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Cours complet pour apprendre à programmer un Arduino Par Kossigan Roland ASSILE

Cours complet pour apprendre à programmer un Arduino Par Kossigan Roland ASSILEVI - Mamadou COULIBALY - Maurin DONNEAUD Date de publication : 19 février 2019 Le projet Arduino est issu d'une équipe d'enseignants et d'étudiants de l'école de Design d'Interaction d'Ivrea (1) (Italie). Ils rencontraient un problème majeur à cette période (avant 2003 - 2004) : les outils nécessaires à la création de projets d'interactivité étaient complexes et onéreux (entre 80 et 100 euros). Ces coûts souvent trop élevés rendaient difficiles le développement par les étudiants de nombreux projets et cela ralentissait la mise en œuvre concrète de leur apprentissage. Commentez Cours complet pour apprendre à programmer un Arduino par Kossigan Roland ASSILEVI - Mamadou COULIBALY - Maurin DONNEAUD I - Historique du projet Arduino...................................................................................................................................7 II - Exemples d'usages................................................................................................................................................ 7 II-A - Production artisanale d'objets numériques et de machines-outils................................................................8 II-A-1 - Frida V..................................................................................................................................................8 II-A-2 - Fraiseuse numérique............................................................................................................................8 II-A-3 - Imprimante 3D Reprap.........................................................................................................................9 II-A-4 - Projet Solar Sinter................................................................................................................................ 9 II-B - Productions artistiques avec Arduino......................................................................................................... 10 II-B-1 - Performance Solénoïdes Midi............................................................................................................ 10 II-B-2 - La Chorale à roulettes........................................................................................................................10 II-B-3 - Être aux anges, variation pour sept angelinos...................................................................................11 II-B-4 - Bountou Kheweul............................................................................................................................... 12 II-B-5 - Ecologia.............................................................................................................................................. 12 II-B-6 - Back....................................................................................................................................................13 II-B-7 - Zahra-Zoujaj (Fleur-Verre)..................................................................................................................13 II-B-8 - Diffractions transmutatoires................................................................................................................14 II-B-9 - BeamBall.............................................................................................................................................15 II-B-10 - À mots cousus..................................................................................................................................16 II-C - Mode et design textile................................................................................................................................ 16 II-C-1 - Robes interactives Walking City et Living Pod.................................................................................. 17 II-C-2 - Climate Dress.....................................................................................................................................18 II-C-3 - Textile XY........................................................................................................................................... 18 II-D - Projets pédagogiques avec Arduino...........................................................................................................19 II-D-1 - Valise pédagogique création interactive.............................................................................................19 II-D-2 - MIAM - Mallette interactive artistique multimédia.............................................................................. 20 II-D-3 - Atelier Jardin électronique et environnement.....................................................................................21 III - Installation........................................................................................................................................................... 21 III-A - Sous Windows........................................................................................................................................... 22 III-B - Sous MAC OS X........................................................................................................................................22 III-C - Sous GNU/Linux........................................................................................................................................ 23 IV - Prise en main rapide.......................................................................................................................................... 23 IV-A - Fenêtre générale de l'application Arduino.................................................................................................24 IV-B - Éléments du menu.....................................................................................................................................25 IV-B-1 - Dossier de travail.............................................................................................................................. 25 IV-B-2 - Exemples...........................................................................................................................................25 IV-B-3 - Outils de configuration (Tools).......................................................................................................... 25 IV-C - Barre d'actions...........................................................................................................................................25 IV-D - Moniteur sériel...........................................................................................................................................26 V - Vous avez dit Arduino ?...................................................................................................................................... 26 V-A - Matériel....................................................................................................................................................... 26 V-B - Logiciel........................................................................................................................................................27 V-C - Quelques outils fréquemment utilisés avec Arduino.................................................................................. 28 V-C-1 - Processing..........................................................................................................................................28 V-C-2 - Pure Data...........................................................................................................................................28 V-C-3 - Supercollider...................................................................................................................................... 28 V-C-4 - S4A (Scratch For Arduino)................................................................................................................ 28 VI - À propos de ce livre...........................................................................................................................................28 VI-A - Un ouvrage collectif...................................................................................................................................29 VI-B - Un ouvrage vivant..................................................................................................................................... 30 VII - Les bases de l'électronique...............................................................................................................................30 VII-A - Notions électriques fondamentales...........................................................................................................30 VII-A-1 - La tension et la différence de potentiel (volts).................................................................................31 VII-A-2 - Le courant (ampères).......................................................................................................................31 VII-A-3 - La résistance (ohms)....................................................................................................................... 31 VII-A-4 - Circuits, parallèle ou série............................................................................................................... 32 VII-A-5 - AC/DC.............................................................................................................................................. 32 VII-A-6 - Multiples........................................................................................................................................... 32 VII-B - Les composants........................................................................................................................................33 - 2 - Ce cours est publié sous licence GPLv2, peut être lu et copié librement. https://arduino.developpez.com/tutoriels/cours-complet-arduino/ Cours complet pour apprendre à programmer un Arduino par Kossigan Roland ASSILEVI - Mamadou COULIBALY - Maurin DONNEAUD VII-B-1 - Résistance........................................................................................................................................33 VII-B-2 - Condensateur...................................................................................................................................33 VII-B-3 - Bobine (« Coil »).............................................................................................................................. 34 VII-B-4 - Transistor..........................................................................................................................................34 VII-B-5 - Diode................................................................................................................................................ 34 VII-B-6 - Diode de « roue libre ».................................................................................................................... 35 VII-B-7 - LED ou DEL.....................................................................................................................................35 VII-B-8 - Potentiomètre................................................................................................................................... 35 VII-B-9 - Interrupteur.......................................................................................................................................36 VII-B-10 - Relais..............................................................................................................................................36 VII-B-11 - Piézoélectrique............................................................................................................................... 36 VII-B-12 - Cellule photoélectrique...................................................................................................................36 VII-B-13 - Thermistance..................................................................................................................................36 VII-B-14 - Moteur............................................................................................................................................ 37 VII-B-15 - Servomoteur...................................................................................................................................37 VII-B-16 - Circuits intégrés............................................................................................................................. 37 VII-C - Quelques circuits de base........................................................................................................................37 VII-C-1 - Pont diviseur de tension.................................................................................................................. 38 VII-C-2 - Pont diviseur de courant..................................................................................................................38 VII-D - Le multimètre............................................................................................................................................39 VIII - Capteurs et actionneurs................................................................................................................................... 39 VIII-A - Les capteurs............................................................................................................................................ 39 VIII-A-1 - Les capteurs logiques ou TOR.......................................................................................................40 VIII-A-2 - Les capteurs analogiques...............................................................................................................40 VIII-B - Les actionneurs....................................................................................................................................... 40 IX - Micro-contrôleur.................................................................................................................................................. 40 IX-A - Arduino.......................................................................................................................................................41 IX-A-1 - Micro-contrôleur.................................................................................................................................41 IX-A-2 - Interface USB/série........................................................................................................................... 41 IX-A-3 - Alimentation.......................................................................................................................................42 IX-A-4 - Entrées/sorties...................................................................................................................................42 IX-A-5 - ISP.....................................................................................................................................................43 IX-A-6 - Circuit de commande........................................................................................................................43 IX-B - Circuits additionnels...................................................................................................................................43 X - Précautions d'utilisation....................................................................................................................................... 44 X-A - Savoir reconnaître les composants électroniques......................................................................................44 X-B - Représentations graphiques.......................................................................................................................45 X-C - Protection du port USB.............................................................................................................................. 45 X-D - Protection de la carte Arduino................................................................................................................... 45 X-D-1 - Protection des entrées numériques...................................................................................................45 X-E - Protection des composants........................................................................................................................ 45 X-F - Circuits de commande et de puissance..................................................................................................... 45 X-F-1 - Circuit de commande......................................................................................................................... 46 X-F-2 - Circuit de puissance...........................................................................................................................46 X-G - Courts-circuits.............................................................................................................................................46 XI - Programmer Arduino.......................................................................................................................................... 46 XI-A - Le langage de programmation.................................................................................................................. 46 XI-B - La structure d'un programme.................................................................................................................... 46 XI-C - Coloration syntaxique................................................................................................................................ 47 XI-D - La syntaxe du langage..............................................................................................................................48 XI-D-1 - ponctuation........................................................................................................................................48 XI-D-2 - Les variables.....................................................................................................................................48 XI-D-3 - Les fonctions.....................................................................................................................................48 XI-D-4 - Les structures de contrôle................................................................................................................ 49 XI-D-5 - Exemple............................................................................................................................................ 50 XI-D-6 - Pour aller plus loin............................................................................................................................51 XII - Bien coder..........................................................................................................................................................51 XII-A - Conventions de nommage........................................................................................................................51 - 3 - Ce cours est publié sous licence GPLv2, peut être lu et copié librement. https://arduino.developpez.com/tutoriels/cours-complet-arduino/ Cours complet pour apprendre à programmer un Arduino par Kossigan Roland ASSILEVI - Mamadou COULIBALY - Maurin DONNEAUD XII-B - Déclarer ses variables..............................................................................................................................51 XII-C - Indenter son code.................................................................................................................................... 52 XII-D - Faire des commentaires...........................................................................................................................52 XII-E - Les sous-routines ou fonctions.................................................................................................................52 XII-F - Vérifier son code.......................................................................................................................................53 XII-G - Bonus........................................................................................................................................................53 XIII - Bibliothèque externes....................................................................................................................................... 53 XIII-A - Bibliothèques fournies par défaut dans le logiciel Arduino......................................................................53 XIV - Outils de programmation alternatifs.................................................................................................................54 XIV-A - Pourquoi utiliser un autre programme qu'Arduino.................................................................................. 54 XIV-A-1 - Les compilateurs.............................................................................................................................54 XIV-A-2 - Environnements de développement intégré (IDE)..........................................................................54 XIV-A-3 - Bibliothèques...................................................................................................................................55 XV - Introduction des projets.....................................................................................................................................55 XV-A - Projet 1 : premier contact.........................................................................................................................55 XV-A-1 - Projet 2 : texte brillant..................................................................................................................... 55 XV-A-2 - Projet 3 : la cigarette ne tue pas les machines...............................................................................56 XV-A-3 - Projet 4 : la petite bête qui a peur.................................................................................................. 56 XV-A-4 - Projet 5 : oscilloscope......................................................................................................................56 XV-A-5 - Projet 6 : perroquet..........................................................................................................................56 XVI - Premier contact................................................................................................................................................ 56 XVI-A - Matériel nécessaire à la réalisation du projet......................................................................................... 57 XVI-B - Première partie........................................................................................................................................57 XVI-B-1 - Schéma de montage...................................................................................................................... 57 XVI-B-2 - Programme..................................................................................................................................... 58 XVI-C - Deuxième partie : LED et variation de luminosité.................................................................................. 58 XVI-C-1 - Schéma de montage...................................................................................................................... 58 XVI-C-2 - Programme..................................................................................................................................... 58 XVI-D - Pour aller plus loin..................................................................................................................................59 XVII - Texte brillant.................................................................................................................................................... 59 XVII-A - Principe de fonctionnement....................................................................................................................60 XVII-A-1 - Matériel nécessaire........................................................................................................................60 XVII-B - Première étape : le montage du circuit..................................................................................................60 XVII-C - Deuxième partie : le programme........................................................................................................... 60 XVII-C-1 - Déclaration des variables.............................................................................................................. 62 XVII-C-1-a - Initialisation et configuration..................................................................................................62 XVII-C-1-b - Boucle principale...................................................................................................................62 XVII-D - Bonus : programme Pure Data..............................................................................................................64 XVII-D-1 - Ouverture et fermeture du port série............................................................................................ 65 XVII-D-1-a - Traitement effectué sur les caractères................................................................................. 65 XVII-D-2 - Remarque...................................................................................................................................... 66 XVIII - La cigarette ne tue pas les machines............................................................................................................66 XVIII-A - Éléments nécessaires pour réaliser le projet........................................................................................66 XVIII-B - Première étape......................................................................................................................................66 XVIII-B-1 - Montage électronique................................................................................................................... 67 XVIII-B-2 - Programmation..............................................................................................................................68 XVIII-C - Deuxième étape.................................................................................................................................... 69 XVIII-C-1 - Montage électronique................................................................................................................... 69 XVIII-C-2 - Programmation............................................................................................................................. 69 XVIII-D - Traîner au parc avec son Arduino fumeur............................................................................................71 XIX - La petite bête qui a peur................................................................................................................................. 71 XIX-A - Éléments nécessaires pour réaliser ce projet.........................................................................................72 XIX-B - Première étape........................................................................................................................................72 XIX-B-1 - Schéma et montage....................................................................................................................... 72 XIX-B-2 - Programme..................................................................................................................................... 73 XIX-B-2-a - Déclaration des variables.......................................................................................................74 XIX-B-2-b - Configuration (setup)..............................................................................................................74 XIX-B-2-c - Boucle principale (loop)..........................................................................................................74 - 4 - Ce cours est publié sous licence GPLv2, peut être lu et copié librement. https://arduino.developpez.com/tutoriels/cours-complet-arduino/ Cours complet pour apprendre à programmer un Arduino par Kossigan Roland ASSILEVI - Mamadou COULIBALY - Maurin DONNEAUD XIX-B-2-d - Sous-routines (montrerValeurCapteur)...................................................................................74 XIX-C - Deuxième étape...................................................................................................................................... 75 XIX-C-1 - Schéma et montage....................................................................................................................... 75 XIX-C-2 - Programme..................................................................................................................................... 76 XIX-C-2-a - Inclusion de bibliothèque....................................................................................................... 77 XIX-C-2-b - Déclaration des variables...................................................................................................... 77 XIX-C-2-c - Configuration (setup)..............................................................................................................77 XIX-C-2-d - Boucle principale (loop)......................................................................................................... 77 XIX-C-2-e - Sous-routines (testerServoMoteur)........................................................................................ 78 XIX-D - Troisième étape.......................................................................................................................................78 XIX-D-1 - Programme..................................................................................................................................... 79 XIX-D-1-a - Déclaration des variables...................................................................................................... 80 XIX-D-1-b - Configuration (setup)..............................................................................................................80 XIX-D-1-c - Boucle principale (loop)......................................................................................................... 80 XIX-D-1-d - Sous-routines......................................................................................................................... 80 XX - Oscilloscope...................................................................................................................................................... 82 XX-A - Précautions...............................................................................................................................................82 XX-A-1 - Éléments nécessaires......................................................................................................................82 XX-A-2 - Montage électronique...................................................................................................................... 83 XX-B - Première étape.........................................................................................................................................83 XX-C - Deuxième étape....................................................................................................................................... 83 XX-D - Pour aller plus loin...................................................................................................................................85 XXI - Perroquet..........................................................................................................................................................85 XXI-A - Éléments pour nécessaire.......................................................................................................................85 XXI-B - Première étape........................................................................................................................................85 XXI-B-1 - Schéma et montage....................................................................................................................... 86 XXI-B-2 - Programme..................................................................................................................................... 86 XXI-C - Deuxième étape...................................................................................................................................... 86 XXI-D - Réglage du SEUIL et du filtre ANTIREBOND........................................................................................ 87 XXI-E - Les fonctions logiques (et) et (ou).......................................................................................................... 87 XXI-F - Troisième étape.......................................................................................................................................88 XXI-G - Les tableaux............................................................................................................................................89 XXI-H - Fonction DEBUG.....................................................................................................................................90 XXI-I - Pour aller plus loin....................................................................................................................................90 XXII - Mise en œuvre................................................................................................................................................ 90 XXII-A - Savoir décrire son projet........................................................................................................................90 XXII-A-1 - De l'idée à la réalisation................................................................................................................90 XXII-A-2 - Concept et idéation........................................................................................................................91 XXII-A-3 - Ajoutez de la structure à vos intentions........................................................................................ 91 XXII-A-4 - Programmation : faites un modèle formel du projet...................................................................... 91 XXII-A-5 - Implémentez votre modèle............................................................................................................ 91 XXII-B - Implémentation....................................................................................................................................... 91 XXII-C - L'outillage................................................................................................................................................92 XXII-D - Où vous procurer votre Arduino ?......................................................................................................... 92 XXII-E - Les composants électroniques...............................................................................................................92 XXII-F - Le montage.............................................................................................................................................93 XXII-G - La soudure.............................................................................................................................................94 XXII-H - Le circuit imprimé...................................................................................................................................94 XXIII - Déboguer........................................................................................................................................................95 XXIII-A - En programmation.................................................................................................................................95 XXIII-A-1 - En électronique.............................................................................................................................96 XXIV - La connectique...............................................................................................................................................96 XXIV-A - Liaison fil vers fil...................................................................................................................................96 XXIV-A-1 - Liaison carte vers fil..................................................................................................................... 97 XXIV-A-2 - Connectique exotique...................................................................................................................97 XXV - D comme débrouille........................................................................................................................................97 XXV-A - Le circuit bending...................................................................................................................................97 XXV-B - La récupération...................................................................................................................................... 97 - 5 - Ce cours est publié sous licence GPLv2, peut uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-tutoriel-arduino.pdf