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Initiation Arduino

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Le Robot suiveur de ligne équipé de : - 2 moteurs à courant continu. - 1 carte Arduino UNO R3. - 1 Motor Shield R3 :carte de contrôle du sens de rotation

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En effet beaucoup de librairies et de fonctionnalités de base occulte certains aspects de la programmation de logiciel embarquée afin de gagner en simplicité.

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Initiation Arduino

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Beginning with the basic structure of Arduino's C derived programming language this notebook continues on to describe the syntax of the most common elements of the language and illustrates their usage with examples and code fragments

Initiation Arduino - univ-paufr

L'environnement de programmation Arduino (IDE en anglais) est une application écrite en Java inspirée du langage Processing L'IDE permet d'écrire de modifier un programme et de le convertir en une série d'instructions compréhensibles pour la carte Quelques exemples d'applications :

Arduino For Beginners - Makerspacescom

Arduino is an open source programmable circuit board that can be integrated into a wide variety of makerspace projects both simple and complex This board contains a microcontroller which is able to be programmed to sense and control objects in the physical world By responding to sensors and inputs the Arduino is able to interact

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Arduino à l'école – Arduino pour apprendre à coder

Overview
This guide is divided into four main sections: hardware, software tools, Arduino API, and Quick Reference. You can navigate to each of these sections directly through the links below:
Arduino API
Visit the Arduino Language Referenceto explore the full Arduino API. The Arduino API, aka the "Arduino Programming Language", consists of several functions, variables and structures based on the C/C++ language.
Arduino Software Tools
The Arduino IDEs are available for download for free in the Software downloads page. Another integral part of the Arduino ecosystem are its software tools. The Arduino IDE, as it is commonly referred to, is an integrated development environment.But what does that mean exactly? In order to program your board, you need to write a program, compile tha...
Quick Reference
In this section, you will find a list of some of the most common elements in the standard Arduino API. This will help you get familiar with some key building blocks. To explore the whole Arduino API, please refer to the Arduino Language Reference, an in-depth wiki maintained by Arduino and its community. You will find hundreds of entries, accompani...

What is the basic operation of an Arduino?

The basic operation of an Arduino. Circuits consist of at least one active electronic component, and a conductive material, such as wires, so that current can pass through. When working with an Arduino, you will in most cases build a circuit for your project. A simple example of a circuit, is an LED circuit.

How do you program a board using Arduino IDE?

In order to program your board, you need to write a program, compile that program into machine code, and finally: send over the new program to your board. The Arduino IDE facilitates all this, from the first line of code written, to have it executed on the Arduino board's microcontroller.

What is setup function in Arduino?

This function is the core of all Arduino programs and does the bulk of the work. setup() The setup() function is called once when your program starts. Use it to initialize pin modes, or begin serial.

What is the purpose of the Arduino notebook?

This notebook serves as a convenient, easy to use programming reference for the command structure and basic syntax of the Arduino microcontroller. To keep it simple, certain exclusions were made that make this a beginner’s reference best used as a secondary source alongside other websites, books, workshops, or classes.

Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

LECHALUPÉ Julien

Université Paul Sabatier Mai 2014

Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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UPS - ASTUPS - CampusFab 1

Sommaire

Introduction ................................................................................................................................ 2

I) Présentation de la carte ..................................................................................................... 4

C) Un atout J leV VUielTV ................................................................................................ 5

II) Présentation du logiciel ...................................................................................................... 6

A) IDE Arduino .............................................................................................................. 6

B) Langage Arduino ...................................................................................................... 7

III) FonctionnaliWé Te baVe ..................................................................................................... 12

A) Les entrées/sorties ................................................................................................. 12

B) La gestion du temps ............................................................................................... 14

C) Les Interruptions .................................................................................................... 15

IV) Pratique ......................................................................................................................... 17

A) Hello LED ................................................................................................................ 17

B) Push the button ..................................................................................................... 17

C) Turn the potentiometer ......................................................................................... 17

D) Corrections ............................................................................................................. 18

V) Quelques librairies............................................................................................................ 22

Conclusion ................................................................................................................................ 24

Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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Introduction

Ce cours ă pour but de prĠsenter et d'initier ă l'utilisation d'Arduino. Les cartes

Arduino sont conçues pour réaliser des prototypes et des maquettes de cartes électroniqueV Arduino dans le but de l'amĠliorer ou d'enleǀer des fonctionnalitĠs inutiles au projet. embarquée de par sa simpliciWé. Nn effeWH beaucoup Te librairieV eW Te foncWionnaliWéV Te baVe occulWe cerWainV aVpecWV Te la programmaWion Te logiciel embarquée afin Te gagner en

VimpliciWé. Cela en faiW un langage parfaiW pour réaliVer TeV proWoWypeV ou TeV peWiWeV

applicaWionV TanV le caTre Te Uobby. Les possibilitĠs des cartes Arduino sont Ġnormes, un grand nombre d'application ont

forme de robot (voir Fig.1)H TeV VWaWionV méWéo (voir Fig.2). D'autres eǆemples d'applications

sont disponibles sur le web aux adresses suivantes J Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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Figure 1 - RoboW ArTuino

Figure 2 - SWaWion méWéo

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I) Présentation de la carte

LeV carWeV ArTuino fonW parWie Te la famille TeV microcontrôleurs. Un microcontrôleur

est une petite unitĠ de calcul accompagnĠ de mĠmoire, de ports d'entrĠeͬsortie et de

recenVe généralemenW TeV TimerVH TeV converWiVVeurV analogique-numériqueH TeV liaiVonV

SérieVH eWc. On peuW comparer un micro conWrôleurV à un orTinaWeur claVViqueH maiV VyVWème

d'eǆploitation et aǀec une puissance de calcul considĠrablement plus faible. composant et de simplifier la création de cartes électroniques logiques. Un des modğles les plus rĠpandu de carte Arduino est l'Arduino UNO (voir Ńig.3). C'est la première version stable de carte Arduino. Elle possğde toutes les fonctionnalitĠs d'un microcontrôleur classique en plus de sa simplicitĠ d'utilisation. Nlle uWiliVe une puce ATmega328P [1] caTencée à 16Mhz. Elle possède 32ko Te mémoire flash TeVWinée à recevoir le programmeH 2ko Te SRAM (mémoire vive) eW 1 ko d'EEPROM (mémoire morWe TeVWinée aux TonnéeV). Nlle offre 14 pinV (brocUeV) (PulVe PiTWU ÓoTulaWionH TéWaillé pluV WarT). Nlle permeW auVVi Te meVurer TeV granTeurV

analogiqueV grâce à ceV 6 entrées analogiques [3]. CUaque brocUe eVW capable Te Télivré un

couranW Te 40mA pour une WenVion Te 5V. grâce à sa connecWeur Power Jack [5]. Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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Figure 3 - ArTuino UNO

C) Un atout J leV VUielTV

Pour la plupart des projets, il est souǀent nĠcessaire d'ajouter des fonctionnalités aux d'essai, circuit imprimĠ, etc.), il est possible d'ajouter des shields. Un shield est une carte

sur la carte. Ces shield viennenW généralemenW avec une librairie permeWWanW Te leV conWrôler.

On reWrouve par exempleH TeV shields NWUerneWH Te conWrôle Te moWeurH lecWeur Te carWe SMH eWc. Le principal avanWage Te ceV shields est leurs simplicitĠs d'utilisation. Il suffit des les emboiWer Vur la carWe ArTuino pour leV connecWerH leV circuiWV élecWronique eW leV logicielV VonW

dĠjă faits et on peut en empiler plusieurs. C'est un atout majeur pour ces cartes pour

pouvoir tester facilement de nouvelles fonctionnalités. Cependant il fauW bien garTer à

peuvent aller de 5 ă 100Φ ! Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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II) Présentation du logiciel

A) IDE Arduino

Un IMN (environnemenW Te TéveloppemenW) libre eW graWuiW eVW TiVWribué Vur le ViWe d'Arduino (compatible Windows, Linuǆ et Mac) ă l'adresse

http://arduino.cc/en/main/software. D'autres alternatiǀes eǆistent pour dĠǀelopper pour

Arduino (extensions pour CodeBlocks, Visual Studio, EclipVeH XCoTeH eWc.) maiV nouV n'aborderons dans ce cours que l'IDE officiel. minimale eW épurée pour Tévelopper un programme Vur leV carWeV ArTuino. Il est dotĠ d'un

éditeur de code avec coloration syntaxique ΀1΁ et d'une barre d'outils rapide [2]. Ce VonW leV

On retrouve aussi une barre de menus [3] plus claVVique qui eVW uWiliVé pour accéTer aux

fonctions aǀancĠes de l'IDE. Enfin, une console [4] afficUanW leV réVulWaWV Te la compilaWion

Tu coTe VourceH TeV opéraWionV Vur la carWeH eWc. Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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Figure 4 - IMN ArTuino

B) Langage Arduino

Le langage ArTuino eVW inVpiré Te pluVieurV langageV. On reWrouve noWammenW TeV

VimilariWéV avec le CH le C++H le Java eW le ProceVVing. Le langage impoVe une VWrucWure

opéraWionV néceVVaireV à la configuraWion Te la carWe (TirecWionV TeV enWréeV VorWieVH TébiWV Te

communicaWionV VérieH eWc.). La foncWion loop elle, est eǆĠcutĠe en boucle aprğs l'eǆĠcution

de la fonction setup. Elle continuera de boucler tant que la carte n'est pas mise hors tension, Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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reTémarrée (par le bouWon reset). CeWWe boucle eVW abVolumenW néceVVaire Vur leV omettait cette boucle, à la fin du code produit, il sera impoVVible Te reprenTre la main Vur la carWe ArTuino qui exécuWeraiW alorV Tu coTe aléaWoire. Au niveau Te la syntaxe, on retrouve des similarités avec les langages précédemment

citĠs. La dĠclaration des ǀariables se fait gĠnĠralement dans l'espace global (Te façon à

parWager leV variableV leV pluV imporWanWeV enWre leV Teux foncWionV principaleV). On reWrouve leV WypeV Te baVe VuivanW J

Nom Contenu Taille (en octet) Plage de valeurs

(unsigned) char Entier ou caractère 1 (0->255) -128 -> 127 (unsigned) int Entier 2 (0->65 535) -32 768 -> 32 767 (unsigned) long Entier 4 (0 -> 4 294 967 295) -2 147 483 648 ->

2 147 483 647

float/double Nombre à virgule flottante 4 -3,4028235E+38 ->

3,4028235E+38

String Chaine de caractères

(Objet) variable Aucune boolean Booléen 1 True / False

précédemment, la liste des types est disponible sur la page des références du site Arduino

(UWWpJIIarTuino.ccIenIReferenceIHomePage). La TéclaraWion TeV variableV VuiW ceWWe VynWaxeJ (conVW) KWypeL KnomL([Klongueur Tu WableauL]) (= valeur);

NxempleV J

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const int conVWanWe = 12 ; floaW univerV = 42.0 ;

SWring cUaine = "Hello PorlT " ;

long Wableau[12] ; boolean vrai = Wrue ; On reWrouve leV opérateurs leV pluV couranWV pour leV WypeV Te baVeV. Parmi euxH =

(affecWaWion)H == (comparaiVon)H != (Tifférence)H KH LH K=H L=H FF (eW logique)H || (ou

logique)H ! (non logique). On reWrouve auVVi leV opéraWeurV maWUémaWiqueV (+H -H *H IH %) eW leV

opéraWeurV logiqueV biW à biW (S (XOR)H F (eW)H | (ou)H ~(non)H KK (Técalage logique à gaucUe)H

LL (Técalage logique à TroiWe)).

LeV structures de contrôle VonW elleV auVVi VimilaireV aux langageV Te référenceV. On y reWrouve WouWeV leV VWrucWureV Te conWrôle VWanTarTH conTiWionVH boucleH VwiWcUH foncWionVH eWc. On peuW auVVi écrire TeV VWrucWureV eW TeV claVVeV. CUaque VWrucWure Te conWrôle eVW

suiǀie d'un bloc d'instructions TélimiWéeV par TeV accolaTeV. Voici une liVWe TeV VWrucWureV Te

conWrôleV leV pluV uWiliVéeV J

Nom Utilité Syntaxe

If-else Condition logique If ( ) { } else { Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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If-else if - else Condition logique multiples If ( ) { } else if () { } else {

Switch Sélecteur Switch ( ) {

case : break ; default :

While Boucle While () {

For Boucle itérative For ( ; ; <évolution>) {

If ( variable K 2 ){

VwiWcU (variable) {

caVe 1 J

ToSomeWUing(10) ;

break ; caVe 0 J

ToSomeWUing(1) ;

TefaulW J

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ToSomeWUing(0) ;

} elVe if ( variable L 4 ) { wUile ( variable != 10 ) { variable = ToSomeWUingNlVe(variable-1) ; } elVe { for ( inW i = 0 ; i K 10 ; i++ ) { variable = variable *2 ;

NlleV Ve TéclarenW VouV ceWWe forme J

SWrucWure J

VWrucW KnomL {

KWypeL Knom Tu cUampL ;

ŃoncWion J

KWype Te reWourL KnomL(KparamèWreL) {

KinVWrucWionL

ClaVVe J

claVV KnomL { public J

KaWWribuWV eW cUamp publicVL

privaWe J

KaWWribuWV eW cUamp privéVL

proWecWeT J Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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KaWWribuW eW cUamp privéVL

III) Fonctionnalité de base

A) Les entrées/sorties

Le langage ArTuino vienW avec un nombre imporWanW Te fonction de base permeWWanW

d'interagir aǀec son environnement. Les fonctions les plus utilisée sont les fonctions

d'entrĠe/VorWieV. Ce VonW elleV qui permeWWenW d'enǀoyer ou Te mesurer une WenVion Vur une

TeV brocUeV Te la carWe.

ManV un premier WempVH aǀant d'effectuer une mesure ou d'enǀoyer une commande. Il

est nécessaire de définir la direction TeV brocUeV uWiliVéeV. Pour cela on faiW appel à la

foncWion pinMode en lui TonnanW d'une part, la broche concernĠe, et d'autre part, la direction J void VeWup() { Une fois cette configuration faite, on peut procĠder ă l'utilisation des broches. Toutes

les broches sont capables d'Ġcrire eW Te lire TeV TonnéeV numériques (cGeVW-à-Tire TeV 0 (0V)

ou TeV 1 (5V)). ÓaiVH cerWaineV TiVpoVenW Te foncWionnaliWé VupplémenWaire. Tout d'abord, toutes les carWeV ArTuino poVVèTenW TeV entrées analogiques. Ce sont leV brocUeV A0-A1-A2 eWc. Elles permettent de lire des tensions analogiqueV (compriVe enWre

0 et 5V) et de le convertir en entier (compris entre 0 et 1023) proportionnellement à la

WenVion meVurée. CerWaineV carWeV ArTuino poVVèTe TeV sorties analogique faiVanW

l'opĠration inǀerse (met une tension sur la broche proportionnellement ă l'entier donnĠ),

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rien ͩ il est possible d'utiliser des broches PWM. Ce sont les broches annotés par un tilde ~

Vur la carWe. LeV PPÓ (PulVe PiTWU ÓoTulaWion) VonW uWiliVéeV pour VynWUéWiVer TeV Vignaux

figure 5. Nn uWiliVanW une fréquence relaWivemenW élevéeH leV PPÓ permeWWenW Te commanTer cerWainV compoVanWV comme si il recevait une tension analogique. Cela provienW instantanémenW. Par exemple, une ampoule à incandescence reste chaude eW éclaire un ArTuino uWiliVenW TeV PPÓ caTencéeV à 490Hz environ. Toutes ces fonctionnalitĠs sur les broches d'entrĠes sorties sont utilisables par le biais de quatre fonctions J digitalRead(pin) : mesure une donnée numérique sur une des broches, la broche en queVWion ToiW êWre réglée en enWrée. digitalWrite(pin, value) : écrit une donnée numérique sur une des broches, la broche

concernée ToiW êWre réglée en VorWie. Le paramèWre value ToiW êWre égal à HIGH (éWaW 1

VoiW 5V) ou LOW (éWaW 0 VoiW 0V).

analogRead(pin) : meVure une Tonnée analogique Vur une TeV brocUeV (compaWible VeulemenW)H la brocUe ToiW êWre réglée Vur enWrée. analogWrite(pin, value) J écriW une Tonnée VouV forme Te PPÓ Vur une TeV brocUeV (compaWible uniquemenW)H la brocUe ToiW êWre réglée en VorWie. Le paramèWre value doit ġtre compris dans l'interǀalle [0;255] Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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Figure 5 - Signal PPÓ

B) La gestion du temps

Pour la pluparW TeV applicaWionV Te domotique, il est nécessaire de faire intervenir des intervalles de temps. Par exemple, pour gĠrer le temps d'appui sur un bouton ou pour faire une sonnerie qui se répète un certains nombre de fois. Le langage Arduino fournis quelques foncWionV permeWWanW Te gérer le WempV. Il est possible d'insĠrer une pause TanV Von programme penTanW un inVWanW. Pour celaH on uWiliVe leV foncWionV delay eW delayMicroseconds qui inVère une pauVe VuivanW le paramğtre passĠ (en milliseconde pour l'un, en microseconde pour l'autre). Cependant ces fonctions bloquent le microconWrôleurH on ne peuW alorV pluV effecWuer aucune acWion. En plus d'insĠrer une pause, il est possible de mesurer le temps. De la même manière que leV foncWionV Te TélaiH on uWiliVe leV foncWionV millis eW micros qui TonnenW le nombre Te milliseconde (reVpecWivemenW microseconde) depuis le lancemenW Te la carWe. AWWenWionH ceV foncWionV incrémenWe une variable (inWerne). CeV variableV se remettent à zéro une foiV le maximum aWWeinW (overflow). La variable uWiliVée pour leV milliVeconTeV aWWeinW VonW maximum au bouW Te 49 jourV eW 17 UeureV eW la variable uWiliVée pour leV microVeconTeV au bouW de 71 minutes et 34 secondes enǀiron. Il faut donc faire attention lors de l'utilisation de ces fonctions pour des utilisations longues durées. Cours d'initiation ă Arduino ASTUPS - CampusFab

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C) Les Interruptions

Wype Te problèmeH on uWiliVe leV interruptions. Les interruptions sont des portions de code d'ġtre traitĠ sur le champ. Il faut cependant faire attention, ce mécanisme interrompt le

les ĠǀĠnements ponctuellement (ǀia les fonctions d'entrĠesͬsorties) on utilise gĠnĠralement

les interruptions pour du code critique (arrġt d'urgence par eǆemple) ou TeV événemenWV non-poncWuelV (WranVmiVVionV Te TonnéeV TepuiV un orTinaWeur par exemple). Aussi, le nombre d'interruption exWerne eVW limité sur à 2 Vur la pluparW TeV carWeV ArTuino. LeV inWerrupWionV VonW uWiliVableV Vur leV broches compatibles VeulemenW (brocUeV 2 et 3 sur l'Arduino UNO). Pour cUoiVir la foncWion eW la broche utilisĠe pour l'interruption, on utilise la fonction attachInterrupt. On peut utiliser detachInterrupt pour Vupprimer l'interruption. Il est possible de partir en interruptions sur 4 types d'ĠǀĠnements J

Voici un eǆemple d'utilisation J

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volatile boolean eWaW = falVe ; eWaW = !eWaW ; ͬͬ Changement d'Ġtat voiT VeWup() { Ce moW clef eVW néceVVaire pour WouWeV leV variableV qui VonW moTifiée TanV une inWerrupWion.quotesdbs_dbs26.pdfusesText_32

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Overview

Arduino API

Arduino Software Tools

Quick Reference

What is the basic operation of an Arduino?

How do you program a board using Arduino IDE?

What is setup function in Arduino?

What is the purpose of the Arduino notebook?

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Sommaire

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Introduction

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Figure 1 - RoboW ArTuino

Figure 2 - SWaWion méWéo

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I) Présentation de la carte

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Figure 3 - ArTuino UNO

C) Un atout J leV VUielTV

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II) Présentation du logiciel

A) IDE Arduino

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Figure 4 - IMN ArTuino

B) Langage Arduino

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Nom Contenu Taille (en octet) Plage de valeurs

2 147 483 647

3,4028235E+38

String Chaine de caractères

NxempleV J

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SWring cUaine = "Hello PorlT " ;

LL (Técalage logique à TroiWe)).

Nom Utilité Syntaxe

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Switch Sélecteur Switch ( ) {

While Boucle While () {

If ( variable K 2 ){

VwiWcU (variable) {

ToSomeWUing(10) ;

ToSomeWUing(1) ;

TefaulW J

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ToSomeWUing(0) ;

NlleV Ve TéclarenW VouV ceWWe forme J

SWrucWure J

VWrucW KnomL {

KWypeL Knom Tu cUampL ;

ŃoncWion J

KWype Te reWourL KnomL(KparamèWreL) {

KinVWrucWionL

ClaVVe J

KaWWribuWV eW cUamp publicVL

KaWWribuWV eW cUamp privéVL

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KaWWribuW eW cUamp privéVL

III) Fonctionnalité de base

A) Les entrées/sorties

TeV brocUeV Te la carWe.

0 et 5V) et de le convertir en entier (compris entre 0 et 1023) proportionnellement à la

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VoiW 5V) ou LOW (éWaW 0 VoiW 0V).