ProgrammeravecArduinoens’amusant

OlivierEngler

ProgrammeravecArduinoens’amusantpourlesNuls

PourlesNulsestunemarquedéposéedeWileyPublishing,Inc

ForDummiesestunemarquedéposéedeWileyPublishing,IncCollectiondirigéeparJean-PierreCanoMaquette:PierreBrandeisEditionfrançaisepubliéeenaccordavecWileyPublishing,Inc.©ÉditionsFirst,undépartementd’Édi8,201712avenued’Italie75013ParisTél.:0144160900Fax:0144160901e-mail:firstinfo@efirst.comInternet:www.editionsfirst.frISBN:978-2-412-02387-7ISBnnumérique:9782412028001Dépôtlégal:mai2017ImpriméenFranceTousdroitsréservés.Toute reproduction,mêmepartielle, du contenu, de lacouverture ou des icônes, par quelque procédé que ce soit (électronique,photocopie,bandemagnétiqueouautre)estinterditesansautorisationparécritdeWileyPublishing,Inc.

Cetteœuvreestprotégéeparledroitd’auteuretstrictementréservéeàl’usageprivéduclient.Toutereproductionoudiffusionauprofitdetiers,àtitregratuitou onéreux, de tout ou partie de cette œuvre est strictement interdite etconstitueunecontrefaçonprévueparlesarticlesL335-2etsuivantsduCodedelapropriété intellectuelle.L’éditeurseréserveledroitdepoursuivretouteatteinteàsesdroitsdepropriétéintellectuelledevantlesjuridictionscivilesoupénales.

CelivrenumériqueaétéconvertiinitialementauformatEPUBparIsakowww.isako.comàpartirdel'éditionpapierdumêmeouvrage.

IntroductionBienvenue dans le monde de l’invisible, de l’intouchable, de lamatièremolle,dusoft-ware!

Nous allons vraiment nous amuser à prendre puis à garder lecontrôle de quelque chose de trop étrange : ta propre capacité àinsufflerduraisonnementdansunbébé-cerveaufaitavecdusable.

Quand tu écris d’habitude, c’est pour te relire (fonction demémoire)oubienpourquequelqu’und’autreterelise(fonctiondecommunication).

Dansce livre, tuvasapprendreàécriredeshistoiresquivontêtrevécuesparuncircuitélectroniquecommesavraieetuniqueréalité.

Sansprogramme,unordinateurest l’objet leplus inutileque l’onpuissefabriquer.

Avecunprogramme,c’estl’outilleplusutile,lepluspolyvalentetlepluscomplicedel’hommequipuisses’imaginer.

L’étatd’espritdulivrePresquetousleslivresconsacrésauphénomèneArduinoseveulentpratiques.Le lecteura trèsenviedesavoirconstruire toutessortesdemontages,et son impatienceest supposée.Onestguidédans lemontage, dans le soudage, on va piocher par téléchargement unexempledéjàécrit et testé,on le transfère sur lacarte, ethop !çamarche.Gratificationimmédiate.

Etaprès?Àquelmomentauras-tuapprisàexpérimenter,àdevenirautonome, à avoir de nouvelles idées si tu n’as pas fait trèslentementlespremierspas?

Jeteproposeicidet’émerveillerdevantdepremiersmontagestrèssimplesauniveaumatériel,maisdeplusenplusévoluésauniveauprogrammation. Ce livre privilégie le code. La matière obéit, lecodedirige!

Aprèscettemiseenroute,tupourrasenvisagerdepoursuivreavecun environnement de programmation comme ceux desprofessionnels : langage C, C++, Java, JavaScript, Python, atelierEclipse…Maisd’abordlesbases.

Sécurité!Undéfique jemesuisdonnéconcerne le feràsouder.Dansdeuxprojets,savoirmaniercetoutilouavoirdanslesparagesquelqu’unqui sait est plus confortable, mais on peut faire sans. Aucunbranchementàunepriseélectrique220Vnonplus.Châtaigne,gohome!

Résumédel’histoire(plandulivre)

Ce livre propose quatre parties qui peuvent se faire en quatresemaines(ouquatremois,maisquatrejours,ceseraitstressant).

Semaine1:MiseenrouteDans leChapitre1, «Quel est cet animal ? » , nous découvronsl’objet à dompter en apprenant un langage. Cet objet est unmicrocontrôleur installé sur une carte électronique. C’est le seulchapitrequetupeuxparcourirunepremièrefois, t’arrêter lorsquecela devient corsé, puis y revenir (sans faute, hein ?) après avoirdérouléplusieursautreschapitres.

LeChapitre2,«L’atelierducyberartisan»,teguidedanslamiseenplacesurtonordinateurd’unlogicielpourcréeretmodifiertesprogrammespuislesenvoyerverslacarte.

Enfin, leChapitre 3, « Le tour de chauffe » , explique commentrécupéreretimplanterlesexemplesdulivre,découvrirleMoniteursérieetchargerunpremierprogramme.

Semaine2:ParleretécouterlemondeC’estdansleChapitre4,«Àl’écoutedumondeennoiretblanc»,que nous faisons nos premiers pas dans l’art d’écrire un textesourceensurveillantl’étatd’uneentréenumérique.

NousenchaînonsdansleChapitre5,«Àl’écoutedumonderéel»,avec les entrées analogiques, les types de données, ta premièrefonction()etlesconditions.Nousnesommesplusenvacances,maisc’estunfeud’artificedenouveautés!

Poursereposerlesneurones,nousutilisonsnospetitsdoigtspourconstruiredeseffetslumineuxinéditsavecdesdiodesLEDdansleChapitre6, «Parler, c’est agir » .Cene sera pas par hasard quenousferonsgénérerdesvaleursaléatoires.

Notre mikon va se montrer sociable comme jamais dans leChapitre7,«Donnerune impulsion» ,enproduisantdesvaleursanalogiques. Pour clore la semaine, nous allons créer un jeu (desociété)dedevinettenumérique.

Semaine3:SonsetlumièresPlace aux modules. De l’intelligence concentrée. LeChapitre 8,« Ta baguette magique » , explore la lumière invisible et oseaborderuntoutpetitpeulaprogrammationorientéeobjets.Danslatroussedebaseduprogrammeur,nousversonslastructureswitchcaseetlestableauxdevaleurs.Rienquecela!

AvecleChapitre9,«Quepersonnenebouge!»,cesera«susauxintrus»etnousferonsdubruit…etdel’algorithmique.

Enfin,leChapitre10,«Levoleurdecouleurs»,repeintlemondeavecseulementdurouge,duvertetdubleu.Maiséteinslalumière,c’estmieux.

Semaine4:LetempsdeslettresDans leChapitre11, « Le temps liquide » , nous affichons notrecaractèreetnousprenonsnotretempspourlefaire.

NousrepartonsducôtéobscurdesondesdansleChapitre12,«Unpeud’échologie».Lemikonentendracequenousn’entendonspas.Et pour nous rassurer, nous terminons avec un instrument sonoretrèsmalléable.

L’AnnexeréunitunmémentodulangageArduinoetquelquespistespourt’inviteràpoursuivrel’aventure.

PourréaliserlesprojetsBiensûr,iltefautd’abordtacarteArduinoUnoouunecompatible.Lavraie,celledecouleur«bleuArduino»,vautenviron20euros.Les clones sont normalement d’une autre couleur (blanc, rouge,bleu ciel, vert) et moins chers. Si tu choisis un clone, fais-toigarantirparlevendeurqu’ilestvraimentcompatible.

Si tu trouves une carte nommée Genuino, c’est aussi la carteofficielle, mais il y a eu une époque où les créateurs italiens del’Arduino n’avaient plus le droit d’utiliser le nom en dehors desUSA.Leschosessontrevenuesdansl’ordre.

Le tableau suivant présente les besoins en composantsmajeurs detous lesprojetsdu livre.J’yajouteun lotdepièces indispensablesdans la réserve de toute personne qui a envie de réaliser desmontagesenélectroniquenumérique.

Voici d’abord ces composants que tu vas pouvoir réutiliser d’unprojetàl’autre:

» aumoinsuneplaqued’essaioudeprototypage,une

detaillenormale(800trousenviron;situlepeux,

prendsaussiunededemi-longueur(400trous)etune

miniature(170trous)(voirlafinduChapitre2);

» aumoins5résistancesde100ohms,5autres

de220ohms,5de470ohmsetaumoinsune

de1kohm;

» unedizainedefilsdeconnexionmulticoloresavec

brochesterminalemâle-mâle(descourtsetdesplus

longs);

» unedizainedefilsdeconnexionmulticoloresavec

brochesterminalemâle-femelle;

» quelquesfilsdeconnexionmulticoloresavecbroches

terminalefemelle-femelle;

» (enoption)unporte-pile9V.

Lebudgetpourcesincontournablesestd’environ10euros.

Jenevaispascitercescomposantschaquefoisdanslesmontages.Jevaissupposerquetuenastoujoursassezd’avancedanstonpetitstock.Enrevanche,pourchaqueprojet,jecitelecomposantmajeur,celuiengénéralleplusonéreux.

Chapitre Projet Qté Composantmajeur Budget

04 Digit 1 Boutdestrap 0€

05 Analo 1 Boutdestrap 0€

05 Tempera 1 Capteurde

températureLM35ou

LM335(+rés.1kohm)

3€

06 Luciole 1 DiodeLEDrouge,

verteoubleue(+rés.

220ohms)

0,50€

07 Binar - idemLuciole 0€

07 Binar2 1 =Binar1+seconde

diodeLED(+rés.de

220ohms)

0,50€

07 Binar4 2 =Binar2+deuxautres

LED(+2rés.de220

ohms)

1€

07 Devinum - idemBinar4 0€

08 BagMagik 1 Capteurinfrarougede

typeTSOP38238

3€

09 Gardien 1 CapteurPIRVelleman

VMA314ou

compatible

6€

09 Sonner 1 Haut-parleur8ohms

ou32ohms

3€

09 TestOreilles - idemSonner 0€

10 Tricolore 1 DiodeLEDRGBanode

commune(de

préférence)ou

cathodecommune(+

3rés.270ohms)

2€

10 Arkenciel - idemTricolore 0€

10 VolKool 1 Capteurdecouleur

AdafruitTCS34725

10€

11 KristaLiq 1 ModuleafficheurLCD

deDFRobotDFR0009

11€

11 KristAlpha - idemKristaliq 0€

11 KristaProverbe - idemKristaliq 0€

11 Tokante 1 10€

ModulehorlogeRTC

TinyRTCàbasede

DS1307

12 Telemaster 1 Moduleàultrasons

HC-SR05(Velleman

VMA306ou

compatible)

5€

12 TelemasterLCD - idemTelemaster+

afficheurdeKristaLiq

0€

12 Taprochpa - idemTelemaster+

haut-parleurde

Sonner

0€

TOTAL 55€

Sicebudgetesttropélevé,s’ilfautenleverundescomposantslespluschers, tuchoisirasselon tespréférences.Tupourras tepasserdel’horlogeDS1307ouducapteurdecouleurTCS34725.Tupeuxréaliser tous les projets jusqu’au Chapitre 9 inclus pour moinsde20euros.

Une boîte de rangement translucide multicasier est très pratiquepouryrangertouteslespetitespièces.

Jedonnedesconseilsconcernantlessitesderevendeursàlafindulivre.

LacommunautéArduinoQuand tu entres dans le monde Arduino, tu viens rejoindre unecommunauté de millions de pratiquants qui se retrouvent sur lessites Web bien sûr, mais pas seulement : de nombreux locauxassociatifs t’ouvrent leursportesenmétropoleetenfrancophonie.Tupeuxyobtenirde l’aideet, surtout,partager tesdécouvertesettrouverdespartenairespourréaliserquelquechoseàplusieurs.

Unebonneadresseàfréquenterenpremierestleforumenfrançaisdusiteofficiel:

http://forum.arduino.cc/index.php?board=33.0

Figure1:Paged'accueilduforumArduinofrancophone.

Lavaleur33estlepréfixetéléphoniquedelaFrance.

Etmaintenant,enavanttoute!

ISemaine1:Miseenroute

Aumenudecettesemaine:

Chapitre1:Quelestcetanimal?

Chapitre2:Lesoutilsqu’iltefaut

Chapitre3:Letourdechauffe

E

Chapitre1Quelestcetanimal?

AUMENUDUCHAPITRE:

» Ilétaitunecarte

» Ilétaitunmikon

» Deslangagespourraisonner

n général, on dit qu’un être humain est constitué d’un corps etd’uneâme,doncd’unepensée.Si tun’avaispasdecorps, tunepourraissansdoutepasterendrecomptequetupenses,donctu

nepourraissansdoutepaspenser.

Il envademêmeavecunordinateur : il se composed’unepartiematérielle (sa quincaillerie ou hardware) et d’une partieimmatérielle (son programme ou software). Cela n’a riend’étonnant:l’ordinateuraétéinventéparleshumains.

Ce livre se consacre à la carte Arduino Uno, et j’ai déjà indiquédans l’introduction qu’il s’agissait d’une carte d’expérimentationconstruite autour d’unmicrocontrôleur (MCU,Micro ControllerUnit).Est-cedifférentd’unordinateur?

Dans un ordinateur habituel, il faut réunir sur une grande cartenommée carte mère de nombreux composants. Voici les plusimportants:

» unprocesseur;

» desbarrettesdemémoire;

» descircuitsd’entrée-sortie(pourcontrôlerledisque

dur,lacartegraphique,laliaisonInternet,lesports

USB);

» unealimentation.

Un microcontrôleur réunit la plupart de ces composants sur uneseule puce. Il est généralement bien moins puissant qu’unprocesseurd’ordinateurdebureau,maisilregroupedanslamêmepucelestroisélémentsfondamentauxd’unordinateur:

» unprocesseurpourtraiterlesdonnéesetfaireles

calculs(laCPU)–ici,c’estnotremikon;

» unespacedestockagemémoirepourlesinstructions

àexécuteretlesdonnéesqu’ilmanipule;

» desmoyenspourcommuniqueravecl’extérieur,qui

sontsesportsd’entréeetsesportsdesortie.

AulieudecommencerparunevisiteguidéedelacarteArduino,jeteproposedeplongerd’aborddanslapucedumikon, leroidelacarte.Nous verrons sa « cour » , les composants qui l’entourent,dansunsecondtemps.

Dans toute la suite du livre, pour éviter d’écrire sans cesse«microcontrôleur»,jevaisbaptisernotrenouvelami«mikon».

TonmikonestunATmega328UncomposantsedistinguedetouslesautressurtacarteArduino:c’estlemicrocontrôleur,pardon,lemikon.Ilcontientaumoinsunmilliondefoisplusdecomposantsquetousceuxquetuvoisautourdeluisurlacarte!

Cecomposantestutilisédansdesmillionsdeproduits,desappareilsménagers aux gadgets électroniques, des alarmes aux machines-outilsdel’industrie.Ilseprésentesouslaformed’unrectangledeplastiquenoiravecdespattesmétalliques.

Figure1.1:ApparenceexternedumikonATmega328.

Protégée dans son boîtier noir se trouve une fine lamelle desiliciumgravéd’environ3mmdecôté:c’estelle,lapuce.Touteslespattesdesdeuxcôtésduboîtier(ilyena14dechaquecôté)sontreliéesàcettepetiteplaquedesilicium.

La plaque contient des centaines de milliers de circuitsélectroniquesélémentaires.LaFigure1.2montreàquoi ressemblecette petite puce énormément agrandie. Je te rappelle que la tailleréelleestde3mmsur3!

Figure1.2:VuemicroscopiqueducircuitATmega328.

Et voici sur la Figure 1.3 les ensembles de composants qui sontréunis dans le mikon. Je rappelle que dans les ordinateurs debureau,laplupartdecesboîtessontdescomposantsséparés.

Il n’existe aucun objet dans l’univers connu qui possède une telledensité d’intelligence, pour un prix de 3 euros environ pièce. Tupeux par exemple acheter des poussins à 2 euros pièce pour telancer dans l’élevage de poules pondeuses, mais les poussins nesontpasdesobjets.Cesontdesorganismesvivantstrèscomplexes.Bien sûr, ils exécutent aussi un programme, mais c’est leurprogrammegénétiquecodédansleurADN.

Lemikonn’estpasuncerveauvidequiattendquetuytransfèrestonpremierprogramme.Dèssasortiedel’usine,ilsaitfaireuncertainnombred’opérationsélémentaires (son jeud’instructions),et ilnepourrajamaisenfaired’autres.

La mission d’un programmeur consiste à décomposersuffisammentdesopérationscomplexespourqu’ellespuissentêtreréaliséesaveccesinstructionsélémentaires.

Figure1.3:SynoptiquedumicrocontrôleurATmega328.

Voici les principales catégories d’opérations que sait faire tonmikon(ainsiquetouslesmicroprocesseursactuels):

1. Opérationsarithmétiques.Addition,soustraction,

multiplication,etc.

Quandtufaisuneadditiondetête,tudoissouvent

mémoriserunrésultatintermédiairequelquepart(«et

jeretiens3»).Tuutilisespourcelatamémoireàcourt

terme.Lapucefaitdemême:elleabesoindepetits

espacesdestockagedanslesquellesellepeutécrirele

résultatintermédiairedesesopérations.

Cespetitsespacess’appellentdesregistres.Lapuce

ATmega328possède32registres.Chaqueregistre

contienthuitpetitsinterrupteursélectriques(pourhuit

bits).

Enfait,cesregistressontutilisésparpairessousforme

de16registresde16bits.Nousverronsplusloinàquoi

ilsserventetcequesontlesbits.

2. Opérationsdedéplacement.Avantdecommencer

uneopération,lemikondoitallerchercherlesvaleurs

danssamémoire.Unefoisl’opérationterminée,ildoit

yrangerlerésultat.Pourtoutcela,ilfautunespace

mémoireendehorsdesregistres.C’estpourquoile

mikonpossèdetouteuneséried’instructionspour

chargerunevaleuretstockerunevaleurdansla

mémoirededonnées(SRAM).

3. Opérationsdebranchement.Latroisièmecatégorie

d’instructionsestlaplusimportante:elleréunittoutes

lesopérationsquifontd’unprocesseurautrechose

qu’unsimpleautomate.Eneffet,grâceauxinstructions

debranchementcombinéesàdesinstructionsdetest,

lecomportementexactduprogrammepeutvarier

d’unefoisàlasuivante.Jem’explique.

Lorsquetuveuxréaliserunerecettedecuisine,tusuis

dansl’ordrelesétapesnumérotées.Iln’yauraitaucun

intérêtàsauterdel’étape1àl’étape4puisàremonter

verslesétapes2puis3.Lefonctionnementestlinéaire:

tuvasdudébutàlafin.

Danscertainesrecettes,tulaissesreposerunepartie

decequetupréparespourconfectionner,parexemple,

unesaucequiseraajoutéeauplat.C’estunesous-

recette.Quandlasauceestprête,tureprendslasuite

delarecetteprincipale.

Unprogrammedansunprocesseurestluiaussi

constituéd’instructionsquisesuivent.Leprocesseur

lesexécutel’uneaprèsl’autreaurythmed’unehorloge

(quidonneletempopourpasseràl’instruction

suivante).Cependant,tupeuxdécideravecune

instructiondebranchementdesautercertaines

instructionspourcontinuerl’exécutionunpeuplusloin

puisrevenir,cequidonneunesouplesseinfinie.

4. Opérationsdetest.C’estcettedernièrecatégorie

d’instructionsquetucombinesaveclaprécédentepour

déciderdechangerlecomportementduprogramme

enfonctiond’unevaleurquipeutêtrecomparéeà0,ou

àuneautrevaleurpoursavoirsielleestégale,

inférieureousupérieure,etc.

Ilexisteunedernièrecatégoried’instructions:cellesquiserventàmanipulerlessignauxélectriquesbitparbit.Nousavonsdéjàassezdechosesàdécouvrirpourleslaisserdecôtépourl’instant.

Autotal,lemicrocontrôleurATmega328possèdeunpeuplusd’unecentained’instructionsmachine.

Unprocesseurestdoncunemachinequiutilisedutemps,aurythmedestopsdesonhorloge,etdel’espace(samémoire),pourmodifieret créer des données. Les instructions de son programme sontstockées dans sa mémoire Flash et les données, dans une autremémoiredetravail(marquéeSRAMsurleschémasuivant).

Voicileniveaudedétailultimepourlesprincipauxconstituantsdeton mikon. La figure suivante montre uniquement les détails durectangleAVRCPUetdesdeuxboîtesdemémoire(FlashetSRAM)delafigureprécédente.Petit,maiscostaud!

Figure1.4:Composantsdel’unitécentraledumikon.

Lamémoireduprogramme(mémoireFlash)Lorsqueleprogrammedémarre,ilvachercherlavaleursetrouvanttout au début de cette zone mémoire. Cette valeur numériquereprésentelapremièreinstructionqu’ildoitexécuter.

Une fois celle-ci exécutée (mêmependant qu’elle s’exécute), il vachercher l’instruction suivante et ainsi de suite jusqu’à la fin duprogramme,avecéventuellementdesbranchementsetdessauts,deschargements et déchargements de données et des opérationsarithmétiques.Chaqueactionderecherchedel’instructionsuivantesefaitaurythmedestopsd’horloge.Poursavoiroùilenestdansl’avancement parmi les instructions, lemikon possède un registremémoirespécial:lepointeurd’instruction.

C’estquoisontravail?Lecœurd’unmikonestunensembledecircuitscapablesderéagirà des valeurs numériques (binaires) pour en créer d’autres. Cetravailestfaitparl’unitéarithmétiqueetlogiqueALU(Arithmetic

and Logic Unit). Elle sait réaliser environ une centained’opérationsdifférentes.Cesont les instructionsmachinedont j’aiparléplushaut.

Lesrésultatsdecestraitementspeuventêtrerendusdisponiblessurdesbrochesde sortiede lapuceATmegaqui sontdisponibles surlesconnexionsmarquéesDIGITALdetacarteArduino.Surchacunedesbrochesdesortie,ilpeutyavoirsoitunetensionde5volts,soitpasdetension(0volt).Lacombinaisonexactede0etde1surlesbroches de sortie dépend entièrement du programme en coursd’exécutiondanslemikon.

D’unecertainefaçon,lemikonfabriquedeladentelledetensionàpartir de la tension continue 5 V qui lui sert d’alimentationélectrique. C’est une dentelle très fine car les tensions sur lesbrochesdesortiepeuventchangerjusqu’àplusieursmillionsdefoisparsecondesurunArduinoUno.

Letopdel’horloge

Le processeur fonctionne en progressant d’une étape à chaque

coupd’unehorloge,c’est-à-direàchaquechangementdetension

entre0Vet5Vdusignald’horlogequieststabiliséparuncristal

de quartz. Tu peux voir le composant cristal sur la carte : il se

trouveducôtégaucheaumilieu,dansunboîtierrectangulaireà

coinsarrondis.Situleregardesdeprès,tudevraispouvoirlirela

valeur 16 suivie d’autres chiffres. Cela signifie que ce cristal

résonne à 16 MHz, c’est-à-dire qu’il oscille et change

d’état16millionsdefoisparseconde.

FréquenceetgourmandiseLafréquenced’horlogedetonmikonestbieninférieureàcelledesprocesseurs équipant les ordinateurs de bureau actuels. Ces CPUIntel ou AMD ont une horloge tournant entre 1 et 3 GHz (troismilliardsdehertz),soitenviron100foisplusvitequecelledetonmikon(16MHzoumoins).

Mais les processeurs sont comme les cerveaux humains : plus turéfléchisintensément,plustoncerveauconsommedesucre,etplussouvent tu dois te recharger en énergie. Ton Arduino Unoconsomme beaucoup moins que le processeur d’un ordinateurclassiqueetchauffedoncbeaucoupmoins.

Lorsqu’ilexécutedesinstructions,leprocesseurAtmelATmega328consommeenviron10mA,soit0,05wattsalorsqu’unprocesseur

de milieu de gamme actuel consomme environ 1 000 fois plus(50watts).

Mieux encore, lorsque le processeur ATmega bascule en veille,c’est-à-dire au repos (mais prêt à se réveiller s’il arrive quelquechosesurunebroched’entrée),laconsommationdescendà0,1µA(micro-ampère,encore100000foismoins).

C’estcequipermetd’utiliserdescartesArduinopourtoutessortesdemontagessurpilesendomotique,enélectroniquedeloisirs,danslesvoitures,l’électroménager,lesjouets,etc.

Tacarte,c’estuneUnoReculonsmaintenantpourvoirsinotremikonestbienentourésurlacarte.D’abord,jerappellequ’ilexistetouteunefamilledecartesArduino,delaminusculeNanoàlagrandesœurMega2560.Notrepréférée est la Uno. La marque officielle est Arduino ou bienGenuino.

L’électricitéstatiquetuelesmikon!

Unemiseengarde :en fonctiondeshabitsquetuportes, ilest

possiblequetuaccumulessanslesavoirdel’électricitéstatique.

Tuaspeut-êtredéjàreçuunedéchargeenenlevantunpullouun

T-shirt.Pouréviterdedétruire tacarteavantmêmed’avoir joué

avec,toucheparexempleunradiateurouunepoignéedeporte,

puissors-ladesonemballage.

Danstous lescas,netouchepas inutilement lescontactssur le

dessousducircuit.

Tupeuxprendrelacarteenmainenlatenantparlesconnecteursenplastique enhaut et en bas et en l’orientant dans le bon sens pour

pouvoirlirelestextes.Quevois-tu?

Figure1.5:VuegénéraledelacarteArduinoUno.

» Enhautàgauche,ilyaungroscarréenmétal.C’est,

tul’avaisdéjàdeviné,lapriseUSB.

» Enbasàgaucheilyaunautreconnecteur,arrondi

celui-ci.Ilserviraplustardàinsérerunjackpour

alimentertacartesansavoirbesoindegarderlecâble

USB.Engénéral,tubrancherasdanscejackun

adaptateurdepile9V.

» Entrecesdeuxprises,tudoispouvoirdétecteruntout

petitcircuitnoiràgauchedurectangleovalisédu

cristaldequartz.C’estlerégulateurdetension,qui

permetd’alimenterproprementlemicrocontrôleur

avecunetensiontoujoursbienégaleà

5Vetsansparasites.

Figure1.6:GrosplansurleconnecteurUSBetlejackd’alimentation.

» Turemarqueségalementdeuxcylindresgrisclairen

bas,àdroitedelaprisejackd’alimentation.Cesont

descondensateursquifiltrentlatensiond’entrée.

Avectoutescesprécautions,tonmicrocontrôleurseraalimentéavecdel’énergiedehautequalité,etilt’enremerciera.

En longeant le bord inférieur vers la droite, nous trouvons leconnecteur noir des broches d’alimentation. Seules trois nousserontutiles,etdanstouslesprojets,d’ailleurs.

Enlesparcourantdegaucheàdroite(seulescellesquenousallonsutilisersontengras):

» Lapremièrebrochen’apasdelégendeetn’estpas

utilisée.

» LabrocheIOREFsertàdistribueràdescartes

d’extensionlamêmetensionquecelleutiliséeparla

carteArduino.Ellefournitsoitdu5V,soitdu3,3V.

» LabrocheRESETsertàreportersurunecarte

d’extensionleboutonRESETducoinsupérieurgauche

quifaitredémarrerleprogramme.

» Labroche3,3Vsertàalimenterdescomposants

fonctionnantaveccettetensionréduiteaulieude5V

(maximum50mA).

» Labroche5Vestlaseulesurlaquelletupeuxobtenir

le+5Vpouralimenterlescomposants.Elleestparfois

marquéeVcc.

» LesdeuxbrochesGNDcorrespondentaupôle

négatifd’alimentation,c’est-à-direàlamasse,en

anglaisground,abrégéenGNDetparfoisenVss.

» Enfin,labrocheVINdonnelamêmetensionquecelle

quiestfournieenentréelorsquetualimenteslacarte

avecunepileouunadaptateursecteur.

Figure1.7:Sortiesd’alimentationetentréesanalogiques.

Nelebrusquepas!

TacarteArduinoettonmikonsontdesobjetsdélicats.Ilfautfaireattention à ne pas trop demander au mikon. Ce qui pourraitfacilement le détruire, c’est de lui demander de fournir trop decourant.Voyonscequ’estuncourantélectrique.

Le courant, c’est de l’énergie qui se déplace.Quand tu vois l’eaucoulerdansune rivière, tudevinesqu’ellevad’unpointhautversunpointplusbasparcequ’elleestattiréeparlecentredelaterreetva finirdans lamer.Si tu installesunmoulin sur la rivière, l’eauqui se déplace fera tourner le moulin. L’eau produira un travailparce que son déplacement représente de l’énergie. Il en va demême avec le courant électrique qui coule entre les deux bornesd’unepileouentrelesdeuxfilsd’unepriseélectrique.

Situasdesradiateursélectriquescheztoi,tusaisqu’enréglantunradiateur aumaximum, tu vas générer plus de chaleur. C’est toutsimplement parce que tu fais passer plus de courant dans leradiateur. Ce courant est freiné par des résistances et c’est cefreinage qui crée la chaleur. Si tu règles le radiateur à moitié, ilconsommeradeuxfoismoinsdecourant.Lecourantsemesureenampères (A). Pour un radiateur de 2 000 W en 220 V, laconsommationestd’environ10A(2000diviséspar220).

Tonmikonestbeaucoup,beaucoup,moinsgourmand:chacunedesbroches de sortie ne peut fournir aumaximum que 0,04 ampère,soit 40 milliampères (mA). L’ensemble des broches ne doit pasdépasser les 200 milliampères. Il faudra prendre les mêmesprécautionsenutilisantlesbrochesenentrée:nejamaisfairepasserplusde40mAparunebrochedetacarteArduino.

SuitedelavisiteLe dernier connecteur en bas rassemble les six broches d’entréesanalogiquesàdroite,repéréesparlamentionANALOGIN(voirlaFigure1.7).

En remontant vers le bord supérieur de la carte, nous saluons lemikonaupassage.

Lemikonetsonembase

En général, car cela varie d’un fabricant à l’autre, le mikon se

présente sous la forme d’un rectangle noir avec 14 pattes de

chaque côté. Si tu regardes bien, tu dois voir que ce circuit est

insérédansuneembaseenplastique.C’estcetteembasequiest

soudée sur la carte. C’est une très sage précaution, car cela

permet de changer uniquement le microcontrôleur au lieu de

jeterlacarte.Siparmalheurtuledétruisunjour,ilsuffiradetirer

doucement aux deux extrémités pour extraire la puce, puis en

inséreruneneuve.Celaépargnededevoirdessoudertoutesces

petitesbrochesoudejeterlacarte.

Nousarrivonsenfinauxbrochesdesortiesurlebordsupérieur,àcôtédelamentionDIGITAL.C’estsurcesbrochesqu’ilyauraoupasune tensionde5Ven fonctiondesopérations réaliséespar lemikon(Figure1.8).

Figure1.8:Grosplansurlesentrées/sortiesnumériques.

Le but du mikon n’est pas de travailler dans son coin, maisd’écoutercequi sepasseautourde luipuisde réagir enparlantàsontour.Voyonsdonclesentrées-sortiesplusendétails.

Écouteretparler:lesentréesetsorties

Tu saismaintenant que cetteminuscule puce de 3mmde côté estcapable de réaliser, par exemple, 1 million d’instructions parseconde. Mais à quoi sert tout ce travail si tu ne peux pas enprofiter?

Il faut que les résultats puissent être renvoyés vers l’extérieur, etc’estàcelaqueserventlesbrochesdesortienumérique.

DébranchesinécessairelecâbleUSBpourpouvoirtournerlacarteArduino dans tous les sens. Prends-la et observe bien le bordsupérieurdelacarte, làoùsetrouventlesdeuxconnecteursnoirs,au-dessusdelamentionDIGITALPWM.

Regarde les chiffresmarqués juste sous les connecteurs : ils vontde0à13,cequifait14brochesdesortie.LamentionDIGITALterappelle que sur ces broches, il ne pourra y avoir que soit 0 V,soit5V.Cesontdesbrochestout-ou-rien.Danstesprogrammes,tupourrasécriredes instructionspour forcerparexemple labrochenumérotée7(donclahuitième)àl’étathaut,c’est-à-diredemanièrequ’ilyaitunetensionde5Vsurcecontact.

Enfrançais,onparlede«sortienumérique»,maisletermeanglaisdigitalesttellementrépanduquetuleverrassouventutilisé.Ilfautsavoirqu’enanglais,unchiffreseditdigit.Enfrançais,cemotn’estutilisé que pour les empreintes digitales. Tu peux utiliser le mot« digital » , mais n’oublie pas que tu rencontreras le mot«numérique»situpoursuisdanslavoiedel’électronique.

RetournelacarteArduinopourvoirlecôtépile.Orientelaplaqueparrapportàtasourcedelumièrepourpouvoirdevinercequiestgravésurlasurface.Tudoisvoirdestraitsquivontdesbrochesduconnecteurduhautjusqu’auxbrochesdumikonenbas.Celamontrequelesconnecteursde lacarteArduinodonnentdirectementaccèsauxpattes du circuit intégré, de façonbienplus confortable parcequetupeuxdirectementinsérerunfildanschacundesconnecteursnoirs.

Revenons aux légendes des sorties numériques (voir Figure 1.8).Quelques-unesneserésumentpasaunumérodelabroche.

RxetTxsontenbateauLesbroches0et1sontsuiviesrespectivementdelamentionRXetTX.Cesdeuxbrochesserventàfairecommuniquerlacarteavectonordinateur,commeellelefaitparlapriseUSB.Danstesprojets,dèsquetuaurasbesoind’affichersurl’ordinateurdesvaleursenvoyéespar le mikon, il ne faudra jamais utiliser ces deuxbroches0et1danslemontage,carcelagénéreraitunconflitetunrésultatbizarre.

Cesdeuxbroches sontdirectement reliées (tudoismecroire)auxdeux petites LEDmarquées TX et RX du côté gauche, un peu endessousdelabroche13.Ellesvonts’allumeraurythmedel’envoi(TX, Transmit) ou de la réception (RX, Receive) de bits dedonnéessurlapriseUSB.

Desbrochesespañoles?Plusieursbrochesprésententunpetitsymbole~(untilde)avantleurnuméro. Il s’agitdesbroches3,5,6,9,10et11.Ces sixbrochespeuvent être utilisées d’unemanière un peu spéciale.À côté de lamention DIGITAL, tu vois la mention PWM. C’est une techniquepourutiliserunesortienumériquedemanièreàsimulerunesortieanalogique.NousverronsceladanslaSemaine2.

Analogiqueounumérique?Quandtuallumesouéteinslalumièredetachambre,tuutilisesunmécanisme numérique, car la lumière est soit totalement allumée,soittotalementéteinte.Enrevanche,aulongd’unejournée,lesoleildiffuseune lumièrequi variegraduellement : c’est unphénomèneanalogique.Ilnedisparaîtpasenunéclairà18heurespile.

Quand tu règles le volume de ta chaîne stéréo, la variation estcontinue.C’estunphénomèneanalogiqueégalement.En revanche,tongrille-painestsoitentraindedorerunetartine,soitill’éjecte.Ilne reste pas àmi-hauteur (sauf bien sûr si une tartine se coince).C’estunphénomènenumérique,discontinuplusprécisément.

Unordinateurneconnaîtàl’intérieurquedeschosesdiscontinues,numériques:iln’yaquedes0etdes1.Soitilyaducourant,soitiln’y en a pas. Pourtant, dans le monde physique (IRL), il y a descomposants qui doivent être contrôlés de façon analogique, parexemplelevolumesonorequel’onenvoieàunhaut-parleur.C’estpour pouvoir contrôler graduellement de tels composants que tonmikonpossèdecertainesbrochesdesortienumériquespouvantêtreutilisées selon le principe PWM dont j’expliquerai les détails entempsutile.

Ton mikon peut donc parler en changeant l’état des brochesnumériques de sortie. C’est un langage vraiment élémentairepuisqu’il n’est constitué que de 0 et de 1,mais n’oublie pas qu’ilpeutchangerl’étatdechacunedesbrochesplusieursmilliersdefoisparseconde.SitupouvaisenvoyerducodeMorseàcettevitesse,unlivre entier pourrait être envoyé en quelques secondes. Ce n’estdoncpassiridiculequecela.

Renvoyerdesrésultatsvers lemondeextérieurpourcontrôlerdescomposants est une chose, mais il serait formidable de pouvoirécoutercequisepassedanslemonde.C’estàcelaqueserventlesentréesnumériques.

LesentréesnumériquesInutiled’allerchercherbienloin:lesentréesnumériquessefontsurles mêmes broches que les sorties numériques. En effet, dans tesprogrammes, tu peux à toutmoment choisir d’utiliser une brocheparmilesquatorzecommeentréeoucommesortie.

Lorsqu’elles sont utilisées en entrées numériques, les six brochesPWM sont strictement identiques aux autres. En revanche, maremarque concernant les deux broches 0 et 1 reste valable. Si tuutilises leMoniteur sériedans l’ateliercommeonva ledécouvrir

dans le prochain chapitre, n’utilise pas ces broches dans tesmontages.

Je viens de dire qu’il s’agissait de broches d’entrées numériques.Autrement dit, elles peuvent seulement détecter qu’il y a 0 Vou5V;maisquesepasse-t-ilavec4Vsuruneentrée?

Le fabricant de tonmikon, le fondeur, qui est la sociétéAtmel, achoisidecréerunezonedesécuritéentrelesdeuxétatslogiquesbas(0V)ethaut(5V):

» Entre0Vet0,8V,c’estunétatbas,doncun0.

» Entre2,8Vet5V,c’estunétathaut,doncun1.

» Entre0,8Vet2,8V,l’étatestindéterminé,etledernier

étatrestevalable.

Ces broches d’entrées numériques vont te servir à détecter toutessortes de changements, par exemple le fait d’appuyer sur un petitbouton-poussoir peut faire basculer une entrée de 0 V à 5 V oude5Và0V.Cela tepermetdedétecterquequelqu’unapressé lebouton.Dansunsystèmed’alarme,lefaitqu’unefenêtres’ouvrevachanger l’état d’un contacteur et tu pourras le détecter sur unebroched’entréenumérique.

Maiscommentfairepourrécupérerunevaleuranalogiquecommeunetempératureouuneintensitédelumièrenaturelle?Cesontdesvaleurs analogiques, pas numériques. Dans ce cas, il faudraitdisposerd’entréesanalogiques.Justement,lacarteArduinoenoffresix.

LesentréesanalogiquesRevenonsmaintenantauxentréesanalogiquesenpartiebassedelacarte(Figure1.7).LeconnecteurdedroiteportelalégendeANALOGIN.Bingo!C’estcequinousintéressemaintenant.

Pour ces six entrées analogiques, la légende va de A0 à A5 (iciaussi,oncommenceàcompterà0).

C’est surcesbrochesque tuvaspouvoir fairevenirunsignalquivarieentre0et5Vdefaçonprogressive.Parexemple,si tuveuxgérerunboutonderéglagedevolume,etqueceboutonenvoi5Vlorsqu’il est à fond, le fait demettre le bouton àmi-chemin doitprésenter2,5Vsurl’entréeanalogiquesurlaquelletul’asbranché.Maisilyaquelquechosed’étrange,non?

J’aiditque tonmikonnesavaitcomprendrequedesbits (des0etdes1).Commentpourrait-ildistinguerentreunetensionde2,5Vetunetensionde2,6V?Enplus,cesdeuxtensionssontdanslaplagegrise.Cen’estniun0,niun1.Ildoityavoiruneastuce.

La question est celle-ci : peut-on lire une valeur analogique avecunemachinepurementnumériquetellequ’unmicrocontrôleur?Maréponseestsimple:YesyouCAN.Eneffet,c’estuncircuitappeléCAN, Convertisseur Analogique-Numérique (en anglais DAC,DigitalAnalogConverter)quifait le traducteur.Nousutiliseronsuntelconvertisseurdanslaprochainepartie.

Uncerveauvideàlanaissance?QuandtudéballestacarteArduinoUno,elleestneuve,personnen’aencore travaillé avec (enfin, sauf si tu l’as achetée d’occasion).Puisqu’elle est neuve, elle ne devrait encore rien savoir fairepuisquetun’yasencoreinstalléaucunprogramme…

Enfait,lefabricantdelacarteaeulabonneidée,unefoislacarteconstruite et testée, d’y installer un petit programmeminimal quipermetdès lamise sous tensiondevérifierqu’elle fonctionne.Ceprogrammeest l’undesplus simplesprogrammes fournisdans laséried’exemplesquetuvasrécupérerenmêmetempsquel’atelierdedéveloppementIDEArduino.

Puisquecepetitprogrammeestdéjàenplace,nousallonsvérifierquelacartefonctionnebien.

Séquencepratique:testonsnotre

bébéPourcepremiertest,iltefautréunir:

» tacarteArduinoUno;

» soncâbleUSB.

Etc’esttout!

1. Commenceparorganisertonenvironnementpour

quetupuissesposerlacarteArduinosurtonplande

travailsansqu’ilyaitunrisquedecourt-circuitavecles

contactsdudessousdelacarte.

Eneffet,ilfautquetupuissesvoirlecôtédelacarteoù

setrouventlesconnecteursetlescomposants.Dece

fait,lescontactsdudessouspourraienttoucherun

objetmétalliquequitraîneraitparlà.

2. Branched’abordunboutducâbleUSBdansuneprise

USBdel’ordinateur.

3. TiensfermementlacarteArduinoavectamain

principale(ladroitepourlaplupartdesgens),puis

insèreleconnecteurUSBdanslapriseducôtégauche

delacarteArduino.

Tonmikonseréveille!Continueàmaintenirlacartesi

nécessairecarlesbouclesducâblepeuventemporter

lacarteetlafairetomber,carelleestlégère.

Pourensavoirplussurlescircuitsélectroniques,jete

conseille,danslamêmecollection,Découvrir

l’électroniqueens’amusant.

4. Maintenant,observebienlespetiteslumières(des

LED)quisetrouventsurlacarte.Repèrecelleportantla

légendeLEDouL.Elledoits’allumerets’éteindreà

rythmerégulier.

UneautreLEDmarquéeONrestealluméeen

permanence,c’estcellequiconfirmequetacarteest

soustension.Maisrevenonsàcellequiclignote.

Pourquoiclignote-telle?Ilyadeuxpossibilités:

» Soitelleclignoteparcequ’ilyasurlacarteun

circuitquel’onappelleoscillateur(àbasede

condensateursetderésistances).Cen’estpasle

cas,carcelanedonneraitpasexactementle

mêmerésultat.OnverraitlaLEDdevenirdeplus

enplus,puisdemoinsenmoinsbrillanteaufur

etàmesurequelecondensateursechargeetse

décharge.Commecelivren’estpasconsacréà

l’électronique,jen’enparlepasplusici.

» L’autrecauseduclignotementdelaLEDest

cellequinousintéresse:cesontdes

instructionsexécutéesparlemikonqui

modifientpériodiquementl’étatd’unebrochede

sortiedumicrocontrôleur,soit5voltspour

allumerlaLED,soit0voltpourl’éteindre.

Figure1.9:PremieressaidelacarteArduino.

C’estexactementcequisepasse.C’estunvéritableprogrammequiest en train de fonctionner quand tu vois clignoter la LED ! Sansmême avoir vu comment était écrit ce programme, essayons dedevineràquoiildevraitressembler:

1. Oncommenceavecuneinstructionpourforcerà5V

lasortiedumicrocontrôleursurlaquelleestbranchée

cettepetiteLED.

2. Avecuneinstruction,onmaintientlasortiedansle

mêmeétatpendantuncertaintemps,àvuedenez,une

demi-seconde.

3. Onpasseàunetroisièmeinstructionpourramener

l’étatdelabrochedesortiedelaLEDà0volt.

4. Onenchaîneavecunequatrièmeinstructionpour

resterenpausedanslemêmeétatélectrique.

5. Avecunedernièreinstruction,onforcelemikonà

revenirexécuterlapremièredesquatreinstructions

(c’estunsaut,JUMP!)

C’est exactement ce que fait le programme que nous allonsdécouvrir bientôt, quand nous aurons installé le logiciel sur tonordinateur pour afficher et modifier le code source desprogrammes.

Mais comment se fait-il qu’il y ait un programme dans la carteArduinoalorsqu’elleétaithorstensiondanssonemballage?C’esttout simplement parce que les programmes sont écrits dans unemémoireFlash,quines’effacepasquandoncoupel’alimentation.C’estlemêmegenredecircuitmémoirequeceluidetesclésUSB.

Tupeuxmaintenant débrancher la carte pour qu’elle se reposeunpeu.

Langagesdehautetdebasniveau

Quand tuvasprogrammer tonArduino, tuvasutiliserun langagede programmation (un infolangage). Celui le plus utilisé sur unArduinoestlelangageC,trèsrépandudanslemonde.

Chaquelignequetuvasécriredanscelangagepeutreprésenterdesdizaines ou des centaines d’instructions machine du mikon. VoiciquelqueslignesenlangageC:

if(heure==7){

sHabiller();

sortir();

}

C’est loin d’être incompréhensible, non ? S’il est 7 heures, ons’habilleetonsort.

Un programme spécial (le compilateur) analyse une à une leslignesdetontextesourcepourproduireunautrefichiercontenantuneséried’instructionsmachine.

Voiciquelques lignesen langagemachine (Figure1.10) telles quevisualisées dans un programme d’édition hexadécimale. Chaquecoupledechiffresreprésenteunesériedehuitbitsà0ouà1,cequirendlalectureun(tout)petitpeuplusfacile.

C’est ce fichier qui sera envoyédans lamémoireFlashdumikonparl’opérationdetéléversement.Dèsquecetransfertestterminé,leprogrammedémarre.

Il est possible d’écrire dans un langage quasiment identique auxinstructions machine et c’est le langage de bas niveau appeléassembleur. Laissons-le de côté dans ce livre ; nous avons biend’autreschosesàdécouvriretàexpérimenterd’abord.

Quand tuauras terminéce livre, tupourras,avecprécaution,allervoir làoùse tapissent lesfichiersproduitspar lecompilateur.Parexemple, sous Windows :C:\Users\ton_nom\AppData\Local\Tem

p\arduino_build_999999

Figure1.10:Aspectdecequiesttéléverséverslemikon.

RécapitulonsNous allons maintenant découvrir les outils avec lesquels tu vaspouvoir écrire le texte source de tes programmes, puis le fairetraduireetletransférerverslemikonsurlacarte.

Je te rappelle que j’ai listé dans l’introduction du livre lescomposantsàseprocurerpourréaliserlesprojets.

À

Chapitre2L’atelierducyberartisan

AUMENUDUCHAPITRE:

» Unatelier,c’estmieuxpourtravaillerets’amuser

» C’estquandcompile?

la différence d’un ordinateur de bureau, tu ne peux mettre enplace qu’un seul programme à la fois sur le mikon. Pourl’instant, il contient le programme qui a été installé en usine,

celui qui fait clignoter une fois par seconde lamini-LED soudée,reliéeàlabroche13.

Pour pouvoir y installer un autre programme, il faut utiliser unoutilquiva téléverserun fichierbinairequiaurad’abordétécrééparunautreoutil,lecompilateur.Maisavantcela,ilfautavoirécritle textesource,avecunoutilquiressembleunpeuàun traitementdetexteouauBloc-notesdeWindows.

Voyons donc d’abord comment récupérer l’excellent logicielgratuitpourcréertesprogrammes.Ilréunitplusieursoutils:

» unéditeurdetextepourrédigeretmodifierlecode

source;

» uncompilateurquivatraduirecetexteenlangage

binaire;

» untéléverseurquivaenvoyerlefichierbinaireversla

mémoireFlashdumikon.

Installationdel’atelierArduinoIDE

L’outil unique avec lequel tu vas faire tes premiers pas (et lessuivants)estunatelierdedéveloppementlogiciel.OnditégalementIDE, qui vient de l’anglais Integrated Developement

Environment. Nous allons d’abord récupérer ce programme,l’installerpuisleparamétrerpourqu’ilfonctionneavectacarte.

1. Danstonnavigateurpréféré,recherchelesdeuxmots

suivants:

ArduinoIDE

Pourquoinepasenprofiterpourdécouvrirlemoteur

européenQwant(www.qwant.com)?

Danslesréponsesfourniesparlemoteurde

recherche,choisiscellequicorrespondàl’adresse

suivante:

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Tudevraisvoirapparaîtreunepagedanslestylede

celleillustréeenFigure2.1.

Figure2.1:Lapagedetéléchargementdel’atelierIDE.

CetoutilexistedorénavantenversionWeb(Accessthe

OnlineIDE),maiscen’estpascellequinousintéresse.

Descendsunpeudanslapagejusqu’àvoirapparaîtrela

zoneintituléeDownloadtheArduinoIDE.

Figure2.2:SectiondetéléchargementdanslapageArduino.

Danslapartiedroite,tuasaccèsauxliensdes

différentesversionsdel’atelier,selonlesystème

d’exploitationquetuutilises.

AtelierpourWindows1. DanslasectionDownloadprésentéedansla

Figure2.2,cliqueWindowsInstallerouMacOSX.

2. Lapagequiapparaîtteproposedecontribuerau

financementdumouvementArduino.Pourl’instant,tu

vasdécouvrirquelestcemouvement.

3. ÀgaucheduboutonContributeandDownload,

cliquelelienJustDownload,moinsvisible(Figure2.3).

Figure2.3:Leboutondetéléchargementsimple.

Enfonctiondesréglagesdetonnavigateur,soitle

téléchargementdémarredirectementpourcopierle

fichierdansledossierTéléchargements,soitilte

demandesituveuxenregistrerlefichieretàquel

endroit(Figure2.4).

Figure2.4:Choixd’enregistrementdufichier.

Danscedeuxièmecas,choisisl’endroitoùtuvas

téléchargerlefichier,parexempledans

Téléchargements.Turemarquesquelefichier

commenceparlenomArduino,suividunumérode

version.Àl’heureoùj’écrisceslignes,nousensommes

àlaversion1.8.

Figure2.5:Choixdudossierdestockage.

4. OuvresinécessairetonExplorateur,Finderou

Navigateurdefichiersetrends-toidansledossierdans

lequeltuasdemandédedéposerlefichiertéléchargé.

Tudoisvoirapparaîtreunfichierportantlenom

«Arduino-numérodeversion».

5. Double-cliquelenomdufichierpourdémarrer

l’installation.

SousLinuxSous Linux, le plus simple consiste à utiliser ton gestionnaire depaquetages en cherchant Arduino. Toute la suite va s’enchaîner

automatiquement.

Installationdel’atelierPourgarantirquel’installationseferaavectouslesdroitsd’accès,cliqueduboutondroitdanslenomoudansl’icônedel’installateuret choisis Exécuter en tant qu’administrateur (cetteprécautionn'estpastoujoursnécessaire).

Figure2.6:Démarragedel’installateursousWindows.

1. Siuneboîtemessagestandardtedemandede

confirmerquetuautorisesl’applicationàmodifierton

ordinateur,cliqueOui.

Lapremièreboîtededialoguedel’installateurapparaît.

2. IlsuffitdecliquerenbasàdroiteleboutonIAgree.

Celaconfirmequetuacceptesd’utiliserlelogicieldans

lesconditionsdelaFreeSoftwareFoundation.C’estla

fondationauniveaumondialquigèrelesdroitsdes

auteursdelogicielsopensource.

Figure2.7:Démarragedel’installateursousWindows.

3. Danslesoptionssuivantes,iln’yarienàchanger.Tu

vasinstallerlelogicielArduino,lepiloteUSB,un

raccourcidanslemenuDémarreroudans

Applications,unraccourcisurleBureau,ettuvascréer

touslesfichierssourcesavecl’extension.inoqui

dénoteleformatdesfichierssourcesArduino.Tupeux

àprésentdirectementcliquerleboutonNextpour

passeràl’étapesuivante.

Figure2.8:Choixdescomposantsàinstaller.

Àlatroisièmeétape,tupeuxchangerledossierdans

lequelvaêtreinstallél’atelier.Nechangerienàce

niveausaufsitusaiscequetuveuxfaire.Cliquele

boutonInstallpourlancerletravail.

Figure2.9:Choixdudossierd’installationdel’atelier.

Iln’yaplusqu’àadmirerletravaild’installationencours

(Figure2.10).Tupeuxmêmeafficherlesdétailssicela

t’intéresse.

Figure2.10:Installationencours.

Tuconstatesqu’ilyaplusde3000fichiersàinstaller.

Tousneseserontpasutiles,carl’installationcouvre

touslesmodèlesdecartesArduino,etpasseulement

laUno.

Unefoisl’installationterminée,ilestpossiblequ’une

boîtedesécuritésurgissepourtedemandersitu

autorisesl’installationd’unpilotedepériphérique

(driver).Cepiloteestindispensable:ilpermetde

communiqueraveclacartevialeportUSB.

9. CliqueleboutonInstall(Figure2.11).

Figure2.11:Installationdupilotepériphérique.

Ilestpossiblequ’unedeuxièmeetunetroisièmeboîte

dedemanded’autorisationapparaissentensuite.Il

suffitderépondreInstall.

SilelogicielPare-feudusystèmetedemande

d’autoriserl’installationdeJava,répondsAutoriser

l’accès.

Figure2.12:Installationdupilotepériphérique.

10.Tureviensàlaboîteprincipaled’installation.Letitre

indiqueCompleted.CliqueleboutonClose:

l’installationestterminée.

Voyonsmaintenantcommentconfigurerl’atelier.

Premierdémarragedel’atelier

IDEMaintenant que tu as installé le logiciel atelier, tu as sans douteenviedel’essayerauplusvite.Alorsallons-y:

Procédurepratique1. Silacarten’estpasbranchéesurl’ordinateur,

rebranche-la,enfaisantattentionàlaposersurune

surfacenonmétallique.

2. Cherchesurlebureauoudanslesmenuslenom

Arduinoetdouble-cliquepourlancerleprogramme.

3. Tuvoisapparaîtrelafenêtreprincipaledetonatelier

(Figure2.13).Nousenouvrironsuneautredetempsen

temps,maisengénéral,cen’estquedanscettefenêtre

quenousallonstravailler.Qu’est-cequetudécouvres?

Figure2.13:Vuegénéraledel’atelierArduino.

Toutenhaut,labarredetitreavecunementionétrangejusteavantlenomduprogrammeetlenumérodeversion:

sketch_apr02a

Le mot sketch se traduit par « croquis » . C’est ainsi que lesinventeurs de l’Arduino ont décidé d’appeler les programmes,c’est-à-direlecodesourcequetuécris.Dèsquel’atelierdémarre,ilouvre un croquis pour pouvoir démarrer immédiatement. Cecroquis n’est pas entièrement vide, comme tu peux le constater.Nousyreviendronsplustard.

La mention apr02a signifie qu’il s’agit du premier nouveauprojetdu2avril.

On retrouve ensuite classiquement une barre de menus, avecFichier, Édition, Croquis, Outils et Aide. Nous endécouvrironslesdétailsaufuretàmesuredesbesoins.

Sous la barre de menus, il y a une barre de boutons que nousapprendronsàutiliseraufuretàmesure.

Vientensuitelagrandezoneblanchedanslaquelletuécrislecodesourcedetesprogrammes,commedansuntraitementdetexte.Elleestpresquevidepour l’instant.Nous reviendronsplus loin surcetembryondeprogramme.

L’ongletenhautrappellelenomduprogrammeencours.

Dans la partie inférieure, sous un bandeau vert, nous trouvons ungrandpanneaunoir.C’est ici que s’afficheront lesmessagesde lapartdel’atelier,notammentlorsqu’ilvadétecteruneerreurdanstonprogramme.

Enfin,toutenbas,labarred’étatrappellelemodèledecartedétectéetleportdecommunication.

Justement,ilnousfautpasserparunepetiteétapedepréparationquineseraréaliséequ’unefois.

ConfigurationdelacartePourétablirledialogueentrelacarteetl’atelier,ilfautdéfinirdeuxparamètres : le typede carte et le nomduport de communicationUSB.

1. OuvrelemenuOutilspuislesous-menuTypede

carte.

2. Tudécouvresuntrèsgrandnombredecartes:ilest

possiblequelemodèleArduino/GenuinoUnosoit

déjàsélectionné.Sicen’estpaslecas,sélectionnece

modèledecarte(Figure2.14).

Figure2.14:Choixdumodèledecarte.

3. OuvreànouveaulemenuOutilsetchoisislesous-

menuPort(Figure2.15).Cemenuestgrisésitun’aspas

branchélacarteousiellen’estpasdutoutdétectée.

Figure2.15:Choixduportdecommunication.

Si lacarten’estpasdétectéealorsqu’elleestbienbranchéepar lecâbleUSBetque le témoindemisesous tensionestallumésur lacarte,c’estqu’ilyaunproblèmeauniveaudupilote.Danscecas,rare,jenepeuxquet’inviteràterenseignersurleforumArduinofrançais.

4. Pourvérifierquetoutestbienconfiguré,ouvreune

foisdepluslemenuOutilsetchoisislacommande

GetBoardInfo(Interrogerlacarte).

Figure2.16:Messageconfirmantquelacarteestdétectée.

Tudoisvoirapparaîtreunepetiteboîtededialogue

indiquantquatreparamètres,etnotammentlenuméro

desérie,SN.Sache-le:chaquecarteestidentifiable

parmitoutescellesquisontutilisées,deValparaisoà

Séoul.

5. CliqueOKpourrefermerlaboîte.

Tu es maintenant prêt à lancer ta première vérification et tapremièrecompilation.

Compilationdetest...Jet’expliquaisdanslepremierchapitrequelesprogrammesquetuécrisdoiventêtretraduitsencodeexécutableavantd’êtretransférésverslacarte.

Cette opération se nomme la compilation. Dans l’atelier, celacorrespondauboutonVérifier,lepremierdelabarredeboutons.

Clique le boutonVérifier et observe bien le contenu du panneauinférieur.

Figure2.17:Messagesd’unecompilationréussie.

Deuxlignesapparaissentdanslepanneauinférieur:

» Lapremièreligneditquelecroquisutilisequelques

centainesd’octetsdel’espacedestockagede

programmes,c’est-à-direlamémoireFlash.Le

messagerappelled’ailleursquetupeuxaumaximum

installer32256octetsdecodebinaire,soitunpeu

moinsde32ko.C’estbienlavaleurindiquéeparle

constructeurpourlamémoireFlash.

» Lasecondeligneparledevariablesglobales.C’estun

peuétrange,puisqueceprogrammeminimaln’utilise

aucunevariable.Pourtant,nousoccupons9octetsde

lamémoiredesdonnées,c’est-à-direlamémoire

appeléeSRAM.Celacorrespondbienàcequele

constructeurprétend:ilvendlemikon

avec2048octetsdemémoirepourlesvariables:

2048moinsles9octetsquenousoccuponsfont

bien2039,commeaffiché.

Ces messages ne sont pas anodins. En effet, un mikon n’a pasbeaucoupdemémoireetilfaudratoujourssurveillercesmessagescaronremplitvitel’espacedisponible.

Ceprogrammenefaitrien,maisilseraacceptéparlemikonparcequ’il contient les deux éléments obligatoires dans tout croquisArduino : lesdeuxfonctionsquiportentobligatoirement lesnomssetup()etloop().Nousverronscelaplustard.Pourl’instant,essayons de transférer le programme vers la carte Arduinopuisqu’ilpeutêtrecompilé.

…ettéléversementdetest1. Cliqueledeuxièmeboutondelabarredeboutons,

Téléverser.Riennesepasse,saufqu’iln’yapasde

messaged’erreur.Pasdenouvelles,bonnesnouvelles.

Provoquons-leunpeu,notremikon!

2. Dansl’éditeur,placelecurseurautoutdébutdela

lignedelafonctionsetup():

voidsetup(){

3. AveclatoucheSuppr,supprimelalettrevdudébut

dumotvoid(Figure2.18).

Figure2.18:Uneerreurvolontaire.

Dèsquetumodifieslefichiervideproposéau

démarrage,ilfautenregistrercetteversionmodifiée

dansunfichierpourpouvoircompilerleprogramme.

4. DanslemenuFichier,choisisEnregistrersous.

Tuvoisapparaîtreuneboîtestandard(Enregistrerle

dossierdescroquis...).Apriori,lefichierseraimplanté

dansunsous-dossierdeMesdocuments.Tupeux

conservercetemplacementpouryréunirtousles

projetsoudéfinirunnouveaudossierailleurssitusais

lefaire.

5. Choisisavecsoinlenomdetondossier,carcela

seraégalementlenomdufichierduprojet.Par

exemple:

VideEtBogue

6. Tupeuxmaintenanttenterunecompilationavecle

boutonVérifierouleraccourciclavierCtrl-R.

Tuvoisapparaîtretrèsvitedeuxlignesaffichéesenorangedanslepanneau des messages, ce qui signifie que c’est un problème(Figure2.19).

Figure2.19:Lecompilateurn’estpascontent.

Lemessage est en anglais,mais la deuxième ligne signifie que lemotoidnedésignepasuntypeconnu.Qu’est-cequecelaveutdire?

C’esttoutsimplementquelecompilateurdoitnormalementtrouveràcetendroitundesmotsréservéspourindiqueruntypededonnées,c’est-à-direlanatured’unedonnée.Ici,ils’agitd’untypespécial,letypevoidquisignifie«vide».

Tuaspeut-êtredéjàfeuilletéunlivredansunelangueétrangère,parexempleenchinois,enhindiouenarménien?Regardeparexemplecetextrait:

Figure2.20:Unephraseenbengali.

Situneconnaispaslalangue,tunesaurasmêmepasprononcerlessons.Iltefautuneindication.

Le compilateur du langage est beaucoup plus bête qu’un êtrehumain. Il faut tout luidire. Il fautdoncnotamment luidirequandon indique un chiffre ou quandon indique une lettre.C’est à celaque sert le type de données. Ici, le type void signifie toutsimplementqu’iln’yapasde type.Nousy reviendrons.Contente-toidesavoirqu’ilfautécriresansfôte(sic)poursefaireobéirparlemikon.

Maintenantquetuasvutonpremiermessaged’erreur,remettonsleschosesenordre:

1. Ajouteànouveaulalettrevenminusculeaudébutdu

motoidtoutaudébutduprogramme.

2. Relancelacompilationquidoitsedéroulersans

problème.

Tuasmaintenant terminédemettreenplace tonprincipaloutildetravail,maiscen’estpasleseul.

Terminons avec quelques outils qui vont te permettre de mieuxt’amuser.

AutresoutilsTrèspeud’outilsvontêtrenécessairespuisquecelivreestdédiéàlaprogrammation.

SoudureDans ce livre, j’ai choisi de ne pas utiliser de fer à souder.Toutefois,ilenfaudraitunlorsquelemodulet’estlivrésansquelesbrochesdeconnexionsoientsoudées.

Danscecas,deuxsolutions:

» Tudemandesautourdetoisiquelqu’unpeutfaireles

soudures.

» Situsaissouderàl’étain,tulefaistoi-même,mais

prendstesprécautions.

Au pire, les rares exemples pour lesquels certains fournisseursvendent le module non soudé resteront de côté le temps que tupuisses trouver la solution. Cela n’empêche pas de réaliser lesautresprojets.

OutilsmanuelsLesoutilsdonttupeuxavoirbesoinsont:

» Multimètre.Pourmesurerdesvolts,desampèreset

desohms.

» Pinces.Unepetitepinceàbecsplatsetunepince

coupante.

» Tournevis.(option)Unmini-tournevispourréglerle

potentiomètredel’afficheur.

» Connexions.Unebonneréservedefilsdeconnexion

quej’appellestraps(onditaussijarretières).Desmâle-

mâlecourtsetlongs,desmâle-femelleetquelques

femelle-femelle.

» Plaques.Aumoinsuneplaqued’essaioude

prototypage.Lestroistailleslesplusutiliséessont:

» lanormaleavec800trousenviron,avecdeux

railsdanslesensverticalpourlenégatifetle

positifdel’alimentation;

» lademi-longueuravec400trousenvironetles

deuxrailsaussisurlescôtés;

» laminiatureavec170trous,quin’apasderails

d’alimentation.

Avoir plusieurs plaques t’épargne de tout démonter pour passer àunautreprojet.

Figure2.21:Quelquesplaquesd’essai.

C’estgrâceàcesplaquesquetun’aspasbesoindeferàsouder.Lesbrochesetpattesdescomposantss’enfichentdanslestrousquisontinterconnectés 5 par 5 dans chaque demi-rangée. Dans laFigure2.22,destraitsjaunesmontrentcommentsefontlescontactspar-dessous.

Figure2.22:Visualisationdesliaisonsderangées.

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsdécouvert:

» l’installationetlapréparationdel’atelierArduino;

» lafenêtred’éditiondutextesource;

» lapremièrecompilationetlepremierbogue;

» quelquesoutilsàseprocurer.

P

Chapitre3Letourdechauffe

AUMENUDECECHAPITRE:

» Commentrécupéreretimplanterlesexemplesdulivre

» DécouvrirleMoniteursérie

» Chargerunprogrammedéjàtoutprêt

» Homéostasie?

uisquecelivreestconsacréàlaprogrammationinformatique,ilest normal que tu y trouves de nombreux exemples de codesource.Pourvérifiersicequetusaisisestcorrect,oulorsquetu

estroppressé,tuaurastoujourslapossibilitédechargerlaversioncomplètedechaqueprojet.

Maispour enprofiter, il faut récupérerun fichier compressé, quel’on appelle une archive, au format ZIP sur le site de l’éditeur.Voyonscelasur-le-champ.

Accéderausitedulivre1. OuvretonnavigateurWebetvaàl’adressesuivante:

pourlesnuls.fr/livres/programmer-en-s-

amusant-arduino-megapoche-pour-les-nuls-

9782412023877

ouplussimple:

goo.gl/7xIEph

2. Tuarrivessurlapagedulivre.Tuytrouvesunezone

permettantdetéléchargerlesfichiers.

3. Cliquele(s)lien(s)detéléchargement.

Figure3.1:LapageWebd’unautrelivredelacollection«Programmerens’amusant»avecsonliendetéléchargement.

Sil’adresseindiquéeci-dessusnefonctionnepas,

rends-toisurlapagepourlesnuls.frpuiscliquel’icônedeloupeetsaisislestermes«programmer

arduino»danslazonederechercheafindetrouverla

fichedulivre(voirFigure3.2).

4. Unefenêtrevolanteestapparue.Ouvrelalistepour

sélectionnerleoulesfichiersarchivesdisponibles.

Situn’asrienchangéauxréglagesdetonnavigateur,le

fichiervaêtrestockédanstondossierdes

téléchargements.Situconnaisbientonnavigateur,tu

aspeut-êtremodifiéuneoptionpourquele

programmetedemandeàquelendroitildoitdéposer

cequ’iltélécharge.

Jesupposedanslasuitequelefichieraétéstockédans

Téléchargements.

Figure3.2:Recherchedelapagedulivre.

5. Unefoisqueletéléchargementestterminé,ouvreton

Explorateurdefichiers(appeléFindersousMacOS).

AffichelesdétailsdudossierTéléchargements.Tu

doispouvoirrepérerlefichierquetuviensde

télécharger.Trieéventuellementl’affichagepardates

décroissantespourqu’ilapparaisseenpremier.

6. Cliqueduboutondroitdanslenomoudansl’icônede

l’archivepourchoisirlacommandeCouper.Nous

allonsreplacerl’archivedansledossierdestinataire.

ToujoursdanstonnavigateurouExplorateurde

fichiers,ouvreledossierDocuments.Tudoisvoir

apparaîtreunsous-dossierportantlenomArduino,

quiaétécréélorsdel’installationdel’atelier

(Figure3.3).

Figure3.3:DéplacementdesexemplesdansledossierdetravailMesdocuments/Arduino.

7. CliquecenomArduinopourfaireapparaîtreson

contenudanslevoletdesdétails,puisamènele

pointeurdesourisdansunezonelibreàdroiteetclique

duboutondroitpourchoisirlacommandeColler.Tu

peuxégalementcliquerduboutondroitdanslenomdu

dossierArduinoetchoisirColler.

Le fichier archive estmaintenant à l’endroit où il doit se trouverpourendéballerlecontenu.

Décompressiondel’archivedesexemples

Clique du bouton droit le nom du fichier d’archive et choisis lacommandeExtrairetout...

Ilneresteplusqu’àpatienterjusqu’àcequetouslessous-dossierssoientcréésetremplisaveclesdifférentsfichiers.

Dès que c’est fini, tu peux constater qu’il y a un sous-dossier parpartiedulivre.Parfois,tuteretrouvesavecunsous-niveauentrop.Danscecas,redescendsle«sous-sous-dossier»d’unniveau.

C’estquoi,cedossierlibraries?Tu as certainement remarqué qu’il y avait déjà un dossier dansArduino. Ce dossier est vide pour l’instant. C’est ici que tupourrasdéposerdes fichiers archivede librairies, c’est-à-diredescollectionsdesous-programmesquivonttefairegagnerdutemps.Nousverronscelaentempsutile.

PournepastomberchaosAufuretàmesuredetaprogressiondanscelivre,tuvascréerdeplus en plus de programmes. Dans le monde Arduino, à chaqueprojet correspond un dossier. Tu vas donc rapidement avoir desdizaines de dossiers les uns à la suite des autres, ce qui est peuconfortable.

Voilà pourquoi je te conseille de créer immédiatement dans tondossierDocuments/Arduinounpremiersous-dossierauqueltudonneras le nom que tu veux, mais en évitant les espaces et leslettresaccentuées.Parexemple:ArduiTonyouGeekBosssontok,maispasMesprojetsd’été.

Puisque tu envisages sérieusement de devenir un maître desmachines, prends dès le départ l’excellente habitude de ne pasutiliser d’espace dans les noms de tes dossiers et de tes fichiers.C’est peut-être un peu gênant au début si tu n’en avais pas prisl’habitude, mais tu me remercieras lorsque tu auras besoin detravaillerenmode textedansun terminal,ceque je te souhaiteun

jour.

Pour simuler l’espace, il suffit d’utiliser le caractère desoulignement ouunderscore (le fameux « tiret_du_huit » sur leclavier) en remplacement de chaque espace. Le résultat visuelressembleàcequeceladonneraitavecdesespaces,commedanscetexemple:

Montrèslongnomdedossier

Voicilemêmesansespaces,niaccents:

mon_tres_long_nom_de_dossier

Nousenavonsfiniaveclespréparatifs.Enavantpournotrepremierprogramme.

Découvronslemoniteurdel’atelier

Certainsprétendentquelaprogrammationinformatiquen’estpasuntravail, mais un art. Il est vrai que la création d’un programmecommence en général par une inspiration, et se poursuit avecbeaucoupde transpirationmentale. Il faut avancer étapepar étape,parfois un peu rebrousser chemin, et tout cela en observantcommentsecomporteleprogramme.

Maispour savoir cequi sepassedans lapetitepucedumikon (lemicrocontrôleur, je le rappelle), il fautdisposerd’unmoyenpourque cemikon renvoie des informations vers l’atelier.C’est à celaquesertleMoniteursérie.

LeMoniteursérieestunesecondefenêtrequiapparaîtàcôtédelafenêtreprincipaledel’atelier.Découvrons-la.

1. Pourdémarrerl’atelierArduino,cliquesonicônequise

trouvesurtonbureau,dansledossierdesapplications

oudanslemenugénéral(selonlesystèmedonttu

disposes).

2. Lorsqu’ildémarre,l’atelierrechargetoujourstousles

fichiersquiétaientouvertsaumomentoùtul’asquitté

ladernièrefois.Siplusieursfenêtressontapparues,

referme-lestoutessaufune.(Quandturefermesla

dernièrefenêtre,celafaitquitterl’atelier.)

3. PourouvrirlafenêtreduMoniteursérie,tupeux

cliquerl’icôneduborddroitenhaut,cellequi

représenteunesortedeloupeavecunpointaucentre,

oubienutiliserlacommandeOutils/Moniteursérie

(Figure3.4).L’endroitesttoutàfaitlogique,puisquece

moniteurvadevenirundetesoutilsdetravailpourla

miseaupointdetesprojets.

Figure3.4:CommandeeticônepourouvrirlafenêtreduMoniteursérie.

4. Normalement,tun’aspasencoreconnectélacarte

ArduinovialecâbleUSB.Autrementdit,sitouts’est

bienpassé,celas’estmalpassé.Eneffet,lorsquetu

demandesl’ouverturedelafenêtreduMoniteursérie

etqu’iln’yaaucunecarteArduinodétectée,un

messaged’erreurapparaîtdanslepanneauinférieur,

commequoi«LacartesurCOMxn’estpasdisponible»

(Figure3.5).

Figure3.5:LeMoniteursérieabesoindedétecterlacarteArduino!

Autrementdit,ilneresteplusqu’àbrancherlacarte

avantd’essayerànouveaud’ouvrirlafenêtredu

moniteur.

5. VérifiequetacarteArduinon’estpasposéesur

quelquechosedemétallique,puismets-lasoustension

enbranchantlecâbleUSB.

6. Essaieànouveaud’ouvrirlafenêtredumoniteurparle

menuouparl’icône.Cettefois-ci,elledevrait

apparaître.

7. Repositionnelesdeuxfenêtresdel’atelierpourqu’elles

soientbienvisiblestoutesdeuxenpermanence.

Figure3.6:FenêtreduMoniteursérieàdroitedelafenêtreprincipaledel’atelier.

Tuesmaintenantprêtàutilisercetoutil.

Chargementd’unprogrammeUnpointtrèsimportantconcernantleMoniteursérie:dansl’angleinférieur droit de la fenêtre du moniteur, tu vois deux listes desélection.Celle de droite contient une valeur numérique expriméedansl’unitéBaud.Cettevaleuresttrèsimportante(Figure3.7).

Si,danstonprogramme,tuinsèresuneinstructionpourconfigurerlemoniteuravecuneautrevaleurquecelle indiquée ici,cequivas’afficher n’aura aucun sens. Prends donc toujours l’habitude devérifiercequisélectionnédanscetteliste.

Figure3.7:Listedesélectiondelavitessedecommunication.

Chargementducodesourced’unprogramme1. Danslafenêtreprincipaledel’atelier,ouvrelemenu

FichieretchoisisOuvrir.

2. Uneboîtestandarddesélectiondefichiersapparaît.

Utiliselespossibilitésdetonsystèmepournaviguer

parmilesdossiersafind’atteindreceluidanslequel

nousavonsimplantétouslesfichiersd’exemples,

normalementunsous-dossierde

Documents/Arduino.

3. Cherchelesous-dossiernomméP1(Figure3.8).Dans

cesous-dossier,tudoistrouverunautredossier

portantlenomP11_MaTempera.Ouvre-le.

Figure3.8:Ledossierdupremierexemple.

4. Tuvoisalorsunseulfichierportantlemêmenomque

ledossierquilecontient.Ilenvatoujoursainsiavec

l’atelierArduino.Chaqueprojetestrangédecette

manière.

Lefichierestletextesourceduprojet.Ilseprésenteau

formatINO(extensiondenomdefichier.ino).Ilest

possiblequelesextensionsnesoientpasvisiblesdans

leparamétragedetamachine.Jeteconseillefortement

delesrendrevisibles.

Pourafficherlesextensions,ilfautaccéderauxoptions

del’Explorateurdefichiers.Parexemple,sous

Windows10,ilfautouvrirlemenuAffichageetcliquer

Optionssurleborddroit.Danslaboîtededialoguedes

optionsdesdossiers,choisisladeuxièmepage,

Affichage.Danslalistedesoptions,descendsunpeu

grâceàl’ascenseuràdroitejusqu’àtrouverl’option

intituléeainsi:

Masquerlesextensionsdesfichiersdontletype

estconnu.

Activecetteoptionencliquantlacase.Refermeensuite

laboîte.

5 Ilsuffitdesélectionnerl’uniquefichierpuisdecliquer

leboutonOuvrirenbasàdroite.Tupeuxaussi

directementdouble-cliquerdanslenomdefichierou

sonicône.

PassageenrevueducodesourceTudoismaintenantavoirdeuxfenêtresd’éditionouvertes:cellequiestapparuequandtuasdémarréleprogramme(l’embryon)etcellequicontientlenouveaufichierquenousvenonsdecharger.

Situcompareslescontenusdesfenêtres,tudoispouvoirdistinguerdeuxlignesidentiques:

voidsetup()

{

voidloop();

{

Ne prends pas peur en découvrant le contenu du programmed’exemple.Nousn’allonsparledécortiquer,nimaintenant,niplustard.Contente-toiderepérerlesdeuxlignesdontjeviensdeparler.Tuvas les trouververs ledébutducontenu.Cesont lesnomsdesdeux fonctions qui doivent toujours être présentes dans un projetArduino,danstouslescas.Nousverronsdanslechapitresuivantàquoiserventceslignes.

Je t’accorde volontiers que nous démarrons sur les chapeaux deroue.Eneffet,cepremierprogrammecontientdestechniquesquelaplupart des passionnés de l’Arduino ne découvrent que bien plustard,etcertainsjamais.

Mais ici, il s’agit d’un livre consacré à la programmation et nonsimplementaubranchementd’uncapteuroud’unmoteursuividelarécupération d’un programme déjà écrit par quelqu’un d’autre.Donc,onbombeletorse,etenavant!

VérificationetcompilationPour faire bonnemesure, nous allons lancer une vérification, quidoitnormalementsedéroulersanserreur.Nous lançonsensuite leprogrammeenletransférantverslemikondelacarteArduino.

1. Tuvoislafenêtred’éditionetlafenêtredumoniteur?

Bien.Dansl’atelier,utiliselacommandeVérifier,soit

encliquantl’icônelaplusàgaucheenhaut,soiten

ouvrantlemenuCroquispuisenchoisissant

Vérifier/Compiler(Figure3.9).

Figure3.9:CommandesdumenuCroquispourvérifierettéléverserleprojet.

2. Observelapartieinférieure.Tuvoislacompilationen

cours.Unefoiscelle-ciréussie,deuxlignes

apparaissent(Figure3.10).

Lapremièreligneindiquel’occupationmémoiredu

codemachinequicorrespondàceprogrammesource.

Normalement,lavaleurestégaleà3536.J’indiquaisdanslepremierchapitrequelemikondel’ArduinoUno

possédaitunespacemémoireFlashpourles

programmes.CettemémoireFlashoffre32ko,

soit32768octets.Nousenavonsconsommé

presque10%.

Figure3.10:Messagesdecompilationréussie.

Utilisesinécessaireletranslateur(ascenseur

horizontal)souslepanneauinférieurpourvoirlafindu

message.

Ladeuxièmeligneparledevariablesglobales.Tiens,

nousn’avonspasencorevucequ’étaitunevariable

globale(nipasglobaled’ailleurs).Cesontles

emplacementsmémoiredontleprogrammeabesoin

pourstockerlesvaleursqu’ilmanipule.Ici,nousen

consommons214octets.

3. Silacompilationréussit,l’imageexécutabledu

programmeestcopiéeverslamémoiredumikonsurla

carte,puisleprogrammedémarreimmédiatement.

DanslafenêtreduMoniteursérie,latempérature

indiquéedoitsesituerversles21oC(Figure3.11).Situ

viensdedémarrerlacarteArduino,c’estàpeuprèsla

températuredelapièce.Notecependantquelemikon

n’estpasunthermomètre.Nousinterrogeonsun

capteurinternequipermetd’éviteraumikond’être

détruitparunetropfortechaleur.Ilnepeutpasservir

dethermomètre.

Figure3.11:AffichagedelatempératuredumikondansleMoniteursérie.

4. NotequeleMoniteursériecontinueàaffichertoujours

lamêmetempératureavecparfoisquelquespetits

sauts.

Voyonssinouspouvonsinfluencerphysiquementla

températuredumikon.

5. Sanshésiter,poseundoigt(nonmouillé!)outon

poucesurleboîtiernoirdumicronetappuie

légèrementpourtransmettreunpeudechaleurdeton

corps.ObservebienleMoniteursérie.Tudevraisvoir

monterlatempérature.Changeéventuellementde

doigtpourtransmettreencoreplusdechaleur.

Enappuyantsuffisamment,maissansforcer,tudois

pouvoirfairemonterlatempératured’unoudedeux

degrésenviron(Figure3.12).Observel’affichagedu

Moniteursérie.

Figure3.12:Faisonschaufferlabête!

6. RetienssinécessairelacarteparsoncâbleUSBet

soufflesurlemikonpourlerefroidir(sanspostillonner

dessus,sipossible).Normalement,tudoispouvoirfaire

redescendrelatempératuredumikon.Ilréagitdonc

bienàtaprésence.

Aveccepetitexemplepratique,tuesentréencontactphysiqueavecton mikon. Partons maintenant à la découverte du langage aveclequeltuvascréerlapenséed‘Arduino.

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsapprisà:

» téléchargerlesfichiersd’exemples;

» ouvrirlafenêtreduMoniteursérie;

» chargerunprogramme;

» vérifierettéléverserunprogramme;

» lireetmodifierlatempératureinternedumikon.

IISemaine2:Parleretécouterlemonde

Aumenudecettesemaine:

Chapitre4:Àl'écoutedumondeennoiretblanc?

Chapitre5:Àl’écoutedumonderéel

Chapitre6:Parler,c’estagir

Chapitre7:Donneruneimpulsion

L

Chapitre4Àl’écoutedumondeennoiretblanc

AUMENUDECECHAPITRE:

» L’artd’écrireuntextesource

» Détecterl’étatd’uneentréenumérique

» AfficherunevaleurdansleMoniteursérie

» ÉviterlesflottementsavecPULLUP

eWebadémarrédefaçonexpérimentaleen1994pourcequiestdes pays francophones. Comme sur toute terre inconnue, il afalluapprendresurletas.Lasurpriseaétéaurendez-vous.

Nous atteignons ici un grandmoment dans le cours de ce livre :nous allons apprendre en détail à écrire un texte pour animer unmicrocontrôleur.

Partird’unefeuilleblanche(oupresque)

Pour l’instant, nous n’aurons pas besoin de la carte Arduino.Débranche-lasinécessaire.

1. Démarrel’ateliercommetuasapprisàlefaireau

coursduchapitreprécédent,enutilisantl’icôneoule

nomdel’applicationdanslemenu.

Lorsquelafenêtred’éditiondel’atelierapparaît,ilest

possiblequ’elleprésenteledernierprojetsurlequeltu

astravaillé.Cen’estqu’aupremierdémarragequetu

voisapparaîtredirectementlefichierquasividequisert

depointdedépart.

2. OuvrelemenuFichierpourchoisirlacommande

Nouveau.

Tuvoisapparaîtreunesecondefenêtred’édition.C’est

cellequinousintéresse.

3. Refermelapremièrefenêtrequiestapparueau

démarrage(saufsic’esttonpremierdémarrage).

UtiliselacommandeFichier/Fermerdelafenêtreà

fermeroulacasedefermeturehabituelle(enhautà

droiteouàgauche).

Figure4.1:Étatinitialdel’éditeuraudémarraged’unnouveauprojet.

Si tucompares lerésultatàcequel’ona l’habitudedevoirquandon commence avec un nouveau fichier, par exemple dans untraitementdetexte,tupeuxt’étonnerdevoirquelafenêtren’estpasvide.Pourquoi?

La réponsedemandedepasser auxprésentations.Le langagedanslequel tu écris tes projets Arduino est une variante d’un deslangageslesplusrépandusdanslemondeentier,lelangageC.

LelangageC?

LelangageCestunesortedepatriarchedanslesinfo-langages.Il

a eu une nombreuse descendance, et notamment les langages

C++,JavaetC#.Créédanslesannées1970,lelangageCatrouvé

unbeléquilibreentredeuxbesoinsopposés : celuide travailler

vite enne seperdantpasdans lesdétails, et celui de contrôler

précisément lapartiematérielleenentrant justementdanstous

lesdétails.

Ce que tu vois dans la fenêtre de l’éditeur est un embryon deprogramme, en anglais un stub. Il contient deux définitions defonctions,cesdeuxfonctionsdevantêtreprésentesdanstoutprojetArduino.Voyonsceladansunlisting.

Listing4.1:L’embryondeprogrammeArduino.

voidsetup(){

//Iciviennentlesinstructionsde

préparation

}

voidloop(){

//Icicellesqu'ilfautrépéter

}

Quevoit-onaujuste?

» Ilyadeuxlignesquicommencentparunmotanglais,

void,quisignifie«vide»,etsepoursuiventavecun

nomsuivid’unepairedeparenthèsesetd’une

accoladeouvrante.

» Ilyadeuxlignesquicommencentparundoublesigne

/.Ceslignessonttotalementignoréesparla

vérificationetlacompilation.Ellesneserventqu’à

l’auteurduprogrammeetàsescollègues.

» Et,enfin,deuxlignesquinecontiennentqu’une

accoladefermante.

Tu devines déjà que les signes de ponctuation vont avoir uneénorme importance. Par exemple, les accolades doivent toujoursallerpardeux.S’ilyenauneouvrante,ilfautquelquepartquel’ontrouvelafermantequiluicorrespond.

SavoirfaireblocEnlangageC,lesaccoladesserventàmarquerledébutetlafind’unbloc autonome.Toutes les lignes d’instructions qui seront placéesentre les deux accolades seront exécutées de la première à ladernière, mais l’exécution ne se poursuivra pas toujours après lafermante.

La lecture normale d’un programme ressemble à celle d’un textehumain:oncommenceparledébutetondescenddeligneenlignejusqu’à la fin.Avecun jeud’accolades,cette lectureest limitéeaudébutetàlafindubloc.Pourl’instant,lesdeuxblocsdel’embryonsontvides.Leslignesdecommentaires(enanglaisdansl’original)n’existentpaspourlemikon.Vérifionscela.

Miseenpratique:premièrevérificationLa commande Vérifier est utilisable même lorsque la carteArduino n’est pas connectée (mais pas la suivante, Téléverser).Nousallonsprofiterdecettepossibilité.

1. UtiliseleboutonVérifieretobservelepanneau

inférieurdel’éditeur.

Auboutdequelquesinstants,tudoisvoirapparaître

lesdeuxmessagesdefindevérificationquirappellent

l’espaceoccupéparlesinstructionsduprogrammeet

celuioccupéparlesvariablesglobales.

Enfait,danscetétat,leprojetnefaitabsolumentrien,

maisilestvalableetacceptéparlevérificateur.Nous

pourrionsdoncmêmelecompileretletéléverserdans

lacarteArduino,quines’enplaindraitpas.Simplement,

leprogrammetourneraitenbouclesansrienfaire.

Le fait que les deux fonctions soient totalement vides n’a aucunrapport avec la présencedumotqui signifie «vide» endébut deligne(void).

Àquoisertunefonction?Une fonction, c’est quelque chose qui fonctionne, qui réalise uncertain travail. En informatique, ce travail est appliqué à desdonnées. Le nom « fonction » provient au départ du monde desmathématiques.Enmathématiques,unefonctionpeuts’écrirede lafaçonsuivante:

F(x)=x+2

Dans cet exemple, la fonction qui porte le nom F effectue untraitementquiconsisteàmultiplierlavaleurpardeux.Sionutilisecette fonction avec la valeur 4 pour la variable x, la fonctionvaudra6.

D’ailleurs,lecoupledeparenthèsesquisuitimmédiatementlesdeuxmotssetupetlooptémoignedecethéritage. Ici,cecoupleestvide,maisdanstesprojets,tuindiquerasentrelesdeuxparenthèsesle nom d’une ou de plusieurs variables qui vont contenir desvaleurs;lafonctionvatravaillersurcesvaleurs.

En informatique, la notion de fonction est plus vaste qu’enmathématiques. Tu pourras créer des fonctions qui n’auront pasbesoin de renvoyer le résultat de leur travail. Pour les deuxfonctionsobligatoires,c’estlecas,etcelaexpliquelemotvoid.

Par exemple, imaginons une fonction que nous décidons denommercontrolerMoteur() (tunotesque jen’utilisepasdelettres accentuées dans les noms des fonctions,même en français,carc’estinterdit).

Cettefonctionpourra,parexemple,démarreretarrêterunmoteurélectrique. Pour te servir de la fonction, tu vas indiquer son nomailleursdansleprogramme,c’est-à-direappelerlafonction.

Appelerunefonction,c’estdemandersonexécutionimmédiate.

Tucomprendsdoncquetoutprogrammedoitconteniraumoinsunefonction. Dans le langage C normalisé, cette fonction obligatoireporte le nom anglais qui signifie « principal », c’est-à-diremain().DanslavarianteArduino,ilaétéchoisideprévoirdèsledépart non pas une, mais deux fonctions. En quoi se distinguent-elles?

Lesdeuxfonctionssetup()etloop()Toutprojetdemandenormalementquelquespréparatifs,commelechoixdumoded’utilisationd’unebroche,enentréeouensortie,leréglaged’unevitessededialogueavecunordinateur,lapréparationd’une variable, etc. Cette étape de configuration ne doit pardéfinition être réalisée qu’une seule fois au démarrage duprogramme. Et le mot anglais pour configurer est setup. Voilàpourlapremièredesdeuxfonctions.

Une fois les préparatifs terminés, il reste plus qu’à se mettre autravail!C’estàceniveauqu’ilyauneénormedifférenceentredes

projetspourunmicrocontrôleur,telqueceluidelacarteArduino,etlesapplicationspourlesplusgrandsordinateurs.

Le mikon de ta carte ne peut par définition exécuter qu’un seulprogrammeàlafoisetill’exécutesansjamaiss’arrêter.Iln’yapasdecommandeQuitterdansunprojetArduino.C’estcequiexpliquele nomchoisi pour la deuxième fonction obligatoire : en anglais,loopsignifie«boucle».Touteslesinstructionsquetuvasajouterentrelesdeuxaccoladesdublocdecettefonctionserontexécutéesde la première à la dernière, puis à nouveau de la première à ladernière, et ainsi de suite jusqu’à ce que tu coupes l’alimentationélectriquedelacarteouquetuutilisesleboutonderéinitialisationReset.

Àl’intérieurdelafonctionloop(),tupeuxnonseulementinsérerdesinstructions,parexemplepouradditionnerdeuxnombres,maistuvas surtoutpouvoiryplacerdesappelsversd’autres fonctions.C’estàpartirdecettepossibilitéquesedéploietoutelapuissancedelaprogrammationinformatique.

Jet’accordequelesprécédentsparagraphesontétéasseztouffus,etjeteproposeunpeudemiseenpratiqueenguisederécréation.

Miseenpratique:allègementducodesource1. Pourl’instant,leprojetporteunnomautomatique,

peusuggestif:lemotsketch,unsigne_etledébutdu

nomdujouretsonnuméro.

Choisisunjolinompourceprojet,parexemple

CH04_Digit1.

2. Cliquedanslalignedecommentairesquiconstituele

corpsdublocdelapremièrefonctionetsupprime

toutecetteligne.

Unepremièresolutionconsisteàtriple-cliquerdansla

lignepuisutiliserlatoucheSuppr.Tupeuxégalement

teplacercontrelamargegaucheetsélectionnerpar

glissement.

3. Faislamêmechosepoursupprimerlalignede

commentairesdanslafonctionprincipaleloop().

Figure4.2:L’embryondeprogrammeallégé.

4. Lanceunevérificationcommetusaislefaire

maintenant.Ilnedevraityavoiraucunedifférencedans

lerésultat.

5. Essayonsmaintenantdejoueravecundélimiteurde

bloc.Place-toijusteàdroitedelapremièreaccoladeet

supprime-laaveclatoucheRetourarrière(ouutilise

uneautretechniquepoursupprimercecaractère).

Dèsquetumodifiesl’embryon,tuesobligédestocker

letextesourcedansunfichiersurdisque.

6. Lanceunenouvellevérificationqui,sitoutvabien,

devraitmalsepasser.

Situobserveslepanneauinférieur,tudoisvoirdes

messagesenorange.Lecompilateurseplaintparce

qu’ilestperdu.Lasimpleabsenced’uneaccolade

dérègletoutelastructureduprogramme.

7. Replacel’accoladelàoùelleétait,cequitepermetde

prendretesrepèressurleclavier.

Maisoùsontlesaccolades?C’estsimple:

» SousWindows,ilfautcombinerlatoucheAltGravec

lestouchesdudessus’4ou=+,commesousLinux.

» SousMacOS,ilfaututiliserlestroistouchesAlt,Maj

etlabonneparenthèse.

Nous en savons assezpour nous lancer dansnotre premier projetpratique.

Projet1:détectionsuruneentréenumérique

Commeunanimal,unprocesseurs’inscritdanssonenvironnement.Iladesorganesdessenspoursavoircequisepasseautourdelui;il a des nerfs moteurs pour agir sur son environnement.Intéressons-nousd’abordàsesorganesdessens,sesnerfssensitifs.Enlangageinformatique,celacorrespondàsesentrées(inputs).

Nous allons commencer en douceur en observant ce qui se passesurunebroched’entréenumériquedumikon.Tuasapprisdansleschapitres antérieurs que le processeur de la carte Arduino Unopossède14brochesnumériquesquipeuventservirenentréecommeensortie.Nousallonsbranchersurunedecesbrochesunsimplefilmuni de broches mâles, ce que l’on appelle un strap. Il servirad’antennepourquelavaleurluevariedefaçonimprévisible.

Onnepeutpasfaireplussimplequecepremierprojet,maiscelanenousempêchepasdeprendredès ledépartdebonneshabitudes. Ilfaut commencer par une analyse théorique, pour définir lescontoursdecequ’onappelleunalgorithme.Tuvasvoirquec’esttrèsfacile.

AnalysethéoriquedelasolutionLe problème à résoudre est très simple : nous devons pouvoirdétecter le passage de l’entrée numérique de l’état 0 ou à l’état 1.Nous allons donc demander aumikon de lire de façon répétée lavaleur qu’il trouve sur la broche d’entrée numérique que nousallonsluiindiquer.

Mais comme les broches numériques peuvent servir en entréecomme en sortie, il faut d’abord lui dire que nous avons décidéd’utiliserlabrochechoisiecommeentrée,etnoncommesortie.

LaFigure4.3montre la logiquedenotreprojet dans sapremièreversion.

Figure4.3:Solutionduproblèmedelectured’uneentréenumérique.

L’innéetl’acquisLe mikon possède dès le départ un certain nombre de fonctionsinternes,dontunefonctionpourlirel’étatd’unebrochenumériquevers un registre, et une autre pour copier la valeur depuis ceregistreversunemplacementdanslamémoire.Cesfonctionssontdites natives : ce sont des instructions machine, gravées à toutjamais dans lamatière de la puce. Elles sont très élémentaires, etcelanousprendraitbeaucoupdetempsd’écriretouslesdétailsdesopérationsrequisesuniquementavecelles.

Eneffet,avantdeprocéderàlalecture,ilfautpréparerleportpuisle mikon lui-même et réaliser différentes opérations dans lesmémoiresinternesdumikonpouraboutiraurésultat.

Le jeu d’instructions d’unmicrocontrôleur correspond à la partieinnée, la même qui permet à un bébé animal de se lever dès lanaissance, sans avoir encore acquis aucun savoir du mondeextérieur.

Chacun des projets que tu vas créer correspondra à l’acquis dumikon,cequetuvasluiapprendreàfaire.Entrecesdeuxextrêmes(l’innéetl’acquis),ilyatoutunmondeintermédiairequiestceluides fonctions prédéfinies. Elles ont été conçues par d’autrespersonnes. Tu peux en profiter directement. Pas besoin de lesécrire;celateferagagnerénormémentdetemps.

Nousallonsutiliserdanstoutcelivredenombreusesfonctionsditesprédéfinies. Ces fonctions sont regroupées par thèmes dans desconteneurs que l’on appelle des librairies (anciennementbibliothèques).Ilyaainsiunelibrairiepourémettredessons,uneautrepourpiloteruncircuitGPS,etc.

Pourêtreencoreplusprécis,ilyaunnoyaud’environ60fonctionsqui sont installées dès le départ en même temps que l’atelierArduino. Les autres devront être téléchargées et installées enfonctiondetesbesoins.

Passons à la pratique en utilisant deux premières fonctionsprédéfinies : lapremièrevapréparer lemikonàutiliser labrochechoisiecommeentréenumérique,etlasecondevalirelavaleurquisetrouveàcemomentsurlabroche.

Les noms des fonctions prédéfinies sont quasiment toujours enanglais.Cellesdontnousallonsavoirbesoinsontlessuivantes:

pinMode()

digitalRead()

LafonctionpinMode()

La fonction standard qui permet de choisir le mode d’utilisationd’une broche (pin en anglais), pinMode(), a besoin, pourtravailler correctement, qu’on lui transmette deux valeurs audémarrage,c’est-à-diredeuxparamètresd’entrée:

» lenumérodelabrocheconcernée,icilabroche

numéro7;

» unmotréservéindiquantlemoded’utilisation,soit

INPUT,soitOUTPUT(avecdesvariantesquenous

verronsplustard).Ici,ceseraINPUT.

Puisque le réglagedumoden’abesoind’être réaliséqu’uneseulefoisaudébut,nousallonsajoutercettepremièreinstructiondanslebloc (le corps) de la première des deux fonctions obligatoires,c’est-à-diresetup().

1. Dansl’éditeurArduino,cliqueentrelesdeux

accolades,etinsères’illefautunelignevideavecla

toucheEntrée.Tuesdanslecorpsdelapremière

fonction.

2. Saisislasuitedecaractèressuivante,sansenomettre

unseul.Turemarqueslesdeuxespacesaudébut,sans

douteinséréesd’officeparl’éditeur:

pinMode(7,INPUT);

3. Procèdedelamêmefaçondanslecorpsvidede

l’autrefonctionobligatoire,loop(),ensaisissant

exactementl’instructionsuivante.Entreparenthèses,

c’estlenumérodelabroched’entréequelafonction

doitlire:

digitalRead(7);

4. Prendsmaintenantquelquesinstantspourrelirele

contenudetontextesource.Ildoitcorrespondre

exactementaulistingsuivant.

Tupeuxstockerlanouvelleversionsousunnouveau

nom.Ellecorrespondàl’exempleCH04_Digit2.

Listing4.2:DeuxièmeversionduprojetDigit(CH04_Digit2)

voidsetup(){

pinMode(7,INPUT);

}

voidloop(){

digitalRead(7);

}

PréparationdumontagephysiqueNotre programme est prêt à être testé, mais la carte Arduino pasencore.

1. ObservebientacarteArduino.Repèreleconnecteur

noirduhaut,celuimarquéDIGITAL(PWM).Ilesten

deuxparties:numéros0à7puisnuméros8à13(ainsi

quequelquesbrochessansintérêtpourl’instant,sauf

GND).

2. Sansencorebrancherlacarteàl’ordinateur,insèreun

strapdequelquescentimètresdelongdanslabroche

numériquenuméro7.Aide-toidelaphotoenFigure4.4.

Figure4.4:Branchementd’unstrapsurlabrochenumérique.

3. Vérifiequelabrocheestbienenfoncéeetquelebout

librenetoucheriendemétallique,nisurlacarte,nilà

oùtul’asposée(Figure4.5).Nousauronsbesoinde

repositionnerceboutlibrepourfairevarierlavaleur

lue.

Figure4.5:Leboutlibredustrapdoitpendredanslevide.

4. BranchelecâbleUSBsurl’ordinateur.

TestduprojetNouspouvonsmaintenant téléverser leprojetdans lamémoireduprogrammedumikonsurlacarte.

1. Commenceparunderniercontrôleaumoyendela

commandeVérifier.Leprogrammedoitsecompiler

correctement.

S’ilyaunproblème,relisletextesourceenle

comparantaucontenudulistingprécédent.

2. UtilisemaintenantlacommandeTéléverserpour

transférerlecodebinairerésultantdecetextesource

danslemikonetenlancerl’exécution.

Quesepasse-t-il?Ilnesepasseriendutout.Pourtant,

jet’assurequeleprogrammefonctionneetquele

processeurn’arrêtepasdelirelavaleurqu’iltrouvesur

labrocheàlaquellenousavonsreliélestrap.Quefaut-

ilfaire?

Ilnousfautrécupérerlavaleurlueendonnantunnom

àunecasedanslamémoire,casedanslaquellenous

allonsentreposercettevaleur.Enfait,nousallonscréer

notrepremièrevariable.

Maisauparavant,unpetitretoursurlesfonctions.

ÀproposdesnomsdesfonctionsNous venons de saisir deux noms de fonctions, pinMode() etdigitalRead().Quelquesremarques:

» Toutd’abord,iln’yajamaisd’espacedansunnom(on

parleaussisouventd’identifiantaulieudenom).

» Deuxièmement,tuconstatesquel’onutiliseune

manièred’écrireassezoriginaledanslesnoms,c’est

l’écritureendosdechameau(oudroMaDaire).Lenom

commencetoujoursparuneminuscule,maislesmots

accoléscommencentchacunparunecapitalepouren

faciliterlalecture:pinMode()estlaréuniondesdeux

motsanglaisinput(entrée)etmode.Demême,

digitalRead()estl’uniondumotdigital(envrai

français,ondevraitd’ailleursdire«numérique»)et

readquiestleverbe«lire».

En écrivant un tel mot suivi entre parenthèses des noms desvariablesd’entrée,tudemandesd’exécuterlesinstructionsducorpsde la fonction. Tu ne vois pas ces instructions. La fonction peutcontenir des dizaines ou des centaines d’instructions. Cela te faitgagner un temps énorme, en profitant du travail des autresprogrammeurs.

NotrepremièrevariableUne variable est un nom, mais à la différence de celui d’unefonction, qui provoque une action, le nom d’une variable sert àrangeretàretrouverunevaleur,unedonnée,danslamémoiredesdonnéesdumikon.Nousavonsvudansunchapitreantérieurquelescartes telles que Arduino possèdent une très petite quantité demémoire pour les données. Par exemple, il n’y a que2048octetsdisponiblesdanslemikonATmega328quiéquipelaArduinoUno.Autrementdit,ilnefautjamaisréserverplusd’espacemémoirequenécessairepourstockertesvariables.

C’est pour cela qu’il existe des mots réservés dans le langageArduino, le langage C, pour décider de la quantité d’espacemémoire qu’il faut réserver au stockage de chaque donnée duprogramme.Dans le cas de l’entrée numérique, il n’y a que deuxpossibilités pour la valeur : soit 0, soit 1 (c’est-à-dire soit 0 volt,soit5volts).Le langageCoffreunedizainede taillesdifférentes,quel’onappelledestypesdedonnées.Pournotreprojet,lepluspetittesuffira;ilportelenomboolean.

Commedans les hôtels, avant de pouvoir y dormir, il vautmieuxréserver.EnlangageC,avantdepouvoirstockerunevaleur,ilfaut

réserverl’espace,cequicorrespondàlaphasededéclarationdelavariable.

Voici comment va s’écrire la déclaration de notre premièrevariable:

booleanbValeur;

Maisoùplacercettenouvelle ligne?Dans lapremièreoudans ladeuxièmefonction?Réponse:nidansl’une,nidansl’autre.Nousallonsdéclarer lavariableaudébutdenotre texte source,avant lemotvoiddelapremièrefonctionobligatoire.

En déclarant notre variable à cet endroit, nous en faisons unevariable globale. C’est tout simplement une variable que l’onpourralireetécriredepuisn’importequelendroitduprogramme,doncdepuisl’intérieurden’importequelblocdefonction.Ilnefautpas le faire pour toutes les variables,mais c’est plus simple pourl’instant.

Déclarerlavariablepourréserverdel’espacemémoire,c’estbien,mais le but est tout de même de l’utiliser. Comment faire pourstockeràl’emplacementsymboliséparcettevariablelavaleurquel’on va lire dans la boucle au moyen de la fonctiondigitalRead()?

Souviens-toidelafonctionmathématiquedont j’aiparléplushaut.Lorsqu’unevariablexvaut6,lafonctionf(x)vaut8.Ilenvademêmepourlesfonctionsquirenvoientunevaleur,cequiestlecasdedigitalRead().Quandtuappellescettefonctionenécrivantson nom avec le numéro de la broche qu’elle doit lire, elle vaexécuter toute une ribambelle d’instructions élémentaires puisrenvoyer la valeur à l’endroit où se trouve le nom.C’est grâce àcettemagie que nous pouvons écrire une instruction d’affectationquiconsisteàcopierunevaleurdansunevariable,commececi:

monNomDeVariable=nomFonction(paramètre);

Mettonscelaenpratiqueimmédiatement.

1. Poselecurseurclignotantàgaucheduvdupremier

motvoidduprogrammeetappuiedeuxfoissurla

toucheEntréepourinsérerdeuxlignes.

2. AveclaflècheHautducurseur,remonteàlatoute

premièreligne,puisinsèrel’instructiondedéclaration

suivante:

booleanbValeur;

3. DescendsmaintenantaveclaflècheBasetlesflèches

GaucheetDroite(pluspratiquequ’aveclasouris)

jusqu’àteplaceràgauchedunomdelafonction

digitalRead(7).

4. Insèreàcetendroitlenomdelavariablequenous

avonsdéclarée,uneespace,unsigneégaleetuneautre

espace.

Tudoisobtenirlemêmerésultatquedanslelisting

suivant.

Listing4.3:Ajoutd’unevariable(CH04_Digit3)

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH04A_Digit3.ino

*OEN1703

*/

booleanbValeur;

voidsetup(){

pinMode(7,INPUT);

}

voidloop(){

bValeur=digitalRead(7);

}

5. Contrôletasaisiepuislanceunevérification.

6. Téléversetanouvelleversionduprogrammesurla

carte.

Queremarques-tu?Riendeplusquedanslaversion

précédente.Pourtant,dorénavant,lavaleurrenvoyée

parlafonctiondelectureestbiencopiéedansnotre

variable,etellesetrouvedoncdanslamémoiredes

variables.Ilnousmanquequelquechose.

Leproblèmeestquenoussommesàl’extérieurdumikon,etnousn’avonspasaccèsàtoutcequisepassedanscecarréde3mm.Pourlesavoir,nousallonsutiliserl’outildéjàrencontrédanslechapitreprécédent,quipermetdedemanderaumikondenousrenvoyerdesvaleurs.Nous allons nous en servir pour faire renvoyer la valeurlueafinqu’ellesoitaffichéedansleMoniteursérie.

AffichonslavaleurdansleMoniteursérieL’outilMoniteursériefaitpartiedel’atelierArduino,commetulesais.Pourpouvoirl’utiliserdepuistonprogramme,ilfautd’abordeffectuer un réglage de la vitesse à laquelle les données vonttransiterentrelacarteetlafenêtredumoniteur.

Comme pour le choix du mode d’utilisation de la brochenumérique,nousallonsajouterunappelàunefonctionquinedoit

être réalisé qu’une fois. Cet appel va donc être inséré dans lapremière des deux fonctions obligatoires,setup(). La fonctionquenousallonsajouterestd’unnouveaustyle.Voicicommentdoits’écrirel’appelàcettefonction:

Serial.begin(9600);

Turemarquesd’abordlepointdanslenom.C’estnouveau.Enfait,lenomSerial(quiDOITcommencerparunSmajuscule)estlenomd’unobjet.Oui, toutà fait, tu faisdéjàde laprogrammationorientée objets (un enrichissement du langage C nommé C++) !Maispastropvite.Nousreviendronssurlesobjetsplustard.

Pour l’instant, sache qu’un objet est quelque chose d’encore plusévoluéqu’unesimplefonction.Unobjet«possède»desfonctionsetdesvariables.Pourfaireexécuterunefonctionquiappartientàunobjet,ondoitindiquerd’abordlenomdel’objetpropriétaire,puisunpoint,etlenomdelafonction.

Ici,lafonctionportelenombegin(),quiveutdire«débuter».Ilfaut fournir un seul paramètre numérique, qui est la vitesse decommunication,choisiparmilesvaleursquisontproposéesdanslaliste de sélection du coin inférieur droit du moniteur (revois sinécessairelechapitreprécédent).

Il y a une seconde fonction à utiliser, et c’est la plus importante :cellequivaenvoyer lavaleur luepar lemikonvers l’atelierpourquecelui-ciaffichelavaleurdansleMoniteursérie.

Cetteautrefonctiondel’objetSerialportelenomprintln(),cequisignifie«imprimerpuispasseràlalignesuivante»(lnveutdire«ligne»).Voicicomments’écritl’appel:

Serial.println(valeur);

Passonsàlapratique.

1. Danslafenêtredel’éditeur,cliqueàdroitedusigne

point-virguledelaseulefonctionquisetrouve

actuellementdanslecorpsdelapremièrefonction

obligatoiresetup()etappuiesurlatoucheEntrée

pourcréerunenouvellelignevide.

2. Turemarquesquelecurseurdesaisieest

automatiquementplacéàdeuxcolonnesdedécalage

parrapportàlamargegauche.Onappellecela

l’indentation.Lefaitd’indenteroupasn’aaucune

importancepourlecompilateur.Leprogrammesera

considérécommecorrectmêmesitunemetsaucun

espacedemargegauche.

Enrevanche,celafaitunegrossedifférencedelisibilité

dutextesource.Ilesttrèsimportantdevoiraisémentà

quelniveaututetrouvesdanslesimbrications.Tule

constateraspartoi-mêmedanslesprojetsplus

conséquentsdeschapitressuivants.

3. Saisismaintenantl’instructionsuivante:

Serial.begin(9600);

N’appuiepassurlatoucheEntrée,c’estinutileici.

4. Procèdedelamêmemanièreenteplaçantaprèsle

point-virguledelaseuleinstructiondel’autrefonction,

loop(),etappuiesurlatoucheEntréepuissaisisla

deuxièmenouvelleinstruction:

Serial.println(bValeur);

La nouvelle version du programme est maintenant complète.Commenceparvérifierqu’iln’yapasd’erreurdesaisieaumoyendelacommandeVérifier.

TestduprojetNousallonsenfinrecueillirlesfruitsdenosefforts.

1. Branchelacartesiellenel’estpasencore.

2. Dansl’atelier,utiliseleboutonMoniteursérieenhaut

àdroitepourouvrirlafenêtredumoniteur.

Lafenêtrerefusedes’ouvrirsilacarteArduinon’est

pasconnectéeetdétectée.

Vérifiebienquelefilvolantnetoucherienparson

extrémitélibre.

3. RepositionnesinécessairelafenêtreduMoniteursérie

pourqu’ellesoitvisibleàcôtédecelledutextesource.

4. Danslafenêtredumoniteur,vérifiesenbasàdroite

quelavitessededialogueestbienlamêmequecelle

quetudemandesdansl’instructionSerial.begin(),

soit9600.

Figure4.6:Vérificationdelavitessedetransmission.

Voicienfinlegrandmomentattendu.Utilisela

commandeTéléverserpourtransférertonprojeteten

lancerl’exécution.Tiens-toiprêtàbienobservercequi

vaapparaîtredanslafenêtreduMoniteursérie.

Figure4.7:Affichagedesvaleursnumériques.

Queconstates-tu?Tuvoisdéfilerdes0etdes1sans

cesse.C’esttoutàfaitnormal:lefilsertd’antenneet

récupèretouslesparasitesquitraînentdansl’air.

Danslemondemoderne,ilyadeplusenplusd’ondes

dansnotreenvironnement;cesontcesondesqui

donnentcetaffichageincohérent.

5. Prendsentredeuxdoigtsl’extrémitélibredustrapet

appuielabrochesurleboîtiermétalliquedelaprise

USB,puismaintiens-leappuyé.Observel’affichage

dansleMoniteursérie.Normalement,tunedoisvoir

quedes0.C’estparcequetuforceslavaleurd’entrée

à0V,carlapriseUSB,ouplutôtsonembase,estreliée

àlamasse,c’est-à-direà0V.

Dèsqueturelâchesl’appui,larondedes0et

des1reprend.

Avec ce strap qui pendouille, l’entrée est flottante, et le mikondétectedes0etdes1aufuretàmesuredesparasitescaptésparlefil. Pour certains capteurs, et notamment pour les interrupteurs, ilfaudraévitercetétatfluctuant.Maistoutaétéprévu.

Il suffit d’utiliser une variante dumot réservé qui sert à dire quenousvoulonsutiliserlabrocheenentrée.Eneffet,lemikonpossèdedespetitesrésistancesdébrayablesdanssescircuits.Enactivantunetelle résistance, on oblige l’entrée à être reliée au +5 V, sauflorsqu’on force le courant à rejoindre le 0V. Essayons celaimmédiatement.

Nousenprofitonspourdécouvriruneautrefonctionprédéfiniequisertàralentirunpeul’affichage.C’estunefonctiontrèssimplequise contente de faire patienter pendant le temps indiqué avant dereprendre la suite des opérations. La fonction se nomme fortlogiquementdelay().

Voicidonclesdeuxmodificationsquenousapportonsauprojet:

1. Dansletextesource,cliquejusteaprèslalettreTdu

motINPUTdanslafonctiondeconfiguration.

2. Ajoutealorssansespaceleslettressuivantes,en

commençantparlecaractèredesoulignement:

_PULLUP

Lerésultatdoitcorrespondreàl’instructionsuivante:

pinMode(7,INPUT_PULLUP);

3. Pourralentirunpeul’affichage,nousajoutonsl’appel

defonctionsuivantàlasuitedesdeuxquiexistentdéjà

danslafonctionprincipaledelaboucle:

delay(500);

Lafonctiondelay()faitpatienterpendantlenombre

demillisecondesindiqué.Ici,nousdemandons500ms,

soitunedemi-seconde.

Après activation de la résistance interne de tirage (PULLUP) etajoutdelapause,leprojetdoitavoirl’aspectsuivant:

Listing4.4:Versionfinaleduprojet(CH04_Digit4)

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH04A_Digit4.ino

*OEN1703

*/

booleanbValeur;

voidsetup(){

pinMode(7,INPUT_PULLUP);//MODIFICI

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

bValeur=digitalRead(7);

Serial.println(bValeur);

delay(500);

}

Le qualificatif PULLUP que nous avons ajouté désigne cemécanisme interne consistant à mettre en activité une résistanceentre la tension positive de 5 V et la broche, ce qui force cettebroche à l’état 1, sauf quand nous décidons de la forcer l’état 0.Mettonscelaenpratiquemaintenant.

1. Unefoislesmodificationseffectuées,sauvegardeton

programmesinécessaireaveclacommande

Fichier/Enregistrersouspuisdemandeson

téléversement.Dorénavant,l’affichageestbeaucoup

pluscalmeet,surtout,tunevoisapparaîtrequedes1.

2. Commeprécédemment,faiscontactentrelapointe

libredustrapetleboîtierdelapriseUSB.Tunedois

voirquedes0.

Figure4.8:Testdelectured’uneentréestabilisée.

Nous savonsmaintenant commentexploiteruneentréenumérique.Cette technique va te permettre d’exploiter toute une gamme decapteurs à sortie numérique, c’est-à-dire qui fournissent commerésultatdeleursmesuressoitlavaleur0,soitlavaleur1.

Maisilexisteaussidescapteursanalogiquesquifournissentcommerésultat de leurs mesures une tension variant progressivemententre0Vet5V.Si tubranchesun tel capteur analogique suruneentréenumérique,tun’obtiendrasquelesvaleurssuivantes:

» Lorsquelatensionfournieparlecapteursesituera

entre0Vet0,8Venviron,tuobtiendrasun0.

» Lorsquelatensionserasupérieureà2,8Vet

jusqu’à5V,tuobtiendrasun1.

» Lorsquelatensionseradanslazonegriseentreles

deux,tunepourrasjamaisprévoirsitu

obtiendras0ou1.

Ilfautdoncunautremoyenpourrécupérerunemesureanalogique.C’estàcelaqueservent lesbrochesanalogiquesduconnecteurdubasdetacarte.Nousallonslesdécouvrirdansleprochainchapitre.

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsappris:

» àécriredesappelsdefonctionsprédéfinies;

» àdéclarerunevariable;

» àréglerleMoniteursérieetàafficherdesvaleurs;

» àstabiliseruneentréenumérique.

I

Chapitre5Àl’écoutedumonderéel

AUMENUDECECHAPITRE:

» Lectureanalogique

» Destypesdedonnéesentiers

» Tapremièrefonction

» Uneinstructionconditionnelle

» ContrôlerleformatdansleMoniteursérie

» Unprojetdethermomètre

lyauneénormedifférenceentre lemondedesordinateurset lemonde réel, physique, le monde IRL (In Real Life) : dans le

monde réel, il n’y a pas vraiment de nuit absolument noire, ni dejour absolument clair. Même par une nuit sans lune, on parvientencoreàdevinerdessilhouettes.Mêmeparun jourdepleinsoleilau beau milieu de l’été, nous ne sommes pas éblouis, etheureusement.nécessaire.

Lemonderéelestceluidunioui,ninon.Prenonsl’exempledelapeséedesvalises à l’aéroport.Lesbalancespeuvent, par exemple,être construites pour savoir peser entre 1 g et 50 kg. À raisond’environ1milliarddevoyageursparan,doncautantdevalises,silamesureestsuffisammentprécise,iln’yaurajamaisdeuxvalisespesantexactementlamêmemasse(onneditpaspoids,maismasse).

Sionbranchelabalancesurl’entréenumériqued’unordinateur,onpourraseulementsavoirs’ilyaunevaliseoupas.Celanepermettra

pasdecalculerlemontantdusupplémentàpayerlorsqu’unevalisepèsepluslourdquelalimiteautorisée.

En pratique, on fait des arrondis : on ne pèse pas les valises aumicrogramme près. L’arrondi, c’est un premier pas menant ducontinuduréelaudiscontinudel’informatique.

Alors, comment faire pour que notre mikon sache exploiter unevaleurquin’estpasnumérique?Comment fairepourqu’ilpuisseexploiterl’undesnombreuxtypesdecapteursquisontconçuspourfournir une tension variant entre 0 V et 5 V, en passant par unequasi-infinitédevaleursintermédiaires?

ObservetacarteArduino.TuremarquessurleconnecteurenbasàdroitedetacartelessixbrochesmarquéesA0àA5aveclamentionANALOG IN. C’est bien à ces broches-là que nous allons nousintéresserdanscechapitre.Nousallonsybrancherunéquipementque va envoyer une tension variant progressivement.Mais tu saisqu’unprocesseurtelquelemikonestunemachinebinaire:ellenepeutaccepterquedes0etdes1.Au-dessousd’unecertainetension,cesera0,etau-dessusd’uneautre,cesera1. Ilnefaitpasdans lanuance!Ilyadoncuneastuce.

Cette astuce se nomme CAN, acronyme pour convertisseuranalogique-numérique (en anglais, DAC pour Digital-AnalogConverter).

Le principe du CAN est de comparer la tension sur la broched’entréeàune tensionqu’ilgénèreen interne. Il fonctionne sur lemême principe que le jeu consistant à deviner un nombre.Rappelons-le.

Supposons que je choisisse un nombre entre 1 et 100 et que je tedemandedeledeviner.Pourchaqueessai,jetedissilenombreestsupérieur ou pas.Quelle est laméthode la plus efficace ? Tu vasd’abord proposer 50. Si c’est supérieur à 50, tu vas dire 75. Àchaqueétape,tuviseslamoitiédelaplagedepossibilitésrestantes.LeCANfonctionneexactementdelamêmemanière.Silaplagedetensions possibles va de 0 V à 5 V, le CAN va commencer parcomparer la tensionàmesurerà2,5V.Sielleest inférieure, ilva

réessayer avec 1,25V. Il procède ainsi de suite jusqu’à trouver lavaleurnumériquelaplusproche.

Le CAN du mikon AT328 qui équipe ta carte Arduino offre uneprécision de 10 bits, ce qui signifie qu’il peutdistinguer 1024 niveaux différents.Nous verrons dans le chapitresuivant que la valeur 1024 peut être codée sur 10 bits (c’est ledoublede512codésur9bits, lui-mêmeledoublede l’octetcodésur8bits).

Il existe de plus en plus de capteurs intelligents qui réalisent eux-mêmes la conversion de l’analogique vers le numérique. Ilstransmettentdoncdirectementdesvaleursbinaires enutilisantuneinterfacenomméeI2C.Nousverronscelaplustard.

LeprojetAnaloPassons au montage d’un circuit permettant de vérifier lefonctionnement du convertisseur CAN. Cemontage, comme celuidu chapitre précédent, sera extrêmement simple puisqu’il serésumeraàunfilvolantbranchésurunebroched’entrée.

1. Vérifiequetacarten’estpasbranchée,puisenlève

touslesstrapsquisontéventuellementprésentset

brancheunseulstrapsurlabrocheanalogiqueA0.

2. Vérifiequel’extrémitélibredustrapnetoucheàrienet

penddanslevide.

3. MetslacartesoustensionenconnectantlecâbleUSB

àl’ordinateur.

C’esttout.Nouspouvonsmaintenantpasseràla

rédactiondutextesource.

Figure5.1:Aspectdumontagepouruntestd’entréeanalogique.

ConceptionduprogrammeCe projet ressemble beaucoup à celui du chapitre précédent. Ladifférenceessentielle estquenousallons avoirbesoind’uneautrefonction prédéfinie. Au lieu de digitalRead(), nous allonsutiliser analogRead(). C’est une fonction standard disponibledèsledépartdansl’atelierArduino.Ilsuffitd’indiquersonnom,etelleserareconnue.

L’autre différence se situe au niveau de la variable dans laquellenous allons récupérer la valeur numérique issue du travail duconvertisseur analogique numérique. J’ai dit plus haut que ceconvertisseursavaitgénérerunevaleurentre0et1023.

Le système de comptage humain est décimal. Pour écrire lavaleur999,troischiffressuffisent,maispourécrire1000,ilenfautquatre.Danslanumérotationbinairedesordinateurs,ilfautdixbitsà 0 ou à 1 pour représenter la valeur décimale 1023. Nous yreviendrons dans le prochain chapitre, mais sache déjàque1023décimals’écrit1111111111enbinaire.Situcomptesbien,ilyadixchiffres1,c’est-à-diredixbits.

Notre mikon, comme tous les processeurs existant actuellementdanslemonde,travailleavecdespaquetsde8bitsauminimum,desoctets.Autrementdit,pourstockerlavaleur1023,ilnousfautdeuxoctets.DanslelangageCdenotremikon,cettelargeurdedonnéescorrespondautypededonnéesportantlenomint.

Lemotréservéintestl’abréviationdeintegerquisignifieentier.Les valeurs entières sont celles qui n’ont pas de virgule. Lesnombres 37 ou 655 sont des valeurs entières, maispas 1,25 ni 36,99.Note au passage que, pour séparer les chiffresdesunitésdeschiffresaprèslavirguledanstesprogrammes,tunedois plus utiliser la virgule, mais le point. Tu écrirasdonc1.25et36.99.

Avant de saisir le texte source, je te propose de bien préparer tesconditionsdetravail,commececi:

1. Sil’atelierIDEn’estpasdémarré,fais-le.

2. UtiliselacommandeFichier/Nouveaupourlancerun

nouveauprojet.

3. Fermel’autrefenêtrequiaétéouverteaudémarrage.

4. Prendsl’habituded’attribuerimmédiatementunnom

àtonprojetenutilisantlacommande

Fichier/Enregistrer.Choisiscenomavecsoin.J’aipar

exempleoptépourlenomsuivantpourlapremière

versionduprojetdecechapitre:

CH05_Analo1

Nefaispascommencerlenomduprojetparunchiffre.

L’ateliern’aimepascela.

5. Unefoisquetuesprêt,procèdeàlasaisiedeslignes

dulistingsuivant.

Listing5.1:Textesourcedelaversion1deAnalo

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH05A_Analo1.ino

*OEN1703

*/

intbroLecture=14;//BrocheA0=14

intiValLue=0;

voidsetup(){

pinMode(broLecture,INPUT);

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

iValLue=analogRead(broLecture);

Serial.println(iValLue);

delay(500);

}

RemarquesdelectureTuconstatesque jecommencepardéclarerunepremièrevariablenomméebroLectureen lui donnant la valeur initiale 14. Celapermetd’utiliserlenomdevariablepartoutoùilfaudraitindiquerlenumérodelabrocheanalogique.Turemarquesaupassagequelapremière des broches analogiques prend le numéro suivant aprèscelui de la broche numérique 13. Autrement dit, les brochesanalogiquesA0àA5portentlesnuméros14à19.

La deuxième variable globale que je déclare porte le nomiValLueElleestaussidéclaréedetypeint.J’aiexpliquéplushaut

pourquoiilnousfallaitcetypedevariable.

Nous retrouvons ensuite nos deux fonctions obligatoires. Dans lafonction de préparation setup(), nous réglons notre broched’entréeenmodeentrée(INPUT).Celapeutparaîtresuperflu:unebrocheanalogiqued’entréeestunebroched’entrée,non?Ehbien,non:malgréleurnom,cessixbrochespeuventaussiêtreutiliséesensortie.J’enprofitepourteprévenirquelesbrochesdesortiesonttoujoursnumériques,etqu’ilfaudrauneautreastucepourqu’ellespuissentsimulerunetensionanalogique.Nousverronsceladansleprochainchapitre.

Ladeuxièmeinstructiondelafonctionsetup()estdéjàconnue.Elleconfigure lavitessededialogueentre lacarteet la fenêtreduMoniteursérie.

Dansnotrefonctionprincipale,nouscommençonsparstockerdansnotrevariablelavaleurquiauraétéluesurlabroched’entréeparnotrenouvellefonctionanalogRead().Rappelonscettepremièrelignepourladécomposer:

iValLue=analogRead(broLecture);

Ilyaicideuxopérationsdansuneseuleligne:

» D’abord,nousdemandonsl’exécutiondelafonction

analogRead().Quandsonexécutionestterminée,

cettefonctionvarenvoyerunevaleur;cettevaleurva

d’unecertainefaçonsurgiràlaplacedel’appelàla

fonction.

» Ladeuxièmeopérationconsistesimplementà

recopiercettevaleurrenvoyéedansl’emplacement

mémoirequiestsymboliséparlenomdelavariable.

Lesdeuxinstructionssuivantessontlesmêmesquedanslechapitreprécédent.Nousaffichonslavaleurquenousvenonsdelireavecunsaut de ligne de l’affichage (grâce à la variante

Serial.println()aulieudeSerial.print())puisnousprovoquons une petite pause d’une demi-seconde(500millisecondes).

Passonsauxtests!

TestduprojetAnaloenversion11. UtiliselacommandeTéléverserpourtransférerle

programmeaprèscompilation.

S’ilyauneerreur,relisbienletextesourceenvérifiant

notammentlesaccolades,lessignespoint-virguleetles

parenthèses.

2. Auboutdedeuxoutroissecondes,leprogrammedoit

avoircommencésonexécution.Ouvrelafenêtredu

Moniteursérie.Qu’observes-tu?

Figure5.2:TestdelapremièreversionduprojetAnalo.

Onvoitapparaîtredesvaleursquisesituent

entre200et1000environ.Lavaleurfluctueenfonction

desparasitesdetonenvironnementréel.Tupeuxpar

exempleapprochertontéléphoneportabledelacarte,

cequiauracertainementuneinfluence.

3. Prendsleboutlibredustrapetfais-letoucherle

boîtierdelapriseUSBsurlacarte.

L’affichagedevraitpasserà0puisquetuprésentesune

tensionde0Vsurlabroched’entréeanalogique.

4. Touchelapointedustrapavecundoigtpourvoirsi

celachangelavaleur.

Cetestpermetdeconfirmerquelemikonsaitdétecterunetensionvariable en la transformant en une valeur entre 0 et la limitede1023.

Nous allons utiliser cette possibilité dans le second projet de cechapitre, mais auparavant, progressons dans l’apprentissage destechniques de programmation, puisque c’est le but principal de celivre,apprendreàprogrammer!

La prochaine étape va être d’une importance capitale : tu vasapprendreàdéclareretexploitertapremièrefonction.

TapremièrefonctionCombien de fonctions prédéfinies avons-nous déjà rencontrées aucours du chapitre précédent et du début de celui-ci ?Environ unedizaine.

Il y a tout d’abord les deux fonctions obligatoires setup() etloop().Ellessontentièrementtransparentespourtoi,danslesensoùtuasaccèsà leurcontenu,puisquec’est toiquiécris les lignesentrelesdeuxaccoladesdechacune.

Ilyaensuitelesfonctionsdonttuasutilisélenompourprofiterduservice correspondant. C’est le cas de digitalRead(),delay(),pinMode(),Serial.print() et de sa varianteprintln(), et enfin de analogRead(). Toutes ces fonctionsprédéfiniesconstituentdesboîtesnoires,puisquetuneconnaispasleur contenu exact. Il te suffit de savoir comment les utiliser (lesinvoquer)etquelprofittupeuxentirer.

Il n’est pas interdit de connaître le contenu des fonctionsprédéfinies.Ellessonttoutesfourniesselonlemodeopensource;letextesourceestdoncaccessible,maistuverrascelaplustard.

Chacune des fonctions prédéfinies contient entre une dizaine etplusieurs centaines d’instructions. Tu constates dans l’éditeur queles fonctions reconnuespar l’atelier sontaffichéesenorange.Dèsque tu fais une faute de frappe dans le nom d’une fonctionprédéfinie,tulevoisimmédiatementparcequ’ellenes’affichepasenorange.

Les deux fonctions obligatoires s’affichent dans une couleurspéciale.

Dans le langage de programmation C de l’Arduino, il y a unesoixantaine de fonctions prédéfinies. Tu pourras y ajouter enfonction de tes besoins un nombre non limité de fonctionssupplémentaires,réuniespargroupeslogiquesdansdeslibrairies.

Lepointessentielestqu’ilnefautjamaisutiliserlemêmenompourdeuxchosesdifférentes,commedanslaviecourante.

Ceuxquiapprennent laprogrammationdansuneautre languequel’anglais ont un avantage à ce niveau : les identifiants qu’ils ontenvie d’utiliser pour leurs fonctions et leurs variables risquentrarementd’entrerenconflitavecdesmotsréservésdulangage,cesderniersétanttoujoursenanglais.

Enplusdesfonctions,nousavonsutiliséquelquesmotsréservésdulangage,quis’affichentenbleudansl’éditeur:

» lestroistypesdedonnéesboolean,intetbyte;

» lesmotsINPUTetINPUT_PULLUP;

» uncertainnombredesignesdeponctuation

(parenthèses,accolades,etc.).

Nous avons aussi créé trois identifiants pour trois variablesdifférentes:bValeur,iValLueetbroLecture.

Nousallonsdoncchoisirunjolinompournotrepremièrefonction.Maispetitequestionpréalable:pourquoicréerdesfonctions?

OntravaillemieuxàplusieursEncréantdesfonctions,onrépartit le travaildansplusieursblocs,cequioffredenombreuxavantages:

» Leprogrammeestplusfacileàlireetàcomprendre.

» Leprogrammeestplusfacileàmettreaupoint,c’est-

à-direàdéboguer.

» Unefonctionpeutfacilementêtrecopiéeetréutilisée

dansunautreprojetsiellecorrespondauxmêmes

besoins.

Bref, en créant des fonctions, tu prends la bonne habitude demodulariser.

En guise de première fonction, je te propose d’extraire de lafonction principale loop() les deux lignes d’instructions quieffectuentlalecturedelaprochainevaleurpuisl’affichagedecettevaleur.

Puisque l’heure est venue de choisir le nom de notre nouvellecréation,voicilesrèglesàsatisfaire:

» Tonnomnedoitévidemmentpasentrerenconflit

avecaucundesnomsdéjàconnusparlecompilateur,

doncaucundesnomsdesfonctionsinternesniaucun

motréservé.Biensûr,tuneconnaispasencoretous

lesmotsréservésetnomsdefonctions,maistuverras

qu’ilyapeudechancesdetombersurunhomonyme

enfrançais.

» Ensuite,ilfautprendrel’habitudedenejamaisutiliser

delettresaccentuéesdanslesnoms.Lorsquetuas

besoindesimulerunespace,utiliselecaractèrede

soulignement(_).Jeteconseilleaussid’adopter

l’écritureendosdechameau,commececi:

intdroMaDaire

» Enfin,unebonnepratiqueconsisteàtoujoursutiliser

unverbed’actionpourlesfonctions,cequiestnormal

puisquelesfonctionsagissent.Turéserveslesnoms

statiquesàtesvariables.

Passonsdoncaucodage.

Déclarationd’unefonction1. L’atelierdoitêtreouvertaveclapremièreversiondu

projetencours,maislenouveaunomseraenregistré

vialacommandeEnregistrersous.

2. Sélectionnelesdeuxlignessuivantesetutilisela

commandeÉdition/Couper.

iValLue=analogRead(broLecture);

Serial.println(iValLue);

3. Descendstoutàlafindutextesource,insèreuneligne

d’espaceavecEntréepuiscollelesdeuxlignes

(Édition/Coller).

4. Place-toiaudébutdelapremièredesdeuxnouvelles

lignes,cellequicommencepariValLue,etinsèreune

lignevideaveclatoucheEntrée.

5. Nousallonsinsérericilalignedetêtedelafonction.

Voicid’abordlasyntaxeformelledelatêted’une

fonction:

nomTypenomFonction(){

Commec’estnotrepremièrefonction,nousallons

restermodestes:notrefonctionnerenverrapasde

valeur,cequenousdécidonsencommençantparle

motclévoid.

Poursimplifierencore,lafonctionnevapasattendre

devaleurenentrée,c’est-à-direuneouplusieurs

valeursquisonttransmisesàlafonctionquandelle

démarreetpermettentdefairevarierson

comportement.Onappelleceladesparamètres

d’entrée,etc’estcequel’onindiqueentrelesdeux

parenthèsesaprèslenomdelafonction.Ici,nous

laissonslecoupledeparenthèsesvide.

Lalignedetêtevadoncs’écrireainsisinous

choisissonscommenomdefonctionlireAna():

voidlireAna(){

TupeuxconstaterquecetteligneneseterminePAS

parunpoint-virgule.

6. Place-toienfintoutàlafindetontextesource,donc

aprèslederniersignepoint-virgule.Insèreuneligne

videpuissaisisuneaccoladefermantecontrelamarge

gauche.

}

C’estl’accoladequifermeleblocquiaétéouvertpar

l’accoladeouvranteàlafindelalignedetêtedenotre

fonction.

Sinécessaire,enlèvelesespacespourquecette

accoladesoitbiencontrelamargegauche.Lorsquetu

vascréerdessous-blocs,tupourrasainsifacilement

distinguerlesdifférentsniveauxpardesdécalages

(indentations)dedeuxespacesparniveau.

7. Lanceunevérification.Ladéfinitiondelanouvelle

fonctionestterminée.Encasd’erreur,relis-toibien.

8. Branchelacarteettéléverseleprojet.Ilnesepasse

plusrien,mêmepasbesoind’ouvrirlemoniteurpour

s’enassurer.Pourquoi?

Parcequenousnedemandonsjamaisànotrenouvelle

fonctiondetravailler!Ilfautl’appelerdanslafonction

principaleloop().

Desfonctionsàl’appel

Pourécrireunappelà tafonction, tuprocèdesexactementcommepourunefonctionprédéfinie:tucitessonnom,etcommec’estuneinstruction,tuajoutesunsignepoint-virgule.C’esttout.

1. Remontedanslafonctionprincipaleloop()etplace-

toijusteaprèsl’accoladeouvrante,puisinsèreuneligne

vide.L’éditeurdevinequetuveuxajouterquelque

chosedansleblocdelafonction:ila

automatiquementinsérédeuxespacesparrapportàla

margegauche.Saisisalorslenomquetuaschoisipour

lanouvellefonction,dansmonexemple,lireAna(),

sansoublierlapairedeparenthèsesvideetlesigne

point-virgulequidoitmarquerlafindechaque

instruction.

Raressontleslignesquineseterminentpasparce

signe.

2. Ilneteresteplusqu’àvérifiertestravauxd’éditionen

comparantaveclelistingcompletsuivant.

Listing5.2:Version2duprojetAnalo

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH05A_Analo2.ino

*OEN1703

*/

intbroLecture=14;//BrocheA0=14

intiValLue=0;//

voidsetup(){

pinMode(broLecture,INPUT);

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

lireAna();//MODIF

delay(500);

}

voidlireAna(){//NOUVELLE

FONCTION

iValLue=analogRead(14);

Serial.println(iValLue);

}

TestonsnotrefonctionTu as certainement très envie de voir ta nouvelle fonctionfonctionner!

1. Commenceparunepetitevérificationavecla

commandeVérifier.Lisbienlesmessagesqui

apparaissentdanslepanneauinférieur.S’iln’yapas

d’orange,toutvabien.

S’ilyaquoiquecesoitenorange,revérifietouten

t’aidantdulistingprécédent.

2. TupeuxmaintenantrebrancherlacarteArduinositu

l’avaisdébranchéeetlanceruntéléversement.

OuvreleMoniteursérieetobservelerésultat.Ilest

strictementidentiqueàlapremièreversion.

Tu disposes dorénavant d’une fonction que tu peux copier-collerdans un autre projet telle quelle ou en la modifiant ensuite. Tonprogrammeestdevenumodulaire.

Voyons maintenant comment faire varier le fonctionnement duprogrammeendécouvrantlesinstructionsconditionnelles.

UneinstructionconditionnelleDanslaviecourante,nousfaisonssanscessedeschoixenfonctiondes conditions que nous constatons autour de nous. Quand tu telèves lematin, tu regardes instinctivement tespiedsaumomentdemettreteschaussettes.Autrementdit:

SIpasDeChaussettesALORSmettreChaussettes;

Si,enregardanttespieds,tuconstatesqu’ilyadéjàdeschaussettesautour, tu n’exécutes pas l’instructionmettreChaussettes().Nousallonsréutiliserceraisonnementpourajouteruneinstructionconditionnelledemanièreànepasseràlalignesuivantequ’auboutdequelquesaffichagesdevaleurs.

Nous allons ajouter un bloc conditionnel dans notre fonctionprincipale.Danscebloc,quiseradélimitéparunepaired’accolades(comme tout bloc qui se respecte), nous allons insérer deuxinstructions:unepourprovoquerunsautdeligneetuneautrepourremettreàzérolecompteurauboutde11affichages.

Le bloc conditionnel que nous allons utiliser se fonde sur lemotréservéanglaisifquiveutdire«si».Voicisasyntaxeformelle:

if(condition_vraie){

premièreinstruction;

deuxièmeinstruction;

etc;

}

Si tu veux garder une version de chaque étape de ce projet,commenceparenregistrerlefichierencourssousunnouveaunom,pourmontrerquec’estlatroisièmeétape.

Voicilesdifférentesactionsd’éditionquenousallonsréaliser:

1. Endébutdetextesource,nousallonsdéclarerune

nouvellevariablepournotrecompteur.Jetepropose

dechoisirunnouveautypededonnéespourcette

variable,letypebyte:

bytebCompteur=0;

Pourquoi?Puisquenousvoulonscompter

de0jusqu’à10,ilestinutiledegâcherdelamémoire

avecunevariablequipermettraitdecompter

jusqu’à32767,cequiestlecasd’unevariabledutype

int.Nouspouvonsnouscontenter(etlargement)d’une

variabledetailleinférieure,quin’occupequ’unseul

octet.Justement,letypebytepermetdestockerune

valeurentre0et255.

Aprèscettedéclarationdevariable,nousallonsinsérer

unblocconditionneldanslafonctionprincipale.

Place-toiàlafindelalignequiconstituel’appelàta

nouvellefonctionetappuiesurlatoucheEntrée.

2. Danscettenouvelleligne,àdeuxespacesdubord

gauche,insèrelalignedetêtedunouveaubloc

conditionnel:

if(bCompteur>10){

Tunotesqu’iln’ypasdepoint-virguleici.Cequiest

entreparenthèsesestuneexpression.C’estlemotde

passepourentrerdanslebloc.Sicetteexpressionest

vraie,onpasse.Donc,silavariablevautplusde10,

c’estvrai.Tantqu’ellevautentre0et10(compris),le

testestfauxetlesdeuxinstructionsconditionnelles

sontignorées.Seulelapauseestmarquéepuisonfait

unnouveautourdeboucleprincipale.

3. Insèreensuiteunenouvellelignedanslaquelletu

placesl’instructionquiprovoqueunsautdelignedans

leMoniteursérie:

Serial.println("");

Lecoupledeguillemetsviden’estpasobligatoire,mais ilpermetd’insérerfacilementuntexteplustard.

4. UtiliseànouveaulatoucheEntréepourinsérerlaligne

suivanteafinderemettreà0lecompteurunefoisqu’il

aatteintlavaleurmaximale:

bCompteur=0;

Ilneresteplusqu’àinsérerunelignedefermeturedu

blocconditionnel.Cetteaccoladefermantedoitse

trouveràdeuxespacesdubordgauchepourqu’onla

distinguebiendel’accoladedelafindelafonctionjuste

au-dessous.

}

Vérifiequetonprojetressembleaudébutdecettenouvelleversiondanslelistingsuivant.

Listing5.3:Débutdelaversion3deAnalo

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH05A_Analo3.ino

*OEN1703

*/

intbroLecture=14;//BrocheA0=14

intiValLue=0;

bytebCompteur=0;//AJOUTV3

voidsetup(){

pinMode(broLecture,INPUT);

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

lireAna();

if(bCompteur>10){//AJOUTV3

Serial.println("");//AJOUTV3

bCompteur=0;//AJOUTV3

}//AJOUTV3

delay(500);

}

Pour l’instant, nous avons inséré un bloc contenant deuxinstructionsquineserontexécutéesquesi lavaleurde lavariablebCompteurestsupérieureà10.Puisqu’ellevaut0audépart,celan’arrivera jamais, àmoins de la faire évoluer. C’est ce que nous

allonsfairedansnotrefonctionquivaaugmenterde1lavaleurducompteuràchaquetour,doncchaquefoisqu’elleseraappelée.

Descendsdans la fonctionlireAna()etplace-toi à la finde ladernière instruction pour insérer les deux lignes portant lecommentaire//AJOUTV3:

Listing5.4:Findelaversion3deAnalo

voidlireAna(){

iValLue=analogRead(broLecture);

Serial.print(iValLue);//

MODIFV3

Serial.print("");//

AJOUTV3

bCompteur++;//

AJOUTV3

}

La première des deux lignes sert à aérer l’affichage afin que lesvaleurs ne se collent pas les unes aux autres. Elle se contented’afficherunespace.

C’estlasecondenouvellelignequinousintéresse:

bCompteur++;

Ce double signe++ collé à la fin du nom de la variable est uneversion abrégée pour augmenter la valeur de la variable d’uneunité.Onappellecelal’incrémentation.Lavariablequivaut0audépart finiraainsiparavoir lavaleur11, cequiprovoqueraenfinl’exécutiondublocconditionnel.

Pourdiminuerde1unevaleur, onutilise le signede soustractionsurlemêmeprincipe:

bCompteur--

Tu as peut-être remarqué unemodification que je n’ai pas encorementionnéedanslanouvellefonction:lapremièreutilisationdelafonction d’affichage n’est plus Serial.println(), maisSerial.print(). En effet, nous ne voulons pas provoquer desautdeligneaprèschaqueaffichage.

La Figure 5.3 montre l’aspect du programme complet dans satroisièmeversion.

Turemarqueslesnumérosdelignesenmargegauche.Cesnumérosnesontabsolumentpasajoutésautextesource;ilsneserventqu’aurepérage dans l’affichage. Pour rendre ces numéros visibles, vadans les préférences de l’atelier (Figure 5.4). Sous Windows etLinux, c’est dans le menu Fichier. SousMacOS, les préférencessontdanslemenuArduino.

Figure5.3:ÉditionetexécutiondeAnalo3.

Figure5.4:L’optiond’affichagedesnumérosdelignedanslespréférences.

Si plus tard, tu décides d’utiliser directement les outils decompilationsur la lignedecommande, il faut savoirqu’unboguebizarrepeutseproduireparcequ’ilmanqueunsautdeligneaprèsladernièreaccoladeduprogramme.Tupeuxdoncenajouterune;celanechangerienaurésultatici.

Testonslaversion3Je n’ai plus besoin de t’expliquer comment faire : d’abordVérifier, puis Téléverser après avoir branché si nécessaire lacarte.TuouvresensuiteleMoniteursérieetturegardeslerésultat.N’hésitepasàtoucherleboutdufillibrepourfairevarierlavaleur.

Turemarquesquel’affichageestbeaucouppluscompact.C’étaitlebut.

Comptelesvaleurssurchaqueligne:ilyenabien11.

Puisque nous sommes dans la découverte des fonctions, rendonscelle que nous venons de définir un peu plus intelligente : nousallonsluifairerenvoyerlavaleurducompteur.

RenvoyonsnosvaleursTu saismaintenant qu’il est possible de faire renvoyer unevaleurparunefonctionlorsqu’elleterminesonexécution.

Àvraidire,onpeutenfairerenvoyerplusieurs,maisilfautdanscecas lesstockerdansun tableau,cequenousverronsdansunautrechapitre.

Lorsqu’une fonctiondoit renvoyerunevaleur, il faut toutd’abordindiquerquelseraletypedelavaleur,cequisefaitenremplaçantlemotclévoid,danslalignedetêtedelafonction,parlenomdutypedésiré.Dansnotreexemple,nousvoulonsrenvoyerlecompteurdetours,etcettevariableestdetypebyte.Celanousconviendra.

Parailleurs,si l’ondéclarequel’onvaenvoyerunevaleur,ilfauttenir ses promesses. Dans le cas d’une fonction, cela supposed’ajouteruneinstructionreturnavec,entreparenthèses,lenomdela variable dont on veut renvoyer la valeur. Je crois que tu esmaintenantassezentraînépourcomprendrecommentappliquercesévolutions à la prochaine et dernière version de notre projetsimplementenlisantletextesourcesuivant.

Listing5.5:Version4duprojetAnalo

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH05A_Analo4.ino

*OEN1703

*/

bytebroLecture=14;

intiValLue=0;

bytebCompteur=0;//AJOUT

voidsetup(){

pinMode(broLecture,INPUT);

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){//SUIVANTE

SUPPR

if(lireAna()>10){//MODIF

Serial.println("");

bCompteur=0;

}

delay(500);

}

bytelireAna(){//MODIF

iValLue=analogRead(broLecture);

Serial.print(iValLue);

Serial.print("");

return(bCompteur++);//MODIF

}

Troislignesontchangéetuneligneadisparu:

» D’aborddansnotrefonctionlireAna():j’ai

remplacélemotvoidparlemotbytedanslalignede

tête.

» Dansladernièrelignequiaugmentede1lavaleurde

bCompteur,j’aiajoutél’instructionreturnetj’ai

enchâssél’instructionbCompteur++dansles

parenthèsesdereturn.Autrementdit,l’effetdevrait

êtrelerenvoiàl’endroitoùnousappelonslafonction

delavaleurdebCompteurunefoisquecelle-ciaété

augmentéede1.Nousallonsvoirquecen’estpas

exactementcequisepasseenréalité.

» Danslafonctionprincipaleloop(),nousavons

supprimélalignedel’appelàlafonction.Comment?

Pasd’appel,pasd’affichage?Enfait,nousavons

déplacécetappelàlafonctionenl’insérantdansla

conditiondutest:

if(lireAna()>10){

Dorénavant, troisopérationssuccessivesontlieudanscettesimpleligne:

1. Lapremièreactionestl’exécutiondelafonction

lireAna().

2. Auretourdelafonction,lavaleurqu’ellerenvoie

apparaît«àlaplace»dunomdelafonctionsionpeut

dire.

3. Nouspouvonsenfinévaluerl’expressiondetestqui

estdevenuececi:

EST-CEQUEValeurRenvoyéeESTSUPERIEUREA

10?

Leblocconditionneln’estexécutéquesilaréponseà

cettequestionestoui,doncdèsquecettevaleurest

égaleà11.Danslesautrescas,toutleblocestignoréet

onnefaitquelapaused’unedemi-seconde.Mais

rassure-toi:l’appelàlafonctionesttoujourseffectué.

(Commentpourrait-onfaireletestsinon?)

Réalise ces quelques aménagements, puis vérifie et téléverse leprogramme afin de le tester. Observe bien l’affichage dans lafenêtredumoniteuretcomptelenombredevaleursaffichéesavantlesautdeligne.

Ilyaunbogue:12valeurssontaffichées.

Préfixeousuffixe,cen’estpaspareil!Nousvoicifaceànotrepremierboguedelogique.Leprogrammeest considéré comme parfaitement correct pour le compilateur, lapreuveenétantqu’ilacceptedeletéléverserverslacarte.Pourtant,nousfaisons12toursdeboucleavantdechangerdeligne.Qu’est-cequ’ilsepasse?

Enfait,ilfautseméfierdesnotationsabrégéespourincrémenteroudécrémenterunevariable.Lorsquetuécrisvariable++,lavaleurquepossèdelavariableestutiliséed’abord,puiselleestaugmentée.Pour qu’elle soit modifiée avant d’être utilisée, il faut écrire++variable.Subtil,non?

Procèdemaintenant à cettemodificationenécrivantde lamanièresuivanteladernièrelignepuisentéléversantpourvérifierqu’iln’yaplusque11toursdeboucle,commenouslevoulons:

return(++bCompteur);

Puisque le projet fonctionne comme prévu, nous allons pouvoirpasser à autre chose : apprendre à utiliser un premier véritablecomposantcapteur.Jeteproposeuncapteurdetempératureafindesavoir s’il fait chaud dans la pièce où tu te trouves. Ce seraégalementnotrepremiercontactavecuneplaqued’expérimentation.

Figure5.5:LeprojetAnalodanssadernièreversioncorrigée.

UnthermomètreanalogiquePour ce nouveau projet, je vais d’abord indiquer la liste descomposantsrequis,puisnousprocéderonsaumontagephysiqueducircuitavantdepasseràlaprogrammationetauxtests.

ComposantsrequisNousn’auronsbesoinqued’unseulcomposantactifdansleprojet,un capteur de température de la série LM335 ou LM35. La seuledifférence entre ces deux modèles est que le LM35 fournit unevaleur en degrés Celsius, alors que l’autre fournit une valeur enkelvins.Unesimplesoustractionpermetdepasserdel’unàl’autre.

Voicidonclescomposantsrequis:

» tacarteArduinoavecsoncâbleUSB,évidemment;

» uneplaqued’essaioud’expérimentation(unede

demi-taillesuffit);

» uncapteurdetempératureLM35ouLM335;

» unerésistancede1kilo-ohm;

» troisstrapsde5à10cmdelong,mâle-mâle.

LescomposantssontprésentésdanslaFigure5.6.

Figure5.6:AperçudescomposantsduprojetTempera.

LaFigure5.7montreleschémademontagesurlaplaqued’essai.

Figure5.7:SchémademontageduprojetTempera.

Quelques remarques,puisquec’est tonpremiervraimontagedanscelivre:

» Lecapteurdoitêtrepositionnéensortequelaface

platesurlaquelleestinscritlenomdumodèlesoit

verslebas.Lapattedegauchenevapasêtreutilisée;

ellesertàcalibrerlatempératurepourdesmesures

précises.

» Lapattededroitedoitêtrereliéeàlamasse,c’est-à-

direau0V.SurlacarteArduino,celacorrespondaux

deuxbrochesGNDduconnecteurinférieurgauche.

Choisisl’uneoul’autre.

» Enfin,lapattecentraleducapteurdoitêtrereliée,

d’unepart,àlabroched’entréeanalogique(aveclefil

jaune)et,d’autrepart,au+5V,maisenpassant

d’abordparlarésistancede1kohm.

Dans mon schéma d’implantation, j’ai fait partir le fil rouge

beaucoupplusàdroite,pouravoirassezdeplacepour insérer lesdeuxpattesdelarésistancesansqu’ellesoittrophauteau-dessusducircuit, et sans avoir à les raccourcir. En général, il vaut mieuxgarder les longueurs complètes, car on a souvent besoin deréutiliserlescomposants.

LaFigure5.8montreleschémadeprincipecorrespondant.

Figure5.8:SchémadeprincipeduprojetTempera.

Etvoiciletextesourcedelapremièreversionduprojet.

Listing5.6:Version1duprojetTempera

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH05B_Tempera1.ino

*OEN1703

Lectured'uncapteurdetemperature

LM335ouLM35

*/

intbroAna=14;//Entree

analogiqueA0

floatfMesure=0.0;

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

prendreTemp();

Serial.print("Tensionlueenmillivolts:

\t");

Serial.println(fMesure,0);

Serial.print("TemperatureenCelsius:

\t");

Serial.println((fMesure/10)-273.15,1

);//SiLM335enkelvins

Serial.println((fMesure/10),1);//Si

LM35enCelsius

Serial.println("-----");

delay(1000);

}

voidprendreTemp(){

fMesure=(float)analogRead(broAna);

fMesure=(fMesure*5000)/1024.0;//

Conversionde0-1023en0-5V

}

Ilyatroisnouveautésdanscelisting:

1. Unnouveautypededonnées,float.

2. L’utilisationdumêmemotréservéfloatentre

parenthèses,verslafinduprogramme.

3. Lesdeuxopérateursarithmétiques*et/pourla

multiplicationetladivision.

LetypenumériqueflottantfloatVoicilanouvelledéclarationendébutdeprogramme:

floatfMesure=0.0;

Nous avons pour l’instant utilisé trois types numériques, tousentiers:

» letypebooleanquinepermetdestockerque0ou1;

» letypeintquipermetdestockerunevaleurentre0et

lenombrepositif+32767,oubienunnombrenégatif

entre–1et–32768;

» letypebytequipermetdestockerunevaleurpositive

entre0et255.

Lorsquetudivisesdeuxnombresetquelerésultatn’estpasentier,tuperdsdelaprécisionavecdesnombresentiers.C’estpourquoiilexiste un type permettant de stocker des valeurs non entières. Parexemple, le résultatde3/2doitdonner1,5,ouplutôt1.5dansnosprogrammes.C’estunevaleurfractionnaire.

Lenouveautypefloatestdoncindispensable,maisilnefautpasenabuser. Lorsque tu n’as pas besoin de nombres fractionnaires,utiliseuntypeentier.Eneffet,letypefloatoccupe4octetsaulieude2pourletypeintet1octetpourbyte.Lorsquetun’asquedeuxou trois variables, cela ne fait pas de différence, mais si tu doisstocker 500 variables, cela occupera presque toute la mémoire

disponible, puisque 500 × 4 = 2000 alors qu’il n’y aque2048octetsd’espacedisponibles.

Lorsquetuveuxstockerunevaleurdansunevariabledutypefloat,ajoutetoujourslamention.0(unpointsuivid’unzéro)àlasuitedelavaleurpourêtrecertainqu’iln’yaurapasdechangementdetypeimprévu,cequel’onappelleuntranstypage.

Observelalignesuivantedanslaboucleprincipale:

Serial.println((fMesure/10)-273.15,1);

Turemarquesqueladivisionpar10defMesureestentouréepardes parenthèses pour que cette opération soit réalisée en premier,avantlasoustraction.

Dans les deux premières instructions utilisant println(), turemarquesqu’ilyaunsecondparamètrequivautsoit0,soit1.Celane concerne que le format de l’affichage et indique le nombre dechiffres à afficher après la virgule. Cela n’a aucun effet sur lavaleurdelavariable

TuremarquesenfindansnotrefonctionprendreTemp(),toutenbas, que nous prenons la même précaution : nous délimitonsl’opérationàréaliserenpremierparunjeudeparenthèses.

SaisieettestduprojetJeteproposemaintenantdesaisircetextesourcepuisdeletester.

Commepournotreessaidetempératureinternedumikon,dèsquequelquesmesuressontaffichées,approchedélicatementundoigtducapteuret touche-lepour transmettreunpeude tachaleur.Tudoisvoir lavaleurcroître.Elledoit redescendre lorsque tuéloignes ledoigt.

Puisquejeteparlesouventd’occupationmémoire,intéressons-nousàunstylededonnéesquiprendbeaucoupdeplace : les textesdesmessages.

Àlachasseaugaspi!Leprojetcomprenddeuxmessagesfixes:

Serial.print("Tensionlueenmillivolts:

\t");

…

Serial.print("TemperatureenCelsius:

\t");

Voyonscombienchacuneconsommed’espacemémoire.

1. Dansletextesource,positionne-toiaprèslepremier

guillemetetdoncavantlalettreTdeTensiondansle

premiermessage.

2. MaintienslatoucheMajusculeenfoncéetouten

utilisantlaflècheducurseurDroiteetencomptantle

nombredecaractères.Situassaisilemessage

exactementcommemoi,tudois

compter30caractères.Cescaractèressontenchaînés

lesunsàlasuitedesautres,etc’estpourquoion

appellecelaunechaînedecaractères(stringenanglais).

\testunmétacaractère

Les deux messages se terminent par un couple de caractères

étrange :unebarreoblique inverse (uneantibarre)et la lettre t.

C’esttoutsimplementlesymboled’unecommandepouravancer

verslamargedroitedequelquespositions(unsautdecolonne).

Celapermetdebienalignerlesvaleursnumériques.

Une fois que tu as compilé le projet, les deux lignes du panneauinférieurindiquentparexemplequelecroquisutilise:

» 3644octetsdelamémoireduprogramme;

» 266octetsdelamémoiredesdonnées.

Uneastucepermetdedemanderdestockerleschaînesdecaractèresdans lamémoireduprogramme,puisque lesmessagesnepeuventpaschangeraucoursdel’exécution(cesontdeschaîneslittérales).Cerestockageestimpossiblepourles«vraies»variables.

LanotationF()Pour qu’une chaîne constante soit stockée dans la mémoire flashréservéeaucodeexécutable, il fautentourer lachaîned’uncoupledeparenthèsesprécédédelalettreFenmajuscule.

Voicicommenttestercettetechniqued’économiedelamémoire:

1. Relancesinécessaireunecompilationsansavoirrien

changéautextesourceafindepouvoirnoter

l’occupationmémoireduprogrammeetdesdonnées.

Dansmonexemple,c’est3646pourleprogramme

et268pourlesdonnées.

2. Place-toiavantleguillemetouvrantdelapremière

chaîneetinsèreuneespace,lalettreFmajusculeetune

parenthèseouvrante.Voicilerésultat:

Serial.print(F("Tensionlueenmillivolts

:\t");

3. Place-toientrelesecondguillemetetlaparenthèsede

lamêmeligne,etinsèreuneautreparenthèse,suivie

d’uneespacepouraméliorerlalisibilité.

4. Faisdemêmepourl’autrechaîne,TemperatureenCelsius…

5. Éventuellement,aveclacommandeFichier/Enregistrer

sous,implanteletextedansunnouveaufichierde

projet.

Voici à quoi doit ressembler le programme. Les deux lignesmodifiéessontimpriméesenitalique:

Listing5.7:Version2deTempera

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH05B_Tempera2.ino

*OEN1703

Lectured'uncapteurdetemperature

LM335ouLM35

*/

intbroAna=14;//EntreeanalogiqueA0

floatfMesure=0.0;

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

prendreTemp();

Serial.print(F("Tensionlueenmillivolts

:\t"));

Serial.println(fMesure,0);

Serial.print(F("TemperatureenCelsius

:\t"));

Serial.println((fMesure/10)-273.15,1

);//SiLM335enkelvins

Serial.println((fMesure/10),1);

//SiLM35enCelsius

Serial.println("-----");

delay(1000);

}

voidprendreTemp(){

fMesure=(float)analogRead(broAna);

fMesure=(fMesure*5000)/1024.0;//

Reconversion0-1023en0-5V

}

Relance la compilation et compare l’occupationmémoire avec laprécédente. Normalement, nous n’occupons plus 268,mais 208 octets du précieux espace limité disponible pour lesvariables. C’est tout à fait normal, puisque nous avons réussi àstockerailleursdeuxchaînesdecaractèresde30octetschacune.

Enréalité, les30octetsnesontpasceuxquetucrois.Eneffet, lesdeux caractères (donc 2 octets) \t forment un symbole qui esttransformé en un seul octet ; c’est un code de contrôle. Mais unautre octet est ajouté automatiquement à la fin de chaque chaîne :c’est la valeur 0. Ce 0 terminal sert en langageC à savoir où setermine une série de caractères constituée sous la forme d’unechaîne.OnappellecelaunechaîneAZT.

Àpart cetteoptimisationde l’occupationmémoire, leprogrammedoitfonctionnerexactementdelamêmemanière.

Nous en avons terminé avec ce projet de capture de température.Dans le prochain chapitre, nous allons découvrir commentcontrôlerlemondeextérieurgrâceauxsortiesnumériques.

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsappris:

» àexploiteruneentréeanalogique;

» cequ’estunconvertisseuranalogique-numérique;

» àdéclarerunevariablenumérique;

» lestypesdedonnéesbyte,boolean,intetfloat;

» àcréerunefonctionetàexploiterdesfonctions

prédéfinies;

» àfairerenvoyerunevaleurd’unefonctionavec

return;

» àoptimiserl’espacemémoireaveclanotationF().

L

Chapitre6Parler,c’estagir

AUMENUDECECHAPITRE:

» LaLEDfaitdelarésistance

» Lesbrochesdesortienumériques

» Lesluciolesdansent

» Lehasardquifaitdeschoses

esdeuxprécédentschapitresnousontpermisdevoircommentlemikon s’organise pour être à l’écoute du monde extérieur, enutilisant ses broches comme des yeux et des oreilles, le mode

entrée,numériquepuisanalogique.Voyonsmaintenantcommentlemikonpeut«parler»aumonde.

Dans le mot « microcontrôleur » , tu sais maintenant à quoicorrespond lapartie«micro» : il s’agitdecettepetite lamelledesilicium de 3 mm de côté sur quelques feuilles de papierd’épaisseur.L’autre partie, « contrôleur » , indique qu’il s’agit decontrôler, donc d’influer sur le cours de certains événementsextérieursàlapuce.

Lorsquetuentendsquelquechosequit’intéresse,celatefaitpenseràd’autreschoses,etparfoistepousseàdéclencheruneaction.

Quand tu réalises une action, tu contrôles quelque chose, avec tesmains souvent, avec tes pieds si tu jongles avec un ballon defootball.Pourdonnerunordreouunavis,tuutilisestabouche.

Le mikon a de tout petits bras. Il travaille avec de l’énergieélectrique, mais la quantité d’énergie qu’il peut fournir est très

limitée. Il est naturellement conçu pour donner des ordres à desassistantsquel’onappelledesactionneurs.

Mêmeunprésidentde laRépublique, l’homme lepluspuissantdeson pays, ne peut pas soulever une pierre rien qu’en parlant. Enrevanche,ilpeutdonnerl’ordrededéclarerlaguerreàunpaysquilemenace.

Pourcontrôlerl’environnementaveclemikon,tuvaslefaireparler(généralement en silence) sur une ou plusieurs de ses brochesutiliséescommesor ties ;cesbrochesvontpasserde0à1,et riend’autre. Le mikon offre 14 broches de sortie numériques,identifiéesde0à13(cellesmarquéesDIGITAL).

Pour commencer notre découverte des moyens de contrôle del’environnement du mikon, je te propose un cas particulier : seservir d’une broche de sortie du mikon pour non seulementtransmettre des ordres,mais directement réaliser l’action, c’est-à-direalimenterenénergiel’objetquenousvoulonscontrôler.

Pour une autre distinction entre ordre et action, imagine ceci : tuconstruisunchâteaudecartessurunetable,puistut’enapprochesettu parles assez fort pour le faire s’écrouler uniquement par laparole.Maistuimaginesbienqu’ilyadeslimitesàlapuissancededestructiondelaparole(souffler,c’esttricher).

Dans le monde entier, les sessions de formation ArduinocommencentparleprojetconsistantàallumeretéteindreunediodeLED. Dans cet exemple universel, la diode reçoit son énergie dumikon, alors que lemikondevrait se contenter de transmettre desordres à un interrupteur électronique qui mettrait la diode soustensionethorstension.

Pour me plier à la coutume, je vais commencer par cet exempleuniversel et contrôler unediodeLEDdepuis unebrochede sortieArduino.

UnebellediodeLED

Puisque, dans ce chapitre, j’ai décidé de faire la lumière surplusieurs sujets, intéressons-nous au composant qui va nouséclairer : la diode électroluminescente, que l’on appelle plutôtdiodeLED.

C’est d’abord une diode, c’est-à-dire un composant constitué dedeux tranches de silicium. L’une des tranches est un peu positive(ellemanqued’électrons),l’autreplutôtnégative(elleaunpeutropd’électrons).Lesdeuxtranchessontcolléesl’unecontrel’autre,cequi donne une jonction. Le résultat est que le courant ne peuttraverser la jonction que dans un sens. Lorsque tu la branches àl’envers,ilnesepasserien,commesilefilétaitcoupéàl’intérieur.Quand tu la branches dans le bon sens, elle va laisser passer lecourant.Etpuisquec’estunediodespéciale,unediodeLED,ellevaémettre de la lumière. La seule condition est que la tension soitsuffisante.

Latensiondeseuild’uneLEDdépenddelacouleurqu’elleémet:

» PouruneLEDrouge,latensiondeseuilest

d’environ1,8V.PouruneLEDverteoujaune,elleest

d’environ2V.

» PouruneLEDbleue,latensionminimalequilui

permetdes’allumerestd’environ3V.

» Enfin,pouruneLEDblanche,ilfautfournir

environ3,5V.

Si une LED émet la lumière, elle consomme du courant. Elletransforme de l’énergie électrique en énergie lumineuse et enchaleur. LesLED ne sont pas gourmandes : pour voir briller uneLED en plein jour, il suffit de lui faire traverser un courantde 10 à 20 milliampères (abrégés en mA). Le problème, c’estqu’ellenesaitpasseretenir.

Comparonsavecunelampeàincandescence,cegenredelampequiétaituniversellejusqu’àlafinduderniermillénaire.Supposonsunelampedontlapuissanceestégaleà100watts.Sielleestalimentée

avec l’électricité de la maison (arrondissons à 200 volts), elleconsommera500mA.Laformuleestassezsimple:

Puissance=tensionXcourant,soitP=U.I

Une fois qu’elle consomme ses 500 milliampères, la lampe àincandescence est contente : son filament rougit et elle éclaire lapièce.Ellesestabiliseàcettepuissance.UneLEDnefonctionnepasselon le même principe : elle ne sait pas facilement s’arrêter deconsommerducourant.Voilàpourquoiilfautfreinersesardeursenplaçant toujours un frein à électrons dans lemême circuit que laLED.C’estunerésistance.

Avantdedécouvrircommentchoisirlabonnerésistance,encoreunpetitdétailconcernantlesLED:puisquel’onrisquedelesbrancheràl’envers, il fautpouvoirdistinguerlesdeuxcôtés.Celas’appelleundétrompage.PouruneLED,uncôtéportelenom«cathode»etl’autre,lenom«anode».Lacathodedoittoujoursêtrebranchéeducôtédu0V(lamasse,GND).Biensûr,l’anodeestàbrancherducôtédupôlepositif,soitle+5Vouuneautretensionpositive.

LorsquetuprendslaLEDentrelesdoigts,lapattelapluscourteestla cathode. Pour t’en souvenir, dis-toi que court et cathodecommencentparlamêmelettre.

Figure6.1:UneLEDavecsesdeuxpattesdelongueursdifférentes.

Pour une LED que tu veux réutiliser, si les deux pattes ont étécoupéesàlamêmelongueur,ilteresteunesolution:leboîtierdelaLEDestaplatiducôtédelacathode.

Surlesschémasdeprincipe,lesymboledelaLEDestlesuivant:

Figure6.2:SchémaducomposantLED.

C’est un triangle avec un trait en travers du sens du courant.Lorsqueturegardeslesymboleàl’horizontale,tupeuxdevinerunKmajuscule,deuxcôtésdutriangleformantlesdeuxtraitsenbiaisdelalettreK.DucôtégauchedeceK,c’estlacathode.

Puisqu’ilnousfautprotégerlaLED,ainsiquelabrochedesortiedumikon,voyonscommentutiliserunerésistance.

Savoirfairetomberlatension

LimitonslesdégâtsChacune des broches numériques supporte au grandmaximumdefournir un courant de 40 milliampères. Si le composant que tubranches sur une de ces broches consomme plus de courant, turisquesdedétruirelabroche,lemikon,voirelatotalitédelacarteArduino.

Lesbrochesd’entréeanalogiquesA0àA5peuventenfaitaussiêtreutilisées comme broches de sortie numériques sous lesnuméros14à19.

Pournepasrisquerdedétruirenotrechermikon,jeteproposeunpetit cours d’électronique.N’aie aucune crainte, je vais rester trèsclair.

Dans une rivière, l’eau va dans le sens de la descente à cause del’attractionterrestre.Enélectricité,l’endroitleplushautcorrespond

au pôle positif et l’autre, au pôle négatif. Si tu laisses faire lesélectrons,ilsvontallerleplusvitepossibledel’endroitoùilssonttropnombreuxvers l’endroitoùilsmanquent.Pourdel’eau,c’estl’équivalent d’une cascade : elle détruit tout sur son passage. Enélectricité,c’estuncourt-circuit,quifaitaussidesdégâts.

Il s’agit donc de contrôler la pente, c’est-à-dire la vitesse ducourant. C’est la tension, et elle est mesurée en volts (V). Lecomposantmagiquequivanouspermettrederéduirelatension,etdonclaquantitédecourant,s’appelleunerésistance.

La résistance est le composant électronique le plus simple et lemeilleurmarchéquisoit.Ellen’aqu’unseulrôle:transformerdel’énergie électrique en chaleur.La résistance décide de la quantitédecourantquipassedupôlepositifaupôlenégatifd’uncircuit.Situosaisconnecterlepôle+etlepôle–d’unepileavecunboutdefil(nefaisjamaiscela!),toutel’énergieentropd’uncôtéfonceraitvers le côté négatif, le plus vite possible. Le fil rougirait puisfondrait,etlapilepourraitmêmeexploser.

Enrevanche,si turéunislesdeuxbornesd’unepilede1,5Vavecune résistance de 100 ohms, par exemple, la pile va se viderlentement.CelagrâceàlaformulemagiqueduchercheurallemanddontOhmétaitlenomdefamille.Voicicetteformule:

tension=résistanceXcourant

U=R.I

Enlatransformant,onpeuttrouverlavaleurdelarésistance:

R=U/I

Autrementdit,s’ilya5Vsurunebrochenumériqueetquel’onneveuilleconsommeraumaximumque20milliampèrespournepasendommagerlemikon,ilfautfairelecalculsuivant:

5Vdiviséspar0,02A=250ohms

Si nous faisions cemontage, une des pattes de la résistance seraitbranchée sur la sortienumériqueetonverraitune tensionde5V.L’autrepattedelarésistance,branchéesurlabrochedemasseGND,serait à la tension nulle de 0 V. Autrement dit, la résistance faitchuter la tension de 5 V. Cela s’appelle une différence depotentiel.

Ilyaunedernièrechoseàvérifierquandonchoisitunerésistance:siellenevapastropchauffer.Pourcalculerlapuissancequivaêtreconsommée par une résistance, il suffit d’appliquer une autreformulemagiquetrèssimplequidécouledelaprécédente:

Puissance=tensionXcourant

P=U.I

Dansnotreexemple,latensionestde5Vetlecourantestde0,02A.Lapuissancequevadégagerlarésistancesousformedechaleurestdoncde:

P=5*0,02=0,1soit100milliwatts

Les résistances que l’on utilise en électronique supportent unepuissance maximale de 500 mW ou de 250 mW. On parleégalementdedemi-wattetdequartdewatt.

Ilneresteplusqu’àidentifierlabonnerésistanceunefoisquetuasfait lecalcul.Si tuasacheté lescomposantspermettantderéaliserles projets de ce livre, tu as sans doute déjà remarqué ces petitsobjetsquiressemblentàdesinsectesetportentdesanneauxcolorés.Ce sont les résistances. Les anneaux de couleur servent à enindiquerlavaleur.Voyonscommentlirecesanneaux.

Haussezlescouleurs!Leschercheursquiontdéfinilecodedecouleursdesrésistancessesont inspirés de l’arc-en-ciel. Chaque couleur correspond à unchiffre.Làoùleschosessecorsent,c’estquelenombred’anneaux

n’est pas toujours le même. C’est une question de qualité defabrication.

SituachètesdesrésistancesdansunmagasinousurunsiteWeb,onte livrera des résistances avec une tolérance de précision de 5%.Celasignifiequesitudemandesunerésistancede100ohms,celleque tu vas obtenir pourra faire 95 ou 105ohms.Cela n’a aucuneimportance, car les valeurs n’ont souvent pas besoin d’êtreabsolumentexactes.Leprojetfonctionneradelamêmemanière.

Pourmarquerunerésistanceavecunetolérancede5%,onajouteàla résistance un anneau de couleur or un peu à l’écart des autres.Aveccettetolérance,ilsuffitdetroisautresanneauxpourcoderlavaleur:

» Lepremieranneaucorrespondaupremierchiffre.

» Ledeuxièmeanneaucorrespondaudeuxièmechiffre.

» Letroisièmeanneauindiquelenombredezéros

aprèslesdeuxpremierschiffres.

Voicitoutd’abordcommentdécrypterleschiffres:

0 noir

1 marron

2 rouge

3 orange

4 jaune

5 vert

6 bleu

7 violet

8 gris

9 blanc

Passonsàlapratique:turepèresd’abordl’anneauargentéoudoréet tu le places du côté droit devant toi. Tu lis ensuite les troisanneauxdecouleurenpartantducôtégauche.Prenonsl’exempledelaFigure6.3.

Figure6.3:Exemplederésistance.

Danscetexemple, lescouleurs sont rouge, rouge,marron.Soit2,puis 2, puis 1. C’est la valeur 22 suivie d’un seul zéro,donc220ohms.S’ilyavaitdunoiràlaplacedumarron,ilauraitzéro0,lavaleurseraitdoncde22ohms.

Turencontrerasrarementd’aussifaiblesvaleursdanstesprojets.Engénéral,lesrésistancesquel’onutilisedanslemondeArduinoontdes valeurs entre 100 ohms et 1 million d’ohms, c’est-à-dire1Mohm(mégaohm).

Pour te souvenir de l’ordre des couleurs, tu peux mémoriser laphrasesuivante:

NeMangezRienOuJeVousBrûleVotreGrande

Barbe

Noir Marron Rouge Orange Jaune Vert Bleu

VioletGrisBlanc

Lapremièrelettredechaquemotpermetdesesouvenirdel’ordrecroissantdescouleurs.

Unerésistancecomprenantcinqousixanneauxestunerésistancedetrès grande précision. Dans ce cas, il y a quatre ou cinq anneauxpourleschiffresetunanneaupourlatolérance.Nousn’auronspasbesoind’unetelleprécisiondanslesprojets.

Une dernière chose concernant les résistances, avant de passer aumontage.Tunepeuxpasobtenirn’importequellevaleurauprèsdesfabricantsderésistances.Dessériesontéténormaliséesenfonctiondelaprécision.Voicilesvaleursquel’onpeutacheterdanslasériequi nous intéresse, la série E24 de la tolérance 5 %. Je prendscommeexemplelaplagedevaleursentre100et1000ohms:

100,110,120,130,150,160,180,200,220,

240,270,300,

330,360,390,430,470,510,560,620,680,

750,820,910et1000

Autrementdit,situfaisunpetitcalculetsilarésistancedonttuasbesoin est de 250 ohms, tu ne trouveras pas ce composant. Iln’existe qu’en 240 ou en 270 ohms. Parmesure de précaution, tuprendras toujours une valeur légèrement supérieure, doncici270ohms.

Passonsmaintenantauxexercicespratiques.

UnprojetdelucioleCommençonsparlemontageduprojet.Voicilescomposantsqu’iltefaut:

» lacarteArduinoavecsoncâbleUSB;

» unediodeLEDrouge,verteoubleue;

» unerésistancede220ou270ohms;

» unstrapnoirmâle-mâle;

» unstraprougemâle-mâle;

» unepetiteplaqued’expérimentation:unededemi-

taille(400trous)suffira.

Lemontage1. PrendstadiodeLEDetinsèrelapattelapluscourte,

celledelacathode,danslarangéed’alimentation

du0Vmarquéed’un–(souventmunied’unfiletbleu

surtoutelalongueur)surleborddelaplaque,puis

écarteunpeulesdeuxpattes(sansforcer)pour

pouvoirinsérerl’autrepatte,celledel’anode,dansle

premiertrouàl’intersectionduaetdu1surlaplaque.

Aide-toidelaFigure6.4.

Figure6.4:LaLEDestinsérée.

2. Prendstarésistanceetinsèreunedesespattesdans

letrouàcôtédel’anode,danslamêmerangéedecinq

trous.Insèrel’autrepatteàlamêmehauteurdans

n’importequeltroudel’autredemi-rangée,saufdansle

pluséloigné.

Figure6.5:Larésistanceestenplace.

3. Prendslestrapnoiretinsère-ledanslalignedu0V,

celleaveclesigne-,dansletrousuivant,celuioùtu

viensd’insérerlacathodedeladiodeLED.Insèrel’autre

extrémitédustrap(lacarteArduinon’estpassous

tension!)dansunedesdeuxbrochesmarquéesGND

surleconnecteurdubasdelacarteArduino.

Figure6.6:LacathodeestreliéeàlamasseGND.

4. Prendslestraprougeetinsèreunedesextrémitésà

côtédelarésistance,parexempledansletrouJqueje

t’aijustementinvitéàlaisserlibre.

Figure6.7:Branchementdufild’alimentation+5Vsurlaplaque.

5. Ilnerestequ’àinsérerl’autreextrémitédustraprouge

danslabrocheDIGITAL11delacarteArduino.

Figure6.8:Dernierbranchementau+5V.

Le montage est maintenant terminé. Prends le temps de vérifiertouteslesconnexions.

LaFigure6.9montreleplandemontagecorrespondant.

Figure6.9:Plandemontageduprojet.

EtlaFigure6.10illustreleprincipecorrespondantàceprojet:

Figure6.10:Schémadeprincipeduprojet.

Voilà bien longtemps que nous n’avons pas programmé. Alorsallons-y!

CodonsnotrelucioleUne fois n’est pas coutume, nous allons partir d’un programmeexistant.Ilnenousferapasgagnerbeaucoupdetemps,maiscelatemontreraleprincipe:n’hésitepasàentrerencommunicationavecla communauté des passionnés d’Arduino du monde entier. Tupourraspartagertesprojetsetprofiterdeceuxdesautres.

Dessourisetdesohms

Tupeuxtedemandercommentjesuisarrivéà250ohmspourla

résistance.Voicilesdétailsducalcul.

Je suppose que nous utilisons une LED rouge dont la tension

minimale (le seuil) est de 2 V. Si on dispose d’une alimentation

de 5 V comme celle des broches numériques dumikon, il faut

laisser 2 V à la diode. La résistance doit donc faire chuter la

tension de 3 V. Si je veux limiter le courant à 20 mA, il faut

appliquerlaformulesuivante:

R=3V

----

0,02

soit150ohms

Enchoisissantenviron250ohms,jedonneunebonnemargede

sécurité.Ladiodebrilleramalgrétout,maisunpeumoinsfort.

1. Démarrel’atelierArduinosinécessaire.

2. OuvrelemenuFichieretchoisislesous-menu

Exemplespuislemenu1.Basics.Sélectionneenfin

danscesous-menuletroisièmeexemple,Blink.

Figure6.11:Réutilisationd’unexempleprédéfini.

3. Nousallonscommencerparunpetitnettoyage.Tu

constatesqu’ilyauncertainnombredelignesde

commentairesenanglais.Nousallonstoutesles

supprimer.Place-toiaudébutdeladeuxièmeligneet

sélectionneaveclasourisjusqu’àcellequiprécèdeles

deuxcaractères*/quimarquentlafindublocde

commentaires.

Prendslabonnehabituded’ajouteruncommentaire

pourtonnouveauprojet,parexemplelenomduprojet,

Luciole.

4. Procèdeimmédiatementàlacréationd’unnouveau

dossierpourceprojetaumoyendelacommande

Fichier/Enregistrersous.Choisisunnomcohérent

avecceuxquetuasdéjàutiliséspourlesprojets

précédents.Lefichierd’exemplecorrespondantporte

lenomsuivant:

CH06A_Luciole1

5. Supprimelesautreslignesdecommentairesquise

trouventaudébutetdanslesdeuxfonctions

obligatoires.Tonprojetdevraitavoiràpeuprèsle

mêmeaspectquedanslaFigure6.12.

Figure6.12:LeprojetLucioledanssaversioninitiale.

6. TroisappelsdefonctionsutilisentlemotLED_BUILTIN.

Ils’agitd’uneconstanteprédéfiniedansl’atelier.Elle

symbolisetoutsimplementlenumérodelabroche13,

cellesurlaquelleestconnectéelapetiteLEDorangesur

lacarte.MaisnousavonschoisidebranchernotreLED

externesurlabroche11.

Sélectionnetouràtourlestroisexemplairesdumot

LED_BUILTIN,parexempleendouble-cliquantdansle

mot,etsaisisàlaplacelavaleurnumérique11,cellede

labrochequenousutilisonspourcontrôlernotreLED.

LeprojetdoitavoirlemêmeaspectqueleListing6.1.

Listing6.1:LeprojetLuciole1

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH06A_Luciole1

*OEN1710

*/

voidsetup(){

pinMode(11,OUTPUT);

}

voidloop(){

digitalWrite(11,HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(11,LOW);

delay(1000);

}

TupeuxmaintenantutiliserleboutonoulacommandeTéléverserpourcompilerettéléverserleprogrammeverslemikon.

Commeprévu, tuvoisclignoter laLEDàraisond’unchangementpar seconde. Il n’y a rien de bien nouveau pour l’instant : nousutilisons la fonction prédéfinie digitalWrite() qui réclamedeuxparamètresd’entrée: lenumérodelabrocheet lavaleuràyécrire.LesdeuxmotsréservésHIGHetLOWsontdeséquivalentsdesvaleurs1et0.

VoyonsmaintenantcommentajouterunedeuxièmeLEDen faisantalternerl’allumageentrelesdeuxLED.

Deuxluciolesquidansent(Luciole2)

Dans cette deuxième version, nous allons travailler de façon plusconfortable.Aulieud’indiquerdirectementlenumérodesbroches,nousallonsdéclarerdesvariablesendébutdeprogramme.

1. Enregistresituledésiresleprojetsousunnouveau

nomavantdelemodifier.

2. Place-toijusteaprèslecommentaireinitial,doncavant

lalignedetêtedelapremièrefonctionsetup(),puis

insèreuneligned’espaceaveclatoucheEntrée.

3. Insèrelalignededéclarationdevariablesuivante:

byteyBroLED1=11;

4. InsèrelamêmedéclarationpourlasecondeLED:

byteyBroLED2=10;

Lesnomsdesvariablesontétéchoisisainsi:

ypourinformerqueletypeestbyte;

Brocommeabréviationdebroche;

LEDxpouridentifierlabroche.

Tu découvriras dans le chapitre suivant pourquoi j’utilise lesbrochesdanslesensdécroissant.

Nouspouvonsmaintenantprofiterdecesnomsde

variablesdanslesappelsdefonctions.

5. Danslapremièrefonction,modifielesappelsàla

fonctionpinMode()pourqu’ilss’écriventainsi:

voidsetup(){

pinMode(yBroLED1,OUTPUT);

pinMode(yBroLED2,OUTPUT);

}

Faisuncopier-collerdelapremièrelignepourinsérerla

seconde.Iln’yaqu’àremplacerle1parun2dansle

nomdelavariable.

6. Danslafonctiondeboucleloop(),effectuelamême

modificationauxdeuxendroitsoùnouscitonsle

numérodelabroche.

digitalWrite(yBroLED1,HIGH);

digitalWrite(yBroLED2,LOW);

7. InsèreunecopiedesdeuxappelsàdigitalWrite()

pourcontrôlerlasecondebroche.Lerésultatdoit

correspondreauListing6.2.

Listing6.2:Version2duprojetLuciole

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH06A_Luciole2

*OEN1710

*/

byteyBroLED1=11;

byteyBroLED2=10;

voidsetup(){

pinMode(yBroLED1,OUTPUT);

pinMode(yBroLED2,OUTPUT);

}

voidloop(){

digitalWrite(yBroLED1,HIGH);

digitalWrite(yBroLED2,LOW);

delay(1000);

digitalWrite(yBroLED1,LOW);

digitalWrite(yBroLED2,HIGH);

delay(1000);

}

8. AjouteunesecondeLEDàcôtédelapremière(laisse

quelquesrangéesd'espace)saufquetulabrancheàla

brocheDIGITAL10aulieude11.

9. Tupeuxmaintenanttestertonprogramme.Tudois

voirlesLEDs’allumertouràtour.

Intéressons-nousmaintenantàunenouvellefonctionquipermetdefairevarierunpeulecomportementdetonArduino:lafonctiondegénérationdenombrespseudo-aléatoires.

AllezàThouars!Parmi les fonctions prédéfinies installées en même temps quel’atelierArduino, il y en a une qui permet de générer un nombreentredeuxvaleursdetellemanièrequ’ilnepuissepasaisémentêtreprévisible.Cen’estpasvéritablementunnombreauhasard,etc’estpourquoi on parle de nombre pseudo-aléatoire. Cela suffiragrandementànospremiersessais.

La fonction correspondante porte le nom anglaisrandom(), quisignifie«hasard»enanglais.

Cette fonction est prévue pour renvoyer une valeur numériqueentière;cettevaleurpeutêtretrèsgrande.Pourlarécupérer,ilnousfaut donc déclarer une variable d’un type approprié. Il s’agit icid’unnouveau typequi s’écrit long.Le type longoccupe 4 octets,soitdeuxfoisplusqueletype int.Letype longpermetdestockerenmémoireunnombrevraimentgrand:

entreenviron–2milliardset+2milliards.

Je teproposed’utiliser ce tirageau sortpour fairevarier ledélaid’attentedenosallumagesetextinctionsdeLED(Figure6.13).

Figure6.13:Luciole3dansl’éditeur.

1. Endébutdetextesource,place-toijusteaprèsla

deuxièmedéclarationdevariableetinsèreuneligne

pourajouterladéclarationsuivante:

longgOHasard;

Tupeuxenprofiterpourenregistrercettetroisième

versionduprojetsousunnouveaunom.

2. Descendsdanslafonctionprincipaledeboucleet

place-toiavantlepremierappelàlafonctiondelay().

Insèrecetteligne:

gOHasard=random(50,500);

3. Danslepremierappelàlafonctiondemiseenpause,

remplacelavaleurnumérique(c’estunevaleurdite

littérale)parlenomdelavariablequivientderecevoir

lavaleurtiréeausort.

4. Répètelesétapes2et3pourlasecondeLED.

LerésultatdoitcorrespondreauListing6.3.

Listing6.3:TroisièmeversionduprojetLuciole

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH06A_Luciole3

*OEN1710

*/

byteyBroLED1=11;

byteyBroLED2=10;

longgOHasard;

voidsetup(){

pinMode(yBroLED1,OUTPUT);

pinMode(yBroLED2,OUTPUT);

}

voidloop(){

digitalWrite(yBroLED1,HIGH);

digitalWrite(yBroLED2,LOW);

gOHasard=random(50,500);

delay(gOHasard);

digitalWrite(yBroLED1,LOW);

digitalWrite(yBroLED2,HIGH);

gOHasard=random(50,500);

delay(gOHasard);

}

Lance un test du projet. Dorénavant, le clignotement devientimprévisible.

Tuasremarquéquelesdeuxbornesdelaplagedenombresparmilesquels sera réalisé le tirage au sort, 50 à500, sont tellesque lavaleur ne pourra jamais dépasser 499. Autrement dit, prévoir untype long est une gabegie. Mais la fonction est ainsi capable deproduireunevaleurbienplusgrande.

D’ailleurs,voiciuneversionbonusduprojetdans lequel le tirageau sort est réalisé dans une sous-fonction qui renvoie une valeuraprèsl’avoirrapetisséeauformatdutypeint,doncsur2octets.

Listing6.4:VersiondetestduprojetLuciole

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH06A_Luciole4

*OEN1710

*/

byteyBroLED1=11;

byteyBroLED2=10;

longgOHasard;

voidsetup(){

pinMode(yBroLED1,OUTPUT);

pinMode(yBroLED2,OUTPUT);

Serial.begin(9600);//Pour

tester

Serial.print("Largeurenoctetsdutype

long:");

Serial.println(sizeof(gOHasard));

}

voidloop(){

digitalWrite(yBroLED1,HIGH);

digitalWrite(yBroLED2,LOW);

delay(hasarder());

digitalWrite(yBroLED1,LOW);

digitalWrite(yBroLED2,HIGH);

delay(hasarder());

}

inthasarder(){

gOHasard=random(50,500);

Serial.println(gOHasard);

return(int(gOHasard));

}

Toutenbas,noustrouvonslafonctionhasarder().Observebienladernièreinstruction:

return(int(gOHasard));

Lamentionint(valeur)force lavaleur renvoyéeàn’occuperque 2 octets. C’est d’ailleurs indispensable puisque nous avonsdéclaré dans la ligne de tête de la fonction qu’elle renverrait unevaleurdutypeint.

Biensûr,silavaleurdépasselespossibilitésdecetypemoinslong,ilyauradelaperte.Cecidit,lecompilateurArduinon’estpasaussisévèrequed’autrescompilateursdelangageCàceniveau.Faisdesessaisenchangeantletypepourleconfirmer.

J’auraispuécriretoutlecontenudelafonctionhasarder()enuneseuleligne:

return(int(random(50,500)));

Il faut bien recompter le nombre de parenthèses ouvrantes etfermantes!

L’autrepointremarquableestl’appelàdelay():

delay(hasarder());

Comme durée de pause, nous faisons un appel à la fonction detirageausort.Etçamarche!

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsvu:

» cequ’estunediodeLED;

» cequ’estunerésistanceetcommentcalculeret

identifiersavaleur;

» commentmonterdesLEDsurdesbrochesdesortie

numériques;

» lafonctiondetirageausortrandom();

» letranstypageavecint().

D

Chapitre7Donneruneimpulsion

AUMENUDECECHAPITRE:

» SortiesanalogiquesPWM

» Changementd’étatlogique

» Lesvaleursbinaires

» Testsimbriquésetbrancheelse

» Lehasardfaitbienleschoses

» Unjeudedevinettenumérique

ans le chapitre précédent, nous avons appris à utiliser lesbrochesdesortiedumikondansleurmodenormal,c’est-à-direenlesfaisantpasserde1à0etde0à1,sansautrepossibilité.

Parfois, il faut fournir une valeur analogique en sortie, donc unetensionquiprogresseparpetitspasentre0Vet5V.Celasupposel’existenced’untraducteur,unpeucommeceluiquiestutiliséparlemikon pour ses entrées analogiques. Pour une sortie, il s’agiraitd’un convertisseur numérique vers analogique. Il fait le travailinverse duCAN (convertisseur analogique-numérique) vu dans leChapitre5.

Pourmaintenirunetrèsfaibleconsommation,lemikondelacarteArduino Uno (un AT328) n’est pas équipé d’un tel convertisseurnumériqueversanalogique(CNAouDAC).CertainsautresmodèlesdelagammeArduinoenpossèdent,maisilssontpluschers.

Toutn’estpasperdu!Tuvaspouvoirprofiterd’unetechniquequipermet de simuler une sortie analogique en faisant variergraduellement la proportion de temps à l’état 1 plutôt qu’àl’état 0 d’une broche de sortie. Cette technique est appelée lamodulation de largeur d’impulsion PWM (Pulse Width

Modulation)oubienMLI(modulationdelargeurd’impulsion).

Lamodulationdelargeurd’impulsion

Le principe consiste à produire un signal carré, c’est-à-dire un

signal qui passe par exemple 500 fois par seconde

de0à1(500Hz).Visuellement,celaressembleauxcréneauxen

haut des murs des châteaux forts (les mâchicoulis). Le jeu

consisteàdéformerlescarrés(Figure7.1).

Figure7.1:Principedelamodulationdelargeurd’impulsionPWM.

Pourenvoyersurlabrochedeuxfoismoinsd’énergiequesielle

restait à 1 tout le temps (comme en numérique), il suffit de

rendreégales laduréeà0et laduréeà1.Onditquelerapport

cyclique est de 50%. Pendant lamoitié du temps, la sortie est

éteinte(0V).

Avec une fréquence de 500 Hz, la sortie est à 0 V

pendant1millisecondepuisà5Vpendant1milliseconde.

L’astuceconsisteàfairevarierladuréerelativedu0etdu1.Pour

simulerunetensionanalogiquede1,25V,jeréduislaproportion

detempsàl’état1à25%.Si j’appliquecegenredesignalàune

diodeLED,ellebrilleraplusoumoinsfortselonlepourcentagede

tempspendantlequelelleseraalimentéeenénergie.

LafonctionanalogRead()La fonction analogRead() s’utilise presque de la mêmemanière que sa collèguedigitalRead()vue dans le chapitreprécédent.Elleattenddeuxparamètres.Voicisasyntaxegénérale:

analogRead(numéro_broche,

valeur_entre_0_et_255);

La seule différence concerne le deuxième paramètre. Au lieud’indiquerundesdeuxmotsréservésHIGHouLOW(quetupeuxremplacer par 1 ou 0), tu indiques une valeur numérique entièreentre0et255.

Cen’estpaslavaleurnumériqueentre0et255quiesttransmisesurlabrochede sortie.Lemikonutilisecettevaleurpourcalculerunrapport cyclique entre 0 % et 100 %. Voici quelques étapes del’équivalence:

Tableau7.1:analogRead()etrapportcycliquePWM

Valeurduparamètre Rapportcyclique

0 0%

64 25%

128 50%

192 75%

255 100%

Passonsàlapratique.Nousallonsréutiliserlemontagedelafinduprécédentchapitre,celuiquicomportaitdeuxdiodesLED.

Auniveauduprogramme,nousallonségalementrepartird’unedesversionsduprojetLuciole,laversionLuciole2.

LeprojetBinarNousallonsréutiliserundetesprojetsantérieurs.Situn’avaispasenregistré les différentes étapes, tu peux recharger le fichierd’exemple fourni avec le livre comme je l’explique dans lessectionssuivantes.

MontageduprojetNous réutilisons sans aucune modification le circuit Luciole duchapitre précédent. Je t’invite à y revenir si tu as besoin de lereconstruire.

Figure7.2:RappeldumontageréutiliséduprojetLuciole.

RecyclagedecodeVoicicommentprocéderpourdébuterlenouveauprojet.

1. Démarrel’atelierArduinosinécessaire,puisutilisela

commandeFichier/Ouvrirpourchargerleprojetdela

version2deLuciole.Dansmesexemples,ilportele

nomsuivant:

CH06A_Luciole2

Situneretrouvespastonprogramme,cen’estpastrès

grave:tupeuxaussiressaisirlesquelqueslignesdu

Listing7.1quisuit.

2. Procèdeimmédiatementàl’enregistrementduprojet

sousunnouveaunom,pournepasmodifierpar

mégardeleprojetdonttut’inspires.Voicilenomque

j’aichoisi:

CH07A_Binar1

3. Danslescommentairesdetêtedefichier,modifiece

quidoitl’être,notammentlenomduprojet.

4. CompareleListing7.1àcequetuvoisàl’écran,ajoute

touteslesnouvelleslignes,puismodifieleslignesselon

lesconseilsquejedonneunpeuplusbas.

Listing7.1:Version1deBinar

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH07A_Binar1(deCH06A_Luciole2)

*OEN1711

*/

byteyBroLED1=11;

byteyBroLED2=10;

byteyAnaOUI=200;//PWM

byteyAnaNON=0;

voidsetup(){

pinMode(yBroLED1,OUTPUT);

pinMode(yBroLED2,OUTPUT);

}

voidloop(){

analogWrite(yBroLED1,yAnaOUI);

analogWrite(yBroLED2,yAnaNON);

delay(1000);

analogWrite(yBroLED1,yAnaNON);

analogWrite(yBroLED2,yAnaOUI);

delay(1000);

}

La lecture de ce listing t’est certainement devenue beaucoup plusfacilequecelledetonpremiercontactavecunprogramme!

Quelquesexplicationss’imposentcependant.

DéclarationsglobalesLes deux variables globales pour déclarer les deux broches desortie n’ont pas changé. Je les avais choisies en prévoyant deréutiliser le programmedu chapitre précédent.En effet, toutes lesbroches numériques ne permettent pas de simuler une sortieanalogique PWM. Sur la carte Arduino Uno, seules les brochessuivantessontutilisables:

3,5,6,9,10et11

Il n’y a donc que 6 broches sur 14 qui peuvent servir de sortiespseudo-analogiques.

Si tu utilises les broches 5 et 6 en tant que sorties analogiquesPWM, tu remarqueras peut-être qu’il est impossible de régler cessorties au minimum, c’est-à-dire à 0. C’est un petit défaut connumaisgénéralementsansinconvénient.

Nous déclarons ensuite deux nouvelles variables qui portent desnomsquipeuventt’étonner.Expliquons-nous.

La première lettre permet de symboliser le typebyte. Comme lalettrebestdéjàutiliséepourletypeboolean,j’aichoisilalettreyqui fait partie du nom byte. L’abréviation ana signifieévidemment « ANAlogique » . La fin de chacun des deux nomscorrespondàl’étathaut(OUI)oubas(NON).

Turemarquesque jedonnecommevaleur initialeàyAnaOUI lavaleur200.C’estunpeumoinsquelavaleurmaximalequiestégaleà255,maiscelasuffitlargementàfairebrillerlesdiodesLED.

Tu pourras tester le contrôle de l’intensité lumineuse des diodesLEDenmodifiantuniquementlavaleuràcetendroit.Enindiquantparexemple10aulieude200,lesLEDnebrillerontpresqueplus,voirepasdutoutpourcertaines.

Le fait que les LED s’allument encore, même avec une valeurde10oude20,prouvequecen’estpasunetensionanalogiquequiest fournie sur la sortie.Lesdiodes reçoivent toujoursde tempsàautreunepetiteimpulsionà5V,maissirarementqu’ellesn’ontpasletempsdefournirbeaucoupdelumière.

PréparationPassons à la fonction de préparation setup(). Il n’y a aucunedifférenceparrapportauprojetLuciole,maisonpeut faireuneremarque : d’après les données du constructeur, il n’est pasobligatoiredepréparerlesbrochesparcesdeuxinstructionssionveutlesutilisercommesortiesanalogiques.Maispuisqu’ellenen’apas d’effet négatif, je trouve qu’il vaut mieux conserver cettehabitude.

TraitementsPassons à la fonction principale loop(). Les quatre appels à lafonctiondigitalRead()doiventêtreremplacésparlanouvellefonctionanalogRead()etlesecondparamètredechaqueappeldoitêtreremplacéparlavaleurappropriée:

» HIGHestremplacéparyAnaOUI.

» LOWestremplacéparyAnaNON.

Figure7.3:Laversion1duprojetprêteàêtretéléversée.

TestdeBinar1Vérifiebientesaménagements,puislanceuntéléversement.Assure-toiqu’iln’yapasdemessageorangedanslepanneauinférieur.

Lorsque l’on fait des modifications progressives dans un textesource, on est tellement impatient que l’on se focalise sur leurseffets sur le montage au lieu de vérifier l’absence d’erreurs.Parfois,onestdéçuparcequeladernièreretouchenesembleavoireuaucuneffet.Enfait(etcelam’estarrivé),uneerreurdansletextesource empêche le nouveau téléversement ; la carte continue àexécuterl’ancienneversionduprojet.Tevoilàaverti.

Tunedois remarquer aucunedifférence avec leprojet numériqueLuciole. Si tu réduis la valeur de yAnaOUI à 5, les LED vontbrillertrèsfaiblementouplusdutout.

Les résistances utilisées peuvent être un peu trop faibles pourcertainsmodèlesdeLED.Situconstatesqu’uneLEDrestebrillanteavec une valeur très faible, remplace sa résistance par unerésistancede470ohms.

Jusqu’à présent, les choses étaient simples. Passons à la vitessesupérieure.Nous allons introduire des variables d’état et des testsconditionnels.Tusaurastout,àconditiondepoursuivre.

Soyonslogiques(Binar2)Danscettedeuxièmeversion,nousallonsabandonner la techniqueélémentaireconsistantàallumerunediodeLEDquandonenéteintuneautre.Cette fois-ci,nousallonsutiliserunevariabled’étatquipourraêtreégaleà0ouà1.Nouspourronsainsidéciderd’allumeroud’éteindrelasecondeLEDenfonctiond’untestdecettevariabled’état.

Nousallonsdoncdéclarerunevariablecommececi:

booleanbEtatU=0;

Je propose ce nom parce que c’est une variable du type booléen,que c’est une variable d’état et qu’elle concerne ce qui va être lechiffredel’unitéd’unprojetdecompteurbinaire.

Danslaboucleprincipale,nousallonspouvoirtestercettevariableet inverser son état à chaque tour de boucle. Mais voyons

directementceladansletextesource.

Listing7.2:Version2deBinar

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH07A_Binar2

*OEN1711

*/

byteyBroLED1=11;

byteyBroLED2=10;

byteyAnaOUI=100;

byteyAnaNON=0;

booleanbEtatU=0;//AJOUT

voidsetup(){

pinMode(yBroLED1,OUTPUT);

pinMode(yBroLED2,OUTPUT);

for(inti=0;i<100;i++){

analogWrite(yBroLED1,i);delay(20);

}

for(inti=100;i>0;i--){

analogWrite(yBroLED1,i);delay(20);

}

}

voidloop(){

if(bEtatU==0){//

Comparaison

analogWrite(yBroLED1,yAnaOUI);

}

else{//SINON

analogWrite(yBroLED1,yAnaNON);

}

bEtatU=!bEtatU;//

Inverseur

if(bEtatU){

analogWrite(yBroLED2,yAnaNON);

}

else{

analogWrite(yBroLED2,yAnaOUI);

}

delay(1000);

}

Saisis ce texte source en repartant de la première version que tuenregistressouslenomBinar2.

Tiensbiencomptede ladifférenceentremajusculesetminusculesdanslesnomsdesvariables.

Dans la fonctionsetup(), j’ai ajouté deux boucles de répétitionpour montrer le contrôle que nous avons dorénavant sur laluminositédelapremièreLED.

La fonction principale loop() a été entièrement remaniée.Voyonsd’abordlessixpremièreslignesdelaboucleprincipale:

if(bEtatU==0){//

Comparaison

analogWrite(yBroLED1,yAnaOUI);

}

else{//SINON

analogWrite(yBroLED1,yAnaNON);

}

Voicilemodèledeceblocconditionnel:

if(condition){

instruction1;

instruction2;

}

else{

instruction1;

instruction2;

}

Juste après le mot if, nous indiquons entre parenthèses unecondition sous la forme d’une expression. Il s’agit en fait d’unequestion à laquelle il sera répondu pendant l’exécution. Ici, nouscherchonsàsavoirsibEtatUestégalà0,oupas.Notebienlefaitqu’ilyadeuxsignes==quisesuivent.Cen’estpasuneerreur.

Unseulsigne=estuneopérationdecopie.Deuxsignes==formentunopérateurdecomparaison.

Si tu n’avais indiqué qu’un seul signe = dans l’expression, leprogrammen’auraitrientrouvéàyredire,maislapremièrediodeLEDresteraitalluméeenpermanenceparcequel’expressionestuneinstructiondecopiedelavaleur0danslavariablebEtatU.Etcetteopérationdecopieesttoujoursvraie(heureusement!),doncégaleà1.

S’ilestvraiquebEtatUvaut0àcemoment,lecontenudesdeuxaccolades du if est exécuté. Ici, nous allumons la première diodeLED.

Silavariabled’étatnevautpas0,l’instructiondublocifn’estpasexécutée. En revanche, puisque nous avons prévu une deuxième

branchequicommenceparelse(sinon), celle-ci seraexécutée, cequiferaéteindrelapremièrediodeLED.

Une fois que la LED1 a été allumée ou éteinte, nous réglons leprochain état que devra prendre la LED au tour suivant.L’instructionestétonnante:

bEtatU=!bEtatU;

Iln’yaqu’unsigne=,doncc’estunecopiede lavaleurdedroitedans lavariabledegauche.Maisqu’est-cequecepetit signepointd’exclamation?Undétail?Non,cepetitsigne!auneffeténorme:il inverse lavaleur.Si lavariablevaut1, ellevautensuite0aprèscetteautocopieinverseuse!

Nousarrivonsenfinaudeuxièmeblocconditionnel,construitsurlemême schémaque lepremier.Cependant, l’expressionestbizarre.Ellene compareplus rien.C’estune techniqueautorisée : il suffitque la variable citée possède une valeur différente de 0 pour quel’expressionsoitconsidéréecommevraie,etqueletesteréussisse.Ici, si la variable d’état vaut 1, nous éteignons la seconde diodeLED.Sinon,nousl’allumons.

Tu remarques qu’il n’y a pas de signe point-virgule après laparenthèse droite de l’expression de test du if. De nombreuxdébutantsfontl’erreurd’ajouterunsigne;àcetendroit.

DestestscompactssansaccoladesIl faut un certain temps pour s’habituer à toutes ces nouvellesaccolades, mais elles sont indispensables, sauf dans un casparticulier : lorsqu’il n’y a qu’une seule instruction dans unebrancheconditionnelle,lesaccoladessontsuperflues.Cecidit,ilestconseilléde lesprévoirmêmedanscecas : si tuajoutesplus tardune seconde instruction sans délimiter un bloc, l’erreur sera

difficile à repérer. Seule la première sera exécutée de manièreconditionnelle.Lanouvelleleseradanstouslescas.

Le Listing 7.3montre exactement la fonctionloop()du mêmeprogramme, mais plus compact. J’ai ajouté des espaces dans lesbrancheselsepourrendrelerésultatplusesthétiqueetpluslisible.Lesespacesnesontpasprisesencompteàcetendroit.

Listing7.3:Fonctionloop()compactedeBinar2

voidloop(){

if(!bEtatU)analogWrite(yBroLED1,

yAnaOUI);

elseanalogWrite(yBroLED1,

yAnaNON);

bEtatU=!bEtatU;

if(bEtatU)analogWrite(yBroLED2,

yAnaNON);

elseanalogWrite(yBroLED2,

yAnaOUI);

delay(1000);

}

ConclusionApparemment,nousensommestoujoursaumêmepoint:lesdeuxdiodes LED clignotent en alternance. Pourtant, la raison pourlaquellelasecondeLEDs’allumeestdevenueplusintelligente.Sonétatchangeenfonctiond’unevariablequicontrôleégalementl’étatdel’autrediodeLED.Nousallonspousserceraisonnementunpeu

plus loin dans la prochaine version du projet. Nous allons ainsivisualiserlecomptagebinaire.

Unplusunégalezéro?Tu as appris à compter selon le système décimal. Il est presqueuniversel, mais ne l’a pas toujours été : les enfants mayasapprenaientàcompteraveclesdixdoigtsdeleursdeuxmainsetlesdixdoigtsdeleursdeuxpieds.Ilscomptaientdoncenbase20.Maisque signifie compter en base 10 comme nous le faisons sansréfléchir?

En décimal, tu te sers des chiffres 0 à 9. Une fois arrivé à 9, turetombesà0,maistuutilisesundeuxièmechiffrepourreprésenterlapremièredizaine.Unefoisarrivéà99,turetombesà0danslesunités et dans les dizaines ; tu écris un premier chiffre dans lapositiondescentaines.

Ces règles de numérotation sont exactement les mêmes pour lemikonetpourtouslesordinateursactuelsdanslemonde.Laseuledifférence est qu’il ne possède que deux chiffres pour compter :le0et le1.Arrivéà1,onretombedéjàà0,avecuneretenuequidevientunedeuzaine.

Tuaspeut-êtredéjàvu lecompteurkilométriqued’unevoitureunpeu ancienne. Il est constituédeplusieurs petites rouesportant leschiffres0à9.Àlahauteurdu9,unergotdépasseafind’entraînerd’uncranlarouesituéeàsagaucheaupassagedu9versle0.Onappellececompteurunodomètre.

Figure7.4:Odomètred’unvéhiculeautomobile.

Ennumérotationbinaire,onneparlepasdedizainesetdecentaines,maisdedeuzaine,dequatraine,dehuitaine,deseizaine,etc.Etonenparleausingulier ilnepeutyavoirqu’uneseuledeuzaine,uneseulequatraine,etc.

Àchaquechiffrebinairecorrespondunbit,maistouslesbitsn’ontpas lamêmeimportance.Ennumérotationdécimale, lechiffredescentaines vaut 100 fois plus que le chiffre des unités. Ennumérotationbinaire,lechiffredelaquatrainevautquatrefoisplusquelechiffredel’unité.LeTableau7.2comparelesdeuxbases:

Tableau7.2:Comparaisonentrenumérationsdécimaleetbinaire

Positionduchiffre 4 3 2 1

Endécimal millier centaine dizaine unité

Valeurdécimale 1000 100 10 1

Enbinaire huitaine quatraine deuzaine unité

Valeurdécimale 8 4 2 1

Voicicommentcompterenbinairede0à8(Tableau7.3):

Tableau7.3:Numérationde0à8enbinaire

Décimal Binaire

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

LSBetMSB

Le bit de l’unité, celui situé le plus à droite, est celui dont le

changementalemoinsd’effetsurlavaleurglobale.C’estdoncle

bit lemoinssignificatif.Pour ledésigner,onutiliseengénéral le

sigleanglaiscorrespondant,LSB,quisignifieLeastSignificantBit.

Inversement, le chiffre le plus à gauche est celui qui a le plus

d’effetsur lavaleur.C’est lebit leplussignificatif,etonl’appelle

bitMSB(MostSignificantBit).

Nous allons commencer par voir comment faire compter notreprogrammeenbinairede0à3.D’aprèsleTableau7.3,onvoitquedeuxbitssuffiront.Celatombebien,puisquenousavonsdéjàdeuxdiodesLED sur notremontage.Analysons les états successifs desLED(Tableau7.4):

Tableau7.4:QuelleLEDallumeretéteindre?

Endécimal DiodeMSB(la2) DiodeLSB(la1)

Zéro 0 0

Un 0 1

Deux 1 0

Trois 1 1

Zéro 0 0

etc.

Voici le raisonnement : la LED1 de l’unité s’allume et s’éteintalternativement. La LED des deuzaines doit changer d’état(s’allumerous’éteindre)lorsquelaLED1del’unitéretombeàl’étatbas(à0),c’est-à-direlorsqu’elles’éteint.Etseulementdanscecas.C’estdoncunefoissurdeux.

L’astuce consiste à prévoir une variable dans laquelle tonprogrammesesouviendradel’étatprécédentdeladiodeLED1del’unité.Ilnefaudrachangerl’étatdeladiodeLED2deladeuzainequelorsquelesdeuxconditionssuivantesserontréunies:

» ladiodeLED1del’unitéestéteinteET

» ladiodeLED1del’unitéétaitalluméeautour

précédent.

Biensûr,laLED1esttouràtouralluméeetéteintequandoncompteen binaire. Mais en raisonnant comme je le propose ici, nouspourronsappliquerlemêmealgorithmepourcontrôlerleschiffresbinairessuivants:laquatraineavecl’étatdeladeuzaine,lahuitaineavecceluidelaquatraine,etc.

UnpetitalgorithmeAvant de passer à la rédaction du code, il est toujours conseilléd’écrirelesgrandeslignesdufonctionnementprévu.

1. Ilnousfautajouterunevariablepourmémoriserl’état

précédentceluiencourspourladiodeLED1del’unité.

2. Ilfautajouteruneinstructionpourmémoriserl’état

courantdanscettenouvellevariablepourl’état

antérieuravantdemodifierl’étatcourant.

3. Ilfautenfinajouteruneinstructionconditionnelle

contenantdeuxexpressionsdetestpourdéciders’il

fautinverserounonl’étatdeladiodeLED2dela

deuzaine.

Onpeutcomptersurlui(Binar3)Nousrepartonsdeladernièreversiondenotreprojet,Binar2.

1. OuvrelefichierduprojetBinar2etréalise

immédiatementunecopiesousunnouveaunom,par

exempleBinar3.

2. Danslasectioninitialedesdéclarations,ajouteles

deuxdéclarationsdevariablessuivantes:

booleanbPrecU=0;

booleanbEtatD=0;

LalettreUsignifieUnitéetlalettreD,Deuzaine.

3. Auniveaudelafonctiondepréparationsetup(),tu

peuxsupprimerlesdeuxinstructionsquifaisaientune

animationd’accueilsurlaLED1.

4. Audébutdelafonctionprincipaleloop(),ajouteune

instructionpourmémoriserdansnotrenouvelle

variablebPrecUlecontenuactueldelavariabled’état

del’unité.Celadeviendral’étatprécédent:

bPrecU=bEtatU;

5. Place-toijusteavantledeuxièmetestconditionnelet

insèreletestsuivantenfaisantbienattentionau

nouveausymbole&&:

if((!bEtatU)&&(bPrecU))bEtatD=!

bEtatD;

Lapartienouvelleestl’expressiondetest:

((!bEtatU)&&(bPrecU))

Ilyaenfaitdeuxexpressionsquisontévaluées

chacuneàpart,puislerésultat(vraioufaux)de

chacuneestcombinégrâceaunouvelopérateur

logique&&.

Ilyaquatrepossibilités.Uneseulefaitréussirletestet

doncinverserlavaleurdebETatD:lesdeuxsous-

expressionsdoiventêtrevraies(valeurdifférentede0).

ObserveleTableau7.5quiestunetabledevérité:

Tableau7.5:Tabledevéritédutest

ValeurbEtatU ValeurbPrecU Testréussi?

0 0 Non

0 1 OUI

1 0 Non

1 1 Non

Onpeut formulercettedoubleconditionainsi.Attention : ilya lesigneinverseur!audébutdunomdelavariable:

SIl'étatactueldel'unitén'estPASvrai

(soninverseestvrai)

ET

SIl'étatprécédentdel'unitéESTvrai

ALORSInverserl'étatdelavariabled'état

deladeuzaine.

(sinonnerienfaire)

Cequirevientàdirececi:

SIlaLED1estéteinte

ET

SIlaLED1étaitalluméeautourprécédent

ALORSnousexécutonsl'instruction

d'inversion.

Autrementdit,pourqueletestéchoue,ilsuffitquel’étatactueldeladiodeLEDdel’unitésoitd’êtrealluméeoubienilsuffitqu’elleaitdéjàétééteintedansletourprécédent.

Tu remarques les espaces que j’ai ajoutées autour des deux sous-expressions;celafacilitelalecture.

L’écriture!bEtatUestdéroutanteaudébut.Cetteexpressionestvraie lorsque l’inverse est faux. La variable doit donc contenir lavaleur0pourquel’expressionvaille1parinversion.

Ilneresteplusqu’àcomparercequetuassaisiauListing7.4.

Listing7.4:Version3deBinar

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH07A_Binar3

*OEN1711

*/

byteyBroLED1=11;

byteyBroLED2=10;

byteyAnaOUI=200;

byteyAnaNON=0;

booleanbEtatU=0;

booleanbPrecU=0;//AJOUT

booleanbEtatD=0;//AJOUT(Dpour

deuzaine)

voidsetup(){

pinMode(yBroLED1,OUTPUT);

pinMode(yBroLED2,OUTPUT);

//Plusd'animation

}

voidloop(){

bPrecU=bEtatU;

//AJOUT

if(!bEtatU)analogWrite(yBroLED1,

yAnaOUI);//MODIF

elseanalogWrite(yBroLED1,

yAnaNON);

bEtatU=!bEtatU;

if((!bEtatU)&&(bPrecU))bEtatD=

!bEtatD;//AJOUT

if(bEtatD)analogWrite(yBroLED2,

yAnaOUI);//MODIF

elseanalogWrite(yBroLED2,

yAnaNON);

delay(1000);

}

TestdeBinar3Comme d’habitude, branche si nécessaire ta carte Arduino,téléverse le programme, corrige-le s’il le faut, puis admire lerésultat.Leslettresclignotentencomptantde0à3ennumérotationbinaire.

Si tu enlèves la pause delay(), toutes les LED vont sembleralluméesenpermanence,tellementleprogrammevavite.

Montons enpuissance en faisant compter de0 à15.Cela supposed’installerdeuxautresdiodesLED.

UnquartetenbinaireSais-tucommentonappellelamoitiéd’unoctet?Toutsimplementunquartet.C’est cequenousallonspouvoir contrôlerdanscettedernièreétapeduprojet.

MontagedeBinar4Pour le montage, il suffit de dupliquer les deux circuits de LEDexistantspourenavoirquatreautotal:

Figure7.5:MontageavecquatrediodesLED.

1. Branchesurlaplaqued’essaiunetroisièmeetune

quatrièmediodeLED.

SitubranchesuneLEDàl’envers,ellenes’allumera

pas,maiscelaneferapasdedégâts.Distinguebien

anodeetcathode.

2. Ajouteunerésistanceàchacune.

3. Brancheunstrapentrelarésistanceetdeuxautres

brochesdesortienumériques:

pourlatroisièmeLEDdequatraine,branche-toisurla

broche9;

pourladernièreLEDdehuitaine,branche-toisurla

broche6.

Jerappellequetouteslesbrochesnumériquesne

permettentpasdetravaillerenpseudo-analogique

PWM.

4. Vérifietonmontage.

C’esttoutcequ’ilyaàfaire.Passonsaucodage.

TextesourcedeBinar4VoicimaintenantletextesourcedelaquatrièmeetdernièreversionduprojetBinar.Lis-led’abord.Mesexplicationssontàlasuite.

Listing7.5:Version4deBinar

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH07A_Binar4

*OEN1711

*/

byteyBroLED1=11;//U=Unite

byteyBroLED2=10;//D=Deuzaine

byteyBroLED3=9;//Q=Quatraine

byteyBroLED4=6;//H=Huitaine

byteyAnaOUI=100;

byteyAnaNON=0;

booleanbEtatU,bEtatD,bEtatQ,bEtatH=0;

booleanbPrecU,bPrecD,bPrecQ,bPrecH=0;

//AJOUT

voidsetup(){

pinMode(yBroLED1,OUTPUT);

pinMode(yBroLED2,OUTPUT);

pinMode(yBroLED3,OUTPUT);

pinMode(yBroLED4,OUTPUT);

}

voidloop(){

//LEDUNITE

bPrecU=bEtatU;

if(!bEtatU){bEtatU=1;}

else{bEtatU=0;}

agir(yBroLED1,bEtatU);

delay(50);//DELAIPEDAGOGIQUE

//LEDDEUZAINE

bPrecD=bEtatD;

if((!bEtatU)&&(bPrecU)){

bEtatD=!bEtatD;

agir(yBroLED2,bEtatD);

}

delay(50);

//LEDQUATRAINE

bPrecQ=bEtatQ;

if((!bEtatD)&&(bPrecD)){

bEtatQ=!bEtatQ;

agir(yBroLED3,bEtatQ);

}

delay(50);

//LEDHUITAINE

bPrecH=bEtatH;//Utilesi

extension8bits

if((!bEtatQ)&&(bPrecQ)){

bEtatH=!bEtatH;

agir(yBroLED4,bEtatH);

}

delay(500);

}

voidagir(bytebroche,booleanvaleur){

if(valeur)analogWrite(broche,yAnaOUI);

elseanalogWrite(broche,yAnaNON);

}

Monexempleoccupe60lignes.Celacommenceàêtreremarquable.On est loin de Blink. Quelques commentaires ne seront donc pasinutiles.

LesdéclarationsglobalesDans la têteduprogramme,nous trouvonsdeuxdéclarationspourles deux nouvelles diodes LED. Tu remarques qu’elles sontbranchées sur les broches 9 et 6, qui sont capables de fournir unsignalPWM.

Au sujet des variables d’état, nous ne faisons plus dans le détail :nous déclarons quatre booléens pour l’état actuel et quatre autres

pourl’étatprécédent.

Onpourrait«pinailler»enfaisant remarquerquenousdéclaronsbPrecH,maisqu’ellenesertàrien.Eneffet,elleseraitutilepourunecinquièmeLED.Enguised’exercice,tupeuxcréeruneversionàhuitLEDpourcompterde0à255.

LaconfigurationinitialeNousdéclaronsenmodesortielesdeuxnouvellesbroches.Iln’yariend’autreàajouterdanslapréparation.

LaboucleprincipaleElle évolue beaucoup, en apparence. Nous trouvons quatre blocs,donttroistrèssimilaires.PourlaLEDdel’unité,nousnecherchonspas l’étatantérieur :nousnouscontentonsd’inverser l’état,cequejefaisdefaçontrèsexplicite.Tusaistoiaussiécrirelamêmeactiondefaçonbeaucouppluscompacte:

bEtatU=!bEtatU;

La grande nouveauté est l’introduction d’un appel à une nouvellefonctionquej’aidécidédenommeragir().Ellevanousépargnerde répéter les appels à analogWrite() dans chaque blocd’instructionsdesdiodesLED.Situdescendsenbasdutextesource,tu trouves lecorpsdecettenouvelle fonction.Tuconstatesqu’elleest polyvalente : elle est appelée quatre fois, avec des valeurs deparamètresdifférentes,évidemment.

J’ajouteenfinunepetitepauseque tupeuxenleversi tu ledésires.Ellepermetdevoir latransitionentreuneLEDet laLEDsuivante(quivautledouble).

Dans les trois sous-blocs des LED de deuzaine, quatraine ethuitaine, tu constates que le test réunit deux expressions, commedéjàvudans laversionprécédenteduprojet.Noteaupassageque

nous n’appelons la fonction agir() que lorsqu’il faut changerd’état.Autrementdit,silaLEDétaitallumée,ellelerestelorsqueletestneréussitpas.

NousenavonsmaintenantterminéavecleprojetBinar.Appliquonstoutes ces connaissances pour créer un jeu de devinette binaire,Devinum.

VoiciMaîtreDevinumCeprojetestunjeudesociété.Tuvaspouvoirréunirtesamispouressayer de décoder le plus vite possible des valeurs binaires quivont être présentées successivement sur quatre diodes LED, doncunevaleurdécimaleentre1et15(le0n’estpasintéressant,puisquetoutestéteint).Chacunnotesesréponsessurunboutdepapier.

Une fois les dix valeurs affichées, le programme va montrer lesbonnesréponsesdanslafenêtreduMoniteursérie.Vouscomptezlenombredebonnesréponsesettenezvosscores.

Lesdixvaleursvontêtretiréesausort.Nousexploitonsàceteffetlafonctionrandom().

Pour nous épargner de devoir déclarer dix variables et de lesmanipulerl’uneaprèsl’autre,nousallonsprofiterd’unetechniqueextrêmementimportanteenprogrammation:letableaudevaleurs.

Letableau:variablesenfamillesUntableauestunevariablecollective.Ilporteunnometpossèdeuntype,commelesvariablessimples.Ladifférenceestqu’ilpermetderegrouper plusieurs variables du même type. Pour accéder àchacuned’elles,ilfaututiliserunenotationspécialeaveclapositionde la variable par rapport au début du tableau (un indice). Voicil’écrituregénériquedeladéclarationd’untableau:

typenomTableau[nombre_d'éléments];

Voicicommentdéclareruntableaudedixentiers:

intnomTableau[10];

Etvoici comment stockerunevaleurdans la troisièmecasede cetableau:

nomTableau[2]=255;

J’ai bien écrit « dans la troisième case » , pas « dans ladeuxième».L’indiceentrecrochetsdésignelacasedanslaquelleonveutécrireoudepuislaquelleonveutlire,maisencommençantla numérotation à 0. La dixième case correspond donc àl’indice9etlapremièrecase,àl’indice0.C’estunedeserreurslesplusfréquentesdesdébutantsquedesetromperd’unecase.

Lestableauxconstituentunoutiltrèspuissantetonpeutaiséments’yperdre. Dans mon autre livre, Programmer pour les Nuls, jemontre un tableau à trois dimensions : un tableau qui contient untableau dans chacune de ces cases, et ce tableau imbriqué contientlui-mêmeuntroisièmetableaudanschaquecase!

Bien sûr, avec la mémoire très limitée du mikon, déclarer untableau à plusieurs dimensions va vite épuiser l’espace mémoiredisponible.

Lecturedirected’unbit:bitRead()L’autre nouveauté de notre projet est l’utilisation d’une fonctionprédéfiniequipermetde testerdirectement lavaleurd’unbitdansune valeur numérique. Il s’agit de la fonction bitRead(). Elles’utilisedelamanièresuivante:

bitRead(valeur_à_scruter,rang_du_bit);

Le premier paramètre contient la valeur qui peut être sur 8,16ou32bits.

Le secondparamètredésigne lenumérodubit, unpeucommeunindice.D’ailleurs,lanumérotationcommenceiciaussià0.

Parexemple,lavaleurdécimale254s’écritainsienbinaire:

11111110

Seul lebitde rang0 (celuidedroite)està0.Pourobtenirun testfondésursavaleur,onpeutécrirececi:

if(bitRead(valeur,0)){instructionssi

lebit0està1;....}

Parexemple,poursavoirsiunnombreestpairouimpair,ilsuffitde tester sonbitde rang0 (lebitdepoids faible,LSB,vudans leprojetprécédent).Touteslesvaleursnumériquesbinairesdontlebitde poids faible est à 1 sont nécessairement impaires. Tu l’as sansdouteremarquédanslesallumagesdeLEDduprojetprécédent.

Voyonsmaintenant le code source deDevinum. Les explicationsviennentàlasuite.

Listing7.6:TextesourcedeDevinum

/*ARDUIPROG_KIDZ

*CH07B_Devinum

*OEN1711

*/

#definePAUSE400

#defineLUMIN100

constbyteyLed1=11;

constbyteyLed2=10;

constbyteyLed4=9;

constbyteyLed8=6;

byteayTablo[10];//Lefameuxtableau!

voidsetup(){

pinMode(yLed1,OUTPUT);

pinMode(yLed2,OUTPUT);

pinMode(yLed4,OUTPUT);

pinMode(yLed8,OUTPUT);

Serial.begin(9600);

Serial.println("***BienvenuechezDEVINUM

***");

}

voidloop(){

for(bytei=0;i<10;i++){

ayTablo[i]=random(1,15);

Serial.println("");

Serial.print(ayTablo[i]);

afficherBin(ayTablo[i]);

toutEteindre();

}

afficherReponses();

attendreSaisie();

}

voidafficherBin(bytebNum){

if(bNum==0)return;

Serial.print("\tBinaire");

if(bitRead(bNum,0))agir(yLed1,LUMIN);

elseagir(yLed1,0);

if(bitRead(bNum,1))agir(yLed2,LUMIN);

elseagir(yLed2,0);

if(bitRead(bNum,2))agir(yLed4,LUMIN);

elseagir(yLed4,0);

if(bitRead(bNum,3))agir(yLed8,LUMIN);

elseagir(yLed8,0);

delay(PAUSE*3);

}

voidagir(bytebBroche,bytebValeur){

analogWrite(bBroche,bValeur);

Serial.print(boolean(bValeur));

}

voidtoutEteindre(){

analogWrite(yLed8,0);

analogWrite(yLed4,0);

analogWrite(yLed2,0);

analogWrite(yLed1,0);

delay(PAUSE*3);

}

voidafficherReponses(){

delay(PAUSE*10);

Serial.println();

Serial.println("MaitreDevinumtedonne

lessolutions:");

for(bytei=0;i<10;i++){

Serial.print(ayTablo[i]);

Serial.print("¦");

}

Serial.println();

Serial.println("******************");

Serial.println("Clicdanszonedesaisie

enhautduMoniteur...");

Serial.println("...puisEspaceetEntree

pourautrepartie!");

}

voidattendreSaisie(){

while(Serial.available()==0);

//Vigilanceici

while(Serial.available()>0)

Serial.read();

Serial.flush();

}

AnalysedutextesourceQuatre-vingts lignes. De plus en plus fort ! Tu remarques que leprogramme ressembledans certainesparties à ladernièreversiondeBinar.Pourtant, j’aiprisunmalinplaisirànepas réutiliser lesnomsdesvariables.C’estvolontaire. Il fautentraîner tescapacitésd’adaptation.Lalogiqueestquasimentlamême,maislesnomssontdifférents.

Pourcréercetextesource,tupeuxnéanmoinspartirdeBinar4,enenregistrantleprojetsouslenomDevinum.

1. Démarreunnouveauprojet(Fichier/Nouveau)ou

réutiliseBinar4.

2. Danslasectiondesdéclarationsglobales,tu

remarquesdeuxnouvellesinstructionsqui

commencentparunsigne#:

#definePAUSE400

#defineLUMIN100

Ilnes’agitpasdevariablesmaissimplementde

symbolesquiserontremplacésparlavaleur

numériquelorsquel’ateliervacompilerleprogramme.

Autrementdit,partoutoùtuvasciterlemotPAUSE(en

lettrescapitales,c’estuneconvention),cemotsera

remplacéparlavaleur400.L’énormeavantageestque

celapermetdecentraliserlavaleur.Pourchangerla

vitessed’exécutiondetouteslesphasesdujeuenune

seulefois,iltesuffirademodifierlavaleurnumérique

associéeàPAUSE.Ilenvademêmepourlaluminosité

desdiodesLEDaveclemotLUMIN.Cesontdessortes

desynonymes.

3. Ladernièredéclarationglobalecorrespondànotre

fameuxtableau.Nousl’avonsdéjàprésentéplushaut.

Lafonctiondepréparationnecontientriende

particulier,maistunotesunmessagedebienvenuequi

s’afficheradansleMoniteursérie.

Laboucleprincipaleestétonnammentbrève.Ellese

résumequasimentàunegrandebouclederépétition

for.Toutelapartiedequestionnementdujeuest

réunieàcetendroit.

4. Nouscommençonsparstockerdanschaquecasedu

tableaulavaleurrenvoyéeparlafonctionquiréalisele

tirageausort.Turemarquesquenousappelonsla

fonctionrandom()avecunevaleurentre1et15.En

effet,sinousavionschoisileslimites0à15,lafonction

auraitparfoisrenvoyélavaleur0,quin’estpastrès

facileàdevinerpuisquerienn’estallumé.

Danschaquetourdeboucle,nousappelonsd’abord

unefonctionpourafficherlavaleursurlesquatreLED,

puisuneautrepourfaireunetransitionenéteignant

touteslesLED.

Unefoissortisdedixtoursdeboucle,nousaffichons

lesréponsesetattendonslasaisied’uncaractèredans

leMoniteursériepourlancerlapartiesuivante.

5. LafonctionafficherBin()n’abesoinderecevoiren

entréequelavaleurqu’elledoitafficher.C’esticique

nousutilisonslanouvellefonctionbitRead().Tu

remarquesquenousappelonsuneautrefonction

depuiscettefonction,lafonctionagir().

6. J’aiplacéladéfinitiondelafonctionagir()juste

aprèslaprécédentepourplusdeconfort.Quelavaleur

soitnulleounon,nousréalisonsdeuxactions:

l’allumageoul’extinctiond’unediodeLEDetl’affichage

d’un1oud’un0.

LafonctiontoutEteindre()neréclameaucun

commentaire.

7. DanslafonctionafficherReponse(),nous

présentonslesdixvaleursquisonttoujoursprésentes

dansletableau.Noteaupassagequelepréfixedunom

dutableauestay:aestlapremièrelettredumot

anglaispourtableau,array.Lalettreyrappellequ’il

s’agitd’untableaudevaleursdutypebyte.

8. Nousarrivonsàladernièrefonction,

attendreSaisie().Ellecontientdeuxlignes

étonnantes:

while(Serial.available()==0);

while(Serial.available()>0)

Serial.read();

Cegenred’écriturepeutfacilementdeveniruntrounoir,uneboucleinfinie.Eneffet,derrièrelaconditiondumotwhile,doncaprèsladernière parenthèse fermante, il doit y avoir une instruction, oumême plusieurs si tu ajoutes une paire d’accolades pour faire unbloc.S’iln’yaquelesignepoint-virgulesansinstruction,labouclevaserépétertantquelaconditionentrelesparenthèsesrestevraie.

La fonction Serial.available() renvoie une valeurdifférentede0siquelquechoseaétésaisidans leMoniteursérie.Autrement dit, dans notre exemple, tant que la fonctionSerial.available() renvoie la valeur 0, l’expression estvraie,etnouscontinuonsàappelersanscesselamêmefonctionenboucle. Cela permet d’attendre la saisie d’un caractère pourdémarreruneautrepartie.

Si aucun caractère n’est jamais saisi dans leMoniteur série, nousresteronsdanscettebouclejusqu’àlafindumonde.Ilfautdoncêtretrès attentif avec le signe point-virgule isolé dans les boucles derépétition.

Dans la seconde ligne, nous utilisons la même fonction, mais ensensinverse.Sinousavonsatteintcettedeuxièmeinstruction,c’estque quelque chose a été saisi. Mais il faut continuer à lire lescaractèresunparuntantqu’ilyenrestedanslamémoireduclavier.

Cette précaution permet d’éviter d’enchaîner deux partiessuccessives lorsque l’on frappe par mégarde plusieurs caractèresavantdevaliderparlatoucheEntrée.

Pour plus de précautions, nous ajoutons un appel àSerial.flush() pour vider la zone mémoire des caractèressaisis.Enanglais,flushsignifie«purger».

Etmaintenant,ons’amuse!N’hésite pas à tester le programme avec des amis. Parmi lesaméliorations que je te propose d’envisager, voici les plusévidentes:

» Pourrendrelejeuplusdifficile,ilsuffitderéduirela

duréedepause.Commej’utilisedesmultiplesdecette

valeurinitiale,lechangementserarépercutépartout.

» Tupeuxaugmenterlenombredechiffresàdeviner,

cequisupposed’effectuerplusieursretouches.Ilfaut

changerlesdimensionsdutableaudansles

déclarations,etmodifierl’indicedanslaboucleforqui

utilisecetableau.Jerappelleaupassagequel’indicede

répétitioncommenceà0pourqu’ilpuisseservir

simultanémentd’indicedansletableau.La

valeur0sertàlirelapremièrecasedutableau.

» Uneaméliorationbienvenueconsisteàrelancerle

tirageausortsilavaleurrenvoyéeestlamêmequela

précédente.Ilesttropfaciledefairedevinerdeuxfois

desuitelemêmenombre.Tupeuxchercherla

solutiontoutseul.Quelquesindices:ilfautune

variablepourlavaleurprécédenteetunenouvelle

fonctionquilanceunnouveautiragetantqu’ilya

doublon.Lasolutionsetrouvedans

l’exempleCH07B_Devinum2.

Pour bien jouer àDevinum, placez-vous devant les LED de sortequecelledel'unitésoitàdroitedevanttoi.C'estleLSB!

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsvu:

» l’utilisationdesbrochesnumériquescommesorties

analogiquesgrâceàlatechniquePWM;

» lestestsconditionnelsetlesbouclesderépétition;

» lestableauxdedonnées;

» l’utilisationduMoniteursérieenaffichageetensaisie.

Dans les prochains chapitres, nous allons mettre en pratique lesconnaissancesdécritesdanscetteSemaine2.

IIISemaine3:Sonetlumière

Aumenudecettesemaine:

Chapitre8:Tabaguettemagique

Chapitre9:Quepersonnenebouge!

Chapitre10:Levoleurdecouleurs

A

Chapitre8Tabaguettemagique

AUMENUDECECHAPITRE:

» Uncapteurdelumièreinvisible

» Unelibrairieavecdesobjetsquiontdelaclasse

» Lagaredetriageswitchcase

» Untableaudetableaux

imerais-tu avoir une baguette magique ? Tu pourrais ainsicommandertoutessortesd’équipementsenenvoyantdesordresde façon invisible. Je suis certain que tu penses déjà à la

télécommandedutéléviseuroudelachaînestéréo.Ilyatellementde boutons sur ce genre d’objet ! Il y a sans doute un code partouche, et un code numérique.Mais comment faire pour capturercescodesafind’influersurunprogrammeArduino?

Le principe est proche de celui qu’utilisent les marins pourcommuniquerentredeuxbateaux:avecunpharedontonouvreetfermelecouverclepourl’allumeretl’éteindre.C’estdoncuncodebinaire, constitué de 0 et de 1. Mais pour que la baguette soitvraimentmagique,ilfaudraitquelerayonsoitinvisible.

Comme toutes les ondes, les ondes lumineuses vibrent à unecertaine fréquence.L’œilhumaindétecteunegammeassez limitéedefréquences:cesontlescouleursdelalumière.Endehorsdecetteplage,nousnevoyonspaslesondes,etpourtantellesexistent.

Heureusement que nous ne voyons pas toutes les ondesélectromagnétiques : stationsde radio, radiosdespompiers et despoliciers,réseauxWi-Fi,téléphonesGSM,radarsdesavionsetdes

aéroports,etc.Nousserionsaveuglés!

Hormislaplagevisible,ilyadeuxpossibilités:unefréquenceplusgrandeoupluspetite.Lesfréquences inférieuresàcellede laplusbasse fréquence détectée par unœil correspondent àmoins rougeque le rouge foncé. Cela s’appelle l’infrarouge. Tout le mondepossèdeaumoinsunexemplairedel’émetteurd’ondesinfrarougesqu’ilnousfaut:unetélécommande(Figure8.1).

Figure8.1:Unetélécommandecommeilenexistedesmillions.

Quand on appuie sur une touche, la télécommande émetenviron 40 000 éclairs de lumière infrarouge par seconde. Ceséclairs représentent des suites de 0 et de 1 binaires. C’est ce quipermet de transmettre les codes numériques des touches de latélécommande.

Figure8.2:Traind’ondesinfrarouged’unetélécommande.

Par exemple, supposons que la touche de la première chaînecorresponde au code numérique 2500 et celui de la deuxièmechaîne, au code 2600. Comment le récepteur du signal va-t-il

distinguer l’envoi de 2500 puis de 2600 de l’envoi en une foisde25002600?

LebonprotocoleImagineque tu rentresdansuneboulangerie et que tudisesd’unetraitececi:«Bonjour,jevoudraisunebaguette,merci,aurevoir.»Si laboulangèreasuffisammentd’humour,elle répondra,pendantque tu refermes la porte : «Bonjour, oui bien sûr, 1,10 euro s’ilvousplaît,bonne journée.»Cen’estpas lebonprotocole : il fautd’abord dire ta première phase, attendre la réponse de laboulangère,direlaseconde,etc.

Pour les codes d’une télécommande, un protocole détermineégalement la façon dont elle doit transmettre les valeurs. Lesprotocoles des télécommandes sont presque normalisés, mais pastotalement. Il y a plusieurs normes car plusieurs fabricants. C’estpour cette raison que l’on trouve dans le commerce destélécommandes dites universelles, c’est-à-dire qui peuvents’adapteràunemarqueouuneautre.

Dans ses grandes lignes, le protocole définit d’abord des codesspéciauxpourdirequ’uncodede toucheva être envoyé,puisquel’envoi est terminé. Mais toute cette analyse va te demander unénormetravaildecodage,non?

Bonnenouvelle:d’autrespassionnésd’Arduinoontdéjàréfléchiàce problème et ont écrit les fonctions permettant de bien recevoirlescodesd’unetélécommandeinfrarouge.Toutescesfonctionsontétéréuniesdansunconteneurappelélibrairieetquetupeuxutilisergratuitementgrâceàl’espritcollaboratifArduino.

Grâce à ces fonctions, tu peux directement récupérer les valeursnumériquesdescodesdes touchesquiontété reçues.Maisau fait,reçuescomment?

Uncapteurd’ondesIR

Bonne nouvelle : pour posséder ta baguette magique, il suffit debranchersurlacarteArduinouncapteurdelumièreinfrarougequine vaut que 1 ou 2 euros et de récupérer une télécommande dontl’appareil commandé a rendu l’âme.Tupeux aussi emprunter unetélécommandedelamaison,carcelanevapasl’endommager.

Tu en sais assez pour te lancer dans la création du projet. Enpratique,chaquecodereçupourraitcontrôlerunebrochedesortienumériquepour,parexemple,activerunrelais,démarrerunmoteurélectrique,faireémettreunsonsurunecarteson,etc.

Mais ce livre a pour but premier de faire découvrir des basessolides en programmation. Je ne vais donc pas te demander desortir le fer à souder.Nous allons nous servir des codes détectéspoursélectionnerdesmembresdephrase,cequidonneraunesortedejeudecréationlittéraire.

ExpressiondesbesoinsNousallonspuiserdansunstockdemots,doncdansdesvariables.Pour que le résultat soit intéressant, il nous faut pouvoir choisirparmi trois possibilités pour chaque morceau de phrase (sujet,verbe, adverbe, complément), ce qui revient à déclarer douzevariables.

Jeteproposedefairequatretoursdesélection.

Àchaquetour, tu tapessurunedestrois touchesdetélécommandequenousprévoyonsdedétecter(enignoranttouteslesautres).

» Aupremiertour,tusélectionnesunsujetparmitrois.

» Audeuxièmetour,tusélectionnesunverbeparmi

trois.

» Autroisièmetour,tusélectionnesunadverbeparmi

trois.

» Auderniertour,tusélectionnesuncomplément

parmitrois.

Comme nous n’utilisons pas d’écran LCD pour l’affichage, lerésultatseramontrédanslafenêtreduMoniteursérie.Biensûr,leschoix peuvent aussi changer l’état de plusieurs broches de sortienumériquesouanalogiques.

Leprojetvaêtreréaliséentroisétapes:

1. Créationdelapartiedécodagedestouches.

2. Ajoutdelalogiquedesélectiondesactionsenfonction

dechaquetouche.

3. Créationd’unconteneuràdonnéespourconstruireles

phrases.

Commençons par la partie proche du matériel : la détection descodesdetouches.

MontageduprojetBagMagikLe montage va être simplissime, puisque nous n’avons besoind’installerquelecapteurinfrarougepuisdebranchersestroisfils.Iln’yamêmepasderésistanceàajouter.

Voicitoutdemêmelapetitelistedescomposantsàréunir:

» lecapteurinfrarougedetypeTSOP38238;

» uneplaqued’essai,mêmeunetoutepetite;

» tacarteArduinoavecsoncâble;

» troisstrapsmâle/mâle,sipossibleunrouge,unnoir

etunjauneouvert.

IdentifionslecomposantcapteurEn observant le capteur TSOP38238 de près, tu constates qu’ilpossèdeunefacebombée,avecunevitresombre,destinéeàlaisserentrer la lumière infrarouge. Voici l’aspect général de ce capteur(Figure8.3).

Figure8.3:Lecapteurinfrarouge.

Pourlerepéragedestroispattesducapteur,c’esttrèssimple.Tiensle capteur entre deux doigts devant toi, en sorte de voir la facebombée:

1. Lapattedegauche(No1)estlapattedesortiedu

signal.

2. Lapattedumilieu(No2)vaverslamasseouGND.

3. Lapattededroite(No3)doitêtrebranchéeaupôle

positif,le5V.

Nouspouvonspasseraumontage.

1. Insèrelecapteurdanstroisrangéesdelaplaque

d’essai,demanièreàpouvoirajouterunboutdestrap

danschacunedesrangées(Figure8.4).

Figure8.4:Montageetbranchementducapteurinfrarouge.

2. Insèreunstrapnoirdanslarangéedelapattedu

milieuetl’autreboutdansunedesdeuxbrochesGND

duconnecteurenbasàgauchedelacarteArduino.

3. Branchelestrap(jaunesipossible)dusignalentrela

rangéedelapremièrepatteducapteuretlabroche

DIGITAL10dansleconnecteurduhautdelacarte.

4. Brancheenfinlefilrougeentrelarangéedelapatte

numérotroisducapteuretlabroche5Vduconnecteur

enbasàgauchedelacarte.

5. Vérifielesbranchementsenrelisantlaprocédure.

Nouspouvonsmaintenantpasseràlarédactiondu

textesource.

Rédactiondutextesourcede

BagMagik1Danslapremièreversionduprojet,nousallonsseulementvérifierque la télécommande renvoie des codes et quenous réussissons àlesdécoder.

Pourfacilitercedécodage,nousallonsutiliserdesfonctionsquisetrouvent dans une librairie créée spécialement pour exploiter uncapteur d’ondes infrarouges tel que le TSOP que nous venonsd’implanter. Il faudra installer cette librairie. Pour ce faire, nousdevronsnousfamiliariseraveclaprogrammationobjets.

Commence par saisir le texte source suivant sans t’inquiéter deslignes qui contiennent des techniques encore inconnues. Il y a eneffet plusieurs nouveautés importantes que je présente après leListing8.1.

Listing8.1:Version1deBagMagik

//BagMagik1

//OEN170314

//Iciviendrauneligne

constintbroCapteurIR=10;//

Broche10pourlecapteur

IRrecvoCapIR(broCapteurIR);

decode_resultsoCodeIR;

voidsetup()

{

Serial.begin(9600);

oCapIR.enableIRIn();//Démarre

récepteurIR

Serial.println("Appuiesurunetouchede

latelco(V1)...");

}

voidloop(){

if(oCapIR.decode(&oCodeIR)){

//

Serial.println(oCodeIR.value,DEC);

Serial.println();

digitalWrite(13,HIGH);

oCapIR.resume();//Code

suivant

delay(250);

}

}

Lapremièreversiondecenouveauprojetn’estpasbeaucouppluslonguequelesprojetsprécédents,maiselleprésenteunenouveautéimmense:ilyadesobjets.Alors,qu’est-cequ’unobjet?

Desobjetspourprogrammer!Jusqu’àmaintenant,tuasutilisé:

» desfonctions,quiconsommentdutempspour

réaliserdesactions;

» desvariables,quiconsommentdel’espacepour

stockerdesdonnéesenmémoire.

Dans lemonde physique, il est souvent logique de regrouper desactions et des informations.Par exemple, unmarteau est constituéd’un manche d’une certaine couleur et d’une tête d’une autrecouleur.Cesontlesdonnéesdumarteau,sesattributs.Lemarteauaégalement la fonction clouer(), qui concentre une énergie

importante sur une surface dure pour, par exemple, enfoncer desclous.

Demême,unanimalpossèdedesattributsetdesactions.Ilestd’unecertaine couleur, il a un certain nombre de pattes, il sait manger,courir,crier,etc.

Les chercheurs enprogrammationont assezvite compris l’intérêtderéunirdesactionsetdesdonnéesdansunpetitconteneurportantunnom.Imaginelestroisvariablesetlestroisfonctionssuivantes:

intiCouleur;

intiPoids;

floatfTaille;

voidcourir(vitesse);

voiddormir(temps);

voidaboyer(volume);

On peut réunir ces six définitions dans un joli coffret que l’onappelleuneclasse.Lesélémentsappartiennentàcetteclasse.Si jenommelaclassechien, jepeuxensuitecréerunobjetàpartirdecetteclasse,cequisignifieinstancierlaclasse.

Pour créer un objet à partir d’une classe, j’utilise le nom de laclassecommesic’étaitunnouveautype.Voicil’écrituregénérique:

nomClassenomNouvelObjet();

Etvoiciunexempleconcretdecréationd’objet:

chienmonToutou();

Je peux ensuite lire et écrire les données qui appartiennent à cetobjetcommececi:

monToutou.iPoids=12;

Jepeuxdéclencheruneactiondel’objetainsi:

monToutou.aboyer(3);

La variable et la fonction, pardon la méthode, appartiennent àl’objet. Pour les utiliser, il est obligatoire d’ajouter le « nom defamille»,c’est-à-direlenomdel’objetpropriétaire,avecunpointséparateur.

Les classes et les objets offrent de nombreux avantages que tudécouvrirasentempsutile.

PremieressaidecompilationAprèsavoir saisi le texte sourcedeceprojet (ou l’avoir récupérédanslesexemples,maisc’estencodantqu’ondevientcoderon),jete propose de lancer une vérification. Inutile de brancher la carte.Nousnesommespasencoreprêtsàtéléverserleprogrammedanslemikon.

1. Lanceunecompilationdutextesourceparla

commandeVérifier.

Normalement,celanedoitpasbiensepasser.Tudois

voirapparaîtreplusieurslignesdemessagesenorange

danslepanneauinférieurdel’atelier(Figure8.5).

Cetteerreuresttoutàfaitnormale.Nouscitonsdansletextesourceunidentifiant,quiestceluidel’objetIRrecv,maislecompilateurnetrouveaucunedéfinitioncorrespondante,nidansletextesource,ni dans aucune des librairies prédéfinies installées d’office avecl’atelier. La librairie qu’il faut ajouter à notre atelier doit êtrerécupéréesurleWebpuismiseenplaceaubonendroit.

Figure8.5:Compilationimpossibleparabsencedelibrairie.

InstallonsunelibrairiePlusieurslibrairiessontdisponiblespourgéreravecplusdeconfortun capteur infrarouge tel que celui implanté dans la carte d’essai.Parmicelles-ci,ilyenaunequiremplittrèsbiensonoffice:cellede Ken Shirriff. Elle est bien sûr gratuite et disponible avec sontextesource.

Lenomquedoitporterlesous-dossierdanslequellalibrairieserarendue disponible pour l’atelier devra s’écrire exactementIRremote. Lorsque tu télécharges la librairie sur le Web, elleporteunnompluslong,qu’ilfaudradoncmodifier.

1. AvectonnavigateurWeb,accèdeàlapaged’accueildu

gisementcorrespondantàlalibrairieIRremote,surle

sitegithub.Tupeuxfaireunerecherchedegithub

IRremotepouréviterdesaisirl’adresse:

https://github.com/z3t0/Arduino-IRremote

2. Tuvoisapparaîtreunelistedenomsdefichiers.Surla

droitesetrouveunboutonvertquetucliquespour

choisirl’optionDownloadZIP.

Figure8.6:Paged’accueildugisementdelalibrairie.

3. Uneboîtestandardestapparuepourtedemanderce

quetuveuxfairedufichierarchive.Répondsquetu

veuxenregistrerlefichier.Turemarquesquelefichier

porteunnomdifférentdeIRremote.

Figure8.7:Boîtestandarddetéléchargement.

4. Uneautreboîtetedemandededéciderdulieude

stockagedel’archive.Choisisparexempleledossier

Téléchargements.

Figure8.8:Choixdulieudestockagedel’archive.

Ledossierdelalibrairieestmaintenantprêtàêtre

réimplanté.

5. Démarresinécessairel’atelierArduino.Danslemenu

Croquis,choisisInclureunebibliothèquepuis

sélectionnelacommandeAjouterlabibliothèque

.ZIP.

Figure8.9:Commandedechargementd’unelibrairieauformatarchive.

Uneboîtedechoixdefichierapparaît(Figure8.10).

Figure8.10:Choixdufichierarchivedelibrairie.

6. Naviguejusqu’àtondossierTéléchargementset

sélectionnelefichier,puisconfirmeavecOuvrir(ou

double-cliquelenomdirectement).

Iln’yaplusqu’àpatienterunpetitpeu.

7. Quittel’atelierArduino.

La librairie est maintenant disponible, mais pour plus de sûreté,nousallonsmodifiersonnom.

RenommonslalibrairieLalibrairieaétéimplantéedansMesdocuments,Arduino.

1. Ouvretonnavigateur,FinderouGestionnairede

fichiers,etaffichelecontenududossiersuivant(soit

Documents,soitMesdocuments):

Documents,Arduino,libraries

Tudoisvoiraumoinsundossier,celuidelalibrairiequi

vientd’êtreinstallée:

Figure8.11:Accèsaudossierdelalibrairie.

2. Sélectionnelenomdudossier(chezmoi,ils’écrit

Arduino-IRremote-master)etutiliselacommande

detonsystèmepourchangerlenom(c’estengénéral

Renommerouparsimpleclicdanslenom).

Voicilenouveau(etvéritable)nomdelalibrairie:

IRremote

Attentionauxmajusculesetminuscules!

3. Démarrel’atelierArduino.Normalement,ledernier

projetencoursestrechargé,doncBagMagik1

(recharge-lesinécessaire).

4. Lanceunevérification.Dorénavant,elledoitréussir,

malgréquelquesmessagesenorange.

Figure8.12:Compilationréussie,avecdesmessages.

Compilation:erreursouavertissements?

Jusqu’à présent, lorsque tu voyais un message orange, c’étaitmauvaissigne : le textesourceprésentaituneerreurempêchantdecompiler.Maistouslesmessagesnesontpasaussigraves.Ilexistedesavertissements(warnings,enanglais)quetupeuxconsulterouignorer, car ils n’empêchent pas de générer le fichier binaire àtéléverser.

Un réglage de la sévérité du compilateur est disponible dans lespréférences.Audépart, ilestrégléàfond: touslesmessagessontaffichés. Tu peux diminuer la sévérité d’un cran pour affichermoinsd’avertissements:

1. Dansl’atelierArduino,ouvrelemenuFichier

(WindowsetLinux)oulemenuArduino(MacOS)pour

choisirPréférencesetouvrirlaboîtedesoptions.

Figure8.13:Lespréférencesdel’atelierArduino.

2. Ouvrelalistedel’optionAvertissementsdu

compilateuretsélectionnePlusaulieudeTout.

RefermelaboîteenvalidantparOK.

Nous allons (enfin) tester le programmepuis revenir sur chacunedesnouvellestechniquesqu’ilcontient.

TestdeBagMagik1Si tuesarrivéàcettesection,c’estque leprogrammesecompile.Les deux messages « Le croquis utilise… » et « Les variablesglobales…»sontapparus.

1. Rebranchelacarteetattends2à3secondes.

2. Lanceletéléversement.N’hésitepasàadopterle

raccourciclaviercorrespondantàlacommande

Téléverser:c’estCtrl+U.

3. OuvrelafenêtreduMoniteursérieetattendsle

premiermessage.

4. Dèsquelemessaged’accueilapparaît,prendsta

télécommandeetviselecapteurinfrarouge.Appuiesur

l’unedestoucheslesplusfacilesàtrouver(nousallons

lesdétecterdanslaversionsuivanteduprogramme).

Figure8.14:ExécutiondeBagMagik1.

Situvoisdescodesayantlavaleur4294967295,ignore-

les.Cesontdescodesderépétitionparcequelatouche

aétéappuyéeunpeutroplongtemps.

VoiciparexemplelecodedelatoucheLECTdema

télécommandedetypeNEC:

1988694255

Biensûr,tatélécommandevaenvoyerd’autresvaleurs

pourlesmêmestouches.

5. Prendsdequoinoterlesvaleursnumériquesdes

touchesquetuveuxutiliser.Iltefautchoisirtrois

touches.J’aiparexemplechoisilestouchesLECT,

PAUSEetAV.RAP.d’unetélécommandequiappartenait

àunvieuxmagnétoscope.

Conserve bien tes codes, car nous allons en avoir besoin dans laprochaineversionduprojet.Maisd’abord,partonsàladécouvertedutextesourceavecunepremièrequestion.

Commentlecompilateursait-iloùtrouverlesdéfinitionsdeclassespourcréerdesobjetsdansleprogramme?Enluiindiquantoùallerleschercher,pardi!

Encasdeconflitdelibrairies...

Normalement, lesimplefaitdechangerlenomdudossierdela

librairie en IRremote suffit à régler un éventuel problème de

conflit avec une autre librairie. Si l’erreur de compilation est

toujours là, il faut supprimer cette autre librairie, quitte à la

réinstallerplustardquandtuenaurasbesoin.Siturencontresce

problème,sers-toidesexplicationsquej’airenvoyéestoutàlafin

decechapitre.

Unedirectived’inclusionTonprogrammenepeut pas utiliser les nouvelles fonctionsde ceprojetsimplementparcequetucitesleurnomdanstontextesource.Lorsquetuécrisunappelàunefonction,lecompilateurtrouvelesinstructions de la fonction (car il a besoin de les compiler)seulementdanslesdeuxcassuivants:

» C’estunefonctionprédéfinie,installéeenmême

tempsquel’atelierIDE.C’estlecasdetoutesles

fonctionsvuesjusqu’àprésent:pinMode(),

digitalRead(),etc.

» C’estunefonctionlocale,c’est-à-direunefonctionque

tuascréée,etdontlecorpsavectoutesles

instructionssetrouveunpeuplusbasdanslemême

textesource.Nousavonsdéjàcrééaumoinsune

fonction«personnelle»dontnouspouvionschoisirle

nom.

Endehorsdecesdeuxcas, tudois informer lecompilateurque tuvas utiliser une fonction qui se trouve dans une librairiecomplémentaire.

Pour réaliser cette déclaration, il faut ajouter tout au début duprogramme ce que l’on appelle une directive. Les directivescommencenttoujoursparunsigne#(etneseterminentjamaisparunsignepoint-virgule!).

Ici,ilnousfautladirective#includequel’onfaitsuivreparlenomdelalibrairie.Voicicommentl’utiliser:

#include<nomFichierDeLibrairie>

Ladirectiveestsuiviedunomd’unfichierditd’en-tête(fichier.hcommeHeader).Cefichierdoitsetrouverdanslesous-dossierdela librairiequenousavons installée.Voici ladirectivequiestdéjàprésentedansnotretextesource(voirleListing8.1):

#include<IRremote.h>

Lorsque le nom du fichier est entouré d’un signe plus petit < àgaucheetd’unsigneplusgrand>àdroite,celasignifiequel’atelierdoit chercher ce fichier dans tous les dossiers standard deslibrairies, c’est-à-diredans le sous-dossierlibrariesde là où

estinstalléleprogramme.Dansnotrecas,ils’agitdusous-dossierlibrariesdeMesdocuments,Arduino.

En revanche, lorsque le nom du fichier à inclure est entouré deguillemets, le fichier est d’abord cherché dans le dossier du textesourcedetonprojet.

Lacompilationréussitparcequedeuxconditionssontremplies:

» LalibrairieIRremoteestinstallée.

» Unedirectiveindiquequ’ilfautallerfouillerdanscette

librairiepourtrouvercequin’estpasdéfinidansle

textesourcelui-même.

Voyonsdoncàquoinoussertcettelibrairie.Revoicilecodesourcedansl’éditeur,afindeserepérerfacilementgrâceauxnumérosdelignesenmargegauche(Figure8.15).

Figure8.15:ÉditiondeBagMagik1.

Comments’utiliseunobjet?Observeladeuxièmelignedans lesdéclarationsglobalesendébutdefichier(numérodeligne7):

IRrecvoCapIR(broCapteurIR);

Celaressembleàunedéclarationdevariable,saufqueletypeestundrôle de type. Ce n’est ni int, niboolean, ni long, nivoid,etc.C’estparcequec’estunnomdeclasse.Lalibrairiequenousavonsinstallée,IRremote,contient ladéfinitiondecetteclasse.Laligneci-dessussertàcréerunobjetquivaincarnerunrécepteurd’ondesinfrarouges.

Lors de la création de l’objet, nous devons fournir entreparenthèses le numéro de la broche sur laquelle doit travaillerl’objetpourinterrogerlecapteurinfrarouge.

Cettedéclarationcréeenungestel’objetettouteslesvariablesqu’ilpossède(lesdonnéesmembres).

Danslalignesuivante,noustrouvonsuneautrecréationd’objet:

decode_resultsoCodeIR;

Je suis allé vérifier parmi les nombreux fichiers que regroupe lalibrairieIRremote:cesecondobjetestbeaucoupplussimplequeleprécédent. Ilnedéfinitaucunefonction,seulementdesvariables(desdonnéesmembres).

J’ai pris soin de faire commencer tous les noms d’objets par lalettreminusculeo, pour que tu saches à toutmoment qu’il s’agitd’unobjet,etnond’unevariableoud’unefonction.

Préparationdel’objetDanslafonctiondeconfigurationsetup(), iln’yaqu’uneligneremarquable,ladeuxième:

oCapIR.enableIRIn();

Cette instruction est un appel à une fonction de l’objet (uneméthode). Cetteméthode fait démarrer le récepteur infrarouge ensortequ’ilse tienneprêtàdétecterdescodes.Lafonctionporte lenom enableIRIn(), (« activer entrée infrarouge » ), maiscommeelleappartientàunobjet,nousdevonspréciser lenomdel’objetpropriétairedelafonctionenséparantlesdeuxparunpoint.

Unefonctionquiappartientàunobjetestengénéraldésignéesouslenomde

méthode(ouparfoisdefonctionmembre).

Utilisationdel’objetNous arriverons ensuite directement dans la fonction de boucleloop().

Cette fonction principale est entièrement occupée par un blocconditionnel if. Autrement dit, lorsque l’expression de test estfausse, on passe directement au tour suivant sans rien faire, pasmêmelapaused’unquartdeseconde.

Étudionscetteexpressionconditionnelle(ligne18):

if(oCapIR.decode(&oCodeIR)){

L’expressionàtesterestenfaitunappelàunefonction,pardonuneméthode de notre objet oCapIR ! Cette méthode decode()renvoieunevaleurdifférentede0siuncodedetoucheaétédétecté.

Ce qui est intrigant est le petit caractère & (on dit « ETcommercial»)quiestaccoléaudébutdunomdel’objetoCodeIR.CesimplecaractèreauneimportanceénormedansleslangagesdeprogrammationdetypeCtelqueceluidel’atelierArduino.

Normalement, lorsque tu indiques le nom d’une variable dans lesparenthèses d’un appel de fonction, c’est la valeur que possède lavariable à cemoment qui est transmise à la fonctionpour qu’elletravailleavec.

Maisici,noustransmettonsàlafonctiondecode()unobjet.Cetobjetn’apasdevaleurausenshabituel:ilcontientdesvariablesquipossèdent chacuneunevaleur.Nuance.Grâce au symbole&, c’estl’adresse à laquelle est stocké l’objet dans la mémoire qui esttransmiseàlafonction.Celle-cipeutainsiremplirlesvariablesdel’objet,cequinouspermettrad’yaccéderensuitepourenobtenirlavaleur.

Ouf ! C’est peut-être l’heure de faire une petite pause, non ?N’hésite pas à relire le paragraphe précédent. Comprendre cemécanismevabeaucouptefaireprogresser.Etdis-toiquesiunpetitcarrédesablepeutenfairesonaffaire,tudoispouvoiryparveniraussi.

Laméthodedecode()aundoubleeffet:

» Ellerenvoieunevaleurdifférentede0seulementsi

ellenerevientpasbredouille.

» Elleremplitunélémentdedonnéesdel’objetoCapIR

avecunevaleurquicorrespondàlatoucheenfoncée

surlatélécommande.

Pour certainsmodèles de télécommandes qui envoient une valeurspécialeencasderépétitiondetouche,ilpeutêtreutiled’ajouterunautretestafind’ignorercecodederépétition.Saurais-tuécrirecetteinstruction?(Réponseenfindechapitre.)

La lignesuivantedemandede lire lavaleurde ladonnéenomméevaluequi appartient ànotreobjetoCapIR.Tu constates que cen’estpas toiquiaschoisi lenomde ladonnée.Cenomestdéfinipar la classe dont est issu notre objet. Voilà pourquoi le nomcompletestmoitiéanglais,moitiéfrançais.Nousfaisonsafficherla

valeur au format décimal par l’option DEC. (Nous pourrionsl’afficherenhexadécimalavecl’optionHEX.)

Suit une instruction facile pour allumer la LED 13 soudée sur lacarte,cequipermetdeconfirmerquandunappuisurunetoucheaétédétecté.

Nousarrivonsàl’avant-dernièreligne:

oCapIR.resume();

Ils’agitd’unappelàuneautreméthodedenotreobjet.Laméthoderesume()sertàreconfigurerl’objetpourqu’ilsoitprêtàcapterleprochaincodedetouche.

Après ces longues explications, je pense que le programme t’estdevenu moins étrange. Nous créons des objets et nous utilisonsleursméthodes et leurs données grâce à la notation fondée sur lepointentrenomd’objetetnomd’élémentd’objet.

Laversion2deBagMagikLa première version du projet nous a permis de vérifier que lecapteur fonctionnait et détectait bien les codes des touches de latélécommande. Nous pouvons maintenant envisager de fairecontrôlerlalogiqueduprogrammeparlestouchesfrappées.Nousallons en profiter pour découvrir une nouvelle techniqued’exécutionconditionnelle,leblocswitch..case.

LagaredetriageswitchTu possèdes sans doute un telliphone (les anglophones disent«smartphone»)?Tuasdoncsansdouteinterrogéetpersonnaliséta messagerie vocale. Tu connais donc le principe des menusvocaux:

«Pourécoutervosmessages,tapez1.Pourmodifiervotre

annonce,tapez2…»

Pour programmer les réponses à ces questions, tu peux alignertouteunesériedetestsdanscestyle:

if(touche==1)lireMsg();

if(touche==2)modifierAnnonce();

//...

if(touche==9)toutEffacer();

Lorsquelavaleuràtesterrestelamêmedansplusieurscas,lemotcléswitchpermetd’éviterlamultiplicationdetestsfondéssurif:

switch(touche){

case1:

lireMsg();

break;

case2:

modifierAnnonce();

break;

//...

case9:

toutEffacer();

break;

default:

//sitoucheinconnue?

}

LeswitchestdélicatPlusieursremarques:

1. Ils’agitbiend’unbloc:ilyauneaccoladesurlaligne

detêteetuneautretoutenbaspourfermerlebloc

switch.

2. Lenombredecasn’estpaslimité,maislavaleurà

comparerdoitêtrefigée,c’est-à-direêtreune

constante.Soittuindiquesdirectementunevaleur

commenouslefaisonsici,soittudéclaresune

constanteendébutdeprogramme:

constlongLECTURE=1988694255;

Tupeuxdanscecasécrire:

caseLECTURE:

Enrevanche,tunepeuxpasindiquerunnomde

variableaprèscase.

3. Touslescasdoiventseterminerparl’instruction

break;pourignorertouslescassuivantsjusqu’à

l’accoladefermantedublocentier.Situl’oublies,les

cassuivantsserontexécutés,mêmesilavaleurne

convientpas.C’estunvraipiège,maisc’estparfois

utile.

Nouspouvonsmaintenantvoircommentceblocswitchestutilisédansleprojet.Ils’étendsurpresque20lignes!

Listing8.2:Version2deBagMagik

//BagMagik2

//OEN170315

#include<IRremote.h>

constintbroCapteurIR=10;//

Broche10pourlecapteur

IRrecvoCapIR(broCapteurIR);

decode_resultsoCodeIR;

unsignedlonggTouche;//AJOUT2

constlongREPET=4294967295;//AJOUT2

voidsetup()

{

Serial.begin(9600);

oCapIR.enableIRIn();//Démarre

récepteurIR

Serial.println("Appuiesurunetouchede

latelco(V2)...");

}

voidloop(){

if(oCapIR.decode(&oCodeIR)){

gTouche=oCodeIR.value;

digitalWrite(13,HIGH);

switch(gTouche){

case1988694255://Touche

LECT

Serial.println(gTouche,DEC);

Serial.println("*Touche1");

break;

case1988739135://Touche

AV.RAP

Serial.println(gTouche,DEC);

Serial.println("**Touche2");

break;

case1988743215://Touche

AV.RAP

Serial.println(gTouche,DEC);

Serial.println("***Touche3");

break;

caseREPET://Codede

repetition

break;

default:

break;

}

Serial.println();

oCapIR.resume();//Code

suivant

}

gTouche=0;

delay(250);

}

Dans la première ligne du bloc switch, nous utilisons commevaleuràtesterunevariabledéclaréeendébutdeprogrammedutypelong, c’est-à-direunevariabledeux fois plus spacieusequ’un int.Cette variable gTouche contient la valeur qui a été extraite del’objetoCodeIRquelqueslignesplushaut.

Ledeuxièmesous-bloccaseindiquecommevaleurlecodedécimaldelatouchedelecture.Biensûr,tudoisremplacercettevaleurparlecodedelatouchequetuaschoisiesurtatélécommande.

LorsquelavaleurdegToucheestidentiqueàcettevaleurlittérale,nous exécutons les trois instructions qui suivent. Les deuxpremièresserventà afficherlavaleurainsiqu’unpetitmessage,et

latroisièmeestlafameuseinstructionspécialebreak;qu’ilnefautjamaisoublier.

Les deux sous-blocs suivants permettent de capturer d’autrestouches.Pourfinir,jeprévoisunfourre-toutquis’appelledefault:.Tupeuxyplacerdesinstructionsspéciales,commefaireafficherunmessagepourdireque la touchefrappéen’estaucunedecellesattendues.

Turemarquesque je remets lavariablegToucheà0à la findutraitement.

Lesautresinstructionsexistaientdéjàdanslapremièreversion.

Tupeuxmaintenantlanceruntestdecetteversion2.Voicicequetudevraisobteniraprèsavoirutilisélatélécommande(Figure8.16).

Figure8.16:Exécutiondelaversion2deBagMagik.

Vérifiequeleprogrammereconnaîtbienlestroistouchesquetuaschoisies.

Pourlaversionfinaledenotreprojet,jeteproposededécouvrirunautreconceptessentieldeprogrammation:letableaudevaleurs.

Laversion3deBagMagikNous allons nous servir de notre télécommande pour puiser dansunesortedepetitdictionnairecontenantdessujets,desverbes,desadverbesetdescompléments.Maiscommentfairepourautomatiserlalectured’unevaleurparmiplusieurs?

Nousdécidonsdepuiserdanslestockdemotssuivant:

» troissujets;

» troisverbes;

» troisadverbes;

» troiscompléments.

Nous ferons quatre tours de boucle pour faire choisir avec latélécommanded’abordlesujet,puisleverbe,etc.

Il va falloir déclarer douze variables pour les douze mots. Lalogiquevaressembleràceci(enpseudocode):

Sitouche1ETTour1AfficherSujet1

Sitouche2ETTour1AfficherSujet2

Sitouche3ETTour1AfficherSujet3

Sitouche1ETTour2AfficherVerbe1

Sitouche2ETTour2AfficherVerbe2

Sitouche3ETTour2AfficherVerbe3

Sitouche1ETTour3AfficherAdverbe1

Sitouche2ETTour3AfficherAdverbe2

Sitouche3ETTour3AfficherAdverbe3

Sitouche1ETTour4AfficherComplément1

Sitouche2ETTour4AfficherComplément2

Sitouche3ETTour4AfficherComplément3

Ouf!Commentfairepournepasavoirtoutescesvariables?

Lasolutionestletableaudedonnées.Nousenavonsdéjàutiliséunpour créer le jeu de lecture binaire Devinum. Mais c’était untableaulinéaire,commeuntrain,untableauàuneseuledimension:

byteayTablo[10];//ProjetDevinum

Pourquoi ne pas entrer dans la seconde dimension ? Allez, onsaute!

Siuntableaupossèdedeuxdimensions,onpeutimaginerdeslignesetdescolonnes,bref,commeunvraitableau,oucommelespixelsd’unécranquisontaussienlignesetencolonnes.

Ilnousfautquatrelignesettroiscolonnes.Maisdequoi?Queltypede données ? Le type chaîne de caractères, c’est-à-dire plusieurscaractèresàlaqueueleuleu.

Pourunseulcaractère,letypeestchar,commedans:

charmaLettre='b';

Turemarquesquelalettreestdélimitéepardesapostrophes.

Pourdéclarerunechaîne,cesontdesguillemets:

constcharmaPhrase="Quandondescenden

ville.";

Enréalité,unechaîneestungroupedecaractères,doncuntableau.Pour en stocker plusieurs dans un tableau, il faut une écriturespécialepourletype:

constchar*monTablo={"Mot1","Mot2",

"Mot3"};

Turemarques:

» Lesigneastérisque*accoléaunomdutypechar.Il

signifiequenoustravaillonsavecl’adressemémoire

dudébutdechaquechaîne.Jen’endispasplusici,car

lespointeurssontunsujetassezsophistiqué.

» Leschaînessontséparéespardesvirguleset

l’ensembleestemballéentredeuxaccolades.

» Lesdéclarationscommencentparlemotconstqui

officialiselefaitquecesmotssontstatiques,définis

dèsledépartetnepeuventpaschangerpendant

l’exécutionduprogramme.Situn’indiquespasconst,

celafonctionnemaisilyauradesavertissementslors

delacompilation.

Pourcreuserlesujetdespointeurs(etd’autres),jeteconseillemonautrelivrechezlemêmeéditeur,ProgrammerpourlesNuls.

Voicidonccommentnouspouvonsinstallerenmémoireuntableaudemots.Nousindiquonslesdeuxdimensionsentredeuxpairesdecrochets après le nom du tableau. Les espaces en trop servent àrendreleslignesetcolonnespluslisibles.

constchar*tabmots[4][3]={

{"Sujet1","Sujet2","Sujet3"},

{"Verbe1","Verbe2","Verbe3"},

{"Adverbe1","Adverbe2","Adverbe3"},

{"Comple1.","Comple2.","Comple3."}

};

Pour puiser un mot dans le tableau et l’afficher, nous écrironscommececi:

Serial.print(tabmots[tour][0]);

En fonction de la valeur detour, cela affichera Sujet1, Verbe1,Adverbe1ouComple1.

Nousallonsainsipouvoirautomatiser l’utilisationdu tableaudansnotre bloc conditionnel switch. Découvrons donc le texte sourceavantdepasserautest.

Listing8.3:Version3deBagMagik

//BagMagik3

//OEN170315

#include<IRremote.h>

constintbroCapteurIR=10;//Broche

num10pourlecapteur

IRrecvoCapIR(broCapteurIR);

decode_resultsoCodeIR;

unsignedlonggTouche;

constlongREPET=4294967295;

bytemot=0;//

AJOUT3

char*tabmots[4][3]={//AJOUT3

{"Je","Lechat","Lavoisine"},

{"mange","pense","bouge"},

{"sanscesse","lentement","parpur

plaisir"},

{"lanuit.","lemidi.","depuisdeux

jours."}

};

voidsetup()

{

Serial.begin(9600);

oCapIR.enableIRIn();//Démarre

récepteurIR

Serial.println("Appuiesurunetouchede

latelco(V3)...");

}

voidloop(){

if(oCapIR.decode(&oCodeIR)){

if(mot>3)mot=0;//

AJOUT3

gTouche=oCodeIR.value;

afficherCode(gTouche,mot);//

AJOUT3

digitalWrite(13,HIGH);

oCapIR.resume();

mot++;//

AJOUT3

}

if(mot>3){Serial.println();mot=0;

}//AJOUT3

}

//AJOUT3

voidafficherCode(unsignedlongcode,byte

tour){

switch(code){

case1988694255://ToucheLECT

Serial.print(tabmots[tour][0]);

break;

case1988739135://Touche

PAUSE

Serial.print(tabmots[tour][1]);

break;

case1988743215://Touche

AV.RAP

Serial.print(tabmots[tour][2]);

break;

//caseREPETinutile,voirdefault:

default:

mot--;

break;

}

}

Saisis ce texte source en repartant de la précédente version,BagMagik2. J’indique les nouveautés par des commentaires definsdelignes.

AnalysedeBagMagik3Nousdéclaronsunenouvellevariablepouravancerd’uneligneàlasuivante dans le tableau, d’abord parmi les sujets, puis parmi lesverbes,etc.Cettevariablemotvavarierentre0et3,puisrevenirà0:

bytemot=0;

Arrive ensuite l’énorme déclaration du tableau de mots. Observebien les virgules et les accolades internes. Voici lemême tableauaprèsajoutd’espacesd’alignement:

char*tabmots[4][3]={

{"Je","Lechat","Lavoisine"

},

{"mange","pense","bouge"

},

{"sanscesse","lentement","parpur

plaisir"},

{"lanuit.","lemidi.","depuisdeux

jours."}

};

Rien n’a changé dans la fonction de préparation setup(). Laboucleprincipaleamaigri:toutleblocswitchestvenuformerlecontenu d’une nouvelle fonction qui est appelée depuis loop()seulementquandunetoucheestdétectée.

Maisd’abord,noustestonslavariablequidécidedunumérodutourde boucle. Si elle vaut plus de 3, c’est que nous avons fait quatretours (de 0 à 3). Nous repartons donc au début d’une nouvellephrase:

if(mot>3)mot=0;

Nous récupérons le code de touche dans une variable commeauparavant,puisnousappelonslanouvellefonctionaveccecodeetlenumérodetour:

afficherUnMot(gTouche,mot);

Nousn’oublionspasd’incrémenterlecompteurdetours:

mot++;

Une fois sortis du bloc conditionnel, nous pouvons tester si laphrase est terminée et, si oui, provoquer un saut de ligne tout enremettantlecompteurà0:

if(mot>3){Serial.println();mot=0;}

Voyonslesnouveautésdelafonctionquenousappelonset,d’abord,salignedetête:

voidafficherUnMot(unsignedlongcode,byte

tour){

Ellenerenvoierien,maisattenddeuxparamètresd’entrée:lecodede toucheet lenumérode tour.Tuconstatesque lenom localdesdeuxvariables peut être différent du nomd’origine :codepourgToucheettourpourmot.C’estunebonnepratique.

Lasuitedelafonctionnousestdéjàconnue.Lavraienouveautéestl’accèsàunmotdutableau,commececi:

Serial.print(tabmots[tour][0]);

Cetteinstructionlitlemotstockéàl’intersectionentre:

» lapremièrecolonnedutableau(lacolonne0);

» lalignedésignéepartourquipeutvaloirentre0et3.

Uneparticularité concerne labranche fourre-toutdefault.Nousyfaisons reculer le compteur de tours d’une position avecmot--.Pourquoi?Parcequenousnevoulonspaspasseràlalignedemotssuivantesilatouchefrappéen’estaucunedecelleschoisiespourlejeu.

Etmaintenant,enavantpourlestests!

Testduprojet1. TéléverseleprojetpuisouvreleMoniteursérie.

2. Dèsquelemessagedebienvenueapparaît,combine

dedifférentesmanièreslestroistoucheschoisiespour

générerdesphrasesplusoumoinsloufoques.

Sais-tucombiendephrasesdifférentestupeux

générer?

Voiciunaperçudesphrasespossibles(Figure8.17).

Figure8.17:QuelquesphrasesproduitesavecBagMagik3.

RécapitulonsEtvoiciencoreunchapitrecopieuxquisetermine!Nousavonsvu:

» l’exploitationd’uncapteurinfrarouge;

» l’installationetl’utilisationd’unelibrairiedefonctions

etdeclasses;

» unpremieraperçudelaprogrammationorientée

objets;

» lesblocsconditionnelsswitchcase;

» lestableauxàdeuxdimensionsetleschaînes.

Nous pouvons ainsi clore la Semaine 2. Dans la suivante, nousallons mettre en pratique, par des projets simples, toutes lestechniquesquenousvenonsdedécouvrir.Àtoutdesuite(aprèsunpeuderepos!).

Réponsepourl’instructiondefiltragedecodederépétitionCette instruction est à insérer juste après le premier testconditionneldeBagMagik2,danssonbloc:

if(oCodeIR.value==4294967295)

oCapIR.decode(&oCodeIR);

L

Chapitre9Quepersonnenebouge!

AUMENUDECECHAPITRE:

» Encoredesinfrarouges?

» LecapteurPIR

» Faitesdubruit!

» Tonsystèmed’alarmepersonnelle

a lumière infrarouge ? Oui, celle qui sert aux télécommandes.Maisellenesertpasqu’àchangerdechaînesur son téléviseur.Tout ce qui n’est pas à lamême température que les objets qui

l’entourentpeutêtredétectéparsonrayonnementinfrarouge.

Biensûr,ladétectionseramoinsfacileavecunanimalàsangfroidtelqu’unserpent.Jenetegarantisdoncpasquelesystèmed’alarmequenousallonsconstruiredanscechapitrevapermettrededétecterl’arrivéede l’anacondagéant.Enrevanche,celafonctionneraavecunêtrehumain(pasunrobot)etparfoismêmeavecunpetitanimaldecompagnie,sileréglagedesensibilitélepermet.

Lecapteurquenousallonsutiliserestdutypetoutourien:soitiladétectéunmouvement,soitiln’ariendétecté.Lasortieestdoncdutypenumériquebinaire:soit0,soit1.

Cedétecteurdeproximitéestengénéraldésignéparlesfabricants«capteurPIR».LesdeuxlettresIRsignifient«InfraRouge».LalettrePadeuxsignifications:ProximitéouProche:

1. C’estuncapteurdeproximité,parcequ’ilne

fonctionnequ’àquelquesmètresaumaximumdesa

cible.

2. C’estuncapteurconçupourdétecterlesondes

infrarougesproches,dansunegammedefréquences

justeinférieureàcellesdescouleursdelumière

visibles.Ilexisteaussidesinfrarougesmoyenset

lointainsquenousn’étudionspasici.

ThéorieducapteurPIRL’apparencephysiqueducapteurPIResttrèsdifférentedecelledesautres capteurs. Il comporte en effet une demi-boule en plastiquetranslucide. C’est en fait une lentille de Fresnel qui concentrecorrectement les rayons infrarouges pour qu’ils viennent serejoindresurlatoutepetitesurfaceducapteurquiestcachésousledôme.

Voici l’aspect d’un capteur PIR avec son dôme reconnaissable(Figure9.1).

Figure9.1:VuecôtécircuitetcôtélentilleducapteurPIR.

Le capteur fonctionne par comparaison des deux moitiés de sonchamp de détection, en découpant ce dernier en zones grâce à lalentille(Figure9.2).

Figure9.2:LalentilledeFresnelconcentrelesrayonsinfrarouges.

PratiqueducapteurPIRLorsqu’il estmis sous tension, il faut laisser au capteur quelquessecondes pour qu’il dresse le tableau de son champ de détection.Rien ne doit bouger pendant cette phase de calibration. Une foisqu’elle est terminée, le capteur est capable de détecter lamoindredifférenceparrapportàlasituationqu’ilaétablie.C’estpourcetteraisonqu’ilfautégalementluilaisserunpetittempsdepauseaprèschaquedétectionpourqu’ilreconstruisesonmodèle.

Imagine que tu démarres le capteur puis que tu viennes t’asseoirdans son champ de vision. Il va détecter les mouvements quicorrespondentàtonarrivée.

Siturestesensuiteassissansbougerpendantquelquessecondes,lecapteur va reconstruire l’image du champ de détection fixe. Cettenouvelleimagevatenircomptedetonrayonnementinfrarouge,ettunevasplusdéclencher le capteur.Mais il te suffirade leverundoigtpourledéclencherensuite.

MontageducircuitGardien

Lemontageducircuitducapteurestextrêmementsimplepuisqu’ilsuffitderelierses troisbrochesà tacarteArduino.Tun’asmêmepasbesoindepasserparuneplaqued’essai.Cecidit,jeteconseillede l’utiliser, car tu auras besoin de cette plaque pour brancher unsecondcomposantdanslasuiteduchapitre.

Aucune résistance n’est à ajouter. Le capteur possède son proprerégulateurdetension.

1. Prendsunstraprougemâle-femelleafindepouvoir

brancherlecôtéfemelledanslabrochemarquée5V

ouVccducapteur.Branchelecôtémâlen’importeoù

dansundesdeuxrailsdedistributionrougesmarqués

+ou5Vsurlaplaqued’essai.

Sitoncapteurestdotédebrochesfemellespourses

sorties,utilisedesstrapsmâle-mâle.

2. Branchelabrochedusignal(normalementlabroche

marquéeOUTdumilieusurlecapteur)avecunstrap

jaune,vertouorangemâle-femelleentrelecapteuret

labrochenumérique7duconnecteurDIGITALsurla

carteArduino.

3. Brancheunstrap(noirdepréférenceoumarron)entre

labrochedemasseGNDducapteuretundesdeux

railsdedistributionbleusounoirsmarqués–ouGND

surlaplaqued’essai.

4. Avecunstrapmâle-mâlerouge,relielerail+5Vdela

plaqueàlabroche5Vdelacartepuis,avecunnoir,le

rail–(GND)àunedestroisbrochesGNDdelacarte

Arduino.

Lemontageestterminé!

Figure9.3:MontageduprojetGardien.

L’écrituredutextesourcepourraitnousréserverquelquessurprises.Nous n’allons donc pas nous jeter la tête la première dans larédaction, classique erreur du débutant en programmation. Nouspassons par une première phase d’étude de l’algorithme, c’est-à-diredesgrandeslignesdelalogiquedefonctionnement.

L’algorithmededétection1. Audépart,lecapteurdoitfairel’inventairedecequ’il

voitetcalculerl’équilibreentrelesdeuxmoitiésdeson

champdesurveillance.

Lecapteurdemandequelquessecondes(de10à30)

pourdresserceportraitIRdelascène.C’estla

calibrationinitiale(étalonnage).

2. Maisaprèschaquedétection,lascèneayantsans

doutechangé,ilfautànouveaulaisserlecapteur

refairel’analysedecequ’ilvoit.

Ilfautdoncinterdirelaréactionàunenouvelle

détectionpendantcetemps.Eneffet,ladétectionpar

lecapteurabienlieumaisellen’estpasexploitable.Il

fautquelecalmesoitrevenupourdétecterunvrai

nouveauchangement.

Nousallonsavoirbesoind’unevariablebooléenneque

l’onvaarmer(1)pourautoriserladétection,et

désarmer(0)pourlasuspendre.Nommons-la

bOKDetect.

3. Ilfautaussidémarrerunchronomètredèsqu’une

détectionaeulieu,maissurtoutnepaslerelancertant

qu’iln’yaplusdemouvement.Sinon,onn’arrivejamais

auboutdutempsderecalibration.

Ilfautdoncprévoirunesecondevariablebooléenne

quel’onvaarmer(mettreà1)pourforcerle

redémarrageduchronomètre,etdésarmerpour

l’interdire.JelanommebRedemarrerKrono.

4. Pourmesurerl’écoulementdutempsderecalibration,

nousprévoyonsunevariablespacieuse(dutypelong)

quivamémoriserunnombredesecondesdepuisle

démarrageduprogrammeeninterrogeantlafonction

prédéfiniemillis().Poursavoirsiletempsde

recalibrationestécoulé,ilsuffirad’interrogerà

nouveaucettefonction.

Parexemple,silechronoaétédémarréà15secondes,

avecunepausede5secondes,ladétectionserade

nouveauautoriséeseulementquandl’appelà

millis()renverraaumoinslavaleur21.

5. Ladonnéequivadéterminerlalogiqued’actionest

l’étatdelabrochedesignalducapteurPIR.

Sielleestà1(HIGH),ilyaeuMouvement.

Sielleestà0(LOW),c’estlasituationdeCalmeplat.

6. Voicilesblocsconditionnelsàécrire:

Situationdecalmeplat

a. SICalmeplatETSIDétectionsuspendueETSITemps

derecalibrationécoulé:

Armerladétection.

b. SICalmeplatETSIDétectionsuspendueMAISTemps

derecalibrationpasécoulé:

Nerienfaire(Laisserladétectionsuspendue).

c. SICalmeplatETSIRedémarragechronoautorisé(un

mouvementvientd’êtredétecté):

Lancerlechronomètredelapausederecalibration.

Empêchersonredémarrageavantlaprochaine

détection.

Situationdemouvementdétecté

a. SIMouvementdétectéMAISDétectionsuspendue

(pendantlarecalibration)

AutoriserRedémarragechronodepause(prolongela

recalibration).

b. SIMouvementdétectéETSIDétectionarmée:

Déclencherl’alarme.

Suspendreladétection.

AutoriserRedémarragechronoderecalibration.

Lancerlechronoconsisteàrécupérerl’heureactuellecommeheurede départ de la recalibration grâce à la fonction standardmillis().

LaFigure9.4montrel’algorithmecorrespondant.

Figure9.4:Algorithmed’exploitationducapteurPIR.

RédigeonsletextesourceGrâceànotreétudepréalable, l’écriturevaêtreassez facile.Nousallons définir quelques variables globales, écrire le code decalibration dans la fonction setup() puis, dans la boucleprincipale,prévoirdeuxgrosblocsconditionnels:

» lepremierblocpourlecasoùrienn’aétédétecté;

» lesecondbloclorsquelecapteurvientdedétecterun

mouvement.

Voici d’abord le texte source complet tel que je te propose de lesaisir (ou de le récupérer dans l’archive des exemples si cela teparaîttroplong).TupeuxchoisircommenomdeprojetGardien.

Jerappellequ’ilestconseillédeprendreletempsdesaisirlecodepourencoremieuxlemaîtriser.

Listing9.1:Version1duprojetGardien

//Gardien1

//OEN170321

constbyteyBroPIR=7;

constbyteyBroLED=13;

constbyteyTempsKalib=10;//Max30

secondes

unsignedlonggDebutKrono;

unsignedlonggPause=1000;//Max

5000millis

booleanbOKDetect=true;

booleanbRedemarrerKrono;

/////////////////////////////

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(yBroPIR,INPUT);

pinMode(yBroLED,OUTPUT);

digitalWrite(yBroPIR,LOW);

Serial.println("**ProjetGARDIEN.

Calibrationdusenseur.");

Serial.print("**Quepersonnenebouge.On

patiente.");

for(inti=0;i<yTempsKalib;i++){

delay(1000);

Serial.print(".");

}

Serial.println("C'estparti!");

delay(50);

}

////////////////////////////

voidloop(){

if(digitalRead(yBroPIR)==LOW){

if(bRedemarrerKrono){

gDebutKrono=millis();

bRedemarrerKrono=false;

}

if(!bOKDetect&&((millis()-

gDebutKrono)>gPause)){

bOKDetect=true;

delay(50);

bavarder(1);

}

}

if(digitalRead(yBroPIR)==HIGH){

if(bOKDetect){

bavarder(0);

Serial.println("Alarme!Alarme!

Alarme!");

delay(50);

bOKDetect=false;

}

bRedemarrerKrono=true;

}

}

voidbavarder(bytebType){

if(bType==0){

Serial.println("---");

Serial.print("Quelquechosebouge.

Instant:");

Serial.print(millis()/1000);

Serial.println("secondes");

}

if(bType==1){

Serial.print("Lecalmeestrevenuau

boutde:");

Serial.print((millis()-

gPause)/1000);

Serial.println("secondes");

}

}

Enroutepourlavisiteguidée:

1. Endébutdeprogramme,nousdéclaronstrois

constantespourlesdeuxbrochesetpourladuréede

calibration.Cetteduréeestàchoisir

entre10et30secondes,selonlemodèleexactdu

capteurdonttudisposes.Unevaleurde10convient

généralement.

2. Nousdéfinissonsensuitedeuxvariablestrès

spacieuses,dutypeunsignedlong,cequipermetde

compterjusqu’à4milliardsdemillisecondes,soit

environ45jourssansmouvementavantquele

chronomètrerepartede0:

unsignedlonggDebutKrono;

unsignedlonggPause=1000;//Max5000

millis

Ladeuxièmevariabledutypelongauraitpuêtreplus

compactepuisquenousn’ystockonspasdevaleur

supérieureà5000.Nousaurionsmêmepulachoisirde

typeconst.Pourquecesoitcohérentavecsacollègue,

nousavonsuniformiséletype.Audiable,lesvarices!

Tuconstatesaupassagequeladuréederecalibration

estplusfaiblequecelledupremierdémarrage.

3. Noustrouvonsensuitelesdeuxvariablesdecontrôle

dutypebooleandontnousavonsparlédansl’étudede

l’algorithme.Nousdonnonsàlapremièrelavaleur

initialetrue(1)afind’êtreprêtsdèsledépartàdétecter

unmouvement.

booleanbOKDetect=true;

booleanbRedemarrerKrono;

4. Nousarrivonsensuitedanslafonctiondepréparation

setup().Labouclederépétitionforpermetd’imposer

undélaidedixfoisunesecondepourlaisserletemps

aucapteurd’inventoriersonchampdevision:

for(inti=0;i<yTempsKalib;i++){

delay(1000);

Serial.print(".");

}

5. Nousarrivonsalorsdanslaboucleprincipale.Onvoit

clairementqu’ilyadeuxblocsconditionnels.Chacun

contientunoudeuxsous-blocsconditionnels.

6. Lepremierblocconditionnelgèrel’absencede

mouvement:

if(digitalRead(yBroPIR)==LOW){

Danscecas,nouscommençonsunenouvellephasede

recalibrationseulementsilavariable

bRedemarrerKronolepermet:

if(bRedemarrerKrono){

gDebutKrono=millis();

bRedemarrerKrono=false;

}

7. Lesecondtestestpluscompliquécarilesthybride:

if(!bOKDetect&&((millis()-

gDebutKrono)>gPause)){

Puisquelaconditionréunitdeuxexpressionspar

l’opérateur&&(ET),lesdeuxdoiventêtrevraies(valeur

différentede0)pourqueletestpasse.Cetestne

réussitquesi:

a. ladétectionn’estPASautorisée(!

bOKDetect);

ETSI

b. simultanément,letempsderecalibration

minimals’estécoulé.Pourlesavoir:

noussoustrayonsaunombredesecondesactuel

(letempsécoulételquerenvoyéparlafonction

standardmillis())letopdépartstockédansla

variableduchronomètre;

nouscomparonscettevaleurautempsdepause

derecalibrationminimal.

((millis()-gDebutKrono)>gPause)

Ondoitavoirautantdeparenthèsesouvrantesquede

parenthèsesfermantes.

Siletestréussit,nousautorisonsànouveaula

détection:

bOKDetect=true;

Turemarquesl’appelàunefonctionbavarder()avec

leparamètreégalà1.Cettelignepeutêtremiseen

commentairessitun’aspasbesoindel’affichage.Pour

lemoment,c’estleseulmoyenquenousayonsde

savoirquel’alarmesedéclenche.

8. L’autreblocconditionnelgèrelecasd’unedétection

parlecapteur.Siunmouvementaétédétecté,nousne

déclenchonspasobligatoirementl’alarme,mais

seulementsiladétectionaétéautorisée.Siellenel’est

pas,nousnouscontentonsdefaireredémarrerle

chronomètre,carunnouveaumouvements’est

présentéalorsquenousétionsdéjàenphasede

reconstructiondel’image.Jacquesadit:«Pas

bouger!»

Iciaussi,nousappelonslafonctionbavarder()avec

leparamètreégalà0.

9. Nousarrivonsenfinàcettefonctionlocalequi

s’occupedetouslesaffichages,encasderecalibration

etdedétection.

TestduprojetUne fois le programme saisi ou chargé, vérifie toutes lesinstructionspuislanceuntéléversementaprèsavoirbranchélacarteArduino.

Dèsquelacompilationaréussi,ouvrelafenêtreduMoniteursérie.Àpartirdecemoment,nebougeplusdutout.Observelepassagedelaphasedecalibration(Figure9.5).

Ne t’inquiète pas si la détection ne semble pas fonctionnerimmédiatementaprèslafindelacalibration.Ilfautparfoisunpeuplus de temps au capteur, d’autant que cela dépend également du

réglagedesdeuxpotentiomètresquisontnormalementprésentssurlecircuitducapteur.

RéglagesfinsL’un des potentiomètres du capteur sert à régler la portée de ladétection qui peut aller de quelques centimètres à 6 m environ.L’autrepotentiomètre sert à réglermanuellement ledélaiminimalavant la prochaine détection. A priori, il n’est pas nécessaire detoucheràcesréglages,saufs’ilsontétémodifiésparerreur.Danscecas,tuferasdesessaispartâtonnementssuccessifs.

Notre capteur fonctionne donc correctement, mais dans cettepremièreversion, nousne faisonsqu’afficherunmessagedans leMoniteursérie.Voyonsdonccommentutiliserunhaut-parleurpourfaireretentirunevéritablealarmesonore.

Figure9.5:ExécutiondeGardien1.

UnealarmeaudioLe son est un phénomène analogique : une corde ou une peau detambourvibrent commeunebalançoire jusqu’à revenir à l’état derepos.Commentgénérerdusonavecunemachinenumérique?

Faitesdubruit!Sur un tambour : la peau est tendue. Quand on la frappe, elle estrepousséeenarrière.Dufaitqu’elleestélastique,ellerevientunpeutrop,puisrepartenarrière,etc.

Dansunhaut-parleur,l’équivalentdelapeauestlamembrane.Elleestmaintenueenplaceparunaimantenformedebâton.Cetaimantestpermanent.Ilcréeunchampmagnétiquesansavoirbesoind’êtrealimenté.

Onenroulesansserrerautourdubâtonunebobinedefiletonfixelamembrane en papier à cette bobine. Les deux bouts de fil sontreliésàdeuxbornesisolées.

Quand du courant passe dans la bobine, cela crée un champmagnétique qui fait coulisser la bobine et donc la membrane enpapier sur le bâton, ce qui repousse l’air de part et d’autre. Lerésultats’entend,commelesvibrationsd’unepeaudetambour.

Chaquealler-retourdelabobinegénèreuneondedansl’air,commeune vaguelette à la surface de l’eau. Si la bobine fait 440 allers-retours en une seconde, on dit que la fréquence du son estde440Hz(hertz).

L’unité«hertz»aétéchoisieenl’honneurduchercheurallemandHeinrichRudolfHertz(1857-1894).

Figure9.6:Principed’unhaut-parleur.

Enfaisantalternerl’étatd’unebrochedesortienumériquedenotremikon,ondoitpouvoirgénérerunson?C’estcequenousallonsprouver.

LaFigure9.7montre l’onde tellequ’enregistrée avec lapremièreversiondenotreprojet.L’outilutiliséestAudacity.

Figure9.7:Visualisationd’uneondeacoustique.

Commençonsparconstruirelecircuit.

MontagedeSonnerPourfairenostests,nousn’avonsbesoinqued’unpetithaut-parleuretd’unerésistancede100à270ohms.

Unedes valeurs-clés des haut-parleurs est l’impédance. C’est unpeu comme une résistance et on utilise d’ailleurs la même unité,l’ohm.Ladifférenceestquecetteimpédancevarieenfonctiondelafréquence. La plupart des petits haut-parleurs ont une toute petiteimpédance de 8 ohms. Il faut donc ajouter une résistance pourprotéger le mikon. Une valeur de 220 ou 270 ohms conviendra.Cela va énormément limiter le courant dans la bobine du haut-parleur,maisilresteraassezd’énergiepourquetul’entendes.

Si tu récupères un des haut-parleurs des oreillettes d’un casquestéréo, l’impédance est souvent de 32 ohms. Tu peux dans ce cas

choisirunerésistanceplusfaible,parexemplede100ohms.

Voicicommentmontercecircuit:

1. Silehaut-parleurn’estpasmunidedeuxfilssoudés,et

puisquenousnefaisonsaucunesoudure,procède

ainsi:

a.Sacrifiedeuxstrapsavecaumoinsuncôtémâle,un

rougeetunnoir.Pourchacund’eux,coupele

connecteurd’uncôté,dénudelefilsur1cmpuis

entortille-lesurlui-même.

b.Faispasserleboutd’unfildansuneoreillede

connexionduhaut-parleur(Figure9.8),faisuneboucle

etentortillelesdeuxbrinspourquelaconnexion

tienne.Biensûr,situtiresdessus,celanerésisterapas.

c.Faisdemêmepourl’autrefil.

Figure9.8:Lesbornesdeconnexionduhaut-parleur.

2. Installelarésistancede220ou270ohmssurlaplaque

d’essai,unepattedansleraildunégatif(0V)etl’autre

pattedansunerangéelibre.

3. Connecteleraildunégatifdelaplaqueàl’undes

connecteursdemasseGNDdelacarteArduino.

4. Branchelefilnoirduhaut-parleurdanslarangéedela

plaqueoùarrivelarésistance.

5. Branchelefilrougeduhaut-parleuràlasortie

numérique8duconnecteurDIGITALdelacarte

Arduino.

Lemontageestterminé(Figure9.9).

Figure9.9:MontageduprojetSonner.

Pousserl’airavecdes0etdes1!Pour déplacer la bobine, il nous suffit d’envoyer avecdigitalWrite()une alternancede1 et de0 sur la brochedesortie.Cequivadéciderdelafréquencedelanote(sahauteur)estletempspendantlequelnousallonsresterdanslemêmeétathautoubas.

Nousallonsécrireunebouclederépétitiondanscestyle:

1. Mettrelasortieàl’état1(ducourantpassedansla

bobinequisedéplace).

2. Attendreuntoutpetitpeuavantdebasculer.

3. Mettrelasortieàl’état0(labobineestramenéeau

reposparl’aimant).

4. Attendreuntoutpetitpeuavantderebasculer.

Les étapes d’attente 2 et 4 vont déterminer la hauteur. Au lieud’utiliser la fonction delay(), bien connue maintenant, nousadoptons sa variante mille fois plus précise,delayMicroseconds().

digitalWrite(iBroSON,1);

delayMicroseconds(hauteur);

digitalWrite(iBroSON,0);

delayMicroseconds(hauteur);

Cesquatreétapesvontêtrerépétéesaumoinscentfoispourquelesonsoitbienaudible(àmoinsde10tours,onn’entendplusqu’unplop).

CodagedeSonner1Nous déclarons deux variables de type int dans la boucleprincipale:

iHauteur=800;

iDuree=100;

La première contient des millisecondes et l’autre, un nombre detoursdebouclederépétition.

Aprèsl’émissiond’unbip,nousimposonsundélaipourleséparerdusuivant.

Listing9.2:CH09B_Sonner1.ino

//Sonner1

//OEN170325

constintyBroSON=8;

voidsetup(){

pinMode(yBroSON,OUTPUT);

}

voidloop(){

intiHauteur=800;

intiDuree=100;

for(inti=0;i<iDuree;i++){

digitalWrite(yBroSON,1);

delayMicroseconds(iHauteur);

digitalWrite(yBroSON,0);

delayMicroseconds(iHauteur);

}

delay(200);//Entre2bips

}

Après avoir saisi ce programme, vérifie si nécessaire lesbranchements,puistéléverse.

Si le son est trop fort, augmente la valeur de la résistance (sansoublierdedébrancherd’abord!).

Nous venons de créer un son typique des alarmes de tous lesappareilsnumériques.Rapidementénervant,non?

Au lieu de gérer nous-mêmes la production du son, voyonscommentprofiterd’unefonctionstandardinstalléeenmêmetempsquel’atelierArduino:lafonctiontone().

Sonne,ohtone()Lafonctiontone()etsacollèguenoTone()sontdéfiniesdansune librairie standard. Il n’y a donc pas besoin d’ajouter unemention#include"NomLibrairie"audébutdenotreprojet.

Les deux différences majeures avec digitalWrite() sontcelles-ci:

» nouspouvonsdirectementindiquerenhertzla

hauteurdelanoteàjouer;

» lanotecontinueàêtreémiseencontinu.C’est

pourquoiilfaututiliserl’autrefonction,noTone(),

pourretrouverlesilence.

CodagedeSonner2

Listing9.3:CH09B_Sonner2.ino

//Sonner2

//OEN170325

constbyteyBroSON=8;

voidsetup(){

pinMode(yBroSON,OUTPUT);

}

voidloop(){

intiHauteur=440;//LeLAdes

musiciens

intiDuree=200;

sonner(iHauteur,iDuree);

delay(500);//Silence

entrenotes

}

voidsonner(intiFreq,intiLongueur){

tone(yBroSON,iFreq);

delay(iLongueur);

noTone(yBroSON);

}

Lance un test. Le résultat sonore est quasiment identique.Dorénavant, bien des choses deviennent envisageables. Parexemple:

» PouriHauteuretiDuree,tupeuxdéfinirdeux

tableauxdevaleurscontenantleshauteursetles

duréesdesnotesd’unemélodie.

» Tupeuxprofiterd’unfichierdedéfinitionnommé

pitches.hquicontientuneéquivalenceentreles

fréquencesetdesnomsdelaplupartdesnotes

audibles.Ilfautdanscecasajouterunedirective

#include"pitches.h"endébutdefichieretplacerune

copiedecefichierdanslemêmesous-dossierquele

textesource.

Allonsunpeuplusloinenconcevantuneanimationsonorepourunsignald’alarme.

Unesirènesansécailles

La musique et les mathématiques sont très liées. Pendant desmillénaires, les quatre matières principales à l’école (lequadrivium)étaient:

» l’arithmétique,

» lagéométrie,

» lamusique,

» l’astronomie.

Lesonet leschiffres font trèsbonménage.Et lemikonadore leschiffres!

Pour concevoir une vraie sirène qui monte dans les aigus etredescend,ilsuffitdecréerdeuxbouclesderépétition:

» unebouclequimontedehertzenhertz;

» unesecondebouclequidescenddehertzenhertz.

Celavaconstituerunaudiomotif!

Passonsdirectementàlamiseenpratique.Jeproposedebalayerlaplagedefréquencesentreleladudiapasonet2000Hz.

Listing9.4:CH09B_Sonner3.ino

//Sonner3

//OEN170325

constbyteyBroSON=8;

voidsetup(){

pinMode(yBroSON,OUTPUT);

}

voidloop(){

alarmer();

//delay(500);//Facultatif

}

voidalarmer(){

constintiBasse=440;

constintiHaute=2000;

for(inti=iBasse;i<iHaute;i++){

tone(yBroSON,i);

delay(1);

}

for(inti=iHaute;i>iBasse;i--){

tone(yBroSON,i);

delay(1);

}

noTone(yBroSON);

}

TestdeSonner3J’imagine que tu devines quel résultat tes oreilles vont pouvoirvérifier : une vraie sirène d’alarme ! Dans la prochaine section,nousallonsréinjecterlafonction

CommentairessurSonner3Dans la fonction alarmer(), nous trouvons deux blocs derépétition comme prévu. Tu constates que j’ai déclaré les deuxvariablesiBasse etiHaute (des constantes en fait) de façonlocale et non en début de programme comme d’habitude. Cela aplusieursconséquences:

» Cesvariablesn’existentquedanslafonction;situ

tentesdelesciterailleurs,parexempledansloop(),

lecompilateurvaterépondrequ’ilnelesconnaîtpas.

Lesvariablesappartiennentàlafonction,unpeu

commelesdonnéesd’unobjetvuesdansleChapitre8.

» Situdéfinisunevariableglobalehomonyme,ellesera

masquéeparlavariablelocale.

» Encopiant-collantleblocdelafonctionalarmer(),

nousemportonsavecnoustoutcequ’illuifautpour

travailler.

RetouraugardienPuisque nous disposons d’une fonction d’alarme audio, voyonscommentlaréinjecterdansleprojetGardiendudébutdechapitre.

NousallonsinjecterlasirènedepuisleprojetSonner3,c’est-à-direlecorpsdelafonctionalarmer().

Listing9.5:Version2duprojetGardien

//Gardien2

//OEN170321

constbyteyBroPIR=7;

constbyteyBroLED=13;

constbyteyTempsKalib=10;//Max30

secondes

constbyteyBroSON=8;//AJOUT

unsignedlonggDebutChrono;

unsignedlonggPause=100;//Max5000

booleanbOKDetect=true;

booleanbRedemarrerKrono;

/////////////////////////////

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(yBroPIR,INPUT);

pinMode(yBroLED,OUTPUT);

pinMode(yBroSON,OUTPUT);//

AJOUT

digitalWrite(yBroPIR,LOW);

Serial.println("**ProjetGARDIEN.

Calibragedusenseur.");

Serial.print("**Quepersonnenebouge.On

patiente.");

for(inti=0;i<yTempsKalib;i++){

delay(1000);

Serial.print(".");

tone(yBroSON,440,200);//

AJOUT

}

Serial.println("C'estparti!");

delay(50);

}

////////////////////////////

voidloop(){

if(digitalRead(yBroPIR)==LOW){

if(bRedemarrerKrono){

gDebutChrono=millis();

bRedemarrerKrono=false;

}

if(!bOKDetect&&((millis()-

gDebutChrono)>gPause)){

bOKDetect=true;

delay(50);

bavarder(1);

}

}

if(digitalRead(yBroPIR)==HIGH){

if(bOKDetect){

bavarder(0);

Serial.println("Alarme!Alarme!

Alarme!");

alarmer();

//AJOUT

delay(50);

bOKDetect=false;

}

bRedemarrerKrono=true;

}

}

voidbavarder(bytebType){

if(bType==0){

Serial.println("---");

Serial.print("Quelquechosebouge.

Instant:");

Serial.print(millis()/1000);

Serial.println("secondes");

}

if(bType==1){

Serial.print("Lecalmeestrevenu.

Instant:");

Serial.print((millis()-

gPause)/1000);

Serial.println("secondes");

}

}

////NOUVEAU

voidalarmer(){

constintiBasse=440;

constintiHaute=2000;

for(inti=iBasse;i<iHaute;i++){

tone(yBroSON,i);

delay(1);

}

for(inti=iHaute;i>iBasse;i--){

tone(yBroSON,i);

delay(1);

}

noTone(yBroSON);

}

RetouchesdeGardien2Nousinséronsquatrenouvellesinstructionsdanslecodeexistantetcollons tout à la fin du bloc de la fonctionalarmer() depuisSonner3.ino.

Les insertions sont marquées par le commentaire de ligne //AJOUT.Voicicesajouts:

» Toutaudébut,unedéclarationpourlabrochedu

haut-parleur.

» Danssetup(),uneinstructionpourpréparerla

brocheduhaut-parleurensortie.

» Toujoursdanssetup(),uneinstructionpourémettre

unbip:

tone(yBroSON,440,200);

Situobservesbien,ilyauntroisièmeparamètre(200).

Ilestfacultatifetpermetdelimiterladuréed’émission

duson.

» Enfin,encasdedétectionautorisée,nousappelons

notrenouvellefonctionpoursirénerdeboncœur!

Ceci termine le projet d’alarme. Avant de clore le chapitre, je teproposeuntestd’auditiongratuit.

TestonsnosoreillesLepetitprojetbonusquisuitestàmanieravecprécaution:

1. Ilémetdessonstrèsaigus.Mieuxvautéloignerles

chiensquecelapourraiténerver.

2. Nousutilisonsunpetithaut-parleuràtoutfairequiest

incapabled’émettredessonstrèsaigusaussibienque

lessonsdumilieuduspectresonore,soitde200Hzà

4000Hz.

3. Nelaissepasleprogrammefonctionnerencontinu.

Le principe consiste à partir d’une note de base et à monter enfréquenceenajoutantàlanotecourantelavaleurdelanotedebase.Tuvoisqu’elleestdéfinieentantquesynonymepar#define.

Listing9.6:CH09C_TestOreilles.ino

//TestOreilles

//OEN170325

#defineDIAPA440

intyBroSON=8;

voidsetup(){

pinMode(yBroSON,OUTPUT);

Serial.begin(9600);

Serial.println("Attentionlesoreilles!!

!");

}

voidloop(){

intiNote;

for(iNote=DIAPA;iNote<10000;iNote

+=DIAPA){

tone(yBroSON,iNote);

Serial.print("Onentendencorececi?:

");

delay(800);

Serial.print(iNote);

Serial.println();

}

noTone(yBroSON);

}

TestonsletestPour faire le test, il suffit d’écouter jusqu’à quelle fréquence tuentendslanote(Figure9.10).

Attention : ce test n’est pas du tout scientifique. Il procurenéanmoins une idée de ce vastemonde des fréquences aiguës quidonnentleurcouleurauxsonsmusicaux,tousplusgraves.Lesaigussontlessonsharmoniques.

Figure9.10:Letestd’audition.

La note la plus aiguë d’un piano a une fréquenced’environ4400Hz.

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsvu:

» commentutiliseruncapteurdemouvementPIR;

» cequ’estunalgorithme;

» commentutiliserunhaut-parleur.

N

Chapitre10Levoleurdecouleurs

AUMENUDECECHAPITRE:

» TroisdiodesLEDenune

» Mélangeonslesteintes

» Lecapteurdecouleurs

ous venons d’apprendre à produire de façon contrôlée desondes sonores qui sont des ondes mécaniques. Voyonsmaintenant comment faire la même chose avec des ondes

électriques : créer n’importe quelle nuance de lumière visible etreconnaître une nuance pour la reproduire (plus ou moinsfidèlement).

DesondeslumineusesPresquetoutcequetuvoisavectesyeuxestd’unecertainecouleurparceque lamatièremange la lumière.Quandunobjetestéclairéavec de la lumière blanche (transparente plutôt), il avale certainescouleursetn’enrenvoiequ’unebienprécisequidevientlacouleurdecetobjet.Unobjetestrougeparcequ’ilsoustraittouteslesautrescouleurssauflerouge.C’estlasynthèsesoustractive.

Figure10.1:Effetdelasynthèsesoustractive.

Plus les tons de peinture que tumélanges sont nombreux, plus lerésultat s’approche d’un brun presque noir. Les matières secombinentpourneplusrienrenvoyer.

En revanche, avec de la lumière, c’est l’inverse. Les énergiess’additionnent ! Plus tumélanges de couleurs, plus tu vas vers leblanc.Lasynthèseadditive,c’estcequefontlesjeuxdelumièreauthéâtreetauconcert.

Figure10.2:Lespectredescouleursvisibles.

Lalumière,cesontdesondesélectromagnétiques.Quiditonde,ditfréquence.Letableausuivantmontrelesfréquencesdescouleursdel’arc-en-ciel.C’estaveccesvaleursquenousallons jouerdanscechapitre.

Tableau10.1:Valeursdescouleursprincipales

Couleur Longueurd’onde Fréquenceentérahertz

Ultraviolet(UV) moinsde380 plusde850THz

Violet 380–450nm 668–789THz

Bleu 450–495nm 606–668THz

Vert 495–570nm 526–606THz

Jaune 570–590nm 508–526THz

Orange 590–620nm 484–508THz

Rouge 620–750nm 400–484THz

Infrarouge plusde750 moinsde500THz

Untérahertzvaut1000gigahertz.

Ce qui est magique avec la lumière, c’est que les ondess’additionnent. En musique, il existe aussi un bruit blanc, un peucomme lorsque tu enfonces toutes les touches du piano enmêmetemps. C’est beaucoup moins transparent pour tes oreilles que lalumièredujour!

Par rapport au spectre des ondes lumineuses (Figure 10.3), àgauche,cesontlesfameuxrayonsultravioletsquinousbronzentetnous brûlent sur la plage. Encore plus à gauche arrivent lesméchantsrayonsXpuis,encoreplusaigus,lestrèsméchantsrayonsgammadelaradioactivité!

Du côté droit commence le domaine des infrarouges que nousconnaissonsbienmaintenant.Encoreplusgraveenfréquence,nousarrivons en terrain connu : radars, micro-ondes, téléphonesportables,radio…bref,encoredesondes.Heureusementqu’ellesnesontpasvisibles,nousserionsaveuglés!

Figure10.3:Lespectredesfréquencesdelalumière.

Mais que peut-on faire avec des diodes LED ? Il en existe deplusieurscouleurs, rouge,vert, jauneetbleu,et…c’est tout.Jenecompte pas les LED infrarouges, ni les LED ultraviolettes (celaexiste).

Lasolutionpourjoueraveclesteintesestladiodetricolore.

LadiodeLEDuniverselleLaLEDtricolore,diteLEDRGB(leGsignifieGreen),réunitdansune même capsule translucide une LED rouge, une verte et unebleue.Dufaitque leboîtiern’estpas transparent, les troissourcesdelumièresediffusentassezpoursemélanger.

Puisqu’il y a trois diodes LED, il nous faut six fils, deux pourchacune,n’est-cepas?Voyons…Sionréunissaitlestroisbrochesd’uncôtésurunebrochecommune,celafonctionneraitaussibien,non?

C’estbienlecas:ladiodeLEDtricoloren’aquequatrebroches.Enconséquence,ilyadeuxvariantes:

» soitonréunitlestroisanodes(reliéesaupôleplus),et

c’estunediodeàanodecommune,AC(ouCAen

anglais);

» soitonrelielestroiscathodes(reliéesàlamasse

GND),etc’estunediodeàcathodecommune,CC.

Figure10.4:Brochesd’uneLEDRVBàanode(gauche)etàcathodecommune.

Si tu récupèresuneLEDRGBqui aperdu sapochette, tunepeuxpas savoir si c’est uneAC ou une CC.Heureusement, il suffit detester.Si tuasunmultimètre,règle-lesur«ohmmètre» .Dansunsens,lecourantnepassepas;larésistanceestinfinie.Quandtuastrouvé le sens passant, repère la broche de la sonde rouge dumultimètre : c’est l’anode. Si c’est la broche la plus longue, c’estunediodeAC.

LalogiquedecontrôleestinverséeentreACetCC:

» AvecunediodeCC,onéteintlaLEDenamenant

chaqueanodeau0V.Dufaitquelacathodeestreliée

au0Venpermanence,aucuncourantnepasseplus.

Pourobtenirdublanc,onportelestroisanodesau5V

(1logique).Dufaitquelacathodeestreliéeau0V,le

courant(limitéparlarésistance)passe.

» Enrevanche,avecunediodeAC,onéteintlaLEDen

amenant5Vsurchaquecathode,doncaumême

potentielquel’anode,etaucuncourantnepasse.

CC semble plus naturel puisque l’intensité de lumière estproportionnelleàlavaleur.

SortiesnumériquesAvecunpilotagenumériquepardigitalWrite(),onpeutdoncobtenirlesseptteintesdelasynthèseadditive(voirFigure10.2):

» lestroiscouleursprimairesrouge,vertetbleu;

» lestroiscouleurssecondairesjaune(rouge+vert),rose

(rouge+bleu)etbleuciel(bleu+vert);

» etbiensûrleblancaveclestroisdiodesallumées.

Iln’yaqueseptteintespossiblesennumérique.

SortiesanalogiquesPWMPour avoir plus de choix dans les couleurs, nous allons utilisernotrebottesecrète:lessortiesnumériquesquisimulentdessortiesanalogiquesaveclemodePWMetlafonctionanalogWrite().

EnmodePWM,ondisposede256intensitéspossiblespourchaquecouleur primaire (de 0 à 255). Pour notre premier programme,nousallonsnouslimiterauxdeuxvaleursextrêmes:

» 0=éteinte;

» 255=lumièremaximale.

Voyonsd’abordcommentmonterlecircuitdanslesdeuxvariantespossibles.

MontageAC(anodecommune)deTricolore

Lesquatrefilsnécessairesserontsipossibleceux-ci:

» orangepourlerouge;

» vertpourlevert;

» blancpourlebleu;

» rougepourle5V.

1. ImplanteladiodeLEDdansquatredemi-rangéesdeta

plaqued’essai(Figure10.5).

Figure10.5:Schémademontageàanodecommune.

Jeconseilled’insérerlabrochecommune(anode,ici)en

décalaged’untroupourfaciliterlerepéragepuisquetu

nevoispluslesdifférencesdelongueurdespattes.

2. Implanteunerésistancede270ohmsentrechacune

desdemi-rangéesd’unedestroiscathodesR,V,Betla

demi-rangéed’enface.

3. Connectechacunedestroisdemi-rangéesoùarrivent

lesrésistancesàtroisbrochesnumériquesdelacarte

Arduino.

LabrochepourlerougesurlasortieDIGITAL3,laverte

surlasortie5etlableuesurlasortie6.

4. Connecteparunfilrougel’anodecommuneau5Vde

lacarteArduino.

Le montage est terminé. Pour ceux qui ont une LED à cathodecommune,voicilemontageinversé.

Variantedumontageàcathodecommune(CC)Voici les différences par rapport aux explications de la sectionprécédente:

» Pourles4fils,lerougedu5Vnesertplus,maisilfaut

unnoirpourlamassedelacathodecommune.

» Lesliaisonsdestroiscouleurssontlesmêmesque

pouruneanodecommune,saufquecesonttrois

anodes.

» Lacathodecommunedoitbiensûrêtrereliéeàla

masse(unedestroissortiesGNDdelacarte).

CodagedeTricoloreACPourplusdeconfort,nousallonsdéfinirdeuxfonctionslocales.Lapremièrevadéciderdelaluminositédestroiscouleursenattendantquatreparamètres:

» l’intensitépourlerouge,levertetlebleu;

» laduréedecetétatd’allumage.

Lasecondefonctionlocalesesertdelapremièrepourtoutéteindre.

PourlimiterletravaildereprisesituasbesoindefairefonctionnerleprogrammeavecunediodeLEDàcathodecommune, jedéfinissixsynonymespardesdirectives#define.

Danscettepremièreversion,j’allumeprogressivementchacunedestrois LED tour à tour. Nous obtenons ainsi les trois couleursprimairesensynthèseadditive.

Listing10.1:TextesourcedeCH10_Tricolore1

//Tricolore1

//OEN170327

#defineRMIN255//SiAnodeCommune(AC)

#defineVMIN255

#defineBMIN255

#defineRMAX0

#defineVMAX0

#defineBMAX0

constbyteyBroROUGE=3;

constbyteyBroVERT=5;

constbyteyBroBLEU=6;

voidsetup(){

allumerRVB(RMAX,VMAX,BMAX,500);//Blanc

allumerRVB(RMIN,VMIN,BMIN,500);//Noir

}

voidloop(){

for(bytei=RMIN;i>RMAX;i--){

allumerRVB(i,VMIN,BMIN,10);

}

eteindre(100);

for(bytei=VMIN;i>VMAX;i--){

allumerRVB(RMIN,i,BMIN,10);

}

eteindre(100);

for(bytei=BMIN;i>BMAX;i--){

allumerRVB(RMIN,VMIN,i,10);

}

eteindre(100);

}

voidallumerRVB(byterouge,bytevert,byte

bleu,inttemps){

analogWrite(yBroROUGE,rouge);

analogWrite(yBroVERT,vert);

analogWrite(yBroBLEU,bleu);

delay(temps);

}

voideteindre(inttemps){

allumerRVB(RMIN,VMIN,BMIN,temps);

delay(temps);

}

Varianteàcathodecommune

Grâce aux directives#define, nousmodifions facilement le textesourcepouruneLEDtricoloreaveccathodecommune(CC).

PouruneCC,ilfautfairedeuxretouches:

1. Inverserlesvaleursdessixdirectives#define:

#defineRMIN0//SiCathodecommune(CC)

#defineVMIN0

#defineBMIN0

#defineRMAX255

#defineVMAX255

#defineBMAX255

2. Inverserlalogiquedestroisbouclesderépétition(en

rouge,lesdeuxchangements):

for(bytei=RMIN;i<RMAX;i++){

CetteretoucheestàfairetroisfoispourlestroisLED.

TestduprojetTéléverse le projet et ouvre grands les yeux. Chaque LED doitbrillerdeplusenpluspuiss’éteindre.

AjoutonslescouleurssecondairesPuisque la synthèse additive permet d’obtenir trois couleurssecondaires,enrichissonsnotrepaletteavecdujaune,duroseetdubleuciel!

1. Enregistreleprojetsousunnouveaunom,par

exempleTricolore2.

2. Positionne-toijusteavantl’accoladefermantedela

fonctionprincipaleloop()etajoutetoutlebloc

suivant.Cesonttroisautresblocsderépétition.

Listing10.2:ExtraitdutextesourcedeTricolore2

//DEBUTDUPROGRAMMETricolore1

//AJOUTCOULEURSSECONDAIREDANSloop()

for(bytei=RMIN;i>RMAX;i--){

allumerRVB(i,i,BMIN,10);

}

eteindre(100);

for(bytei=VMIN;i>VMAX;i--){

allumerRVB(RMIN,i,i,10);

}

eteindre(100);

for(bytei=BMIN;i>BMAX;i--){

allumerRVB(i,VMIN,i,10);

}

eteindre(100);

//SUITEDUPROGRAMMETricolore1

TestduprojetC’est simple : téléverse et admire ! En éteignant la lumière, c’estencore plus joli. Puisque nous travaillons en pseudo-analogique,nous pouvons créer des nuances, beaucoup même, plusde16millions(256x256x256).

Mais calmons-nous. Nous allons nous contenter de combiner lesteintesdeuxàdeux:

» durougemaximal,nousréduisonslerougetouten

augmentantlevert;

» unefoislevertresplendissant,nouslediminuonstout

enaugmentantlebleu;

» unefoislebleubienbrillant,nouslediminuonstout

enaugmentantlerouge.

Celasimuleassezbienlapalettedel’arc-en-ciel.

Toutestdanslanuance!Puisque nous pouvons mélanger les couleurs, voyons commentpasserpartouteslesnuancesdel’arc-en-ciel.

Tudevinesqu’ilvas’agirdecommencerparunecouleurquenousfaisons monter, puis nous la réduisons tout en faisant monter laprimairesuivante.L’astuceconsisteàutiliseruntableau:

bytetyPrimaires[3];

Les trois cases du tableau mémorisent les valeurs d’intensité destroisLED.Audébutdechaque tourdeboucle,nous restockons lavaleurminimale:

tyPrimaires[0]=RMIN;

tyPrimaires[1]=VMIN;

tyPrimaires[2]=BMIN;

Danschaquetour,nousnetravaillonsqu’avecdeuxdestroisLED:la LED dont l’intensité est en train de diminuer et celle dontl’intensitévaaugmenter.Pouraccéderauxbonnescasesdutableau,nous exploitons deux variables servant d’indices vers ces deuxcases:

byteyColDimi=0;

byteyColAugm;

Listing10.3:TextesourcedeArkenciel

//Arkenciel

//OEN170327

#defineRMIN255//Sianodecommune

#defineVMIN255

#defineBMIN255

#defineRMAX0

#defineVMAX0

#defineBMAX0

constbyteyBroROUGE=3;

constbyteyBroVERT=5;

constbyteyBroBLEU=6;

voidsetup(){

allumerRVB(RMAX,VMAX,BMAX,200);//Pleins

feuxpuis

allumerRVB(RMIN,VMIN,BMIN,200);//Noir

}

voidloop(){

bytetyPrimaires[3];

byteyColDimi=0;

byteyColAugm;

tyPrimaires[0]=RMIN;

tyPrimaires[1]=VMIN;

tyPrimaires[2]=BMIN;

for(bytei=RMIN;i>RMAX;i--){

allumerRVB(i,VMIN,BMIN,10);

}

for(yColDimi=0;yColDimi<3;yColDimi

+=1){

yColAugm=(yColDimi==2?0:yColDimi

+1);//NOUVEAU

for(inti=255;i>0;i-=1){

tyPrimaires[yColDimi]=(255-i);//

+=1siAC

tyPrimaires[yColAugm]=i;//-

=1siAC

allumerRVB(tyPrimaires[0],

tyPrimaires[1],tyPrimaires[2],10);

delay(5);

}

}

eteindre(1500);

}

voidallumerRVB(byterouge,bytevert,byte

bleu,inttemps){

analogWrite(yBroROUGE,rouge);

analogWrite(yBroVERT,vert);

analogWrite(yBroBLEU,bleu);

delay(temps);

}

voideteindre(inttemps){

allumerRVB(RMIN,VMIN,BMIN,temps);

delay(temps);

}

Pourfaired’abordmonter l’intensitéde laLEDrougeseule,nousutilisonsunebouclesimple:

for(bytei=RMIN;i>RMAX;i--){

allumerRVB(i,VMIN,BMIN,10);

}

La partie essentielle est la double boucle juste après. Dans lepremier niveau, nous organisons trois tours de boucle en nousbasantsuryColDimiquiprogressede0(LEDrouge)à2 (LEDbleue).

for(yColDimi=0;yColDimi<3;yColDimi+=

1){

Dans cette boucle, nous faisons un test qui utilise un nouvelopérateur : l’opérateur ternaire symbolisé par un signe pointd’interrogation.Voicisasyntaxegénérique:

(expression?instruction_si_vraie:

instruction_si_fausse)

Voicicommentnousl’utilisons:

yColAugm=(yColDimi==2?0:yColDimi+

1);//NOUVEAU

L’expressionavantlepointd’interrogationpeutêtresoitvraie,soitfausse.Ici,noustestonssiyColDimivaut2.

» Sic’estvrai,noussélectionnonsl’instructionjuste

aprèslesigne.Ici,nouscopionsdonclavaleur0dans

lavariablesituéetoutàgauche(yColAugm).

» Sic’estfaux(nousn’avonspasatteintladernièredes

troisLED),nousexécutonsl’instructionsituéeaprèsle

signedeux-points.Ici,nousrendonsyColAugm

supérieurede1aunumérodeLEDdeyColDimi.Cela

désignebienlaLEDsuivante.

Souviens-toidesdeuxsignes,d’abordlepointd’interrogation,puisledeux-points.Tu remarquesqu’il n’y a aucunpoint-virguledanslesinstructions.C’estuneécritureunpeuspéciale,jel’avoue.Alorspourquoi?

C’estsimplementpluscompactqueleblocsuivantquiaexactementlemêmeeffet:

if(yColDimi==2){

yColAugm=0;

}

else{

yColAugm=yColDimi+1;

}

Unefoisceschoixdecasesdetableauxréglés,ilneresteplusqu’àremplir avec des valeurs décroissantes pour la première des deuxLEDetcroissantespourl’autre:

for(inti=255;i>0;i-=1){

tyPrimaires[yColDimi]=(255-i);//+=1si

AC

tyPrimaires[yColAugm]=i;//-=1si

AC

Si tu utilises une LED à cathode commune, il faut inverser lesprogressions comme suggéré dans les commentaires de fins delignes.

TestduprojetTéléverse le projet pour admirer le passage par une foule denuances.

Passons maintenant à un autre projet qui nous servira à piloterautomatiquementlanuanceaffichéeparlaLEDtricolore.

LecapteurdecouleursTCS34725Nousallonsmaintenantdécouvrirunnouveautypedecapteur.C’estunesorted’œilélectroniquequisaitvoirlescouleurs.

Lecomposantprincipalsetrouveenpleinmilieuducircuit.C’estlapuce justeàdroitedupavéblancet jaunequiest laLEDservantàilluminerl’objetàanalyser.Lapucen’estpasopaque:tupeuxvoirla surface semi-conductrice. Cette surface est remplie de petitescellulessensiblesà la lumière.Chaquecelluleestdotéed’un filtrepournelaisserpasserquelalumièrerouge,verteoubleue.

Cette puce est accompagnée de quelques composants pourl’exploiter. La Figure 10.6 montre l’aspect général du modulecapteur.

À la différence du détecteur de mouvement PIR et du capteur derayons infrarouges, lemodule ne se limite pas à trois broches desortie. Il en a sept, parmi lesquelles bien sûr la broche du positif(marquée3V3,mais5Vconviennentaussi)etcelledupôlenégatifGND de l’alimentation. Tu vois les sept bornes dans le bas de laFigure10.6.

Figure10.6:Lemodulecapteurdecouleurs.

Ce module est bien plus sophistiqué qu’un capteur simple. Il nefonctionne pas en tout ou rien. Pour transmettre une valeur decouleur pour trois couleurs différentes, il faut envoyer plusieursoctetsdedonnéeslorsqu’ilestinterrogé.Pourtant,parmitouteslesbroches du module, une seule sert à renvoyer des données, labrocheSDA.Commentest-cepossible?GrâceàlanormeI2C.

I2CpourcommuniquerI2C signifie Inter-IntegratedCircuit. C’est un jeu de règles (unprotocole)quidéfinitcommentdoiventdialoguerdeuxéquipementsélectroniques ou plus. Au départ, c’est la société Philips qui ainventé la norme TWI (TwoWire Interface) en 1982. Ce nomanglais indiquequec’estune interfacequin’abesoinquededeuxfils(wire).Comment?IlsuffitdebrancherunfildedonnéessurlabrocheSDA(DApourDAta)etunfilpourlestopsd’unehorlogesurlabrocheSCL(CLpourCLock).

C’estunprotocolededialogueensérie,c’est-à-direquelesvaleursbinaires sont transmises l’une après l’autre.Au début du chapitre,nous avons construit une sorte d’interface parallèle, puisqu’il y

avait un fil pour chacune des trois diodes LED. Pour les allumertoutes trois enmême temps, nous avonsmis les trois broches desortieàl’étatcorrespondant.C’estunecommandeenparallèle.Biensûr, transmettrehuit bits enparallèlevahuit foisplusviteque lestransmettre à la queue-leu-leu. De nos jours, les circuits sontdevenus tellementperformantsque lemode sériedevient suffisantdanspresquetouslesdomainesd’emploi.

Ilexisteunautreprotocoledecommunicationsériebeaucoupplusrépandu et que tu utilises certainement : le protocole USB, le Ssignifiant « Série » . EnUSB 3.1, le débit va jusqu’à unmilliardd’octetsparseconde!

Dans la norme I2C, les bits de données sont envoyés l’un aprèsl’autre au rythmedu signald’horloge.C’estunvéritabledialoguequi est établi entre unmaître (lemikon) et un esclave (lemodulecapteur) : lemodule peut recevoir le code d’une commande, puisréagir en renvoyant le résultat de l’action déclenchée par cettecommandedanslemodule.

Figure10.7:ExempledesignalI2C.

TudevinesquecerichedialoguefaitdeséquencesStart,d’envoidecommandes, d’envoi de données et de séquences Stop réclame ungrand nombre d’instructions. Pour simplifier l’utilisation dumodule,nousallonsdonctireravantaged’unelibrairiedefonctionsdéjà toute programmée. Mais procédons d’abord au montage ducircuit.

NomenclaturedeVolKoolVoicilescomposantsàréunir:

» Uneplaqued’essai.Tupeuxréutiliserlaplaque

d’essaisurlaquelletuasimplantéladiodeLED

tricolore.Jesupposequetuasassezdeplaceàcôtéde

cettediode.

» Uncapteur.Pourlemodulecapteur,ilfaut

absolumentdisposerd’unmodèletotalement

compatibleavecceluidelasociétéAdafruitsousla

référenceTCS34725.Nousavonseneffetbesoindela

librairiequiaétéécriteparAdafruitpourcemodule.

Leproblèmequipeutseposerestquelasociété

Adafruit(etsesrevendeurs)proposecemodulesans

avoirsoudéleconnecteurdesortiesurlecircuit.Le

connecteurestlivré,maislessouduresrestentàfaire

etellessontassezdélicatescarlescontactssonttrès

procheslesunsdesautres.Iln’yaquedeuxsolutions:

soittuconnaisquelqu’unquipeuttefaireces

soudures,soittuutiliseslaméthodededépannage

quejeprésenteplusbas.

» Desfilsdeconnexion.Tuaurasbesoindequatrefils

pourraccorderlemoduleàlacarteArduino.Situas

déjàinstalléunraild’alimentationpositifetunautrede

masseGNDsurlaplaque,tuprendrasl’alimentation

surlesrails.

» Unevis(option).Situnedisposespasd’uneversion

dumoduleavecleconnecteursoudé,prévoisune

petitevisàboisaveclaquelletupourrasfixerle

modulesurunechutedeboisparunedesesoreilles.

MontagedeVolKoolProcédonsmaintenant aumontage. Si possible, ne démonte pas lemontageprécédentavecsaLEDtricolore.Nousallonsleréutiliser.

1. Sileconnecteurdumodulen’estpassoudé,fixele

moduleavecunevissurunepetiteplaquedebois.Sile

connecteurestsoudé,insèreleconnecteursurla

plaqued’essai.

2. RelieparunfilvertoubleulabrocheSDAdumoduleà

labrocheanalogiqueA4surlacarteArduino.

3. RelieavecunfiljauneoublanclabrocheSCL(horloge)

àlabrocheanalogiqueA5surlacarteArduino.

4. RelielabrochedemasseGNDàlamassedelaplaque

oudelacarte.

5. Relielabrochedupositif3V3àlabroche5Vdurail+

delacarte.Pasd’inquiétude,lemodulecomporteun

régulateuretaccepteaussi5V.

6. Situn’aspasdeconnecteursoudé,ilfautsacrifierune

extrémitédechacundesquatrefilsencoupantun

connecteur,puisendénudantlefilsur2cmetenle

torsadant.Tufaisensuitepasserchaquefildansletrou

delabrochecorrespondante,puisturebouclesen

torsade.Fixeletoutavecunpointdecolle.Cen’estpas

unesolutionélégante,maissitunetiresplussurle

module,celadevraittenir.

Figure10.8:MontagedeVolKool.

Lemontageestterminé,maisnousnepouvonspaspourautantnouslancer dans un premier test. Il faut d’abord installer la librairieappropriée.

InstallonslalibrairiedumoduleLalibrairieofferteparlasociétéAdafruitestreconnueparl’atelierIDE Arduino comme faisant partie des plus demandées. Tu peuxdonc procéder sans crainte à son installation avec le module degestiondeslibrairies.

1. Démarrel’atelierArduinosinécessaire.

2. OuvrelemenuCroquisetchoisisInclureune

bibliothèque(librairie).

3. ChoisislacommandeGérerlesbibliothèques.

Tuvoisapparaîtreuneboîteprésentantlalistedes

librairiesdéjàinstalléesetcellesquipeuventl’être.

Figure10.9:Installerunelibrairie.

4. Danslazonedesaisieenhautàdroite,saisislestrois

lettresTCS.Celasuffitàfiltrerl’affichage.

Normalement,lapremièrelibrairiedelalisteestcelle

dontnousavonsbesoin,AdafruitTCS34725.

5. Cliquedanslasurfacedelalibrairie.Tuvoisapparaître

àdroiteunboutonInstaller.Clique-le.

Patienteunpeu.Lalibrairievaêtreinstalléeavecses

exemples.

6. Quittel’atelieretredémarre.

ChargeonsleprogrammedetestPourleprogrammedetest,tupeuxpartirdeceluiquiaétéinstalléd’officeaveclalibrairie:TCS34725.

1. Dansl’atelier,ouvrelemenuFichierpuislesous-

menuExemples.SélectionneGérerlesbibliothèques.

2. Descendsdanslalistejusqu’aunomdelalibrairieque

tuviensd’installer,AdafruitTCS34725.Accèdeau

sous-menu(Figure10.10)etsélectionnel’exemple

TCS34725.

Figure10.10:ChargementduprogrammedetestTCS34725.

3. SauvegardeleprogrammesouslenomVolKool1.

Tu peux aussi saisir l’exemple suivant qui en est inspiré. Ladifférenceestquej’aiaménagél’exempleenfrancisantlesnomsdevariablesetdefonctions.

CetexemplefaitpartiedeceuxfournisaveclelivresurlesitesouslenomCH10C_VolKool1.

Listing10.4:TextesourcedeVolKool1

//VolKool1

//OEN170327

#include<Wire.h>

#include"Adafruit_TCS34725.h"

/*ExempledelalibrairieAdafruitTCS34725

*/

/*SCLsurbrocheA5,SDAsurA4,VDDsur

3.3VetGNDsurGND*/

//Uneseuleligneici:

Adafruit_TCS34725oVolKool=

Adafruit_TCS34725(TCS34725_

INTEGRATIONTIME_700MS,TCS34725_GAIN_1X);

voidsetup(void){

Serial.begin(9600);

if(oVolKool.begin()){Serial.println(

F("Capteuractif!"));}

else{

Serial.println(F("TCS34725absent.Voir

lesconnexions!"));

while(1);}

}

voidloop(void){

uint16_tiR,iV,iB,iC,iTempera,lux;

oVolKool.getRawData(&iR,&iV,&iB,&iC);

iTempera=

oVolKool.calculateColorTemperature(iR,iV,

iB);

lux=oVolKool.calculateLux(iR,iV,iB);

Serial.print("Temp.decouleur:");

Serial.print(iTempera,DEC);

Serial.print("K-");

Serial.print("Lux:");Serial.print(lux,

DEC);

Serial.println("-");

Serial.print("Rouge:");Serial.print(iR,

DEC);Serial.print("");

Serial.print("Vert:");Serial.print(iV,

DEC);Serial.print("");

Serial.print("Bleu:");Serial.print(iB,

DEC);Serial.print("");

Serial.print("C:");Serial.print(iC,

DEC);Serial.print("");

Serial.println();

Serial.println("");

}

Ce programme est inspiré de celui proposé par Adafruit sous lenomTCS34725.

Endébutdeprogramme,nousdemandonsd’utiliser le contenudedeuxlibrairiesdefonctions:

#include<Wire.h>

#include"Adafruit_TCS34725.h"

La seconde librairie est celle que nous venons d’installer. Lapremière,Wire.h,estinstalléed’office.EllecontientlesfonctionspourexploiterleprotocoleI2Cquirégitledialogueentrelemikonetlecapteur.

Nous commençons par créer un objetoVolKool à partir de laclassenomméeAdafruit_TCS34725.Cettecréationestréaliséeenappelantuneméthodeavecdeuxparamètres.L’instructionestsilonguequ’ellenetientpassurunelignedecelivre,maisc’estbienuneseuleligne:

//Uneseuleligneici:

Adafruit_TCS34725oVolKool=

Adafruit_TCS34725(TCS34725_

INTEGRATIONTIME_700MS,TCS34725_GAIN_1X);

Dans la fonction de préparation, nous vérifions que le capteur estprêtavec

unappelàoVolKool.begin().

Danslaboucleprincipale,turemarquesunétrangenomdetypededonnées:

uint16_tiR,iV,iB,iC,iTempera,lux;

Lemotcléuint16_testbienlenomd’untypededonnées.C’estuneversion abrégée de unsigned int, mais obligatoirement sur deuxoctets(16bits).Celarendleprogrammeplusportableversunautremikon.Eneffet,celuidelacarteUnoestsur16bits,maisd’autresprocesseurs fonctionnent avec une largeur de 32 bits pour lesentiers,d’autressur8bitsseulement.Aveccetypeexact,tuobligeslecompilateuràutiliserdeuxoctetspourlesvariablesconcernées.

Nous enchaînons ensuite avec trois appels à des fonctions de lalibrairiepourpeuplernossixvariables:

oVolKool.getRawData(&iR,&iV,&iB,&iC);

iTempera=

oVolKool.calculateColorTemperature(iR,iV,

iB);

lux=oVolKool.calculateLux(iR,iV,iB);

» Lapremière,getRawData(),rapatrielesvaleursdes

troiscomposantesdecouleursetlaluminosité

globale.

» Ladeuxième,calculateColorTemperature(),

récupèrelatempératuredecouleur.

» Ladernière,calculateLux(),obtientl’intensité

lumineuseexpriméedansl’unitéstandard,lelux.

Lafinduprogrammen’estqu’unesuited’affichages.

Iln’estpasnécessaired’ajouterunappelàdelay()pourralentirles affichages. Le mikon est suffisamment occupé avec tous cesappels.

TestonslecapteurdecouleursRéunis quelques objets ayant une surface unie d’une couleur bienmarquée.Des fruits, des surligneurs, des jetons de jeu de société,etc.

1. TéléverseleprojetetouvrelafenêtreduMoniteur

série(Figure10.11).

Figure10.11:Affichagedescomposantesdecouleurs.

2. Approcheunpremierobjetducapteur.Lecapteurest

myope.Ilfautvraimentallerpresqueaucontact.

3. Lisetcomparelesvaleurs.Selonlacouleurdel’objet,

unedescomposantesvaaugmenterdevaleurbien

plusquelesdeuxautres.

Normalement,tudoisconstaterquelesvaleursdescouleursvarientcorrectement en fonction de la couleur de l’objet présenté. Nous

sommesprêtsàdonnernaissanceauvoleurdecouleurs!

Copier,c’estbeau(VolKool2)Pourterminerleprojet,nouscombinonslecapteurdecouleursàladiodeLEDRGBdespremiersprojetsduchapitre.

Si tu avais entre-temps démonté la partie Tricolore du circuit,revoislaprocédureautourdelaFigure10.5plushaut.

Leprojetvadeveniruncircuitfermé:

» Nouscaptonsenentréetroisvaleursdecouleurs.

» Nouslestraitonsdanslemikonenappliquantune

correctiondegamme.

» NousdécidonsensortiedelateintedelaLED

tricolore.

Le texte sourcene comportequ’unevraienouveauté : la tabledesgamma.

Listing10.5:TextesourcedeVolKool2

//VolKool2

//OEN170327

#include<Wire.h>

#include"Adafruit_TCS34725.h"

//Résistancede220ohmsurles3LED.

//Silavertebrilletrop,doublelavaleur

desarésistance

#definebrRouge3

#definebrVerte5

#definebrBleue6

#defineanodeCommtrue//Indiquerfalsesi

cathodecomm.

//Tabledesgamma

bytetabGamma[256];

Adafruit_TCS34725monTCS=

Adafruit_TCS34725(TCS34725_INTEGRATIONTIME_50MS,

TCS34725_GAIN_4X);

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

Serial.println("Levoleurdecouleurs!");

if(monTCS.begin()){

Serial.println("Capteuractif.");

}else{

Serial.println("PasdeTCS34725...

verifierlesbranchements.");

while(1);

}

pinMode(brRouge,OUTPUT);

pinMode(brVerte,OUTPUT);

pinMode(brBleue,OUTPUT);

//MerciPhilBpourlatablegamma.

//Ellerééquilibrelaluminositéselon

l'œilhumain.

for(inti=0;i<256;i++){

floatx=i;

x/=255;

x=pow(x,2.5);

x*=255;

if(anodeComm){

tabGamma[i]=255-x;

}else{

tabGamma[i]=x;

}

//Serial.println(tabGamma[i]);

}

}

voidloop(){

uint16_tclear,iRO,iVE,iBL;

monTCS.setInterrupt(false);

delay(60);//Patiente

50mspourlalecture

monTCS.getRawData(&iRO,&iVE,&iBL,

&clear);

monTCS.setInterrupt(true);

Serial.println();

Serial.print("C:\t");Serial.print(clear);

Serial.print("\tR:\t");Serial.print(iRO);

Serial.print("\tG:\t");Serial.print(iVE);

Serial.print("\tB:\t");

Serial.println(iBL);

//CalculdesvaleurshexapourleWeb

uint32_tsum=clear;

floatr,g,b;

r=iRO;r/=sum;

g=iVE;g/=sum;

b=iBL;b/=sum;

r*=256;g*=256;b*=256;

Serial.print("Couleursweb\t\t");

Serial.print((int)r,HEX);

Serial.print((int)g,HEX);

Serial.print((int)b,HEX);

Serial.println();

Serial.print("Couleursdebase\t");

Serial.print((int)r);Serial.print("");

Serial.print((int)g);Serial.print("");

Serial.println((int)b);

analogWrite(brRouge,tabGamma[(int)r]);

analogWrite(brVerte,tabGamma[(int)g]);

analogWrite(brBleue,tabGamma[(int)b]);

delay(1000);

}

LatabledesgammaSans la correction de gamma, certaines teintes vont semblerbeaucouppluslumineusesquelesautres.L’œilhumainestentraînédepuisdesmilliersd’annéesà repérer sanourrituredans ledécor

enpleinjour,maislanuit,ildoitbienvoirarriverunprédateurquiviendrait troubler son sommeil. Le résultat est que les teintesmoyennes telles que les diodes LED les présentent sont troplumineuses.

Lacorrectiongammaconsisteà réduire la luminositédecertainesvaleursplusqued’autres.

Le bloc qui s’en charge dans l’exemple utilise une variable nonentière:elleestdutypefloat.Cetypepermetdestockerunevaleuravecdeschiffresderrièrelavirgule.

for(inti=0;i<256;i++){

floatfGam=i;

fGam/=255;

fGam=pow(fGam,2.5);

fGam*=255;

if(anodeComm){

tabGamma[i]=255-fGam;

}else{

tabGamma[i]=fGam;

}

//Serial.println(tabGamma[i]);

}

Ici,nousstockons256valeursdecorrectiondansuntableau.

Tupeuxvoirqu’unevaleurnonentièreestécriteavecunpointenlangageArduino, commedans laquatrième lignedublocpour lefacteurdecorrectionde2,5:

fGam=pow(fGam,2.5);

Dans les calculs, il y a une division et une multiplication, toutesdeuxécritessousformeabrégée:

fGam/=255;//CommefGam=fGam

/255;

fGam=pow(fGam,2.5);

fGam*=255;//CommefGam=fGam

*255;

Nous utilisons aussi la fonction pow(), qui fait un calcul depuissance.

TestduprojetConnectelacarteettéléverse.

Unefoisleprogrammedémarré,présenteunobjetcolorédevantlecapteur.

Le Moniteur série te donne une information utile : la valeurhexadécimale des trois composantes, telle que tu peux l’indiquerdanstoutprogrammefonctionnantsurleWeb:

» danslespagesHTML;

» danslesfeuillesdestylesCSS;

» danslesinstructionsJavaScript.

Parexemple,45A04Ccorrespondàunvertmoyen.

Lanotationhexadécimalevadeseizeenseizeetnondedixendix.Les lettresAàF symbolisent les chiffreshexa10à15.Lavaleurd’exemple45A04Csediviseentroiscouples:

» 45pourlerouge,soit4seizaines+5=69;

» A0pourlevert,soit10seizaines+0=160;

» 4Cpourlebleu,soit4seizaines+12=76.

Tu peux tester et trouver toutes les nuances sur un des nombreuxsitesd’aideàlaconceptionWeb,commehttp://html-color-codes.info.

Pourvérifierl’effetdelacorrectiondegamma,testeànouveauleprojetArkenciel:lesteintesnesontpasaussibienéquilibrées.

ObservelaLEDtricolore:elledevraitprendrequasimentlamêmeteintequel’objet.

Figure10.12:LeMoniteursériedeVolKool2.

Figure10.13:TestdeVolKool2.

Félicitations!TumaîtrisesmaintenantlessonsetleslumièresavectacarteArduino.

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsvu:

» lesondesdelumièreetcommentgénérerdes

nuances;

» ladiodeLEDRGB;

» uncapteurdecouleursetsalibrairie.

IVSemaine4:Letempsdeslettres

Aumenucettesemaine:

Chapitre11:Letempsliquide

Chapitre12:Unpeud’échologie

D

Chapitre11Letempsliquide

AUMENUDECECHAPITRE:

» Desafficheursavecducaractère

» L’alphabetdumikon

» Prendstontemps

ans les précédents chapitres, nous avons appris au mikon àcommuniquer avec le monde des humains en envoyant desdonnées par le câble USB vers l’ordinateur, ce qui a permis

d’afficher du texte et des valeurs numériques dans la fenêtre duMoniteur série. Ce canal de communication restera toujoursindispensablepourréaliserlamiseaupointdesprojets.

MaistacarteArduinocommenceàenavoirassezd’êtreretenueparunfilàlapatte.Commentpeut-onfaireafficherunmessageoudesvaleursenn’alimentant lacarteArduinoqu’avecunepile, c’est-à-direendébranchantenfinlacartedelaliaisonUSB?

Bienvenue dans le vastemonde des afficheurs.Du plus simple auplus sophistiqué, tu disposes de toute une palette de composantspermettantd’afficherdutexteoudesgraphiques.Faisonsd’abordletourdesdifférents typesd’afficheursdisponibles. Je teproposeraiensuitedechoisiruntypeenparticulier,pourquelemontagerestesimpleetquelaprogrammationnesoitpastropcomplexe.

Les sections suivantes présentent les grandes catégoriesd’afficheursdisponibles.

MatricedeLEDIl suffit de réunir plusieursdiodesLEDminiatures sous formedelignesetdecolonnes,etdenoyerletoutdansunboîtiercarré.Lesplus répandus de ces composants offrent 8 lignes sur 8 colonnes,soit64LED.

Tu devines que pour connecter ce genre de matrice à une carteArduino, il va falloir un grand nombre de fils. Il ne te resteraensuite plus beaucoup de broches disponibles pour faire autrechose.

Figure11.1:MatricedeLEDS8x8.

AfficheurseptsegmentsC’est le plus ancien composant d’affichage. Le principe est dedéformerlesLEDpourqu’ellesaientnonpluslaformed’unpoint,maiscelled’untraitnommésegment(Figure11.2).

Figure11.2:Vuegénéraled’unafficheurLEDseptsegments.

Onpeutainsiafficher tous leschiffresainsiqu’uncertainnombrede lettres,maispas toutes.Eneffet, avec sept segments seulement,lestraitsobliquesnesontpaspossibles(Figure11.3).

Figure11.3:Quelquesdessinsdechiffresdansunafficheurseptsegments.

Pour afficher quatre chiffres, ce qui est souvent le cas pour lescodes d’entrée des immeubles, il faut donc quatre afficheurs à cesegment,cequisupposeenthéorie4fois8connexions,soit32filsàbrancher.Halte-là!TutesouviensquelacarteArduinoetdonclemikonn’offrentque14sortiesnumériques.Onestloinducompte.

Desparallèlesensérie

L’être humain est ingénieux. Il cherche toujours une solution

lorsque c’est possible. Pour piloter quatre afficheurs sept

segments lorsque l’on n’a pas assez de broches de sortie, on

utiliseuncircuit spécialappelé registre àdécalage (shift register).

Cecomposantreçoitlesdonnéesl’uneaprèsl’autresuruneseule

entrée, bit après bit, et les stocke dans ses petites cases de

mémoire(lesregistres)endécalantd’unecaseaprèschaquebit.

Il possède huit sorties en parallèle, un peu comme lorsque les

chevauxdecourseviennentenfileindienneseplacercôteàcôte

dans leursboxessur la lignededépart.Lorsque l’onenvoieune

commandespéciale(lesignaldudépart),l’étatdeshuitsortiesest

rendu accessible en même temps à ce qui y est branché, par

exemplel’afficheur.Aveccettetechnique,ilsuffitdequatrefilsde

donnéespourpiloterquatreafficheursàseptsegments. Jen’en

dirai pas plus dans ce livre, car des afficheurs plus polyvalents

sontdorénavantdisponiblesàbascoût.

AfficheursLCDLatroisièmeetdernièrecatégorieestcelledesafficheursàcristauxliquides ou LCD (liquid crystal display). Il y a deux sous-catégories:

ÉcransLCDalphanumériquesUn afficheur LCD alphanumérique ne peut afficher que descaractères de l’alphabet et quelques signes de ponctuation. Lesafficheurs les plus courants offrent 16 caractères affichables parligne et 2 lignes. Leur référence comprend souvent la mention«1602»;tudevinespourquoi.

Figure11.4:AfficheurLCDalphanumérique.

AfficheursLCDgraphiquesLesafficheursLCDgraphiquesontdesécranscomposésd’unetrèsgrandequantitédepoints (lespixels).Les téléviseurs et les écransd’ordinateursontdesafficheursLCDgraphiques,etlestelliphonesenonttousun,souventtactile.

Figure11.5:AfficheurLCDgraphiquecouleur.

Jenevaisutiliserdanscechapitrequelemodèleleplussimple,quiest l’afficheur LCD alphanumérique, ou afficheur LCD en modetexte. Les afficheurs graphiques coûtent beaucoup plus cher etdemandentbeaucoupplusdetravailauprocesseur.

Un écran LCD en mode texte demande beaucoup moins detraitementauprocesseurparcequ’ilpermetuniquementd’afficheruncaractèreparmitousceuxquisontprédessinésdanssamémoirelocale.CesontlescaractèresASCII.Voyonscelaendétail.

ToujoursavoirboncaractèreDès les débuts de l’informatique, il a été nécessaire de se mettred’accord sur une série de codes numériques en correspondanceavecdesdessinsdelettresdel’alphabet.LesAméricainsétantdéjààce moment en avance dans la science informatique, c’est unstandard américain qui a été choisi pour la correspondance entrecodeetdessinsdeslettres:lecodageetlatableASCII.

Cet acronyme ASCII (prononce « aski » ) signifie American

StandardCodefor InformationInterchange.Enbon français,c’estunstandardaméricainpouréchangerdesinformations,sous-entenduentreunordinateuretunêtrehumain,maiségalemententredeuxordinateurs.

Pour afficher et imprimer facilement du texte, la solution la plusefficaceconsisteàstockerdirectementdans l’écran,plutôt lacartevidéo, ou dans l’imprimante tous les dessins des caractères (cequ’onappelledesglyphes).Ilneresteensuiteplusqu’àattribueruncodenumériqueàchaquedessin.

Dans la tableASCII, les lettres de l’alphabet anglais deA àZ (enlettresmajuscules)correspondentauxcodesnumériquessuivants:

Tableau11.1:CodesASCIIdeslettresenmajuscules

Valeurdécimale Dessin

65 A

66 B

67 C

etc.

90 Z

Leschiffresde0à9sontcodésainsi:

Tableau11.2:CodesASCIIdeschiffres

Valeurdécimale Dessin

48 0

49 1

50 2

51 3

52 4

53 5

54 6

55 7

56 8

57 9

Grâce à cette convention, pour afficher ou imprimer la lettre Amajuscule, il suffit d’envoyer le code 65 à l’écran ou àl’imprimante.

Etpourafficherlavaleurnumérique65,ilfautenvoyerl’octet65?Pasdutout!CherchedansleTableau11.2!Pourafficherlesdeuxchiffres6et5,ilfautenvoyerlesdeuxcodes54et53.Ilnefautpasconfondre les valeurs numériques (le mikon ne sait rien traiterd’autre)etlesdessinsdeschiffres.

Enplusdes26lettresdel’alphabetenmajusculesetdes10chiffres,la tableASCIIcontient l’alphabeten lettresminuscules,des signesde ponctuation ainsi qu’un certain nombre de caractères qui ne

peuvent être ni affichés, ni imprimés. Ce sont des caractères decontrôleoud’échappement.Cesonttouslescodesinférieursà32.

C’estparmicescodesquesetrouveceluipouravancerdeplusieurscolonnesvers ladroite,c’est-à-dire la tabulation (Tab)et lesdeuxcodesquirestentomniprésentsdenosjours:

» lecodedepassageàlalignesuivante(LineFeedou

NewLine);

» lecodedesautdepage(FormFeedouCarriage

Return).

Ilssontinsérésdanstouslesfichiersdesapplicationspourmarquerdesfinsdeparagraphesoulafindufichier.

L’ASCIIétendu,maisilrestecalmeIlsuffitd’unseuloctetpourtouslescodesnumériquesdeslettresetdessymbolesdelatableASCII.Audépart,onnepouvaitutiliserqueles caractères anglais. Il n’y avait pas de place pour les lettresaccentuéesdufrançais,lessignesspéciauxdel’allemand,etc.

C’est au début des années 1980 que le nombre d’utilisateursd’ordinateurs personnels a augmenté dans les pays nonanglophones.Ilsontalorsréclamédepouvoirécriredestextesavecleurscaractères spécifiques.Desaccordsontétépassésentreceuxqui étaient chargés de la norme ASCII et les organismes dedifférentspaysenleurattribuantl’espacecorrespondantauxvaleursde 128 à 255, c’est-à-dire la deuxième moitié de la plage depossibilitésd’unoctet.

Maisc’étaitunesituation temporaire :chaquepaysavaitsaproprepagedecode.Siquelqu’unenvoyaitunfichierécritavecuneautrepagedecodequecelledudestinataire,cederniervoyaitdessignesbizarresoudifférentsdeceuxquis’ytrouvaientàl’origine.

Denos jours, la situation est quasiment réglée, surtoutdepuisquelesprogrammesse rendentcompatiblesavec lanormeuniverselleUnicodeetUTF-8.C’estnotammentlecasdespagesWeb.Ildevientenfin possible de mélanger du chinois, de l’espagnol et du hindidansunmêmeparagraphe.

Maiscespossibilitésvont largementau-delàdesbesoinsquenousavons avecnotrepetite carteArduino.Nous allonsnous contenterde la table ASCII de base, et au départ uniquement des lettres enmajusculesdel’anglais.Pasd’accent,pasdeminuscules.Voicidonccette fameuse tableASCIIquedes centainesdeprogrammeursontun jourou l’autre cherchée sous les tasdepapiersde leurbureau(Figure11.6).

Dans la colonnedesvaleursbinaires, les zérosdegauchene sontpas montrés. Après tout, les prix dans les magasins ne sont pasécrits003,99€nonplus.

Tu as remarqué la colonne Octal ? C’est une autre base denumération que certains programmeurs adorent. Huit est unmultiplededeux,cequiestunebonnechose.Pourlavaleur101dela lettreA, c’est facile : une soixante-quatraine, aucunehuitaine etun,cequifaitbien65décimal.

Figure11.6:LatableASCIIavecsesvaleursdansplusieursbases.

DonnéesASCII(char)Deux types de données sont spécialement prévus pour manipulerdescaractères:letypecharetletableaudecaractères.

Letypecharestunentiersur8bits.Tupeuxl’utilisercommetouteautre valeur numérique, mais il sert d’abord à stocker descaractères,commececi:

charmaLettre='A';

lcd.print(maLettre);

lcd.print(char(65));

lcd.print(65);

Les deux premiers affichages ci-dessus ont le même effet. Letroisièmeaffichelavaleurnumérique65etnonlalettreA.

Nousavonsdéjàutilisédestableauxdecaractèresetnousallonsenvoird’autresdanslasuiteduchapitre.

Latechniqued’affichageUnécranLCDutiliseune inventiongénialequiconsisteàorienterdes petits cristauxmobiles, parce que liquides, soit dans un sens,soitdans l’autre.Dansunsens, lescristauxsont invisibles,etdansl’autre, ils forment une tache noire. L’énorme avantage de cettetechniqueestqu’unefoisquelescristauxsontorientésdansunsensoudansl’autre,ilsyrestentsansconsommerd’énergie.L’afficheurLCD est donc tout à fait adapté aux appareils électroniques quifonctionnentsurpiles.

Pour afficher les symboles, l’afficheur LCD propose unematriceélémentaire,commeunemosaïqueconstituéedecinqpointsdanslesens horizontal sur sept points dans le sens vertical. Entre deuxsymboles,unespaceverticalestréservépourespacerleslettres.Ilyaaussienbasune lignedepoints réservéeausoulignementouaucurseurdepositionnement.

L’utilisationde l’afficheur devient très simple : tu lui transmets lavaleurnumériquedusignequetuveuxfaireafficheretsapositiond’affichage. L’afficheur reçoit cette valeur et s’en sert pour allerchercher le dessin dans sa table ASCII stockée en mémoire. Parexemple,pourlavaleur65,ilvachercherlacasecorrespondantauAmajusculeetallumelespointsenconséquence.Voicilatabledesdessins de caractères de l’écran LCD que nous utilisons(Figure11.7).

La lettre A est à l’intersection de la colonne 0100 et de laligne 0001. Le Amajuscule en ASCII correspond donc bien à lavaleurdécimale65.Lequartetsupérieur(Upper)s’écrit0100(seullebitdes64està1)etlequartetinférieur(Lower)vaut0001.

Dans certains composants, on utilise aussi un codage spécialnommécodageBCD.

Figure11.7:DessinsdesmosaïquesdecaractèresLCD.

LecodagehybrideBCD

BCDsignifieBinaryCodedDecimal.C’estuneastucequiconsisteà

coder en binaire chaque chiffre décimal sur quatre bits.

Comparons:

Sij’écrislavaleur65duAenbinairenormal,j’obtiens01000001,

c’est-à-dire1fois64et1fois1.

Sij’écrislamêmevaleur65endécimalcodébinaire,j’obtienstout

autre chose. Le 5 décimal devient 0101 (1 fois 4 et 1 fois 1) et

le6devient0110(1fois4et1fois2).

Aupremierabord,cen’estpastrèsfuté.Encodantchaquechiffre

décimal à part, on perd de la capacité de codage :

après99décimal,ondoitutiliseruntroisièmequartetalorsqu’en

binairepur,onpeutallerjusqu’à255avecdeuxquartets.

L’encodage BCD a malgré tout sa raison d’être : il simplifie

certainesopérationsdanslescircuitsélectroniques.

Nousensavonsmaintenantassezsurlathéoriedel’afficheurLCD.Passonsàlapratique,encommençantparchoisirnotrecomposantprincipal.

Montaged’unécranLCDIlexistedenombreuxmodèlesd’afficheursLCDquifonctionnentàpartirdumêmecircuitélectroniqueHitachi.Lemodèleexactn’estpas important. L’essentiel est que ton afficheur comporte 2 lignesde 16 caractères. Ceci dit, s’il en offre plus, mes projetsfonctionnerontaussi.

Là où les choses se corsent, c’est que les afficheurs LCD sontprévuspresquetouspourrecevoirlavaleuràafficherenparallèle.Puisqu’uncodeASCIIestsurhuitbits,ilfautdonchuitbroches.Etce n’est pas tout !Voici tous les branchements à prévoir pour unécranLCD:

» huitfilspourleshuitbrochesdedonnées;

» deuxfilspourl’alimentation5VetGND;

» deuxautresfilspouralimenterlerétroéclairagede

l’écran;

» troisfilspourdessignauxdecommande;

» aumoinsunfilpourcontrôlerlecontraste.

Sijecomptebien,celafaitseizefilsàbrancherdontonzequivontoccuperdessortiesnumériquesdelacarteArduino.Autrementdit,ilneteresteensuiteplusquetroissortiesnumériquespourpiloterunautreappareil,ousimplementallumerdesdiodesLED.

Voici par exemple le circuit que j’avais prévu de te demander deconstruire.Onletrouveàenviron6ou7euros.Quandj’aivuquelemoduleenfichablecoûtaitmoinsde11euros,j’aichangéd’avis.Tuconstatesquelechantierétaitbienavancé:)

Figure11.8:Projetdecâblaged’unécranLCDnu(abandonné).

Ilyadeuxsolutionsàcessoucis:

1. TouslesécransLCDdecettegammesavent

fonctionnerendeuxtempsavecseulementquatre

brochesd’entréepourlesdonnées.Ilsuffitdese

mettred’accordavecleprogrammepourqu’ilenvoie

d’abordlepremierdemi-octet(unquartet),puisle

second.C’estunesortedeliaisonentreparallèleet

série.Ongagnequatrebroches.

2. L’autresolutionestradicale:elleconsisteàsouder

l’écranLCDsurunecartequipossèdelesmêmes

dimensionsquelacarteArduino.Cettecartefillesera

dotéesurledessousdubonnombredeconnecteurs

mâlespourpouvoirenficherlacartefillepar-dessusla

carteArduino,enquelquesortecommesielle

protégeaitsamère.C’estpourquoilescartes

d’extensionpourArduinoquis’enfichentpar-dessus

portentenanglaislenomshield,quisignifie

«bouclier».Latechniquedesdeuxdemi-octetsestbien

sûrconservée.

Labonnenouvelleestqueplusieursfabricants

proposentcegenredemodulepréconstruit.Iln’yaplus

qu’àlepayer,ledéballer,l’enficherettéléverserlebon

programme(avecunelibrairieappropriée,biensûr).

Personnellement, cela me déçoit un peu de ne plus pouvoir voirmon joli mikon. Mais cela offre un tel avantage par rapport aucâblaged’unspaghettidefilsquejemesuisfaituneraison.

Tuasdoncdeuxpossibilitésauniveauducomposantd’affichage:

» soitturéunisunécranLCDnu,unepelotedefilsetdu

courage;

» soittut’équipesd’unmoduleshieldécranLCD.

Je teconseille fortementcette secondesolution,et jevaismontrercommentmonterleprojetavecunmodèlebienprécisdecartefille:le module LCD de la société DFRobot sous la référenceDFR0009(Figure11.9).

Figure11.9:LacarteshieldDFR0009.

Cerise sur l’écran, cette carte est dotée, en plus de l’écran, d’unpotentiomètre pour régler la luminosité et de cinq boutons-poussoirs(plusunboutonReset)pourdenouveauxprojetsquejetelaisseimaginer!

Variantes ! Le circuit Toshiba HDC 44780 existe en versionjaponaiseUA00oueuropéenneUA02.Laseuledifférenceconcernela partie étendue des codes ASCII, c’est-à-dire les valeurssupérieuresà127.Ilyadanslaversionjaponaisetouteunesériedekana.

ImplantationdelacartefilleL’énorme avantage de la solution de la carte fille est qu’il n’y aaucunautrecomposantàajouter,etaucunfilàconnecter.N’est-cepasmagique?

1. Déballesoigneusementlacartedesonjoliemballage.

Tuvoisqueledessouscomportedenombreuses

broches.Ellesvonts’enficherdanslesconnecteursde

lacarteArduino.

2. PrendslacarteLCDpardeuxcôtésdansunemainet

lacarteArduinodansl’autre.Observel’espaceentreles

deuxcartes.Entenantlesdeuxcartesunpeudebiais,

positionnelapremièrebrocheLCDdanslepremier

trouArduinodechaquecôté(donclaA5/SCLetlaVCC

quiestau-dessusdelaDIGITAL0).N’appuiequ’àpeine.

Figure11.10:Insertiondelacarteshield.

3. Enfonceprogressivement,sansforcerlesdeux

rangéesdeconnecteurs,jusqu’àcequelesdeuxcartes

soientparallèles.Ilestnormalquelesdeuxderniers

contactsArduinocôtéDIGITALetcôtéANALOGIN

(côtépriseUSB)restentlibres.

4. Etvoilà!Lemontageestdéjàterminé.

Voyonssansplustardercequ’onpeuttirerdecetafficheur.

L’écranLCDutilise les septbrochesDIGITAL4à10ainsique labrocheanalogiqueA0.Ilnefautpasessayerdelesutiliserpourunautrecomposant.

Pourlestrèscourageux

Si tu veux câbler un écran LCD nu, voici l’essentiel des

branchements:

Signal Contact

del’écran

BrocheArduino

Vss 1 MasseGND

VDD 2 Positif5V

Contraste(VE) 3 Curseurdepotentiomètre

RegisterSelect 4 Digital8

Read/Write 5 MasseGND

Enable(E) 6 Digital9

DonnéeD4 11 Digital4

DonnéeD5 12 Digital5

DonnéeD6 13 Digital6

DonnéeD7 14 Digital7

Anode

Rétroéclairage

15 +5V

Cathode

Rétroéclairageà

16 MasseGND(Lesbroches15

et16sontparfois

part.)

Pour le réglage du rétroéclairage, il faut un potentiomètre

de10kohm.Uneborneau5V,uneborneàlamasseetlecurseur

àlabroche3del’écran.

KristaLiklebavardCommepremierprojetd’affichage,jeteproposedeprogresserendeuxétapes:

1. Affichagededeuxmessagesfixesoccupantlesdeux

lignes.

2. Affichagededeuxmessagesavecuneanimation.

AnalysonslaréponseAvant de coder, voyons s’il faut installer d’abord une librairiecomplémentaire.C’estun réflexeà adopter.Cet afficheurLCDestbasésurlecircuitleplusrépandu,leToshibaHDC44780.Tuserasdoncheureuxd’apprendreque la librairiequ’il fautaétéacceptéepar les créateursArduino comme librairie standard.Elle est doncinstalléedèsledépart.Vérifionscela.

1. Dansl’atelier,ouvrelemenuCroquis,puislesous-

menuInclureunebibliothèqueet,enfin,Gérerles

bibliothèques.Lafenêtredegestionapparaît.

2. Danslazonederechercheenhautàdroite,cliquepuis

saisislespremièreslettresdeLiquid.Lalistese

restreint(Figure11.11).

Figure11.11:LalibrairieLiquidCrystalestbieninstallée.

Normalement,lalibrairiequ’ilnousfautest

mentionnée.SonnomexactestLiquidCrystal.Elle

estindiquéecommedetypeBuilt-In(interne),ce

quiconfirmequ’elleestprésented’office.

Nouspouvonsdoncyfaireréférencedansnostextes

sourcesparunedirective#include.

LesfonctionsessentiellesPourexploiterunafficheurLCDàdeuxlignes,nousavonsbesoindepouvoirfairetroisopérations:

» Choisiroùafficherleoulesprochainscaractèresen

positionnantlecurseur(invisiblenormalement).Nous

utiliseronslafonction,pardon,laméthoded’objet

nomméesetCursor().

» Demanderl’affichaged’untexte,unouplusieurs

caractèresàlafois,avecprint().

» Effacertoutl’écran,avecclear().

Puisquelalibrairieestorientéeobjets,nousallonscommencerparcréer un objet à partir de la classe prédéfinie. Ici, elle se nommeLiquidCrystal, tout simplement.Pour l’objet, restons sobres :ceseralcd.

Lestroisméthodesserontbiensûrqualifiéesparlenomdel’objetquilespossède,commedanslcd.setCursor().

RédactiondeKristaLik1Commetusaislefairemaintenant,saisisletextesourcesuivantoubien charge-ledepuis le dossier des exemplesdu livre. Il porte lenomsuivant:

CH11A_KristaLiq1

Listing11.1:TextesourcedeKristaLik1

//KristaLiq1

//OEN170331

#include<LiquidCrystal.h>

LiquidCrystallcd(8,9,4,5,6,7);

voidsetup(){

lcd.begin(16,2);

}

voidloop(){

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Salut,Arduikidz!");

delay(900);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("Cavatibien?");

delay(900);

lcd.clear();

}

//BONUS

voidtest(){

for(inti=128;i<256;i++){

lcd.print(char(i));

delay(100);

}

}

VisiteguidéeLacréationdel’objetnommélcd(soninstanciation)estclassique.Nous indiquonssixnumérosdebrochesenparamètres. Ici,pasderisque de se tromper puisque tu n’as rien câblé ! La lecture desparamètrestepermetdeconfirmerquellesbrochesnepeuventplusserviràautrechose.

LiquidCrystallcd(8,9,4,5,6,7);

Unechoseàmémoriserestlasyntaxedupositionnementdecurseur.Lesparamètressontlessuivants:

lcd.setCursor(colonne,ligne);

Lenumérodelignenepeutêtrequesoit0,soit1,puisqu’oncompteàpartir de0. Je trouve illogique l’ordredesdeuxparamètres.Ondevraitd’abordchoisirlaligne,puislacolonne.Qu’enpenses-tu?

J’ai laissé une routine en bonus. Pour la faire tourner, ajoute unappelverstest()dans laboucleprincipale.Danscette fonction(ici,cen’estpasuneméthode),jedemanded’afficherlaconversionen type charde la valeur fournie. Vois ce qui se passe quand tuenlèvesletype(quidevienticiuntranstypeur).

TestduprojetRelis-toi et téléverse. Tu dois voir tes deux premiers messages(Figure11.12).

Figure11.12:Kristalik1enpleineaction.

Uncoupjetevois,uncoupjenetevoispas

Une petite astuce. Insère les trois instructions suivantes

n’importe où dans la fonction principale pour masquer et

réafficher ce qui est actuellement présenté à l’écran. Cette

opérationnechangerienaucontenu.

lcd.noDisplay();

delay(900);

lcd.Display();

Dans une boucle de répétition, cela permet de faire clignoter

l’affichage,parexemplepourattirerl’attention.

Dudessin?Non,dutexteaniméVoiciunevarianteduprojetquiaffichelesmessagesuncaractèreàlafois,commeavecuneffetdedéroulé.

Lefichiersourceportelenomsuivant:

CH11A_KristaLiq2

Listing11.2:TextesourcedeKristaLik2

//KristaLiq2

//OEN170331

#include<LiquidCrystal.h>

#defineLIG10

#defineLIG21

LiquidCrystallcd(8,9,4,5,6,7);

chartcMsg[2][17]={"Jesuislemikon",

"M'entends-tu?"};//

!

voidsetup(){

lcd.begin(16,2);

}

voidloop(){

lcd.setCursor(0,LIG1);

lcd.print(tcMsg[0]);//!

matrixer(1);

delay(2000);

lcd.setCursor(0,LIG2);

lcd.print(tcMsg[1]);

matrixer(0);

delay(2000);

}

voidmatrixer(booleansens){

for(byteyTour=0;yTour<16;yTour++)

{

lcd.setCursor(yTour,(sens?LIG1:LIG2));

//!

lcd.print("");

lcd.setCursor(yTour,(sens?LIG2:LIG1));

lcd.print(tcMsg[sens][yTour]);

delay(100);

}

}

Jedéclareuntableaudedeuxchaînesdecaractèresavecunecasedeplusquelalongueurmaximale.Pourquoi?Pourpouvoirstockerlecaractèrespécialquimarquelafind’unechaîneenlangageC.C’estlavaleur0.Onappelleceschaînesdeschaînesàzéroterminal.

chartcMsg[2][17]={"Jesuislemikon",

"M'entends-tu?"};

Pour afficher chaque chaîne, j’indique seulement l’indiceapproprié:

lcd.print(tcMsg[0]);

Dans la fonction matrixer(), j’utilise à nouveau l’opérateurternaire:

lcd.setCursor(yTour,(sens?LIG1:LIG2));

//!

LesecondparamètreseraégalàLIG1sisensestdifférentde0,etàLIG2s’ilestnul.

Pouraccéderunàunauxcaractèresd’unechaîne,j’utiliseledoubleindice:

lcd.print(tcMsg[sens][yTour]);

Lanceuntest.Tuvoisquechaquecaractèredelanouvellelignefaitdisparaîtreceluidel’autreligne.

Figure11.13:KristaLik2aumilieudesesaffichages.

KristAlpha,passibêteVoyons maintenant comment produire de l’affichage de façonentièrementnumérique,doncàpartirdescodesdecaractères.Nousallons afficher tout l’alphabet en majuscules et en minuscules, etmêmequelqueschiffresetsignesdeponctuation.

Lefichiersourceportelenomsuivant:

CH11B_KristAlpha

Listing11.3:TextesourcedeKristAlpha

//KristAlpha

//OEN170331

#include<LiquidCrystal.h>

#defineLIG10

#defineLIG21

#defineADEB65

#defineAFIN97

LiquidCrystallcd(8,9,4,5,6,7);

voidsetup(){

lcd.begin(16,2);

Serial.begin(9600);

analogWrite(10,200);//RÉTROÉCLAIRAGE

}

voidloop(){

alphabetiser(0);

delay(1000);

lcd.clear();

alphabetiser(32);

delay(1000);

lcd.clear();

alphabetiser(-32);

delay(1000);

lcd.clear();

}

voidalphabetiser(byteySaut){

byteligne=0;

bytecol=0;

for(byteyTour=ADEB;yTour<AFIN;

yTour++){

lcd.setCursor(col++,ligne);

lcd.print(char(yTour+ySaut));

if(yTour==ADEB+15){

ligne++;

col=0;

}

delay(200);

}

}

L’appelsuivantpermetdecontrôlerlaluminositédel’écran:

analogWrite(10,200);//RÉTROECLAIRAGE

Dans la fonction alphabetiser(), une boucle affiche lescaractères de toute une plage de codes ASCII. Je prends soin depasserenligne2auboutde16positions.

Téléverseetteste.Tudoisvoirleslettresenmajuscules,lesmêmesenminuscules,puisdessignesetdeschiffres.

Figure11.14:KristAlphaconnaîtlesminuscules!

Essaye de voir ce qui se passe quand tu définis une plage tropgrande, donc avec plus de caractères que la place disponible surl’afficheur(32).

KristaProverbe,qu’onseledise!

Je t’invite maintenant à une sorte de jeu du cadavre exquis. Leprogrammevacombinerpartirageausortledébutd’unephraseàlafind’uneautre.

Bien sûr, nous allons déclarer une foule de chaînes de texte quiservirontdematièrepremière.

Lefichiersourceportelenomsuivant:

CH11C_KristaProverbe

Listing11.4:TextesourcedeKristaProverbe

//KristaProverbe

//OEN170331

#include<LiquidCrystal.h>

#defineLIG10

#defineLIG21

LiquidCrystallcd(8,9,4,5,6,7);

#defineMAXSUJ11

chartcSujet[MAXSUJ][17]={

"Nefaispas",

"N'oubliepas",

"Neregardepas",

"Nepensepas",

"Neracontepas",

"Raconteleur",

"Ignoredonc",

"Neniepas",

"Nedoutepasde",

"Nedispas",

"Croisvraiment"};

#defineMAXOBJ10

chartcObjet[MAXOBJ][17]={

"cequejefais.",

"cequejevois.",

"cequej'aime.",

"cequejedis.",

"cequejecrois.",

"cequejepense.",

"cequetupenses",

"cequetufais.",

"cequ'ilsfont.",

"n'importequoi."};

bytebHasaS,bHasaO=0;

byteyPrecSuj,yPrecObj=0;

voidsetup(){

lcd.begin(16,2);

Serial.begin(9600);

randomSeed(analogRead(1));

}

voidloop(){

bHasaS=tirerAuSort(yPrecSuj,MAXSUJ);

yPrecSuj=bHasaS;

bHasaO=tirerAuSort(yPrecObj,MAXOBJ);

yPrecObj=bHasaO;

derouler(bHasaS,bHasaO);

delay(1000);

lcd.clear();

Serial.print("Sujet:");

Serial.print(bHasaS);

Serial.print("Objet:");

Serial.println(bHasaO);

}

bytetirerAuSort(byteprec,byteplafond){

bytebNbr;

bNbr=random(0,plafond);

while(bNbr==prec){

Serial.print(bNbr);

bNbr=random(0,plafond);

}

return(bNbr);

}

voidderouler(byteyChoiS,byteyChoiO){

byteyTour=0;

lcd.setCursor(0,LIG1);

for(yTour=0;yTour<16;yTour++){

lcd.print(tcSujet[yChoiS][yTour]);

delay(50);

}

delay(500);

lcd.setCursor(0,LIG2);

for(yTour=0;yTour<16;yTour++){

lcd.print(tcObjet[yChoiO][yTour]);

delay(100);

}

delay(200);

}

Enlisantlecodesourcelentement,tunedoispasavoirdesurprises.Quelquesremarquescependant:

randomSeed(analogRead(1));

Ici,nousutilisonslafonctionstandardquiremélangeleschiffresdugénérateur de nombresrandom() afin que le tirage soit moinsrépétitif. Comme valeur, nous lisons ce qui traîne sur une brocheanalogiqueflottante.

Nousréutilisonsunefonctiondetirageausortdédoublonnantequenous avons déjà rencontrée dans le Chapitre 7, dans l’exemplebonusCH07B_Devinum2.

Laséried’affichagesdemiseaupointvers leMoniteursériepeutêtresupprimée.Elletemontrequ’encasdetiragedumêmenombre,ilyaretirage.

Figure11.15:Unproverbesynthétique.

Lance un téléversement et regarde le mikon s’essayer à l’art del’écriture.Ilyaplusdecentcombinaisonspossibles.Certainessontétranges, d’autres fendantes. Tu peux en ajouter à ta guise, maisn’oublie pas d’augmenter les indices des tableaux MAXSUJ etMAXOBJenconséquence!

N’hésite pas à varier la durée d’affichage. Tu peux, par exemple,garderlamêmephraseaffichéependantuneminuteavec:

delay(60000);

Revenonsàunprojetàusagepratiquegrâceàunautrecomposant:lemoduled’horloge.

Est-cequeletempsvieillit?Lemikon sait compter le temps qui passe.Nous nous en sommesservis avec la fonction millis() qui renvoie le nombre desecondesécouléesdepuislamisesoustensiondelacarte.

Le problème, c’est que le mikon (c’est un comble) n’a pas demémoire au sens où il perd l’heure quand son alimentation estinterrompue.

Pourdisposerdel’heuresansdevoirlarégleràchaquedémarrage,et pour avoir au passage aussi la date année/mois/jour, il faut uncircuitspécialisé.OndésignecegenredecircuitsouslenomRTC,Real-TimeClockouhorlogetempsréel.

Un des circuits d’horloge les moins chers porte la référenceDS1307. Il se dérègle un peu au cours du temps (de quelquesminutesparmois),maisc’est largementsupportable.Pourentirerprofit, il faut luiajouterquelques résistanceset, surtout,uncristaldequartz,commelemikon.

Plutôtquedeselancerdanslacréationdumontage,jeteproposedechercherdanslecommerceunmoduled’horlogepréfabriquébasésur le DS1307. Il en existe de nombreux modèles. Voici lesquestionsà teposerpourque toncircuitsoitcompatibleavecmesexemples:

1. Lecircuitd’horlogedoitêtreunDS1307.

LecircuitDS3231estbeaucoupplusprécis,car

compenséentempérature,maisilestpluscher.

2. LasortiedoitêtredetypeI2C(surdeuxbrochesSCLet

SDA).

3. Lemoduledoitcomportersurl’autrefaceunporte-pile

pourrecevoirunepileenformedejeton

CR2032(tensionde3,6V).

4. Sipossible,lesbrochesdeconnexiondoiventêtredéjà

soudéesoubienunconnecteurfemelledoitêtre

présent.

Pour ce livre, j’ai utilisé lemodèle TinyRTC (Figure 11.16). Lescomposants sont sur une face et le porte-pile sur l’autre. Tu peuxvoir les contacts de connexion. Les broches n’étaient pas soudéeslorsdel’achatsurcemodèle.

Figure11.16:LemodulehorlogeTinyRTCbasésurlecircuitdu1307.

MontageIl n’y a aucun composant supplémentaire à prévoir. Comme lecircuitestminuscule, il fautnéanmoins lefixerquelquepart.Pour

le mien, j’ai enfiché le module dans un coin d’une petite plaqued’essai.Celasupposequelesbrochesdesortiesontsoudées.

Situnepeuxpasfairesouderlesquatrecontacts,iltefautfixerlecircuit surun support,par exempleavecde l’adhésif,puisutiliserl’astuce (pas très glorieuse) indiquée dans le projet Sonner duChapitre9pourfairelesconnexions.

Maisavantd’enficheroudefixerlaplaque,mieuxvautinstallerlapile boutonCR2032 car elle se trouve dessous. Le + doit être ducôtérestantvisible.

Quatre broches seulement sont à connecter. Les autres peuventresterinutilisées:

» lesdeuxbrocheshabituellespourl’alimentation:GND

(parfoismarquéeVss)et5V(marquéeparfoisVcc);

» lesdeuxbrochespourledialogueI2C:SDAetSCL.

Un des avantages de la carte fille de l’écran est que plusieursconnexionsdelacarteArduinosontremontéesetdoncdisponiblespartraverséesurlacarteécran.

Observelecoinenbasàdroitedelacarteécran:tuyretrouveslesbrochesdesentréesanalogiques.LeprotocoleI2Cutilisejustementles deux dernières,A4 etA5.Pour plus de confort, le fabricant aprévu pour chaque broche analogique une paire de brochesd’alimentation.Tupeuxainsirassemblerlesquatrearrivéesdefilsdumodulehorlogedanscecoindelacarte(Figure11.17).

Figure11.17:Lemodulehorlogefixéetconnecté.

Voicilesdeuxbranchementspourlesdonnées:

» LefilquivientdelabrochededonnéesSDAducircuit

horlogeestàbrancherdanslapriseanalogiqueA4.

» Lefilquivientdelabroched’horlogeSCLducircuit

horlogeestàbrancherdanslapriseanalogiqueA5.

Jenetefaispasl’affrontdeterappelerqu’ilfautcommed’habitudebrancher lesdeuxautresfilspouralimenter lemoduleenénergie,soitle5VetlamasseGND.

Etc’esttout.Passonsàl’installationdelalibrairiequivasimplifierl’utilisationdumodulehorloge.

InstallationdelalibrairiePlusieurs librairies sontdisponiblespourgéreruncircuithorlogeDS1307.Toutesdéfinissentaumoinsuneclassequipermetdecréerunobjetdetypetemps.Cetobjetsaitfourniràlademandeladateet

l’heure actuelles. Il suffit d’appeler la méthode appropriée del’objet.

Lalibrairiequ’ilnousfautportelenomRTClib.

1. Démarrel’atelierArduinosinécessaire.Ouvrelemenu

Croquis,puislesous-menuInclureunebibliothèque

et,enfin,Gérerlesbibliothèques.Lafenêtrede

gestionapparaît.

2. Danslazonederechercheenhautàdroite,cliquepuis

saisislespremièreslettresdeRTC.Plusieurslibrairies

sontproposées(Figure11.18).

Figure11.18:InstallationdelalibrairieRTClib.

3. SélectionnelalibrairieportantlenomRTClibby

AdafruitetcliqueàdroitesonboutonInstaller.

Avantderéalisernotreprojet,ilfautprocéderàunpremierréglagedel’horlogeenfaisantexécuterunprogrammedédié.

Réglagedel’horlogeLecircuitdoitêtresynchroniséavecladateetl’heureréellesdetonlieu de vie. Je suppose que ton ordinateur est correctement réglé,carc’estdeluiquenousallonsfairerécupérerlesvaleursaumoyend’unpetit programmeque tu n’auras à exécuter qu’une fois aprèschaquechangementde lapile (etencore).Et lapiledureplusieursannées.

Ce programmeutilitaire est livré avec la librairie, parmi d’autresexemples.

1. Dansl’atelier,ouvrelemenuFichier,lesous-menu

Exemples,puislacatégorieRTClibquiadûapparaître

toutenbas.Lesquelquesexemplessontlistés.

2. Sélectionneceluiportantlenomexactds1307tout

court.

3. Letextesourceapparaît.Enleparcourant,tuvoisqu’il

vaafficherbeaucoupdechosesdansleMoniteursérie.

Lesouci,c’estquelavitessededialogueestrégléeà

57600baudsaulieudes9600quinoussuffiraient

amplement.

Situnecoordonnespaslesvitesses,lamiseàl’heure

ducircuitseferatoutdemême,maistunepourras

rienlireàl’écran.

4. Situveuxpouvoirlirelesaffichages,soitturèglesla

vitessedanslafenêtreduMoniteursérieà57600,soit

tumodifiesleprogramme.

Jeconseilledenepastoucheràlavitessedansle

moniteur,d’autantquenousauronsuneautreretouche

àappliqueraucodesource.

5. Danslapremièrelignedelafonctionsetup(),

remplacececi:

Serial.begin(57600);

parceci:

Serial.begin(9600);

6. Sauvegardetaversionretouchéedutextesource

ds1307sousunnombienàtoi.J’aifournilaversion

modifiée,ettraduite,tantqu’onyest,dansles

exemplessouslenomCH11C_ds1307.

7. Lanceuntéléversement/exécutionetouvrelafenêtre

duMoniteursérie.

Nesoitpastroppressépourouvrirlafenêtre.Attends

queletéléversementsoitterminé;sinon,tuvascréer

unconflitd’accèsàlaliaisonUSB.

Letempsd’ouvrirlesyeuxetlecircuitds1307estdéjà

synchronisé!Enrevanche,situlisbienlesdates

affichéesetlapromessed’uncommentairedutexte

source,tudevraisrepérerunpetitsouci.

Bonsang,maisc’estbiensûr!Voyonslecommentaireaudébutdusecondgrosblocd’instructionsd’affichage:

//calculateadatewhichis7daysand30

secondsintothefuture

Si je traduisbien, il indiquequenousallons calculer ladatequ’ilseradans7jourset30secondes.Si tucalculesdetête, tuvasvoirquecen’estpasbon.Kézaco?

Figure11.19:Lecalculdeladatefutureestbizarre…

Le calcul se fait dans l’instruction suivante. Elle crée un secondobjet de type date/heure en le réglant avec la date actuelleaugmentée de ce que renvoie la méthode TimeSpan(). Et cetteméthodeabesoindequatreparamètresd’entrée:

DateTimefuture(now+TimeSpan(7,12,30,6));

Cesvaleurs7,12,30,6tedisentquelquechose.Le7estsansdoutepour le nombre de jours. Mais le 12 ? Et si le 30 est pour les

secondes,àquoicorrespondle6?

Autravail,inspecteurMinute!Onpasseenmodedébogage.Tusaisque les librairies complémentaires sont stockées dans le sous-dossier libraries de ton dossier de travail Arduino ? Parexemple,surmamachine,c’estdansMesdocuments,enréalitéici:

C:\Users\ton_nom\Documents\Arduino\libraries\RTClib

Dans ce dossier, nous trouvons le fameux fichier d’en-tête(extension.h)quiestcitédansletextesource:

#include"RTClib.h"

Si j’ouvre ce fichier dans un éditeur (pas un traitement de texte,STP!NotePad++estgratuitetexcellent),jepeuxfairechercherlaméthodepoursavoircommentelledoitêtreappelée.Onparleaussidesignaturedeméthode.Voicicequejetrouve:

Figure11.20:DéclarationdelaméthodeTimeSpan().

Oui, il y a plusieurs déclarations pour la même méthode, maisexpliquercelanousmèneraitvraimentàplusde500pages.Regardelalignesélectionnée:

TimeSpan(int16_tdays,int8_thours,int8_t

minutes,int8_tseconds);

D’accord.Ilfautindiquerdansl’ordrelejour,l’heure,laminuteetlasecondededécalage.L’exempledemandedoncd’avancerdansletemps de 7 jours, 12 heures, 30 minutes et 6 secondes, pasde7jourset30secondes!

OnsepermetdecorrigerunexempleArduino?Allons-y.

1. Resauvegardetontextesourceparprécaution.

2. Modifiealorsl’appelàTimeSpan()commececi:

DateTimefuture(now+TimeSpan(7,0,0,30)

);

3. Compile,téléverseetouvreleMoniteursérie.Toutva

mieux,non?

Figure11.21:Messagesderéglageducircuithorloge.

Etmaintenant,unprojet.NousallonscombinernotreécranLCDetle module RTC (amusants, tous ces acronymes, quand on lesconnaît).

LeprojetTokanteQuiditnouvelleclasse,ditnouvelobjet.

Ici,nousavonsmêmedeuxnouveauxobjetsà instancier.Endébutde code source, nous créons l’objet principal qui va incarner lecircuithorloge:

RTC_DS1307rtc;

Danslaboucleprincipale,nouscréonsàrépétitionunobjetdetypedate/heure:

DateTimeoDaH=rtc.now();

Nous répétons la création puisqu’il faut redemander l’heure sanscesse.C’esténervant,cetempsquichangesanscesse,non?:)

Lasuitevaconsisteràextraireunparunles«morceaux»dedateetd’heuredecetobjet.

Tu remarques la petite astuce pour parer à l’absence du zéro desdizainespourlesvaleursde0à9:

yMois=oDaH.month();

if(yMois<10)lcd.print('0');

lcd.print(yMois,DEC);

Commeiln’yaqu’uneinstructiondansleblocconditionnel,jemepassedesaccolades.

Le reste du programme est classique, si tu as lu ce livre dansl’ordre. On peut noter que les jours de semaine commencent ledimanche, à lamanière anglo-saxonne (le dimanche correspond àl’indice0dansletableaudesnomsdejours).

Listing11.5:TextesourcedeTokante

//Tokante

//OEN170331

#include<LiquidCrystal.h>

#include<RTClib.h>

#defineLIG10

#defineLIG21

LiquidCrystallcd(8,9,4,5,6,7);

RTC_DS1307rtc;

constbyteRETROECL=10;

charjourSemaine[7][5]={"Dim.","Lun.",

"Mar.","Mer.",

"Jeu.","Ven.",

"Sam."};

byteyMois,yJour,yH,yM,yS;

voidsetup(){

lcd.begin(16,2);

Serial.begin(9600);

if(!rtc.begin()){

lcd.println("ModuleRTCintrouvable!");

while(1);

}

}

voidloop(){

DateTimeoDaH=rtc.now();

lcd.setCursor(0,LIG1);

lcd.print(oDaH.year(),DEC);

lcd.print('/');

yMois=oDaH.month();

if(yMois<10)lcd.print('0');

lcd.print(yMois,DEC);

lcd.print('/');

yJour=oDaH.day();

if(yJour<10)lcd.print('0');

lcd.print(yJour,DEC);

lcd.print("");

lcd.print(jourSemaine[oDaH.dayOfTheWeek()]);

lcd.setCursor(4,LIG2);

yH=oDaH.hour();

if(yH<10)lcd.print('0');

lcd.print(oDaH.hour(),DEC);

lcd.print(':');

yM=oDaH.minute();

if(yM<10)lcd.print('0');

lcd.print(oDaH.minute(),DEC);

lcd.print(':');

yS=oDaH.second();

if(yS<10)lcd.print('0');

lcd.print(oDaH.second(),DEC);

delay(1000);

//lcd.clear();

}

Allez,ontéléverseetonregardelejoliafficheurLCD.Tusaiscréerunehorloge(Figure11.22).

Si tu vois s’afficher un avertissement (warning) pendant lacompilation,pasdesouci,d’autantqu’ilneconcernepastonprojet,maislalibrairie.UnjeunePadawannevapastenterdevoircequ’ilfaudraitcorrigerdansletextesourced’unelibrairie.

Figure11.22:TonhorlogeArduino.

Pour clore le chapitre, je te propose une variante qui permet degérerunautrefuseauhoraire.

Listing11.6:VariationTokanteFuzo(extraits)

//TokanteFuzoExtraits

//Jerajoutetroislignesendébutdetexte

:

#defineFUZO6

//AJOUT

#defineVILLE"BEIJING"

//MAX7car.!

charTokyo[]={196,179,183,174,179};//

AJOUT

//...

//...

//...

//Lanouvellefonctionenfindeprogramme

:

voidafficherHeure(DateTimeDT,bytepays){

yH=DT.hour();

yH+=pays;//AJOUT

//Testersi>23=>-24

if(yH>23)yH-=24;//AJOUT

if(yH<10)lcd.print('0');

lcd.print(yH,DEC);

lcd.print(':');

yM=DT.minute();

if(yM<10)lcd.print('0');

lcd.print(yM,DEC);

lcd.print(':');

yS=DT.second();

if(yS<10)lcd.print('0');

lcd.print(yS,DEC);

if(FUZO){//AJOUT

lcd.print("");

if(FUZO==7)lcd.print(Tokyo);else

lcd.print(VILLE);

}

}

Par rapportà laversiondebase, j’ai faitunpeudeménage.Cetteopération se nomme la refactorisation. Au lieu d’une longuefonctionprincipale,j’aidistribuéletravailentretroisroutinesquelafonctionappelletouràtour.C’estpluslisible.

En début de texte, j’ai défini la constante FUZO que tu peuxmodifierpourchangerdepays.Quandellevaut7,j’affichelenomdeTokyo enkana.Quand elle vaut autre choseque0, j’affiche lenomdelavilledéfinidanslalignesuivante.

On téléverse et on regarde. Tu remarques un test au début deafficherHeure(). En effet, s’il est 23 heures à Paris, enajoutant 7 heures, on a bien l’heure au Japon, mais l’affichageindique30!Voilàpourquoiilfautsoustraire24.

Figure11.23:Unfuseauhoraireorientaletdescaractèresjaponais!

Du fait que le module afficheur est doté de cinq boutonsprogrammables, une extension du projet consisterait à détecter unouplusieursdecesboutonspour,parexemple,passerd’unfuseauàunautre.Saurais-tut’ensortirsansexplications?Jedonneraipeut-être la solutionavec le fichierarchivedesexemples sur le sitedel’éditeur.

Lesboutonsdel’afficheurDFR0009

Cemoduleutiliseuneastucepourne consommerqu’une seule

brocheanalogiquedumikon, labrocheA0 (ou14). Lesboutons

sontreliésàdesrésistancesdevaleurcroissante,cequipermet

delesdistinguerenmesurantlavaleurconvertie:

if(iValAna>1000)returnbtnNONE;

if(iValAna<50)returnbtnRIGHT;

if(iValAna<250)returnbtnUP;

if(iValAna<450)returnbtnDOWN;

if(iValAna<650)returnbtnLEFT;

if(iValAna<850)returnbtnSELECT;

if(adc_key_in<850)returnbtnSELECT;

Grâceàreturn,dèsqu’untestréussit,onquitte lafonction

avecl’identifiantdubouton.Tuensaisassezpourt’éclater!

Installeunblocswitchoùilfautetl’affaireestdanslesac.

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsvu:

» lesdifférentstypesd’afficheurs;

» l’exploitationd’unafficheurLCDalphanumérique;

» quelquesjongleriesavecdeschaînesdecaractères;

» larecherchedescausesd’unpetitsouci;

» lacréationd’unehorlogetempsréel.

A

Chapitre12Unpeud’échologie

AUMENUDECECHAPITRE:

» Lemondedessonsqu’onn’entendpas

» Palperl’environnement

» Uninstrumentbizarre

prèsavoir faitunpeude littératuredans lesprécédentsprojets,retournons à ce vaste domainequi est celui des ondes.Qu’ellesoit électromagnétique ou acoustique, une onde permet de

transporter de l’information. Et l’information, c’est la matièrepremièredetoutordinateur!

Nousavonsapprisàcontrôler:

» desondeslumineuses;

» desondesinfrarouges;

» desondesacoustiques.

Pour ces dernières, ce n’étaient que des ondes audibles par leshumains.Demêmequel’ondécouvreàpeinequellesformesdevienous attendent au fond des gouffres océaniques, on commence àpeineàaborderlevastemondedesultrasons.

Moi,jedisouïe!

Peut-onvoirlesyeuxfermés?Oui,avecsesoreilles!C’estcequefontdenombreusesespècesanimales,àcommencerbiensûrparleschauves-souris.Cepetitmammifèreémetdetrèscourtesimpulsionsàdes fréquencesallant jusqu’à100kHz,soitcinq foisplusque laplus aiguë des notes que peut entendre un (jeune) humain. Tudevinesquelachauve-sourisestpasséemaîtredansl’utilisationdece sonar, car c’est ce qui lui permet denepasmourir de faimenattrapantdesinsectesenpleinvoletparunenuitd’encre.

D’ailleurs, certains insectes auraient développédes capacités pourpercevoirces impulsionsafindechangerde trajectoireauderniermoment.Pasbêtes,lespetitesbêtes!

L’acronyme sonar signifie SoundNavigation And Ranging, enfrançais « navigation et mesure de distance par le son » . Leprincipeestquasimentlemêmequeceluiduradar,saufqueleradarutilisedesondesradioélectriques.

Les mammifères marins vont encore plus haut que notre Batmandans les aigus : le marsouin monte jusqu’à 150 kHz. Tous lescétacés se servent des ultrasons pour communiquer sur de trèslonguesdistances,carlesonsepropagetrèsbiendansl’eau.

Plusprèsdenous,noschiensentendentjusqu’à40kHzetnoschats,jusqu’à60kHz.

Les montages de ce livre qui émettent des sons utilisent un haut-parleurbonmarché. Il ne risquepasdedevenir capabled’émettredessonsaussiaigus.

Figure12.1:Quelquesanimauxultrasoniques.

L’humain a bien compris l’intérêt des ultrasons. Depuis plusieursdizaines d’années, les futures mamans passent des échographies.Lessous-marinsutilisentunsonarpourrepérerleursennemis.Lesindustriels font des contrôles non destructifs en envoyant desultrasonsdansdumétalpourvoirs’ilcachedesdéfauts.Ilexisteraitmêmedescanonsmilitairesàultrasons.

De façon moins belliqueuse, l’utilisation la plus répandue desultrasonsconsisteàfairedelatélémétrie,c’est-à-diredelamesurededistance.Voyonscommentcréernotrepropretélémètre.

Toncapteurd’ultrasonsPourmesurerunedistance, il fautémettreune impulsiondansunefréquence ultrasonore puis se tenir prêt à réceptionner l’écho quirebonditsurl’obstacle.Ilfautdoncunémetteuretunrécepteur.

FonctionnementVoicid’abordleprincipedelatélémétrieàultrasons(Figure12.2).

Figure12.2:Principedusonar.

Choseincroyable,tupeuxacquérirtonpropreémetteur/récepteuràultrasons pour quelques euros.Voici lemodèle que je te proposed’apprendreàcontrôler(Figure12.3).

Figure12.3:LecapteurHC-SR05.

Comme pour d’autres capteurs des chapitres précédents, il y a uncôtépourlapartiecapteurproprementdite(ilyenamêmedeuxici)etuncôtépourlecircuitdecontrôle.

LemodèleHC-SR05offrecinqbrochesdesortie.LeSR04enaunedemoins,maisrestecompatible.Sionmetdecôtélesdeuxbrochesdel’alimentation(lesfilsrougeetnoir),ilenrestetrois:

» labrochemarquéeTNG(quidevraits’écrireTRGselon

moi,pourTrigger,puisqu’ellesertàémettre

l’impulsion);

» labrochemarquéeECHOquisertàrecevoirl’écho

aprèslerebondsurl’obstacle;

» unetroisièmebrochemarquéeOUTdontnousne

nousservonspasdanscelivre.

Je suis persuadé que la mention TNG est le fruit d’une faute defrappechezlefabricant.

Laséquencedecommandeducapteurestlasuivante:

» Ildoitrecevoiruneimpulsiond’aumoinsdix

microsecondessursabrocheTRG,cequiactivele

modedétection.

» Lemoduleémetalorshuitondescarrées(haut/bas)

à40kHzetattendleretourdel’écho.

» Lorsquel’échorevient,labrocheECHObasculedans

l’étathautetyresteautantdetempsqu’ils’estécoulé

entrel’envoietleretour.

» Ilneresteplus,danstonprogramme,qu’àmesurerce

nombredemicrosecondesensurveillantle

changementd’étatdecettebroche.

Le montage ne va donc pas être bien compliqué. C’est plutôt auniveaude la durée d’exécutiondes instructions qu’il faudra restervigilant.Procédonsdoncaumontage.

MontagedeTelemasterDeux possibilités te sont offertes selon que tu as ou pas déjàdémontél’afficheurLCDduprécédentprojet.

Montagesansl’afficheurSi l’afficheur n’est pas installé sur la carte Arduino, il suffit deréaliserlesbranchementssuivants:

1. Insèrelescinqbrochesducapteurdanscinqrangées

d’uneplaqued’essai.

Organise-toipourquelesdeuxcylindresducapteur

soientdirigésversl’extérieurdelaplaqueafinquerien

negêneletrajetdel’impulsion.

2. Brancheunfilrougeentrele5V(VCC)ducapteuret

le5VdelacarteArduino.

3. BrancheunfilnoirentrelamasseGNDducapteuret

l’unedecellesdelacarte.

4. Brancheunfilblanc,jauneouvertentrelabroche

d’émissionTNGetlabrochenumérique11delacarte.

5. Brancheunfild’uneautrecouleurentrelabroche

ECHOducapteuretlabroche12delacarte.

Lemontageestterminé.

MontageaveclacarteshieldAfficheurLCDSi la carte fille de l’afficheur est toujours en place, lesbranchementssontlessuivants:

1. Branchelesdeuxfilsd’alimentation5VetGNDoùtu

veuxsurlacarteLCD.Ilyapleindecontacts

disponibles.

2. BranchelabrocheTNGàlabrocheD11quiest

rapportéeenhautdelacartefille.Notequeles

numérosdesbrochesduconnecteurmâlenesontpas

dansl’alignementverticaldesbrochesdelacartemère

Arduino.Sers-toiduschémaillustréàlaFigure12.4.

Figure12.4:Branchementducapteuràl’afficheur.

3. BrancheenfinlabrocheECHOsurlabroche

numériqueD12del’afficheurLCD.

Figure12.5:LemontagedeTelemasterLCD.

Passonsmaintenantaucodage.

RédactiondutextesourcedeTelemasterPourexploiter l’émetteur/récepteuràultrasons, ilsuffitd’écrirelamécaniquequicorrespondauprincipequej’aiindiquéplushaut.

Troisétapessontnécessaires:

1. Émissiond’uneimpulsiontrèscourte,icide10µs.

2. Activationd’unefonctionquivasemettreàl’écoutedu

retourdel’échoendémarrantunchronomètre.

3. Calculdudélaideretourdel’écho.Onobtientainsi

unevaleurenmicrosecondes.

Dansl’air,l’ondesonoresedéplaceàenviron340m/s.C’estpourcette raison que tu vois éclater les feux d’artifice avant de lesentendre.

Un simple calcul permet de trouver que le son avance de 1 cmen29µs.Ilneresteplusqu’àdiviserlenombredemicrosecondesqu’il a fallu pour recevoir l’écho par cette valeur. Il ne faut pasoublier de multiplier la mesure par deux parce que nous avonschronométré le temps de l’aller et du retour.La distance est doncégaleàlamoitiédecettedurée.

Il n’y aqu’une seulenouvelle fonctionquenous allonsdécouvrirdansletextesourcequisuit.Ils’agitdepulseIn().

fDistance=pulseIn(brRetourEcho,HIGH);

Son premier paramètre est le numéro de la broche de retour del’écho;lesecondparamètreestl’étatqu’ilfautsurveiller.

Dans notre exemple, nous lui demandons de surveiller l’état haut(HIGH)decettebroche.Celasignifiequelafonctionvasemettreen

attente jusqu’à détecter le passage de l’état bas à l’état haut. À cemoment,ellevacommenceràfairetournersonchronomètrepourl’arrêterquandlabrocheredescendraàl’étatbas.

J’aichoisiunevariableàvirguleflottantepourstockerladistanceavecletypefloat.

floatfDistance;

La préparation et l’émission de l’impulsion utilisent la fonctiondigitalWrite():

digitalWrite(brEnvoiPulse,HIGH);

Saisis ou récupère ce texte source. Le nom proposé estTelemaster.

Listing12.1:TextesourcedeTelemaster

//Telemaster

//OEN170402

#definebrEnvoiPulse11//BrocheTNG

ducapteur

#definebrRetourEcho12//Broche

ECHOducapteur

floatfDistance;

voidsetup()

{

Serial.begin(9600);

pinMode(brEnvoiPulse,OUTPUT);

pinMode(brRetourEcho,INPUT);

}

voidloop()

{

//Pouruneimpulsionde10micro-secondes

digitalWrite(brEnvoiPulse,LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(brEnvoiPulse,HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(brEnvoiPulse,LOW);

//Palpationdumonde

fDistance=pulseIn(brRetourEcho,HIGH);

Serial.print("Valeurbruteen

microsecondes=");

Serial.println(fDistance,0);

//Vitessedusonde340m/sdonc29us

parcm.

fDistance=fDistance/(29*2);

Serial.print(fDistance,0);//Nombrede

décimales

Serial.println("cm");

delay(300);

}

TestdemesureTéléverseleprojetverslacarte.Unefoisletéléversementterminé,ouvrelafenêtreduMoniteursérie.

Approche alors ta main du capteur. Lorsque tu fais varier ladistance, tu dois voir la valeur affichée dans lemoniteur changer

(Figure12.6).

Figure12.6:MesuresdedistancedansleMoniteursérie.

LavarianteTelemasterLCDSi tu as conservé en place la carte Afficheur LCD, tu peux trèsfacilementfaireafficherladistancesurcetécran.Ilsuffitd’ajouterlesaménagementssuivants:

» endébutdelisting,unedirectived’inclusiondela

librairie;

» puisuneinstructionpourcréerl’objetlcd;

» danssetup(),uneinstructionpourdémarrerle

dialogueavecl’écran;

» dansloop(),unappelàunenouvellefonctionque

nousdéfinissons;

» enfin,lecorpsdecettenouvellefonctionquiva

s’occuperdel’affichagesurl’écran.

Toutcelaestrassemblédanslesextraitsdelistingsuivants.

Listing12.2:ExtraitsdutextesourcedeTelemasterLCD

//TelemasterLCD

//OEN170402

//AJOUTERENHAUT

#include<LiquidCrystal.h>//

AJOUT

LiquidCrystallcd(8,9,4,5,6,7);//

AJOUT

//AJOUTERDANSsetup()

lcd.begin(16,2);//AJOUT

//AJOUTERALAFINDEloop()

affLCD();//AJOUT

//AJOUTERENBAS

voidaffLCD(){

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("Distanceencm:");

lcd.setCursor(4,1);

lcd.print(int(fDistance));

}

Voici à quoi ressemble l’affichage d’une mesure sur cet écran(Figure12.7).

Figure12.7:Mesurededistancedansl’afficheurLCD.

RendretonmontageautonomePuisque tu as un écran local et un capteur, tu peux rendre tonmontage indépendant de l’ordinateur. Il suffit de te procurer unporte-pile (ou coupleur) pour une pile 9 V. La carte Arduinopossèdeunconnecteur rondquenousn’avons jamaisutilisé. IlestdumêmecôtéqueleconnecteurUSB.C’estleconnecteurnoirdanslecoininférieurgauchedelacarte.

C’est làque tupeuxbrancher le jackstandardiséde tonporte-pile.N’hésite pas à essayer ! Dans ce cas, pour économiser la pile, tupeuxprofiterduréglagedurétroéclairageenleréduisantunpeu.Ilsuffit d’ajouter l’instruction suivante à la fin de la fonction depréparationsetup():

analogWrite(10,50);//

RÉTROÉCLAIRAGE

Lesecondparamètrepeutallerde0à255.

Voyons maintenant comment transformer notre télémètre en undrôled’instrumentdemusique.

LeprojetTaprochpa

La transformation de notre projet Telemaster en instrument demusique est fort simple : nous y ajoutons un haut-parleur etcontrôlons sa fréquenceen fonctionde ladistance.Plus l’obstacleseraprocheducapteur,pluslesonseraaigu.

MontageduprojetQue tu aies ou non laissé en place l’afficheur LCD, il reste unebroche numérique disponible à côté des 11 et 12 qui servent aucapteuràultrasons.C’estlabroche13.Voicicommentprocéder:

1. Raccordeundesfilsduhaut-parleuràlaplaqued’essai

danslamêmedemi-rangéequ’unerésistance

de100ohmsenviron(moinssic’estunhaut-parleurde

casque32ohms).Del’autrecôtédelarésistance,

raccordeunfilàlabrochenumérique13.

2. Raccordel’autrefilduhaut-parleuràlamasseoùtuen

trouvesune.

Lemontageestterminé.

CodageAuniveaudutextesource,tupeuxrepartirdeTelemasteroudeTelemasterLCD en l’enregistrant sous le nouveau nomTaprochpa.

Voicilesaménagementsàprévoir:

1. Ajoutd’unedirectivepourdéfinirlabrocheduhaut-

parleur,donclaD13.

2. Ajoutdanslafonctiondepréparationd’uneinstruction

pourréglerlabrocheaudioensortie.

3. Ajoutd’unblocconditionnelàdeuxbranchesàlafin

delaboucleprincipale.Cettepartieconditionnelleest

visibledansleListing12.3.

4. Définitiond’unefonctionduChapitre9quej’ai

réutiliséeenlamodifiant.

Je t’invite donc à apporter les modifications à ta copie du projetinitialcommejeteleproposedanslelistingsuivant(enitalique).

Listing12.3:TextesourcedeTaprochpa

//Taprochpa

//OEN170402

#definebrEnvoiPulse11//BrocheTNG

ducapteur

#definebrRetourEcho12//Broche

ECHOducapteur

#defineyBroSON13//Broche

haut-parleurAJOUT

floatdistance;

voidsetup()

{

Serial.begin(9600);

pinMode(brEnvoiPulse,OUTPUT);

pinMode(brRetourEcho,INPUT);

pinMode(yBroSON,OUTPUT);//

AJOUTSORTIEAUDIO

}

voidloop()

{

//Impulsionde10micro-secondes

digitalWrite(brEnvoiPulse,LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(brEnvoiPulse,HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(brEnvoiPulse,LOW);

distance=pulseIn(brRetourEcho,HIGH);

distance=distance/(29*2);

Serial.print(distance,0);

Serial.println(“cm“);

if(distance<80)alarmer(distance);

//AJOUT

else{tone(yBroSON,440,5);delay(500);

}//AJOUT

}

//RecyclagedeCH09B_Sonner3

voidalarmer(intpalpe){

intiFreq=40000/palpe;

tone(yBroSON,iFreq);

delay(20);

noTone(yBroSON);

}

TestaudioTéléverseleprojetetouvretesoreilles.Enfonctiondeladistanceàlaquelletuplacesunobstacle,lesonvavarierenhauteur.

Tu peux tenter de faire de la musique comme avec une sciemusicale. Le capteur est de temps en temps perdu : il indique ladistance maximale lorsque les ultrasons sont mal renvoyés. Celafonctionnemieuxavecunefeuilledepapierépaisouunmorceaudecartonqu’avectamain.

RécapitulonsDanscechapitre,nousavonsvu:

» commentémettreuneimpulsion;

» commentreccueillirladuréed'uneimpulsion;

» commentasservirunefréquenceàunedistance.

AnnexeMémentoetfuturs

Toutehistoireaunefin,ettoutlivreaussi.Avantdenousquitter,jete propose quelques sujets pour t’aider à poursuivre ton chemindanslefabuleuxmondedelaprogrammation.

PetitmémentodulangageArduino

Lelangagedel’ArduinoestinspirédulangageC,maisiln’enoffrepastouslesélémentslesplusrécents,commelesfonctionslambda.Ilsuffitnéanmoinsaudomained’emploid’unmikon.

FonctionsinternesCesfonctionssonttoujoursdisponiblesdèsquel’atelierestinstallé.

Fonctionsd’entrée/sortie(numérique,analogique)Cesontlesfonctionsfondamentales.Nouslesavonstoutesutiliséesdanslelivre.

pinMode(broche,mode)

digitalRead(broche)

analogRead(broche)

digitalWrite(broche,valeur)

analogWrite(broche,valeur)-PWM

tone(),noTone()

shiftOut(broche,BrocheHorloge,OrdreBit,

valeur)

pulseIn(broche,valeur)

MesuredutempsBien distinguer les deux couples : un travaille avec desmillisecondes,l’autresavecdesmicrosecondes.

millis(),micros()

delay(ms),delayMicroseconds(µs)

ArithmétiqueLaplupartdecesfonctionsserventàfairedescalculs.Lafonctionmap()est intéressante : elle convertit une plage de valeurs versuneautre.Parexemple,situreçoissurunebrocheanalogiqueunevaleur entre 0 et 1 023, tu peux, avec cette fonction, compresservers la plage entre 0 et 255, pour contrôler la luminosité d’unediodeLED.

map(valeur,toLow,fromHigh,toLow,toHigh)

min(x,y),max(x,y),abs(x),constrain(x,a,

b),

pow(base,exposant),sq(x),sqrt(x),

sin(rad),cos(rad),tan(rad)

randomSeed(seed),random(min,max)

CommunicationL’objet (enfait, laclasse)Serialest leseulpour lequel iln’estpas nécessaire d’ajouter une directive#include en début de textepourdéclarerlenomdelalibrairiequicontientlaclasse.

Il sert, et tu le sais, à communiquerpar liaison sérieouUSB,parexemplepourleMoniteursériedel’atelier.

TypesdedonnéesLestypesdedonnéesintetlongsontsignés,saufmentioncontraireunsigned.Autrementdit, le type intpermetdestockerunevaleurpositive ou négative, ce qui divise par deux l’étendue des valeurspossibles.

boolean(1bit)

char,byte(8bits)

int(16bits)

long

float

double

tableau[]

void

Je fournis dans le dossier P4 des exemples un petit programmepourtesterlestaillesdestypesdedonnées.Ilportecenom:

zTypesData.ino

Voicicequis’affichedansleMoniteursériequandceprogrammeestlancé:

sizeof(boolean)=1

sizeof(byte)=1

sizeof(char)=1

sizeof(short)=2

sizeof(int)=2

sizeof(long)=4

sizeof(float)=4

sizeof(double)=4

sizeof(int8_t)=1

sizeof(int16_t)=2

sizeof(int32_t)=4

sizeof(int64_t)=8

sizeof(uint8_t)=1

sizeof(uint16_t)=2

sizeof(uint32_t)=4

sizeof(uint64_t)=8

sizeof(char*)=2

sizeof(int*)=2

sizeof(long*)=2

sizeof(float*)=2

sizeof(void*)=2

Plafonddutypebyte=255

Plafonddutypeint=32767

Plafonddutypeunsignedint=65535

ConstantesprédéfiniesLesdeuxpremièreslignesci-dessoussontéquivalentesauxvaleursnumériques1et0.

HIGH¦LOW

true¦false

INPUT¦OUTPUT

INPUT_PULLUP

StructuresdecontrôleNous avons utilisé certaines de ces structures, en tant que blocsconditionnels.Lemotclécontinuesert à abandonner la suitedesinstructions en remontant au prochain tour d’une boucle derépétitionfor.

if,if...else

for,while,do...while,

break,continue

switchcase

return

Pourallerplusloin...S’ilfallaitécrireunvolume2pourcelivre,nousydécouvririonsdenouveauxcapteursetdenouveauxactionneurs.

D’autrescapteursParmilescapteursquit’attendent,jeveuxciterceux-ci:

» Détecteurdebruit:poursavoirs’ilyadubruitou

pas.C’estenquelquesorteunmicrophoneenmode

tout-ou-rien.

» Photorésistance:savaleurvarieenfonctiondela

quantitédelumièrereçue.C’estcommeuncapteurde

couleurquinevoitquedugris.

» Capteurdepression:pourdétecterunappuiouun

contactphysique.

» GPS:pourrecueillirdescoordonnéesspatiales.

» Accéléromètre:pourquelemikonsaches’ilalatête

àl’enversetàquellevitesseilsedéplacedans

l’univers.Cesmodulessedistinguentparlenombrede

degrésdeliberté.

D’autresactionneursDèsquelecourantqu’ilfautcontrôlerdevienttropimportantpourlesdélicatesbrochesdumikon,ilfaututiliserunbrasdelevier.

Letransistor:unbrasdelevierLetransistorestunesortedesandwichdedeuxdiodescolléestête-bêche.

Un petit changement sur une broche (la base) provoque un groschangemententrelesdeuxautres(l’émetteuretlecollecteur).

LerelaisLerelaisprendlerelais.Avecpeudecourantpourchangersonétat(ouvertou fermé),onpeutcontrôleruncourantbienplus fort.Engénéral, il ne faut pas brancher une sortie dumikon directement,maispasserparuntransistor.

Leservo-moteurLe servo-moteur est le composant essentiel de tout projet derobotique.Ilsepilotesimplementavecuneimpulsiondontladuréedétermine l’angle de rotation du bras du servo. Et la librairierequise,Servo,estinstalléed’office.

Etdelacommunication!IlexisteenfinpourArduinodesmodulesEthernet,WiFi,Bluetooth,etc.IlyamêmeunevarianteArduinoYunqui réunitsur lamêmecarte un mikon comme tu le connais et un autre processeurfonctionnantsousLinux!

Listesratures!Denombreuxlivresvontplusloindansl’apprentissagedel’artdela programmation. Et les télécours (lesMOOC, traduit en FLOT)fleurissentsurleweb.Jemepermetsdeciterunautrelivrechezlemêmeéditeur,dumêmeauteur,qui s’enchaînebienaveccelui-ci :ProgrammerpourlesNuls(2eéditionauminimum).

LesexemplesArduinopréinstallés

Danslesous-menuFichier/Exemplesde l’atelierArduino, tuasaccèsàplusieursdizainesd’exemplessimples(catégorieExemplesinclus)quejeteconseilledeparcourir.

Voisnotammentlacatégorie8.Stringsquiprésentedesfonctionsde traitement de chaînes de texte à partir de la classe d’objetsString.

Note:letextesourcedesexemplesn’estpasencorefrancisé.

Je rappelle que lorsque tu installes une librairie, les exemplesqu’elle contient viennent en général s’ajouter au sous-menu desexemples.

Masélectionderevendeurs(oùacheter)

Parmilesrevendeurssurlatoile,j’aiétabliunerelationprivilégiéeaveclasociétéLetMeKnowquis’estorganiséepourréuniretavoirenstocktouslescomposantsrequissouslaformed’unkitauprixleplusjuste.

TupeuxterendresurplaceàParisoucommandervialeurboutiqueweb.Voicidoncmabonneadresse:

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Maistueslibredecommanderailleurs.Voicimalisterestreintederevendeurs sur la toile (enordre alphabétique). J’ai commandéaumoinsunefoischezchacunetleserviceétaitsatisfaisant.

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» GoTronic

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» SemaGeek

» StQuentinRadio.

» VDRAM

Tousvendentparcorrespondance.Lefaitdelesciternem’engageévidemmentpas.

RemerciementsMerciàmeschersettendresMartine,Eva,DérecketLéonardpouravoirsupportémonabsencetouslessoirspendanttantdesemaines.

Uugrandsalutàtoutel’équiped’ingénieriequimefaitl’honneurdesupportermonhumour:Jeroen,Melinda,Ralf,Stéphane,Sekouettouslesautrescollègues.

Sommaire

Couverture

ProgrammeravecArduinoens’amusantpourlesnuls

Copyright

Introduction

L’étatd’espritdulivre

Résumédel’histoire(plandulivre)

Pourréaliserlesprojets

LacommunautéArduino

I.Semaine1:Miseenroute

Chapitre1.Quelestcetanimal?

TonmikonestunATmega328

C’estquoisontravail?

Tacarte,c’estuneUno

Écouteretparler:lesentréesetsorties

Uncerveauvideàlanaissance?

Séquencepratique:testonsnotrebébé

Langagesdehautetdebasniveau

Récapitulons

Chapitre2.L’atelierducyberartisan

Installationdel’atelierArduinoIDE

Installationdel’atelier

Premierdémarragedel’atelierIDE

Compilationdetest...

…ettéléversementdetest

Autresoutils

Récapitulons

Chapitre3.Letourdechauffe

Accéderausitedulivre

Découvronslemoniteurdel’atelier

Récapitulons

II.Semaine2:Parleretécouterlemonde

Chapitre4.Àl’écoutedumondeennoiretblanc

Partird’unefeuilleblanche(oupresque)

Projet1:détectionsuruneentréenumérique

Notrepremièrevariable

Récapitulons

Chapitre5.Àl’écoutedumonderéel

LeprojetAnalo

Tapremièrefonction

Uneinstructionconditionnelle

Renvoyonsnosvaleurs

Unthermomètreanalogique

Récapitulons

Chapitre6.Parler,c’estagir

UnebellediodeLED

Savoirfairetomberlatension

Unprojetdeluciole

Deuxluciolesquidansent(Luciole2)

Récapitulons

Chapitre7.Donneruneimpulsion

LafonctionanalogRead()

LeprojetBinar

Soyonslogiques(Binar2)

Unplusunégalezéro?

Onpeutcomptersurlui(Binar3)

Unquartetenbinaire

VoiciMaîtreDevinum

Récapitulons

III.Semaine3:Sonetlumière

Chapitre8.Tabaguettemagique

Lebonprotocole

Uncapteurd’ondesIR

MontageduprojetBagMagik

RédactiondutextesourcedeBagMagik1

Compilation:erreursouavertissements?

Comments’utiliseunobjet?

Laversion2deBagMagik

Laversion3deBagMagik

Récapitulons

Chapitre9.Quepersonnenebouge!

ThéorieducapteurPIR

PratiqueducapteurPIR

Unealarmeaudio

Retouraugardien

Testonsnosoreilles

Récapitulons

Chapitre10.Levoleurdecouleurs

Desondeslumineuses

LadiodeLEDuniverselle

Ajoutonslescouleurssecondaires

Toutestdanslanuance!

LecapteurdecouleursTCS34725

Copier,c’estbeau(VolKool2)

Récapitulons

IV.Semaine4:Letempsdeslettres

Chapitre11.Letempsliquide

MatricedeLED

Afficheurseptsegments

AfficheursLCD

Toujoursavoirboncaractère

Montaged’unécranLCD

KristaLiklebavard

Dudessin?Non,dutexteanimé

KristAlpha,passibête

KristaProverbe,qu’onseledise!

Est-cequeletempsvieillit?

LeprojetTokante

Récapitulons

Chapitre12.Unpeud’échologie

Moi,jedisouïe!

Toncapteurd’ultrasons

LeprojetTaprochpa

Récapitulons

Annexe.Mémentoetfuturs

PetitmémentodulangageArduino

Pourallerplusloin...

LesexemplesArduinopréinstallés

Masélectionderevendeurs(oùacheter)

Remerciements