Mon premier programme Arduino
Programmation - 4ème
Mon premier programme Arduino
Objectifs
- Comprendre ce qu'est un microcontrôleur et l'environnement Arduino
- Écrire et téléverser un premier programme (un 'sketch') simple
- Faire clignoter une LED intégrée à la carte
Introduction
Imaginez pouvoir donner vie à un objet inanimé, comme allumer une LED avec un simple clic sur votre ordinateur. Aujourd'hui, vous allez devenir des créateurs numériques ! Nous allons découvrir comment communiquer avec une petite carte électronique pour lui donner des instructions.
Comment programmer un microcontrôleur pour réaliser une tâche simple ?
Découverte de l'Arduino : le cerveau de nos projets
Arduino n'est pas juste une carte électronique, c'est un écosystème complet. La carte que vous avez devant vous (souvent une Uno) est un microcontrôleur. Pensez-y comme un tout petit ordinateur spécialisé, dépourvu d'écran et de clavier, mais capable de lire des capteurs (comme un thermomètre ou un bouton) et de contrôler des actionneurs (comme un moteur ou une LED). Son grand avantage est sa simplicité et son standard ouvert. Pour le programmer, nous utilisons le logiciel Arduino IDE (Environnement de Développement Intégré), qui est gratuit. Dans ce logiciel, nous écrivons du code en langage C, simplifié pour Arduino. Par exemple, pour dire 'allume la LED', nous n'avons pas besoin d'écrire des centaines de lignes de code complexes. La carte possède des entrées/sorties numériques (broches numérotées de 0 à 13) où l'on peut connecter des composants. La broche 13 est spéciale car elle est reliée à une petite LED intégrée à la carte, notée 'L', parfaite pour nos premiers tests sans risque de court-circuit.
Points clés
- Arduino est une plateforme de prototypage électronique basée sur un microcontrôleur.
- Le logiciel Arduino IDE permet d'écrire, de compiler et d'envoyer le programme à la carte.
- Les broches d'entrée/sortie permettent d'interagir avec le monde physique.
Structure d'un programme Arduino : le 'setup' et la 'loop'
Tout programme Arduino, appelé un 'sketch', a une structure obligatoire en deux parties principales, définies par deux fonctions. La première fonction est `void setup()`. Elle ne s'exécute qu'une seule fois, au démarrage de la carte ou après une réinitialisation. C'est ici que l'on règle les paramètres initiaux. Par exemple, on va y déclarer si une broche doit servir d'entrée (pour lire un signal) ou de sortie (pour envoyer un signal). Si on veut utiliser la broche 13 pour allumer la LED intégrée, on doit dire à l'Arduino dans le `setup()` : 'Broche 13, tu es une sortie'. La seconde fonction est `void loop()`. Comme son nom l'indique ('loop' signifie boucle en anglais), son contenu se répète à l'infini, tant que la carte est sous tension. C'est le cœur de notre programme, là où se passent les actions principales. Pour notre LED, c'est dans la `loop()` que l'on écrira les instructions 'allume', 'attends une seconde', 'éteins', 'attends une seconde'. Cette boucle infinie permet au programme de réagir en permanence à son environnement, comme le fait un robot ou un système automatique.
Points clés
- Le `setup()` s'exécute une fois pour la configuration initiale.
- La `loop()` s'exécute en boucle infinie pour le comportement principal.
- On y utilise des instructions spécifiques pour contrôler les broches.
Applications pratiques : Faire clignoter la LED intégrée
Passons à la pratique ! Nous allons écrire le programme classique 'Blink' (clignotement). Dans l'IDE, commencez par définir la broche de la LED intégrée avec une constante : `const int LED = 13;`. Cela rend le code plus lisible. Dans le `setup()`, écrivez `pinMode(LED, OUTPUT);`. Cette instruction configure la broche 13 comme une sortie. Dans la `loop()`, nous allons alterner un état HIGH (tension à 5V, la LED s'allume) et LOW (tension à 0V, la LED s'éteint). Écrivez : `digitalWrite(LED, HIGH);` pour allumer. Puis, pour créer une pause visible à l'œil nu, utilisez `delay(1000);` qui attend 1000 millisecondes, soit 1 seconde. Ensuite, éteignez avec `digitalWrite(LED, LOW);` et ajoutez un autre `delay(1000);`. Après avoir écrit ce code, il faut le 'téléverser' : vérifiez que la carte est connectée via USB, sélectionnez le bon modèle de carte (Arduino Uno) et le port COM dans l'IDE. Cliquez sur la flèche de téléversement. Si tout va bien, vous verrez la petite LED 'L' sur la carte clignoter régulièrement. Vous venez de créer votre premier système cyber-physique !
Points clés
- Utiliser `pinMode()` pour configurer une broche en sortie.
- Utiliser `digitalWrite()` et `delay()` pour contrôler l'état et le timing.
- Le processus de téléversement envoie le programme compilé dans la mémoire de l'Arduino.
À retenir
Nous avons découvert qu'Arduino est une plateforme permettant de programmer un microcontrôleur pour interagir avec son environnement. Tout programme suit une structure en deux fonctions : le `setup()` pour la configuration et la `loop()` pour les actions répétitives. En appliquant cela, nous avons réussi à faire clignoter la LED intégrée en utilisant des instructions de base comme `pinMode()`, `digitalWrite()` et `delay()`.
- La structure obligatoire d'un sketch avec `setup()` et `loop()`.
- La fonction `pinMode()` configure une broche, `digitalWrite()` change son état.
- Le téléversement est nécessaire pour exécuter le programme sur la carte.
