Arduino - Maîtriser la programmation électronique

Objectifs d'apprentissage

• Maîtriser les bases de la programmation sur Arduino et comprendre son environnement de développement.
• Apprendre à configurer et utiliser les entrées/sorties numériques et analogiques.
• Découvrir les principes de la communication série pour échanger des données entre l'Arduino et un ordinateur.
• Savoir interfacer des capteurs et actionneurs courants (boutons, LED, potentiomètres, etc.).
• Utiliser un écran LCD pour afficher des informations et interagir avec l'utilisateur.
• Comprendre le fonctionnement des shields et modules complémentaires pour étendre les capacités de la carte Arduino.

Public cible

Ce cours s'adresse aux débutants en électronique et en programmation, ainsi qu'aux makers, hobbyistes et étudiants souhaitant explorer le monde de l'électronique programmable. Aucune connaissance préalable n'est requise, bien qu'une familiarité avec les concepts de base en électricité soit un plus. Les enseignants, ingénieurs et bricoleurs y trouveront également des ressources utiles pour leurs projets personnels ou professionnels.

Introduction

Arduino est une plateforme open-source de prototypage électronique basée sur des microcontrôleurs faciles à programmer. Elle permet de créer des projets interactifs en combinant du matériel et du logiciel. Dans cette section, vous découvrirez l'histoire d'Arduino, ses différentes cartes et ses applications possibles, de la domotique aux robots en passant par les installations artistiques.

Le logiciel

L'IDE (Environnement de Développement Intégré) Arduino est un outil simple mais puissant pour écrire, compiler et téléverser du code sur la carte. Cette section couvrira son installation, son interface et les bibliothèques essentielles. Vous apprendrez également les bases du langage de programmation, inspiré du C++, et comment déboguer vos sketches.

Le matériel

Une carte Arduino typique intègre un microcontrôleur, des broches d'entrée/sortie et des interfaces de communication. Nous détaillerons ici les composants principaux (Uno, Mega, Nano, etc.), leurs spécifications et comment les alimenter. Vous découvrirez aussi les accessoires indispensables : breadboard, câbles, résistances et autres composants électroniques.

Gestion des entrées / sorties

Les broches numériques permettent de lire des signaux (comme un bouton-poussoir) ou de piloter des dispositifs (comme une LED). Cette section expliquera comment configurer ces broches en entrée ou sortie, utiliser les fonctions digitalRead() et digitalWrite(), et gérer les interruptions pour des réactions rapides aux événements.

Communication par la liaison série

La communication série est vitale pour échanger des données avec un PC ou d'autres appareils. Vous apprendrez à utiliser le moniteur série de l'IDE, envoyer/recevoir des données avec les fonctions Serial.print() et Serial.read(), et implémenter des protocoles simples pour contrôler votre Arduino à distance.

Les grandeurs analogiques

Contrairement aux signaux numériques (tout ou rien), les signaux analogiques (comme la luminosité ou la température) varient continûment. Cette partie abordera la lecture de capteurs analogiques (ex. potentiomètre) via analogRead(), la génération de signaux PWM (Pulse Width Modulation) avec analogWrite(), et leur utilisation pour contrôler la vitesse d'un moteur ou l'intensité d'une LED.

Les écrans LCD

Les écrans LCD alphanumériques ou graphiques ajoutent une interface visuelle à vos projets. Nous verrons comment les connecter à l'Arduino (en I2C ou parallèle), afficher du texte et des variables, et créer des menus interactifs. Des exemples pratiques illustreront leur utilisation dans un thermostat ou un afficheur de données.