Arduino

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Exploration, mise en place et emploi de l'arduino

OpenSoftWare.png

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

prototypes et monstrations

ShiftRegisteredLeds.png

Networked lamp.png

  • 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 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 plaque 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: 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
  • allumer de deux séries de leds avec l'aide d'un circuit imprimé (shift register) de d'allumage de registres en cascade asynchrone
  • leds en matrices pour créer des formes
  • affichage de chiffres sur 7 segments
  • utilisation de led RVB

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).

leds, suite

  • affichage par leds en série ou en matrices (sketch de la démo)

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.;

Servuino-small.png

  • et les ouvertures sur la robotique

capteur/entrée analogique

port sériel et le suivi des entrées analogiques ou numériques

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

communications avec les interfaces de jeu et leurs capteurs spécifiques (wii, kinect, iPhone, etc.)

la communication sans fil

arduino et ethernet

Documentation & contexte global

langage et interface

sites, blogs, communautés open source et hack

cursus universitaires et écoles d'art

  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

ressources bibliographiques

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

Les projets de l'atelier 2012

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

avec Alexandre Chan-Azofeifa, hesge/hepia

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

un robot/insecte sensitif et expressif

projet atelierpdf.com/infolipo

  • mise au point du mouvement par deux servo-moteurs
  • intégration d'un capteur à ultrasons PING))) pour l'évitement d'obstacles
  • et d'un émetteur piézoélectrique pour l'émission de messages sonores

source: Karvinen & Karvinen; Arduino Bots & Gadgets

++ Pierre Dunand Filliol 24.4.12 à 10:53 (UTC)