Arduino [Arduino]

Qu'est-ce que l'Arduino

Arduino est un circuit imprimé^[1] en matériel libre^[2] sur lequel se trouve un micro-contrôleur^[3] qui peut être programmé pour analyser et produire des signaux électriques^[4].

L'Arduino est une plate-forme open source d'électronique programmée qui est basée sur une carte à micro-contrôleur et un logiciel. Plus simplement, on peut dire que l'Arduino est un module électronique, doté d'un micro-contrôleur programmable. Il peut être utilisé pour développer des objets interactifs, munis d'interrupteurs ou de capteurs, et peut contrôler une grande variété de lumières, moteurs ou toutes autres sorties matérielles.

Le principe de fonctionnement est simple:

On réalise le programme sur un ordinateur.
On connecte l'ordinateur à l'Arduino via une prise USB.
On envoie le programme sur l'Arduino.
L'Arduino exécute enfin le programme de manière autonome.

La programmation se fait à l'aide d'une adaptation de Processing, un langage proche du C/C++, dont les bases sont faciles d'accès. Le logiciel nécessaire fonctionne à la fois sur Mac OSX, Windows et GNU/Linux et demande très peu de ressources. Il fonctionnera ainsi très bien sur un ancien ordinateur ou, par exemple, un Raspberry Pi. Comme le prix d'un module Arduino est faible (moins de 30 €), nous disposons donc d'un excellent outil pédagogique, peu onéreux qui nous permettra d'apprendre les bases de la programmation, de l'électricité, de l'électronique et de l'automation.

Voici un schéma qui résume les principales interactions en jeu lorsque l'on programme une carte Arduino pour contrôler du matériel. Les flèches vertes indiquent la circulation des signaux électriques , la flèche orange pointillée représente l'envoi du programme vers l'Arduino et les flèches bleues les interactions avec le monde réel

Notes

Circuit imprimé
C'est une sorte de plaque sur laquelle sont soudés plusieurs composants électroniques reliés entre eux par un circuit électrique plus ou moins compliqué. L'Arduino est donc un circuit imprimé. La photo donne une idée de la taille par rapport à la connexion USB carrée (à gauche sur la photographie, la même que sur votre imprimante par exemple).
Matériel libre
En fait, les plans de la carte elle-même sont accessibles par tout le monde, gratuitement. La notion de libre est importante pour des questions de droits de propriété.
Micro-contrôleur
C'est le cœur de la carte Arduino. C'est une sorte d'ordinateur minuscule (mémoire morte, mémoire vive, processeur et entrées/sorties) et c'est lui que nous allons programmer. Sur la photo précédente, c'est le grand truc rectangulaire noir avec plein de pattes. Une fois lancé et alimenté en énergie, il est autonome. La force de l'Arduino est de nous proposer le microcontrôleur, les entrées/sorties, la connectique et l'alimentation sur une seule carte. La carte Arduino est construite autour d'un microcontrôleur Atmel AVR (pas toujours le même en fonction de la date de sortie de la carte) avec une capacité de mémoire de 32000 octets pour l'Arduino UNO. Soit 32 Ko, ce qui n'est vraiment pas beaucoup et qui permet pourtant de réaliser un max de projets !
Signaux électriques
L'Arduino fonctionne avec de l'électricité. Un signal électrique est un passage d'électricité dans une partie du circuit. L'Arduino est donc capable de produire ou de capter ces signaux à notre demande grâce à la programmation.