Les cartes Arduino

La carte programmable Arduino, appelée aussi la solutions Arduino, est une mini-carte électronique que nous pouvons l'utiliser facilement dans tout type de projet électronique nécessitant une carte programmable, dont nos futurs projets électroniques et robotiques. Vu son faible prix ne dépassant pas en général quelques dizaines d'euros, ce type de carte nous permettra de concevoir rapidement et facilement nos différents prototypes souhaités.

Arduino, de quoi est composé ?

Historiquement, la toute première carte Arduino a été créée en 2005 à l’Interaction Design Institute Ivrea en Italie par un groupe d'étudiants. Ce projet initialement lancé dans le but de créer un dispositif interactif doté d'un microcontrôleur et capable d'interagir avec un ou plusieurs capteurs et actionneurs; ce qui constituent la partie opérative. Ce projet marquera le début de la naissance du système d'Arduino, ce qui révolutionnera le monde de l’électronique et de la programmation par la suite.

Ce système Arduino est ainsi une carte programmable à base d'un microcontrôleur, comme toute autre carte programmable que nous pouvons retrouver sur le marché de l'électronique aujourd'hui, est composée d'une unité de traitement, de plusieurs entrées et sorties, de plusieurs mémoires (mémoire flash pour stocker le programme à exécuter, une mémoire vive et une mémoire morte), d'une interface de communication, ... Par exemple, nous retrouvons le microcontrôleur ATmega328P sur les cartes Arduino UNO, le microcontrôleur ATmega2560 sur les cartes Arduino MEGA, le microcontrôleur ATmega328 sur les cartes Arduino NANO, ...

Pour exemple, la figure ci-dessous représente le microcontrôleur ATmega328P :

Les différents types de cartes Arduino

Comme vous venez de le constater, sur la marché des cartes, il existes plusieurs types (version) de carte telles que:

• Des cartes simples pour des fonctionnalités de bases; idéales pour que vous débuter en robotique et en domotique telles que : Arduino UNO, Arduino NANO et  Arduino MINI.
• Des cartes avec plus de ports en entrées/sorties ou voire même capables de gérer plus de puissances telles que :  Arduino DUE et Arduino MEGA 2560
• Des cartes avec des fonctionnaliés adaptées au besoin : Arduino LEONARDO, Arduino 101, Arduino MICRO et Arduino YÚN.

Dans la suite de cette découverte, nous allons choisir comme carte Arduino la carte Arduino UNO pour une première prise en main en vue de son prix abordable, sa compatibilité élevée nous permettant de réaliser un nombre infini de projets, sa stabilité et sa fiabilité, etc . Si vous souhaitez découvrir chaque carte, vous pouvez faire référence aux prochaines sous-sections. Pour cela, la figure ci-dessous résume les différentes parties de cette carte :

 

Comme nous pouvons le constater, notre carte dispose de plusieurs entrées analogiques ainsi que des entrées/sorties numériques mais le composant principal de cette carte es notre microcontrôleur. De plus de ces éléments,une carte Arduino dispose également de :

• Une prise d'alimentation prise Jack qui permet d'alimenter la carte d'une source d'alimentation recommandée entre 7V et 12V.
• Des connexions (on les appelle aussi des connecteurs) d'alimentations qui nous permettent de nous fournir différentes valeurs de tensions de sorties ; 3.3V, la 5V, des connexions GND, ...
• Un port USB pour la connexion PC et le transfert de notre programme vers la carte Arduino.
• Un bouton RESET pour resetter la carte si besoin.
• Et quelques diodes LED implémentées directement sur la carte Arduino pour comprendre, analyser et exécuter telles que; la diode LED Tx pour la transmission entre la carte et l'ordinateur, la diode LED Rx pour la réception, la diode LED ON qui nous indique que la carte est sous tension une fois qu'elle est allumée et une diode LED nommée L programmable.

Arduino, c'est une carte programmable ?

Oui, Arduino est une carte programmable ! Sa particularité est son unité de traitement basée sur un microcontrôleur AVR AVR qui rend la solution programmable. Ce qui la permet de jouer le rôle de la partie commande, soit plus particulièrement dans notre contexte d'un robot son cerveau.

Un microcontrôleur AVR, c'est quoi ? Le terme AVR fait référence à une architecture de microcontrôleurs développée par la société Atmel. Il désigne à la fois le cœur du processeur et la famille de microcontrôleurs basée sur cette architecture.

Ce microcontrôleur permet ainsi à la carte Arduino la lecture, l’écriture et l'exécution d’un programme codé dans un langage machine particulier.

Comment programmer la carte Arduino

Pour programmer une carte Arduino, il est nécessaire d'utiliser une solution propriétaire à Arduino appelée Arduino IDE, puis une fois compilé, le programme sous forme de code machine, il sera téléversé vers la carte Arduino. En effet, une carte Arduino sans un ordinateur doté de son éditeur spécifique Arduino IDE ne pourra ni compiler notre code écrit en langage C ou en C++ ni de l'executer.

Arduino IDE : le logiciel indisponsable pour coder sa carte Electro & Robot vous propose un atelier de découverte pour vous initier avec l'interface, la configurer, installer les pilotes de votre carte ainsi compiler votre premier code : Configurer son Arduino IDE

Arduino, un des meilleurs choix pour démarrer en robotique

Dans le marché, nous pouvons retrouver une multitude de kits Arduino, ce qui rend parfois le choix un peu complexe. Mais ne vous inquitiez pas ... Comme nous l'avons indiqué tout au début de cette section, Arduino UNO sera le meilleur choix pour votre initiation à la robotique. Les cartes Arduino MINI et NANO restent aussi une solution à exploiter pour certains projets en robotique. Néanmoins, la version UNO est conseiller pour son nombre de ports analogiques et numériques ainsi pour la capacité de son microcontrôleur par rapport les deux autres version.

En effet, la carte Arduino UNO dans sa version Rev R3 ou la plus récente Rev R4, est un véritable mini-ordinateur basé sur un microcontrôleur performant. Elle comporte 6 ports analogiques et 14 autre ports numériques avec 6 PWM (Pulse Width Modulation en anglais, ce qu'on appelle en français; modulation de largeur d'impulsion). Ce qui la rend aujourd'hui le noyau de la robotique, la domotique et l'IA. Ainsi, pour réussir vos projets, il est primordial de définir vos besoins avant de se lancer dans vos conceptions et vos algorithmes. Nous revenons plus tard dans une prochaine section avec plus de détails par rapport le choix de votre carte appropriée.