Projets

[MP04d] Physical Computing - ARDUINO

Objectifs :

  • Mettre en oeuvre la carte Arduino.
  • Transmettre des données de la carte Arduino vers un PC via USB.
  • Traitement des données reçues par un programme développé sous Processing

Critères d'évaluation :

  • C1.2 Détailler le déroulement d'une communication numérique, le rôle des constituants d'un système numérique, ce qu'effectue tout ou partie d'un programme ou de l'algorithme associé, l'enchaînement des événements qui réalisent la fonction attendue par un programme...
  • C2.3 Développer une interface logicielle ou une interface homme-machine, un algorithme, un programme ...

Lectures et travail demandés :

Introduction

Le terme PHYSICAL COMPUTING n'a pas d'équivalent satisfaisant en français. Il désigne la construction de systèmes interactifs permettant de connecter le monde physique et celui des ordinateurs afin d'obtenir un résultat. Du logiciel et de l'équipement hardware sont nécessaires, mais les conditions techniques (accès à ce type de technologie, prix, etc) sont aujourd'hui abordables grâce aux cartes ARDUINO.

Le système Arduino est une plateforme open-source d'électronique programmée basée sur une simple carte à microcontrôleur (de la famille AVR de chez ATMEL), et un logiciel, véritable environnement de développement intégré (IDE), pour écrire, compiler et transférer le programme vers la carte. Ce logiciel de développement open-source est téléchargeable gratuitement.

Equipées de nombreuses entrées/sorties, les cartes Arduino peuvent cumminiquer avec de nombreux actionneurs et capteurs. Elles peuvent aussi très facilement communiquer avec votre ordinateur via son port USB et interagir avec des logiciels. Le langage de programmation Arduino est une implémentation de Wiring, une plateforme de développement équivalente à l'environnement de programmation Processing.

Présentation du matériel

La carte que nous allons utiliser est la UNO

Prix : 24,79 Euros sur Amazon

Le guide d'utilisation fourni en ressource est un document très utile pour débuter avec Arduino, nous vous invitons à le lire.

Validation de notre configuration

Normalement, le driver de la carte UNO ainsi que l'IDE Arduino sont déjà installés sur votre station de travail. Si ce n'est pas le cas suivre la procédure d'installation page 3-5 du guide.

[P] Effectuer le premier test (LED clignote) décrit dans le guide page 6-8

Interfacer Processing et Arduino

Il existe deux façons d'interfacer la carte Arduino avec un programme Processing exécuté sur votre PC :

  1. Utiliser la librairie processing arduino et implémenter le firmware firmata dans la carte (lien). L'incovenient est le manque de précision au niveau des temps d'exécution des instructions au niveau matériel.
  2. Programmer la carte Arduino avec son propre IDE en intégrant dans le programme une fonction transmettant les données vers votre PC via liaison série (USB). Réaliser un programme Processing traitant les données reçues sur le port USB.

Nous allons mettre en oeuvre la deuxième solution à travres un exemple simple basé sur l'utilisation de deux boutons poussoirs.

[G] Ouvrir le fichier Boutons.ino (fichier Arduino) et analyser le code.

[G] Ouvrir le fichier Boutons.pde (fichier Processing) et analyser le code.

[G] Effectuer le montage partiel (sans l'ensemble led+ressistance) du schéma électronique présenté page 20 du guide de l'inventeur Arduino (vous pouvez vous aider de la vidéo et du schéma de câblage en ligne en lien sur le document)

[G] Tester l'ensemble du système en implantant le programme dans la carte puis en lançant Processing.

[P] Modifier le programme Processing afin de créer un représentation graphique évoluée des données tranmises par la carte Arduino.

Ressources :

Pour aller plus loin

FRITZING : édition de circuit imprimé

Se voulant dans la ligne d'Arduino, Fritzing est un projet de logiciel libre pour l'édition de circuit imprimé. Il est adapté aux débutants ou confirmés en électronique pour faire rapidement des circuits simples. Il est également un bon outil didactique pour apprendre l’électronique par la pratique.

 

Le logiciel comporte trois vues principales :

  • La « Platine d'essai », où l'on voit les composants tels qu'ils sont dans la réalité et ou l'on construit le montage.
  • La « Vue schématique », représentant le schéma fonctionnel du circuit.

Le « Circuit imprimé », représentant la vue du circuit imprimé tel qu'il sera sorti en PDF pour être imprimé