Qu'est-ce que Arduino ?

Arduino® est un ensemble matériel et logiciel qui permet d'apprendre l'électronique (en s'amusant) tout en se familiarisant avec la programmation informatique.
Arduino est en source libre ; vous pouvez donc télécharger le schéma d'origine et l'utiliser pour élaborer votre propre carte et la vendre sans payer des droits d'auteur.

Qu'est-ce que le matériel Arduino ?

Ce sont des cartes électroniques programmables (donc dotées d'un processeur et de mémoire) sur lesquelles nous pouvons brancher des capteurs de température, d'humidité, de vibration ou de lumière, une caméra, des boutons, des potentiomètres de réglage, des contacts électriques…

Il y a aussi des connecteurs pour brancher des LED, des moteurs, des relais, des afficheurs, un écran…

Une carte Arduino est un cerveau qui permet de rendre intelligent des systèmes électroniques et d'animer des dispositifs mécaniques.

L'image ci-dessous montre une carte Arduino Uno qui est très utilisée pour débuter.

Qu'est-ce que le logiciel Arduino ?

Les créateurs de Arduino ont développé un logiciel pour que la programmation des cartes arduino soit visuelle, simple et complète à la fois.
C'est ce que l'on appelle une IDE, qui signifie Integrated Development Environment ou Environnement de Développement « Intégré » en français (donc EDI).

L'IDE Arduino est le logiciel qui permet de programmer les cartes Arduino.

L'IDE affiche une fenêtre graphique qui contient un éditeur de texte et tous les outils nécessaires à l'activité de programmation.
Vous pouvez donc saisir votre programme, l'enregistrer, le compiler, le vérifier, le transférer sur une carte arduino…
A la date de rédaction de cette page, la version la plus récente de l'IDE Arduino est la 1.8.10. L'aspect est à peu près identique sur chaque plate-forme (Windows, Mac et Linux). L'image suivante montre l'écran initial qui apparaît au lancement de l'IDE.

Types de cartes Arduino

Au fil des ans, les concepteurs d'Arduino.cc ont mis au point un certain nombre de modèles de cartes. La première carte Arduino, la Diecimila, est sortie en 2007. Et depuis, la famille Arduino a évoluée pour tirer parti des différents types de micro-processeurs Atmel.

La Due, sortie en 2012, est la première Arduino à utiliser un processeur ARM Cortex-M3 32 bits. Elle se démarque du reste de la famille en termes de puissance de traitement et de configuration du brochage de la carte.
D'autres cartes, comme la LilyPad et la Nano, n'ont pas le même brochage également et sont destinées à une gamme différente d'applications plutôt « mobiles ».
Dans le cas de la LilyPad c'est pour une intégration facile dans les vêtements et les tissus .
La Esplora intègre des capteurs et des actionneurs et la taille compacte des Mini, Micro et Nano les prédestinent à des applications miniatures, légères et discrètes.

Lorsque plusieurs types de micro-contrôleurs sont indiqués, cela signifie qu'une première version à été produite avec le premier type et plus tard avec l'autre (généralement plus puissant).
Par exemple, une version plus ancienne du Duemilanove aura un ATmega168, alors que les modèles plus récents auront le ATmega328. Fonctionnellement, l'ATmega168 et l'ATmega328 sont identiques, mais l'ATmega328 a davantage de mémoire interne.

Les derniers ajouts à la famille Arduino, Leonardo, Esplora, Micro et Yún, utilisent tous le micro-contrôleur ATmega32U4. Si ce dernier est similaire à un ATmega328, il intègre également un composant d'interface série USB, ce qui élimine un circuit intégré (routage plus facile) comme celui présent sur les cartes Uno et Duemilanove (ATmega16U2, FT232RL).

Galerie

Les images suivantes montrent la grande diversité des formes physiques et des applications envisagées de l'Arduino. Ce n'est pas une liste exhaustive car de nouveaux types et des mises à jour de types existants sont périodiquement produits.

Modules électroniques et shields

Il existe toute sorte de mini-cartes qui sont utilisables avec arduino. Il sera alors facile de réaliser et d'expérimenter un montage spécifique avec des cartes précâblées comme des capteurs de température, un module de détection à ultra-sons, un afficheur à LED…

Shields

Les shields sont des cartes électroniques compatibles broche à broche avec les connecteurs d'une carte arduino.
Ce sont de véritables extensions augmentant les capacités d'une arduino de base.

Convention de nommage Arduino

Bien que la conception du circuit Arduino et de son logiciel soit en source libre, l'équipe Arduino a réservé l'utilisation du terme « Arduino » pour ses propres conceptions.
Le logo Arduino est une marque déposée.

Vous trouverez parfois des fabrications qui ressemblent à des cartes Arduino officielles, mais qui ne sont pas produites par l'équipe Arduino. Certains fabricants utilisent « -duino » ou « -ino » dans le nom du produit, tels que Freeduino, Funduino, Diavolino, Youduino, etc. Certaines, comme les cartes fabriquées par SainSmart, utilisent uniquement le nom du modèle (Uno et Mega2560 par exemple).

Certains « fabricants » prétendent vendre une carte Arduino, mais qui n'est en fait qu'une copie utilisant la marque sans autorisation.
Massimo Banzi a consacré une section de son blog à ces copies flagrantes non autorisés.

Le point essentiel qu'il faut retenir ici, c'est que vous pouvez copier les schémas, le code du chargeur de démarrage, le code de l'IDE Arduino et les utiliser pour créer votre propre version (principe de l'open source).
Il suffit de ne pas appeler cela « Arduino ».

Que peut on faire avec une Arduino ?

En plus de la facilité de programmation rendue possible par l'IDE Arduino, l'autre grande caractéristique d'une Arduino est la capacité du micro-contrôleur sur lequel elle est basée.
Avec quelques shields supplémentaires facilement disponibles, un large choix de modules capteurs économiques et d'actionneurs, il n'y a vraiment pas beaucoup de choses que vous ne puissiez faire avec une Arduino.
La condition est de garder à l'esprit quelques contraintes de base : mémoire, fréquence d'horloge, courants de sortie des périphériques et niveaux tensions.

Voici quelques applications possibles pour une Arduino :

• Mesure et détection
  • Station météorologique automatisée,
  • détecteur de foudre,
  • suivi du soleil pour orientation des panneaux solaires,
  • moniteur de radiation,
  • détecteur automatique de la faune,
  • système de sécurité domestique ou professionnel.
• Contrôle
  • Petits robots,
  • maquette de fusée ou d'avion,
  • drones multi-rotor,
  • CNC simple pour petites machines-outils.
• Automatisation
  • Serre automatisée,
  • aquarium automatisé,
  • robot navette d'échantillon de laboratoire,
  • enceinte thermique de précision (couveuse, yaourtière, étuve, séchoir…),
  • système de test électronique automatisé.
• Art
  • contrôle d'éclairage et sonore dynamique,
  • structures cinématiques,
  • oeuvre d'art.