1ère Partie

Découverte de l’Arduino
Dans cette première partie, nous ferons nos premiers pas avec Arduino. Nous allons avant tout voir de quoi il s’agit exactement, essayer de comprendre comment cela
fonctionne, puis installerons le matériel et le logiciel pour ensuite enchainer sur l’apprentissage du langage de programmation nécessaire au bon fonctionnement de la
carte Arduino. Soyez donc attentif afin de bien comprendre tout ce que je vais vous expliquer. Sans les bases, vous n’irez pas bien loin…
 Présentation d’Arduino
Comment faire de l’électronique en utilisant un langage de programmation ? La réponse, c’est le projet Arduino qui l’apporte. Vous allez le voir, celui ci a été conçu pour être accessible à tous par sa simplicité. Mais il peut également être d’usage professionnel, tant les possibilités d’applications sont nombreuses.
Qu’estce que c’est ?
Une équipe de développeurs composée de Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, David Mellis et Nicholas Zambetti a imaginé un projet répondant au doux nom de Arduino et mettant en oeuvre une petite carte électronique
programmable et un logiciel multiplateforme, qui puisse être accessible à tout un chacun dans le but de créer facilement des systèmes électroniques. Étant donné qu’il ya des débutants parmi nous, commençons par voir un peu le vocabulaire commun propre au domaine de l’électronique et de l’informatique.
Une carte électronique
Une carte électronique est un support plan, flexible ou rigide, généralement composé d’epoxy ou de fibre de verre. Elle possède des pistes électriques disposées sur une, deux ou plusieurs couches (en surface et/ou en interne) qui permettent la mise en relation électrique des composants électroniques. Chaque piste relie tel composant à
tel autre, de façon à créer un système électronique qui fonctionne et qui réalise les opérations demandées.
Exemples de cartes électroniques
Évidemment, tous les composants d’une carte électronique ne sont pas forcément reliés entre eux. Le câblage des composants suit un plan spécifique à chaque carte
électronique, qui se nomme le schéma électronique.

Exemple de schéma électronique – carte Arduino Uno
Enfin, avant de passer à la réalisation d’un carte électronique, il est nécessaire de transformer le schéma électronique en un schéma de câblage, appelé typon.
Exemple de typon – carte Arduino
Une fois que l’on a une carte électronique, on fait quoi avec ?
Eh bien une fois que la carte électronique est faite, nous n’avons plus qu’à la tester et l’utiliser ! Dans notre cas, avec Arduino, nous n’aurons pas à fabriquer la carte et encore moins à la concevoir. Elle existe, elle est déjà prête à l’emploi et nous n’avons plus qu’à l’utiliser. Et pour cela, vous allez devoir apprendre comment l’utiliser, ce que je vais vous montrer dans ce tutoriel.
Programmable ?
J’ai parlé de carte électronique programmable au début de ce chapitre. Mais savezvous ce que c’est exactement ? Non ? pas vraiment ? Alors voyons ensemble de quoi il s’agit. La carte Arduino est une carte électronique qui ne sait rien faire sans qu’on lui dise quoi faire. Pourquoi ? Eh bien c’est du au fait qu’elle est programmable. Cela signifie qu’elle a besoin d’un programme pour fonctionner.
Un programme
Un programme est une liste d’instructions qui est exécutée par un système. Par exemple votre navigateur internet, avec lequel vous lisez probablement ce cours, est un programme. On peut analogiquement faire référence à une liste de course:
-Lait
-Pain
-Steak
-Epinards
Chaque élément de cette liste est une instruction qui vous dit : “Va chercher le lait” ou “Va chercher le pain”, etc. Dans un programme le fonctionnement est similaire :
Attendre que l’utilisateur rentre un site internet à consulter
Rechercher sur internet la page demandée
Afficher le résultat
Tel pourrait être le fonctionnement de votre navigateur internet Il va attendre que vous lui demandiez quelque chose pour aller le chercher et ensuite vous le montrer. Eh bien,
tout aussi simplement que ces deux cas, une carte électronique programmable suit une liste d’instructions pour effectuer les opérations demandées par le programme.
Des programmes, on peut en trouver de partout. Mais restons concentré sur Arduino. Le programme que nous allons mettre dans la carte Arduino, c’est nous qui allons le réaliser. Oui, vous avez bien lu. Nous allons programmer cette carte Arduino. Bien sûr, ce ne sera pas aussi simple qu’une liste de course, mais rassurezvous cependant car nous allons réussir quand même ! Je vous montrerai comment y parvenir, puisque avant tout c’est un des objectifs de ce tutoriel.
Car nous apprendrons le langage informatique utilisé pour programmer la carte Arduino. Je ne m’attarde pas sur les détails, nous aurons amplement le temps de revenir sur le sujet plus tard. Pour répondre à la deuxième question, nous allons avoir besoin d’un logiciel…
Et un logiciel ?
Bon, je ne vais pas vous faire le détail de ce qu’est un logiciel, vous savez sans aucun doute de quoi il s’agit. Ce n’est autre qu’un programme informatique exécuté sur un ordinateur. Oui, pour programmer la carte Arduino, nous allons utiliser un programme !
En fait, il va s’agir d’un compilateur. Alors qu’estce
que c’est exactement ?
Un compilateur
En informatique, ce terme désigne un logiciel qui est capable de traduire un langage informatique, ou plutôt un programme utilisant un langage informatique, vers un langage plus approprié afin que la machine qui va le lire puisse le comprendre. C’est un peu comme si le patron anglais d’une firme Chinoise donnait des instructions en anglais à l'un de ses ouvriers chinois. L’ouvrier ne pourrait comprendre ce qu’il doit faire. Pour cela, il a besoin que l’on traduise ce que lui dit son patron. C’est le rôle du compilateur
Le compilateur va donc traduire les instructions du programme précédent, écrites en langage texte, vers un langage dit “machine”. Ce langage utilise uniquement  des 0 et des 1
Donc, pour traduire le langage texte vers le langage machine (avec des 0 et des 1), nous aurons besoin de ce fameux compilateur. Et pas n’importe lequel, il faut celui qui
soit capable de traduire le langage texte Arduino vers le langage machine Arduino. Et oui, sinon rien ne va fonctionner. Si vous mettez un traducteur Français vers Allemand
entre notre patron anglais et son ouvrier chinois, ça ne fonctionnera pas mieux que s’ils discutaient directement.
Et pourquoi on doit utiliser un traducteur, on peut pas simplement des 0 et des 1. Nous verrons plus tard pourquoi
Et pourquoi on doit utiliser un traducteur, on peut pas simplement apprendre le langage machine directement ?
Comment dire… non ! Non parce que le langage machine est quasiment impossible à utiliser tel quel. Par exemple, comme il est composé de 0 et de 1, si je vous montre ça :
“0001011100111010101000111″, vous serez incapable, tout comme moi, de dire ce que cela signifie ! Et même si je vous dis que la suite “01000001″ correspond à la lettre
“A”, je vous donne bien du courage pour coder rien qu’une phrase ! Bref, oubliez cette idée. C’est quand même plus facile d’utiliser des mots anglais (car oui nous allons être obligé de faire un peu d’anglais pour programmer, mais rien de bien compliqué rassurezvous) que des suites de 0 et de 1.
Vous ne croyez pas ?
Envoyer le programme dans la carte
Là, je ne vais pas vous dire grand chose car c’est l’environnement de développement qui va gérer tout ça. Nous n’aurons qu’à apprendre comment utiliser ce dernier et il se
débrouillera tout seul pour envoyer le programme dans la carte. Nah ! Nous n’aurons donc qu’à créer le programme sans nous soucier du reste.
Pourquoi choisir Arduino ?
Que vaton faire avec ?
Avec Arduino, nous allons commencer par apprendre à programmer puis à utiliser des composants électroniques. Au final, nous saurons créer des systèmes électroniques
plus ou moins complexes. Mais ce n’est pas tout…
D’abord, Arduino c’est une carte électronique  programmable et un logiciel gratuit :
Un prix dérisoire étant donné l’étendue des applications possibles. On comptera 20 euros pour la carte que l’on va utiliser dans le cours. Le logiciel est fourni gratuitement !
Une compatibilité sous toutes les plateformes, à savoir : Windows, Linux et Mac OS.
Une communauté ultra développée ! Des milliers de forums d’entreaide,de présentations de projets, de propositions de programmes et de bibliothèques, …
Un site en anglais arduino.cc et un autre en français arduino.cc/fr où vous trouverez tout de la référence Arduino, le matériel, des exemples d’utilisations, de l’aide pour débuter, des explications sur le logiciel et le matériel, etc.
Une liberté quasi absolue. Elle constitue en elle même deux choses :
Le logiciel : gratuit et open source, développé en Java, dont la simplicité d’utilisation relève du savoir cliquer sur la souris
Le matériel : cartes électroniques dont les schémas sont en libre circulation sur internet
Cette liberté a une condition : le nom « Arduino » ne doit être employé que pour les cartes « officielles ». En somme, vous ne pouvez pas fabriquer votre propre carte sur le modèle Arduino et lui assigner le nom « Arduino ».
Et enfin, les applications possibles
Voici une liste non exhaustive des applications possible réalisées grâce à Arduino :
-contrôler des appareils domestiques
-donner une “intelligence” à un robot
-réaliser des jeux de lumières
-permettre à un ordinateur de communiquer avec une carte électronique et différents capteurs télécommander un appareil mobile (robots, modélisme) etc...