Arduino

Exploration, mise en place et emploi de l'arduino

Illustration (c) 2008 by Tony Olsson, David Gaetano, Jonas Odhner, and Samson Wiklund. Licence CC-NC-SA 2.5)

prototypes et monstrations

• une cellule photoélectrique contrôle de rythme d'une mélodie (sketch photoresistorControlsTempoNicolasPdf.ino);
• huit DELs clignotantes selon un mode alterné grâce à une puce de regitre à décalage/shift register 74HC595 (sketch ledsWithShiftregister.ino);

• la lampe du nuage/cloud, d'après M. Banzi, Getting Started with Arduino: (les sketches networked_lamp.ino et networked_light_arduino-Nicolas_pdf.pde)

• angelino, sur le site d'Albertine Meunier;
• auduino: utilise des algorithmes de synthèse granulaires pour générer des sons filtrés par balayage (filter-sweep sounds);
• moanbot un jouet interactif, anthropomorphe et programmable développé à partir de l'arduino
• le Mindwave® pour contrôler un robot, sur le site de MAKE.

Installation logicielle

sous MacOS X

• aller sur ce lien sur arduino.cc;
• télécharger arduino-1.00.dmg (image disque de l'application);
• le décompresser;
• placer Arduino.app dans le répertoire /Applications

Les versions des OS Linux et Windows, sont disponibles et explicitées sur le site arduino.cc.

matériel et câblage

première expérimentations ordinateur/arduino/monde concret

disposer de:

• l'arduino (dans l'une de ses différentes incarnations);
• un câble usb pour le transfert de programmes de l'ordinateur vers l'arduino, son alimentation et comme port série)
• un jeu de fils #22 (AWG) pré-dénudés de différentes couleurs et longueurs
• un jeu de résistances (~300 Ohms et 10 KOhms)
• un jeu de DELs/LEDs
• un une platine d'essais sans soudures (breadbord)
• des interrupteurs et des résistances variables (potentiomètres, cellules photoélectriques)
• des transducteurs soniques, piézoélectriques
• des petits moteurs électriques, servo-moteurs, relais, solénoïdes
• des capteurs: photorésistances, capteurs de pression et de pliage, accéléromètres
• un outillage de base pour l'électronique (câbles, pinces, bruxelles, lampe de poche, matériel de soudure...)

plus loin:

• émetteurs et récepteurs infra-rouge, radio, ultrasoniques
• capteurs de rythme cardiaque; encéphalographiques
• et, bien sûr, l'utilisation des capteurs et actions des smart phones sous iOs ou Android.

programmation: premiers pas dans le langage

par Pierre Rossel- le cours.

programmation: hello arduino

blink led, une sortie numérique

• matériel nécessaire: un câble usb et un arduino, éventuellement une DEL et une résistance de 220 Ohm placées sur un circuit d'essai et connectée au PIN 13 avec un retour à la terre (GND), voir le schéma
• étapes nécessaires pour faire fonctionner l'arduino une fois le câblage réalisé:

1. écrire le programme ou sketch
2. compiler le programme
3. l'envoyer à l'arduino
4. l'arduino exécute le programme (indépendamment du contact/alimentation usb).

• le sketch ci-dessous illustre la structure de base d'un programme; il allume/éteint alternativement une DEL pendant 1 seconde

// section des déclarations de variables
int ledPin = 13    //la prise 13 est équipée dune DEL sur la plupart des Arduinos

// section de mise en place/installation
void setup() {                
  // initialisation de la prise numérique 13 (digital pin) en tant que sortie (OUTPUT).
  pinMode(ledPin, OUTPUT);     
}

// section de mise en boucle
void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);   // allume la DEL
  delay(1000);              // attend une seconde
  digitalWrite(13, LOW);    // éteint la DEL
  delay(1000);              // attend une seconde
}

variantes au blink led

• allumer et éteindre une suite de leds dans deux directions (sketch et commentaire)
• allumer de deux séries de leds avec l'aide d'un circuit imprimé (shift register) par le déclenchement de registres en cascade asynchrone (sketch et montage)
• leds en matrices pour créer des formes
• affichage de chiffres sur 7 segments
• utilisation de leds RVB ([ sketch])

switch (interrupteur): entrée numérique et/ou analogique

Deux comportements en réponse à l'interrupteur:

1. la LED s'allume et s'éteint aussi longtemps que poussoir est pressé (simpleButton.ino);
2. la LED s'allume au bouton pressé et reste allumée, jusqu'à la prochaine sollicitation qui l'éteint (ledOn_withButton03.ino).
3. même comportement que ci-dessus, mais avec une intensité variable de la led en maintenant le bouton enfoncé (buttonOnFadingLed.ino).

les effets physiques (moteurs et servo-moteurs)

• contrôle de moteurs: ordres angulaires à un servo au travers du moniteur seriel (sketch inputSerialServo.ino);
• moteurs à courant continu à paliers, etc.;

• et les ouvertures sur la robotique

capteur/entrée analogique

• cellule photoélectrique (sketch sensorBlinkingLed.ino)
• potentiomètre (sketch potentiometreControlsLed.ino)
• résistance de pression et de flexion
• capteurs IR, sonique, ultrasoniques

sortie audio/analogique (transduction piézoélectrique et/ou haut-parleur)

• utilisation de hauteurs de note à l'aide de l'oscillateur de l'arduino (synhèse élémentaire)
• création de sonorités par synthèse granulaire (auduino)

le "lilypad/arduino": les tissus électroniques et interactifs

• la gamme des lilypads;
• une application à des tissages de soie d'Antoinette Thoma (prototypes originaux présentés au stage des Activités culturelles/infolipo de l'Université de Genève en avril 2012).

articulation à d'autres systèmes de programmation et bibliothèques logicielles

protocoles et systèmes logiciels

• Processing
• MaxMspJitter & Pure Data
• Midi et OSC

Documentation & contexte global

bits and atoms: une convergence

• le site de référence au MIT

les fab labs et le DIY

• If everything seems under control, you're not going fast enough;
• l'article du wikipedia sur les fab labs et une conférence séminale de Niel Gershenfeld;

• les fab labs ici et là, en Suisse, à Genève.

langage et interface

• sur le langage arduino/c++;
• sur le matériel arduino;
• les tutoriels d'arduino.cc.

sites, blogs, communautés open source et hack

cursus universitaires et écoles d'art

• mit/medialab - the tangible media group;
• les computation lab & sensor lab, concordia university (Montréal);
• les pages du multimedialab de Marc Wathieu, École de Recherche Graphique (Bruxelles) sur l' arduino et le physical computing;
• La Tisch School de l'Université de New-York (Tom Ingoe)

1. l'enseignement de physical computing Tisch School de la NYU;
2. les tutoriels sur les microcontrôleurs.

autoformation/initiation/base de données

• instant soup - ivrea (learning by doing) par un des créateurs de la platine;
• le LilyPad Arduino, un cours en ligne complet sur cette version florale et embarquée de l'arduino (avec transducteurs et capteurs) s'intégrant dans tissus, vêtements, etc;
• joliment illustré, un petit ouvrage/support de cours sur l'intégration arduino/e-textiles: Open SoftWear, Tony Olsson et al. une équipe de l'Université de Malmö. En version pdf béta. Version imprimée annoncée;
• http://www.freeduino.org: base de données mondiale sur l'arduino/freeduino. Classé par sujets. Indispensable;
• le bidr blog - source régulièrement mise à jour de recettes et résolution de problèmes autour de l'arduino. Clair bien illustré: tutoriels, revue de nouveautés, idées...

sur les wearables

• une page de liens – e-textiles/wearables;
• le site de TischITP: artistes, matériaux; technologie; guides DIY; liens, manifestations;
• les ??how to" des instrctables sur les e-textiles;
• fashioning technology: des projets expliqués pas à pas, une source de recettes et réalisations de technologies interactives/sensitives, le site du livre du même nom et son blog fashionongtech.com
• Pulsea le site de Hannah Perner-Wilson: "... explor[ing] the electrical properties of materials, combining this knowledge with traditional and contemporary crafts to develop new techniques for building electronics that emphasize materiality and process"
• un tissu mélangeant les qualités de capteur et d'émetteur par une équipe d'artisans numériques de Berlin: FELD;

et à consulter également

• John Igoe (Making Things Talk): son site personnel et son blog;
• jason cook et le /temp/lab;
• le travail de thèse de Alicia Gibbs, New Media Art Design and the Arduino - à télécharger depuis son site;
• les réalisations de ladyada;
• le "high-low tech group" de Leah Buechley au MIT/Media Lab (Boston) - la référence sur les applications poétiques et esthétiques se ré-appropriant les technologies électroniques;
• la programmation en "drag and drop" de l'arduino avec scratch grâce à une API appelée modkit pour la circonstance.

sites commerciaux

• pour l'achat de petit matériel et des différentes platines arduino: adafruit, sparkfun, Make:;
• voir également E-textiles/wearables#kits_et_mat

ressources bibliographiques

en lien direct avec le stage

les indispensables:

• Getting Started with Processing par les créateurs du langage, C. Reas & B. Fry

• Getting Started with Arduino par un des créateurs de la platine, M. Banzi

• Arduino Cookbook de M. Margolis - extrêmement complet.

sur les arts numériques et électroniques, le physical computing et les nouveaux espaces du DIY/hacking

• d'après la bibliothèque du centre de ressources de la Gaité lyrique (Paris)

Les projets de l'atelier 2011/12

autour du lilypad arduino: e-tissages

avec l'atelier de tissage d'Antoinette Thoma

• conception des tissages avec électronique intégrée ou appliquée;
• séquences lumineuses et/ou sonore déclenchées avec un inerrupteur;
• ou actionnées par capteurs - accéléromètre, "pulse sensor", ondes radio (xbee).

installation lumineuse et sonore: leds, e-wires et réseaux et fils antennes/capteurs sonores

avec Olivia Adatte, plasticienne

• interface arduino avec les e-wires
• séquences et multiplexage de leds
• intégration de l'électromagnétisme et du sonore dans l'installation

prototype de robot autonome pour le transport et le pesage

par Alexandre Chan Azofeifa, hesge/hepia

• étude du contrôle de différents moteurs servos (à rotation continue et à rotation à 180 degrés)

project insectuino

(avec la collaboration de A. Chan A.)

site du projet

• mise au point du mouvement par deux servo-moteurs;
• intégration d'un capteur à ultrasons PING))) pour l'évitement d'obstacles;
• définitions d'un:
  • émetteur piézoélectrique pour l'émission de messages sonores
  • système de traçage au sol pour une écriture éphémère - voir water graffiti et le tricycle calligraphieur ou encore une écriture avec du graphite.
  • habillage de l'insectuino: tecniques mixtes
• mise en place d'une installation dans le cadre d'une soirée "composé/improviser" de l'association Makaronic.ch à Genève (Suisse)

sources pour le microcontrôleur et le robot: Karvinen & Karvinen; Arduino Bots & Gadgets

++ Pierre Dunand Filliol 9.4.13 à 23:56 (UTC)