Lire un capteur avec Arduino

• Comprendre le rôle d'un capteur et son branchement à une carte Arduino.
• Écrire un programme simple pour lire la valeur numérique d'un capteur.
• Afficher et interpréter les données lues dans le moniteur série de l'IDE Arduino.

Les capteurs et l'Arduino : faire le lien entre le physique et le numérique

Un capteur est un composant électronique qui transforme une grandeur physique (comme la lumière, la température, la distance, le son) en un signal électrique compréhensible par l'Arduino. Par exemple, une photorésistance (LDR) voit sa résistance électrique varier en fonction de la luminosité : plus il fait clair, plus sa résistance est faible. L'Arduino, elle, est un microcontrôleur : c'est le cerveau du projet. Elle ne comprend pas directement les variations de résistance. C'est pourquoi nous utilisons une entrée analogique. Les entrées analogiques (broches A0 à A5 sur un Arduino Uno) sont capables de lire une tension variable (généralement entre 0V et 5V) et de la convertir en un nombre. C'est la clé ! Le programme va transformer une mesure physique (ex: luminosité) en une tension, puis en une valeur numérique que l'on pourra traiter. Pour lire un capteur simple comme une photorésistance, on utilise un montage appelé 'pont diviseur de tension'. On branche le capteur en série avec une résistance fixe entre le +5V et la masse (GND). La broche commune entre les deux composants est connectée à une entrée analogique (ex: A0). La tension à ce point varie avec la résistance du capteur, et c'est cette tension que l'Arduino va lire.

Le programme : lire, afficher, comprendre

La programmation se fait dans l'IDE Arduino. Un programme (ou 'sketch') a toujours deux fonctions principales : setup() qui s'exécute une fois au démarrage, et loop() qui se répète indéfiniment. Pour lire un capteur, on suit trois étapes dans le code. Premièrement, dans la fonction setup(), on initialise la communication série avec la commande `Serial.begin(9600);`. Cela ouvre un canal de communication entre la carte et l'ordinateur pour afficher les résultats dans le 'Moniteur Série'. Deuxièmement, dans la fonction loop(), on utilise la fonction `analogRead(pin)` où 'pin' est le numéro de l'entrée analogique (ex: A0). Cette fonction retourne un entier compris entre 0 (pour 0V) et 1023 (pour 5V). C'est la valeur brute du capteur. Troisièmement, on veut voir cette valeur. Pour cela, on utilise `Serial.println(valeur);` pour l'envoyer sur le moniteur série et la faire apparaître à l'écran. Il est crucial d'interpréter cette valeur. Par exemple, si on couvre une photorésistance, la valeur lue va augmenter (car la tension au point de mesure augmente). En observant les valeurs dans différentes conditions (pleine lumière, obscurité), on peut définir des seuils pour déclencher des actions plus tard, comme allumer une LED si la valeur dépasse 800.

Applications pratiques et montage type

Prenons l'exemple concret d'un capteur de lumière (LDR). Le montage : une patte de la LDR est connectée au +5V de l'Arduino. L'autre patte est connectée à la fois à la broche A0 ET à une résistance fixe de 10 kΩ (kilo-ohms). L'autre extrémité de cette résistance de 10 kΩ est connectée à la masse (GND). C'est le pont diviseur. Le code correspondant est simple : dans le `loop()`, on écrit `int valeurLumiere = analogRead(A0);` pour stocker la lecture dans une variable, puis `Serial.println(valeurLumiere);`. En ouvrant le Moniteur Série (icône en haut à droite de l'IDE), on voit défiler les valeurs. En dirigeant une lampe de poche vers le capteur, la valeur chute. En le couvrant avec la main, la valeur monte. Autre application : un capteur de température TMP36. Son branchement est différent : il a trois pattes (alimentation, sortie, masse). Sa broche de sortie, qui délivre directement une tension proportionnelle à la température, se connecte à A0. La valeur lue devra alors être convertie en degrés Celsius par une petite formule dans le code, montrant l'étape suivante après la simple lecture brute.