Premiers pas avec Arduino : ce que vous devez savoir : 4 étapes (avec photos)

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

Je travaille avec Arduino et l'électronique depuis de nombreuses années maintenant, et j'apprends toujours. Dans ce monde de microcontrôleurs en constante expansion, il est facile de se perdre et de tourner en rond autour de soi en essayant de trouver des informations.

Dans ce Instructable, je vais vous montrer:

Ce qu'est et fait un Arduino.

Par où commencer avec Arduino.

Comment trouver des ressources utiles.

Ce sont toutes des choses que j'ai apprises par l'expérience et ce sont des méthodes éprouvées pour réussir. Je ne nierai pas qu'il existe probablement des centaines de tutoriels différents pour commencer avec Arduino, mais ce sont les choses que j'ai trouvées les plus utiles à mes débuts. Alors suivez-nous et explorons le monde merveilleux d'Arduino.

Veuillez noter: certaines des images de ce Instructable sont des captures d'écran. Les images qu'elles contiennent sont la propriété de leurs propriétaires respectifs et peuvent être soumises à des droits d'auteur. Je les ai compilés ici en tant que périphériques pour aider au développement de mon Instructable en tant que ressource éducative à but non lucratif, conformément à la doctrine de l'utilisation équitable.

Étape 1: Arduino: qu'est-ce que c'est et que fait-il ?

Arduino est une plate-forme électronique open source conçue pour les créateurs, basée sur un matériel simple et facile à utiliser, et une gamme interchangeable de capteurs, de manipulateurs et d'écrans. Le terme, au sens large, est généralement utilisé pour désigner un large domaine de microcontrôleurs basés autour des puces Atmel.

En termes simples, ils sont comme des ordinateurs miniatures simplifiés. Comme vous pouvez l'imaginer, il s'agit d'un domaine immense et en constante expansion, avec des centaines de variantes de microcontrôleurs, de configurations et d'équipements de capteurs. Ici, je l'ai réduit à l'essentiel.

Dans ce Instructable, je vais passer en revue 3 des cartes Arduino les plus populaires (qui sont aussi mes préférées):

L'Ono, Le Nano, et le méga

Je passerai également en revue l'utilisation de l'IDE (le programme que nous utilisons pour coder l'Arduino), des boucliers et des capteurs.

Pour en savoir plus sur des tableaux spécifiques, reportez-vous à l'étape 'Ressources'

Termes et définitions utiles:

Micro-contrôleur: Tout circuit programmable basé sur un code en boucle de conditions et de délais. A ne pas confondre avec un microprocesseur, qui fait soit référence à la puce de contrôle elle-même, soit à une carte beaucoup plus complexe comme le RaspberryPi.

Carte: Le matériel autour duquel est basé Arduino, généralement utilisé pour désigner le micro-contrôleur lui-même ("la carte Arduino Uno")

Blindage: une extension d'une carte, généralement conçue pour s'insérer parfaitement dans la configuration de broches préexistante, qui augmente la disposition et ajoute des fonctions non déjà intégrées à la carte de base (par exemple, le blindage moteur permet de contrôler les moteurs, le blindage Ethernet ajoute la possibilité d'utiliser des fonctions Internet, le bouclier Bluetooth ajoute une connectivité Bluetooth, etc.)

IDE (plus précisément, l'IDE Arduino): Le logiciel le plus couramment utilisé pour écrire et télécharger du code sur une carte Arduino. Il est également possible de l'utiliser pour d'autres cartes non Arduino telles que le RaspberryPi.

Bibliothèque: un ajout au code sous forme de fichier séparé, utilisé pour ajouter des fonctions supplémentaires et permettre la compatibilité avec les boucliers et les composants sans avoir besoin de connaître des fonctions et des algorithmes extrêmement longs et complexes.

Capteur: tout ce qui peut prendre une entrée physique et la transférer à un signal électrique

L'Ouno:

L'Arduino Uno est de loin la carte Arduino la plus emblématique et probablement la plus populaire que vous puissiez obtenir. Il dispose de 14 broches d'E/S numériques, qui peuvent varier entre l'activation et la désactivation, dont 6 sont capables d'utiliser le PWM ou la modulation de largeur d'impulsion, qui fait varier la tension de sortie en allumant et en désactivant la broche. ') à des intervalles variables (la "largeur") pour augmenter ou diminuer la sortie (la "modulation"). Il dispose également de 6 broches d'entrée analogique. Toutes les broches peuvent être utilisées comme entrée ou sortie, et certaines des broches ont des fonctions spéciales lorsqu'elles sont utilisées avec des blindages et des bibliothèques spécifiques.

Fait amusant: l'Arduino Uno a plus de puissance de traitement que les ordinateurs de la taille d'une pièce utilisés pour les premières missions lunaires d'Apollo, et il tient dans votre main !

La plupart des boucliers sont basés et construits pour l'Arduino Uno, et cela est généralement considéré comme la meilleure carte pour commencer en tant que débutant. Et je suis tout à fait d'accord. L'Uno n'est peut-être pas la plus polyvalente, mais c'est certainement la plus simple à configurer et à utiliser, et la plupart des projets et tutoriels pour Arduino commencent par l'Uno.

Le Nano:

Cette chose, comme son nom l'indique, est une planche plus petite. Il a moins de mémoire qu'un Uno, mais partage par ailleurs la plupart des mêmes fonctions dans un package beaucoup plus petit. L'idée derrière le Nano est des circuits portables et miniaturisés pour une utilisation dans des espaces restreints ou sur des projets sensibles au poids, tels que les drones. Cela a moins de broches globales en raison de la taille plus petite, mais il est également moins cher que l'Uno et s'adaptera à plus d'endroits.

Le méga:

Encore une fois, le nom dit tout. Cette carte est plus longue que la Uno et possède un total de 54 broches d'E/S numériques, dont 15 sont compatibles PWM, et 16 broches d'entrée analogique. Cette carte est destinée aux projets plus grands, meilleurs et plus grands. Et oui, je me suis intentionnellement répété. Cette carte est énorme et elle est compatible avec la plupart des mêmes blindages que l'Uno, car elle partage la même configuration de broches initiale. Il dispose également d'une mémoire accrue, ce qui lui permet d'exécuter plus facilement des programmes plus volumineux.

L'IDE:

L'IDE Arduino est une plate-forme relativement simple à utiliser en ce qui concerne le codage. Pour les cartes Arduino, il utilise son propre langage de programmation, mais il partage bon nombre des mêmes caractéristiques que les langages de codage populaires tels que Java et C. La courbe d'apprentissage est très douce, et il existe des centaines d'exemples en ligne et même intégrés au logiciel qui vous guider à travers certains aspects du code. Je l'utilise depuis l'âge de 13 ans et je ne sais toujours pas la moitié de ce que tout fait, alors ne vous inquiétez pas, vous n'avez pas besoin d'être un as pour utiliser Arduino.

Boucliers:

Différents boucliers sont utilisés différemment. Évidemment. Et ils ont également différents ensembles de code nécessaires pour les exécuter. Mais n'hyperventilez pas encore, je n'ai pas fini. Pour la plupart des boucliers que vous pouvez actuellement acheter, il existe ethier un exemple de code intégré déjà sur l'IDE, ou un très bon tutoriel en ligne. Il ne vous reste plus qu'à le trouver. Voir « Ressources » pour savoir comment procéder.

Capteurs:

De la même manière que les boucliers, différents capteurs, manipulateurs et écrans auront des codes différents qui leur sont associés. Le même processus pour trouver des exemples s'applique.

Alors, maintenant que vous en savez un peu plus sur Arduino, passons à Par où commencer.

Étape 2: Comment et par où commencer avec Arduino

Comme je l'ai mentionné dans la dernière étape, les microcontrôleurs Arduino couvrent une vaste gamme de cartes et d'équipements différents. Dans cette étape, je vais vous donner quelques conseils pour savoir par où commencer et par quoi commencer.

Le conseil le plus utile que je puisse vous donner est probablement le suivant: commencez simplement. Apprendre à utiliser Arduino est un processus qui prend du temps, et si vous essayez d'en faire trop à la fois, vous ne serez que frustré. J'ai commencé mon hobby dans Arduino en faisant clignoter des LED. Et vous savez ce que j'aime le mieux faire, parmi toutes les choses pour lesquelles j'utilise Arduino ? LED clignotantes. Donc vraiment, quelle que soit votre ambition d'utiliser Arduino, je recommanderais sérieusement d'essayer d'abord les exemples Blink et Fade dans l'IDE Arduino et de jouer avec ceux-ci avant d'essayer quelque chose de compliqué.

Où commencer:

Posez-vous la question suivante: pour quoi voulez-vous utiliser Arduino ? Cette question déterminera ce que vous devez rechercher dans une carte Arduino avant d'obtenir votre première.

Si vous ne savez pas vraiment, ou si vous avez juste en tête quelque chose de simple comme un petit robot, je recommanderais l'Uno. Si vous voulez faire des wearables ou des circuits miniaturisés, je suggérerais le Nano (ou le Micro, selon la complexité de ce que vous voulez faire). Si vous voulez un gros projet, comme une imprimante 3D, un gros robot ou un réseau de capteurs, je vous suggère le Mega. Si le traitement lourd et le traitement des données sont votre projet de choix, alors le Zero ou le Due serait une bonne idée. Et si vous voulez une interface informatique, c'est-à-dire un clavier, un joystick ou une souris personnalisés, alors le Leonardo est fait pour vous. Et la liste ne s'arrête pas là. Il existe un nombre toujours croissant de cartes Arduino, et celles que j'ai mentionnées ici ne sont que les bases. Il existe des cartes comme la Yún ou la Tian qui peuvent exécuter Linux, et agissent essentiellement comme de petites versions d'ordinateurs complets, et une tonne de variations sur les autres cartes que j'ai mentionnées qui ajoutent différentes fonctionnalités et spécialités pour une gamme spécifique de projets.

Pour plus de détails sur des tableaux spécifiques et pour une liste complète des tableaux, voir ma prochaine étape, « Ressources ».

Quoi obtenir en premier:

Commencez par obtenir la planche elle-même. Et ne paniquez pas lorsque vous voyez les étiquettes de prix sur le site officiel d'Arduino. Bien que je puisse honnêtement dire que les Arduinos de la marque Arduino sont de bien meilleure qualité et sont garantis en état de fonctionnement, je n'aime vraiment pas dépenser autant d'argent pour un seul article. Faites un saut sur Amazon, et ils ont des versions clonées de l'Arduino, qui sont vraiment la même chose faite par différentes sociétés, pour moins de la moitié du prix. Ou, je pourrais obtenir la même carte et un kit de pièces, pour le même prix, je pourrais obtenir un véritable Arduino. Cependant, si vous avez de l'argent à dépenser, achetez auprès des responsables officiels d'Arduino, car ce sont eux qui développent la plupart des nouveaux microcontrôleurs et prennent en charge le logiciel utilisé pour les coder. Le choix, vraiment, vous appartient.

Si vous envisagez d'acheter un Uno ou un Mega, je vous recommande sérieusement de vous procurer un kit de démarrage. J'ai compilé une liste de liens vers quelques-uns différents dans ma prochaine étape. Les kits de démarrage viendront non seulement avec l'Arduino lui-même, mais également une tonne de capteurs et de composants utiles, y compris le meilleur ami de chaque constructeur de circuits: une planche à pain. Et la meilleure partie ? Les kits de démarrage sont en fait moins chers que d'acheter tous les composants séparément. Par beaucoup. Par exemple, un projet qui m'aurait coûté environ 100 € à construire ne m'a coûté que 50 € parce que j'ai trouvé de bons kits de démarrage, puis j'ai pu construire trois autres projets avec les composants restants.

Si vous n'obtenez pas un Uno ou un Mega, je recommanderais toujours un kit de démarrage qui vient juste avec les capteurs et les composants supplémentaires, et non une carte Arduino. Soit dit en passant, c'est quelque chose à surveiller. Lors de l'achat d'un kit de démarrage, assurez-vous qu'il comprend bien tous les composants des images, car certains diront "pour Arduino" et afficheront un Uno, mais ne seront pas livrés avec un. En général, il y aura une liste de pièces où vous pouvez vérifier le contenu du kit.

Une fois que vous avez un Arduino, l'étape suivante consiste à télécharger l'IDE et à trouver de bons tutoriels. Lisez la suite dans ma prochaine étape pour découvrir les meilleurs endroits pour les obtenir.

Étape 3: Ressources

Dans cette étape, je soulignerai quelques ressources très pratiques pour tous les bricoleurs qui utilisent Arduino, ainsi que la façon d'en trouver plus. Je vais également inclure une liste de bons endroits pour acheter des produits Arduino et quelques-uns de mes kits de démarrage préférés.

L'IDE:

L'IDE est au cœur de tous les projets Arduino. Heureusement, il est également téléchargeable gratuitement, bien que vous puissiez faire un don aux personnes qui l'ont écrit si vous le souhaitez. Vous pouvez en trouver toutes les versions via ce lien. Il y a aussi une référence pratique disponible ici.

Bibliothèques:

L'IDE Arduino est livré avec un certain nombre de bibliothèques intégrées pour des fonctionnalités étendues, mais je trouve que j'ai toujours quelques composants qui ne sont pas directement pris en charge. Lorsque cela se produit, je recherche généralement le composant sur Google avec les termes de recherche "Bibliothèque Arduino" à côté, pour trouver quelle bibliothèque est la plus populaire (et donc probablement la plus utile). Une autre façon de les trouver est via le site Web Arduino, Arduino.cc. Cependant, le meilleur endroit où aller pour les codes et les bibliothèques par exemple est Github.com. Ces gars-là ont tout en matière de bibliothèques, de code source, de variantes de l'IDE ou de tout autre logiciel lié.

Planches:

Pour en savoir plus sur la plupart des cartes Arduino et des boucliers les plus populaires, cette page est la ressource pour vous, avec des liens vers toutes les spécifications, schémas et explications pour chaque composant Arduino.

Code et référence:

Pour savoir à quoi sert chaque ligne de code et comment elle est utilisée, la section de référence du site Web Arduino est l'endroit où aller. La seule limitation est qu'il n'inclut aucune des fonctions spéciales pour les bibliothèques non créées par Arduino.

Tutoriels et conseils:

Pour les didacticiels sur Arduino, la page des didacticiels est un bon point de départ. Pour des tutoriels et des projets plus approfondis, https://learn.adafruit.com/ et https://create.arduino.cc/projecthub sont de bons endroits à regarder, en plus d'ici sur Instructables.

Pour obtenir des conseils de membres expérimentés de la communauté, le forum officiel Arduino est probablement le meilleur endroit où aller.

Trouver plus de ressources:

La plupart du temps, la meilleure chose à faire est de rechercher sur Google ce que vous recherchez. Parfois, cependant, les informations peuvent être insaisissables. Dans ces cas, je me retrouve à me pencher sur des projets et des tutoriels, ainsi que sur le forum Arduino, à la recherche de références à de bonnes ressources. Si je n'en trouve pas, je viens sur le forum et je demande, car vous feriez mieux de parier qu'avec tous les milliers de personnes qui traversent le forum, quelqu'un saura vous aider.

Kits de démarrage:

Voici quelques-uns de mes kits préférés que je recommande aux débutants qui apprennent Arduino. Ils ont tous les composants dont vous aurez besoin pour apprendre les bases (et certaines des complexités) du codage et des circuits.

Les kits les moins chers et de la plus haute qualité que j'ai trouvés jusqu'à présent, avec le plus d'assistance et le meilleur service client, sont vendus par une société appelée Elegoo. Bien qu'ils vendent également leurs kits via Amazon, j'ai lié le site officiel car il a tendance à avoir une meilleure description des composants inclus dans les kits. Cependant, ce ne sont pas des cartes ou des kits Arduino officiels, alors gardez à l'esprit que vous ne prenez pas en charge le site Arduino lorsque vous les achetez.

Si vous avez de l'argent à dépenser, je vous suggère vraiment d'obtenir le kit de démarrage officiel Arduino/Genuino. Il propose la meilleure présentation et la meilleure documentation pour les débutants de tous les kits du marché, et les projets sont également plutôt sympas.

Le meilleur endroit, autre qu'Amazon, pour obtenir des capteurs individuels, des boucliers et autres est la boutique Adafruit. Ils sont de la plus haute qualité et chaque composant dispose d'une documentation en ligne individuelle facilement disponible.

Veuillez noter que ce sont mes opinions et recommandations, à ne pas confondre avec les faits. Tous les achats que vous effectuez sont à votre choix, et je suggère de faire des recherches sur différents kits avant d'en acheter un.

Étape 4: épilogue

Alors maintenant, vous pouvez hardiment aller de l'avant dans le monde des microcontrôleurs et d'Arduino, et commencer avec la certitude que vous savez où se trouvent vos ressources, en cas de problème. Vous trouverez ci-dessus un tas de photos de différents projets que j'ai réalisés ici sur Instructables avec Arduino, juste pour vous donner un avant-goût des possibilités infinies et, espérons-le, vous inspirer pour faire quelque chose de génial.

Si jamais vous avez une question sur Arduino, n'hésitez pas à me la poser, mais gardez à l'esprit que le forum Arduino serait un bien meilleur endroit à poser, et il est presque garanti qu'il vous aidera. Je ne sais pas tout, alors ne prenez rien de ce que je dis pour acquis, cherchez-le vous-même si vous voulez en être sûr.

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