Arduino

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher
Arduino
Image illustrative de l'article Arduino
Logo

Développeur Arduino Software
Dernière version 1.0.5 (15 mai 2013) [+/-]
Environnements Multi-plateforme
Licence GNU LGPL ou GNU GPL
Site web www.arduino.cc/fr

Arduino est un circuit imprimé en matériel libre (dont les plans de la carte elle-même sont publiés en licence libre mais dont certains composants sur la carte, comme le microcontrôleur par exemple, ne sont pas en licence libre) sur lequel se trouve un microcontrôleur qui peut être programmé pour analyser et produire des signaux électriques, de manière à effectuer des tâches très diverses comme la domotique (le contrôle des appareils domestiques - éclairage, chauffage…), le pilotage d'un robot, etc. C'est une plateforme basée sur une interface entrée/sortie simple. Il était destiné à l'origine principalement mais pas exclusivement à la programmation multimédia interactive en vue de spectacle ou d'animations artistiques. C'est une partie de l'explication de la descendance de son interface de programmation de Processing, lui-même inspiré de l'environnement de programmation Wiring[1].

Arduino peut être utilisé pour construire des objets interactifs indépendants (prototypage rapide), ou bien peut être connecté à un ordinateur pour communiquer avec ses logiciels (ex. : Macromedia Flash, Processing, Max/MSP, Usine Hollyhock, Pure Data, SuperCollider). En 2011, les versions vendues sont préassemblées. Des informations sont fournies pour ceux qui souhaitent assembler l'Arduino eux-mêmes.

Le projet Arduino a reçu un titre honorifique à l'Ars Electronica 2006, dans la catégorie Digital Communities.

Description[modifier | modifier le code]

Matériel[modifier | modifier le code]

Un module Arduino est généralement construit autour d'un microcontrôleur Atmel AVR (ATmega328 ou ATmega2560 pour les versions récentes, ATmega168 ou ATmega8 pour les plus anciennes), et de composants complémentaires qui facilitent la programmation et l'interfaçage avec d'autres circuits. Chaque module possède au moins un régulateur linéaire 5 V et un oscillateur à quartz 16 MHz (ou un résonateur céramique dans certains modèles).
Le microcontrôleur est préprogrammé avec un bootloader de façon à ce qu'un programmateur dédié ne soit pas nécessaire.

Les modules sont programmés au travers d'une connexion série RS-232, mais les connexions permettant cette programmation diffèrent selon les modèles. Les premiers Arduino possédaient un port série, puis l'USB est apparu sur les modèles Diecimila, tandis que certains modules destinés à une utilisation portable se sont affranchis de l'interface de programmation, relocalisée sur un module USB-série dédié (sous forme de carte ou de câble).

L'Arduino utilise la plupart des entrées/sorties du microcontrôleur pour l'interfaçage avec les autres circuits. Le modèle Diecimila par exemple, possède 14 entrées/sorties numériques, dont 6 peuvent produire des signaux PWM, et 6 entrées analogiques. Les connexions sont établies au travers de connecteurs femelle HE14 situés sur le dessus de la carte, les modules d'extension venant s'empiler sur l'Arduino. Plusieurs sortes d'extensions sont disponibles dans le commerce.

Certains modules non officiels, compatibles avec la technologie Arduino, utilisent des connecteurs mâle pour une utilisation aisée avec des plaques de test.

Logiciel[modifier | modifier le code]

Le logiciel de programmation des modules Arduino est une application Java, libre et multi-plateforme, servant d'éditeur de code et de compilateur, et qui peut transférer le firmware et le programme au travers de la liaison série (RS-232, Bluetooth ou USB selon le module). Il est également possible de se passer de l'interface Arduino, et de compiler et uploader les programmes via l'interface en ligne de commande[2].

Le langage de programmation utilisé est le C++, compilé avec avr-g++ [3], et lié à la bibliothèque de développement Arduino, permettant l'utilisation de la carte et de ses entrées/sorties. La mise en place de ce langage standard rend aisé le développement de programmes sur les plates-formes Arduino, à toute personne maîtrisant le C ou le C++.

Plateforme[modifier | modifier le code]

Matériel officiel[modifier | modifier le code]

Un Arduino Diecimila.

Les modules d'origine des différentes versions de l'Arduino sont fabriqués par la société italienne Smart Projects. Quelques-unes des cartes de marque Arduino ont été conçues par la société américaine SparkFun Electronics.

Treize versions des cartes de type Arduino ont été produites et vendues dans le commerce à ce jour dans l'ordre chronologique ci-dessous :

  1. Serial Arduino programmé avec une connexion série par connecteur DB9 et utilisant un ATmega8.
  2. Arduino Extreme, programmable via une connexion USB et utilisant un ATmega8.
  3. Arduino Mini, une version miniature de l'Arduino utilisant un ATmega168 de type CMS.
  4. Arduino Nano, une version encore plus petite de l'Arduino alimenté par USB et utilisant un ATmega168 (avant la version 3) ou ATmega328 (à partir de la version 3.0) de type CMS.
  5. LilyPad Arduino, une conception de type minimaliste pour permettre une application portable utilisant un ATmega168 de type CMS.
  6. Arduino NG, programmable via une connexion USB et utilisant un ATmega8.
  7. Arduino NG plus, programmable via une connexion USB et utilisant un ATmega168.
  8. Arduino Bluetooth(BT), programmable via une connexion Bluetooth et utilisant un ATmega 328[4].
  9. Arduino Diecimila, possède une interface USB et utilise un ATmega168 dans un boitier format DIL28. (16 ko flash, 1 ko SRAM, 0,5 ko EEPROM)
  10. Arduino Duemilanove (2009) utilise un Atmega168 et est alimenté en électricité par le connecteur USB ou une alimentation externe avec commutation automatique[5]. La nouvelle version[6] est équipé d'un ATmega328 (32 ko de flash, 2 ko de SRAM, et 1 ko d'EEPROM).
  11. Arduino Mega est équipé d'un ATmega1280 de type CMS pour avoir des Entrées/Sorties supplémentaires et de la mémoire (128 ko flash, 8 ko SRAM, 4 ko EEPROM)[7].
  12. Arduino Uno utilise un ATmega328 comme les derniers modèles de Duemilanove, mais alors que le Duemilanove utilisait une puce FTDI pour la programmation via un connecteur USB, le Uno utilise une puce ATmega8U2 programmé comme un convertisseur série[8].
  13. Arduino Mega2560 est équipé d'un ATmega2560 de type CMS, augmentant la mémoire totale disponible à 256 ko. Il est équipé aussi de la nouvelle puce USB ATmega8U2[9].
  14. Arduino Ethernet est une carte Arduino UNO intégrant un chip Wiznet W5100 pour rajouter la connectivité Ethernet intégré[10].
  15. Arduino Leonardo est une version bas coût de l'Arduino UNO à base d'un ATmega32U4.
  16. Arduino DUE est une évolution de l'Arduino Mega2560 avec un micro-contrôleur 32 bits Atmel SAM3X (ARM 32 bits Cortex-M3).
  17. Arduino Esplora est une carte dérivée de l'Arduino Leonardo. Elle a la forme d'une manette de jeu. Contrairement aux autres Arduino, c'est une carte « tout-en-un » qui comporte de nombreux capteurs (température, accélération, lumière, microphone, potentiomètre…) ainsi que 4 boutons poussoirs, un potentiomètre et un joystick analogue.
Arduino Micro-contrôleur Flash
ko
EEPROM
ko
SRAM
ko
Broches
d'E/S numériques
...avec
PWM
Broches
d'entrée analogique
Type d'interface USB Dimensions
pouces
Dimensions
mm
Diecimila ATmega168 16 0,5 1 14 6 6 FTDI 2,7" x 2,1" 68,6 mm x 53,3 mm
Duemilanove ATmega168/328P 16/32 0,5/1 1/2 14 6 6 FTDI 2,7" x 2,1" 68,6 mm x 53,3 mm
Uno ATmega328P 32 1 2 14 6 6 ATmega8U2 2,7" x 2,1" 68,6 mm x 53,3 mm
Leonardo ATmega32U4 32 1 2,5 20 7 12 ATmega32U4 2,7" x 2,1" 68,6 mm x 53,3 mm
Mega ATmega1280 128 4 8 54 15 16 FTDI 4" x 2,1" 101,6 mm x 53,3 mm
Mega2560 ATmega2560 256 4 8 54 15 16 ATmega8U2 4" x 2,1" 101,6 mm x 53,3 mm
Due Atmel SAM3X8E 512 0 96 54 12 12 SAM3X8E (USB Host), ATmega16u2 (programmation) 4" x 2,1" 101,6 mm x 53,3 mm
Fio ATmega328P 32 1 2 14 6 8 Aucune 1,6" x 1,1" 40,6 mm x 27,9 mm
Nano ATmega168 or ATmega328 16/32 0,5/1 1/2 14 6 8 FTDI 1,70" x 0,73" 43 mm x 18 mm
LilyPad ATmega168V or ATmega328V 16 0,5 1 14 6 6 Aucune 2" ø 50 mm ø
Esplora ATmega32U4 32 1 2,5 N/A N/A N/A ATmega32U4 6,5" x 2,4" 165,1 mm x 60,96 mm

Matériels et logiciels dérivés[modifier | modifier le code]

Plusieurs logiciels et matériels compatibles Arduino (bien que non officiels) ont été produits commercialement par d'autres fabricants :

Plusieurs logiciels compatibles Arduino (bien que non officiels) ont été développés pour faciliter la programmation des cartes Arduino. Bien que très différents les uns des autres, ils permettent une programmation sans utilisation du langage Arduino. On retrouve :

  • La solution graphique Ardublock qui permet une programmation par assemblage de blocs fonctionnels. C’est un plug-in qui ajoute une interface graphique à celle d’Arduino.
  • La solution graphique MiniBloq qui permet elle aussi une programmation par assemblage de blocs fonctionnels. C’est un plug-in qui ajoute une interface graphique à celle d’Arduino.
  • Le pseudo-langage EDU qui permet une programmation avec un ensemble de mots clés simplifiés. C’est une librairie qui permet l'écriture d’un programme en français directement dans l'interface Arduino.
  • Carte de contrôle pour imprimantes 3D RepRap comme les Generation7 Electronics [11] ou les Sanguinololu[12] base sur une carte Arduino complétée par des drivers de moteur pas à pas des acquisitions de température et des sorties de puissance.
  • Des systèmes de pilote automatique pour Drones Comme par exemple les systèmes ArduPilot[13] APM:Plane & APM:Copter ou les cartes FlyDuino[14] permettent d'effectuer la stabilisation ainsi que la programmation de mission, permettant de transformer un modèle réduit en Drone.

Certain logiciels musicaux proposent grâce à leur module série une intégration de l'Arduino dans le processus de création musical.

  • Des exemples sur [=arduino cette page] avec le logiciel Usine hollyhock

Matériel libre et logiciel libre[modifier | modifier le code]

Le design matériel de l'Arduino est distribué sous licence Creative Commons Attribution Share-Alike 2.5 et est disponible sur le site d'Arduino. Les schémas ainsi que les typons de circuits sont également disponibles. Le code source de l'environnement de programmation et les bibliothèques embarquées sont disponibles sous licence LGPL.

Restrictions du nom Arduino[modifier | modifier le code]

Bien que le design matériel et logiciel soit sous licence copyleft, les développeurs ont exprimé le désir que le nom Arduino et ses dérivés soient exclusivement réservés aux modules officiels, et qu'ils ne soient pas utilisés pour des projets non autorisés. La politique d'usage du nom Arduino insiste sur le fait que les projets officiels sont ouverts à la collaboration[15].

En réponse à cette restriction, des utilisateurs ont développé une cinquantaine de modules équivalents, nommés Freeduino, Sanguino, Seeduino, Uduino, Diduino, etc[16]. Ces modules, totalement compatibles avec le logiciel Arduino, et parfois avec les blasons[17] Arduino, sont généralement moins chers[réf. souhaitée] que les cartes Arduino originales. La plupart offrent également des fonctions additionnelles.

On trouve par ailleurs des contrefaçons, ornées de sérigraphies qui mentent sur l'identité du constructeur et sur le lieu de fabrication, et qui se reconnaissent notamment à leur prix nettement inférieur à celui des cartes "officielles".[réf. nécessaire]

L'équipe de développement[modifier | modifier le code]

Le cœur de l'équipe des développeurs du projet Arduino est composé de Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, David Mellis et Nicholas Zambetti.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Wiring, un environnement de programmation et de prototypage de cartes électroniques
  2. http://www.francoistessier.info/blog/2011/07/06/programmation-arduino-en-ligne-de-commande/
  3. http://arduino.cc/fr/Main/DebuterFAQ
  4. À l'origine, Arduino BT était basé sur ATMega 168. Cette carte ne semble plus supportée officiellement (septembre 2013) (en) « Arduino BT » (consulté le 2013-10-04).
  5. Duemilanove
  6. « http://spiffie.org/know/arduino_328/use.shtml » (ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?). Consulté le 20130318
  7. (en) « ArduinoBoardMega », Arduino (consulté le 2009-03-26)
  8. (en) « Arduino Uno », arduino.cc (consulté le 2010-10-02)
  9. Mega2560
  10. Arduino Ethernet
  11. RepRap Generation7 Fr : http://reprap.org/wiki/Generation_7_Electronics/fr
  12. RepRap Sanguinololu:http://reprap.org/wiki/Sanguinololu
  13. Ardupilot Website http://ardupilot.com/
  14. FlyDuino Mega User Manual:http://flyduino.net/documents/Flydumega_manual.pdf
  15. Arduino - Policy
  16. Freeduino
  17. Les blasons appelés souvent « shields » dans le commerce sont des modules contenant d'autres fonctions ou bien des interfaces.

Annexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (fr) Le grand livre d'Arduino, Patrick Chantereau et Erik Bartmann, éd. Eyrolles 2014 (ISBN 978-2212137019).
  • (fr) Projets créatifs avec Arduino, Bruno Affagard, Jean-Michel Géridan, Jean-Noël Lafargue, éd. Pearson 2014 (ISBN 978-2744026171).
  • (fr) Arduino - Réaliser des objets numériques innovants et créatifs, floss manuals 2013 (ISBN 979-1090791497).
  • (en) C Programming for Arduino, Julien Bayle, ed. Packt Publishing Limited 2013 (ISBN 978-1849517591)
  • (en) Arduino For Dummies, John Nussey, 2013 (ISBN 978-1118446379).
    (fr) Arduino pour les nuls, John Nussey, 2014 (ISBN 978-2-7540-6429-3).
  • (en) Programming Arduino Next Steps: Going Further with Sketches, Simon Monk, 2013 (ISBN 978-0071830256).
  • (en) Exploring Arduino: Tools and Techniques for Engineering Wizardry, Jeremy Blum, 2013 (ISBN 978-1118549360).
  • (en) Arduino Workshop: A Hands-On Introduction with 65 Projects, John Boxall, 2013 (ISBN 978-1593274481).
  • (fr) Arduino : Applications avancées, Christian Tavernier, 2012 (ISBN 978-2100582051)
  • (en) Beginning C for Arduino: Learn C Programming for the Arduino and Compatible Microcontrollers, Jack Purdum, 2012 (ISBN 978-1430247760).
  • (fr) Arduino - Maîtrisez sa programmation et ses cartes d'interface (shields), Christian Tavernier, éd. Dunod 2011 (ISBN 978-2100559275)
  • (en) Programming Arduino: Getting Started With Sketches, Simon Monk, 2011 (ISBN 978-0071784221).
    (fr) Arduino, les bases de la programmation, Simon Monk, éd. Pearson 2013 (ISBN 978-2744025785).
  • (en) Make: Electronics (Learning by Discovery), Charles Platt, 2009 (ISBN 978-0596153748).
  • (en) Getting Started with Arduino, Massimo Banzi, éd. Make:, 2008 (ISBN 0596155514).
    (fr) Démarrer avec Arduino, Massimo Banzi, éd. Dunod, 2011 (ISBN 978-2100562916).

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

Liens externes[modifier | modifier le code]