le principal avantage du module est sa facilité de connexion au réseau. Le module dispose d'une prise réseau avec un contrôleur Ethernet. Il y a aussi un emplacement pour carte mémoire microSD sur la carte. Spécification similaire à Arduino Leonardo:

· Microcontrôleur Atmega32u4 (Flash 32 Ko, SRAM 2,5 Ko, · Vitesse d'horloge de 16 MHz)

· 20 entrées / sorties numériques - auxquelles, par exemple, des LED, des boutons, des écrans, etc. peuvent être connectés.

· 7 sorties PWM - par exemple pour contrôler la vitesse de rotation des moteurs, régler la position du servo

· 12 entrées analogiques - permettant de faire fonctionner toutes sortes de capteurs, transducteurs avec sortie analogique

Interfaces de communication:

· UART - l'un des moyens les plus simples d'échanger des données avec un PC

· I2C / TWI - prise en charge des capteurs, circuits horaires

· SPI - communication avec des transducteurs rapides ou des mémoires externes

· Alimentation: source externe (ex: adaptateur secteur)

La version Ethernet est conçue pour les projets nécessitant une connexion au réseau. La commodité est également un emplacement pour carte microSD intégré, sur lequel plus de données peuvent être stockées que dans la mémoire du microcontrôleur lui-même.

Étape 6: Arduino Due

Arduino en raison

Grâce à Arduino Due, l'utilisateur peut créer des systèmes utilisant le microcontrôleur ARM 32 bits Cortex M3 basé sur les bibliothèques Arduino. La spécification est la suivante:

· Tension d'alimentation: 7V à 12V (recommandé), 6V-20V (maximum)

· Mikrokontroler: AT91 SAM3X8E, rdzeń ARM Cortex M3 32 bits

· La fréquence d'horloge maximale: 84MHz

· Mémoire SRAM: 96 Ko Mémoire Flash: 512 Ko

· Broches E/S: 54

· Canaux PWM: 12

· Nombre d'entrées analogiques: 12 (canaux convertisseurs A/N)

· Convertisseur N/A (numérique-analogique)

· Contrôleur DMA

· Interfaces série: UART, SPI, I2C, CAN, USB

· Débogueur JTAG

La carte est dédiée aux utilisateurs qui souhaitent se familiariser avec les dernières solutions dans le monde des microcontrôleurs. Il a certainement plus de capacités que les versions basées sur AVR, de riches circuits périphériques, y compris un convertisseur numérique-analogique.

En plus de ce qui précède, Arduino fournit également:

Arduino Zero M0 Pro - Cortex M0 32 bits - Module de microcontrôleur Atmel ATSAMD21G18 32 bits équipé du noyau ARM Cortex M-0. Il dispose de 256 Ko de mémoire Flash, 32 Ko de RAM, 14 E/S numériques, 12 canaux PWM, 6 entrées analogiques et une sortie, et des interfaces de communication courantes. Le module fonctionne avec 3,3 V.

Arduino Yún - WiFi - Connexion Arduino et système Linux. Le module basé sur le système ATmega32u4 utilisé dans Leonardo vous permet de programmer et de contrôler sans fil l'appareil via le réseau WiFi et la bibliothèque appropriée. Il existe également une version Arduino Yun PoE - alimentée par un réseau Ethernet.

Arduino Micro - un module miniature basé sur Arduino Leonardo, se caractérise par sa petite taille. Il a un microcontrôleur AVR Atmega32U4. Equipé de 20 E/S numériques et d'interfaces de communication populaires.

4. Exemples d'utilisation

- Arduino et orientation dans l'espace tridimensionnel.

Un exemple d'utilisation d'un gyroscope 3 axes, d'un accéléromètre et d'un magnétomètre (système MinImu9) pour l'orientation dans l'espace 3D.

- Arduino et écran LCD.

Prise en charge de l'écran LCD avec le contrôleur HD44780 utilisant le module Arduino.

- Contrôle du moteur à courant continu à l'aide de la plate-forme Arduino.

Exemple de modules de manipulation (ponts en H) utilisés pour contrôler la direction et la vitesse des moteurs à courant continu.

- Connexion à un réseau Ethernet

Connexion Arduino avec module Ethernet ENC28J60.