Arduino ou comment fabriquer ses propres objets électroniques

Lorsque l'on parle de fabrication d'objets électroniques et de prototypes, la tâche parait souvent insurmontable, la complexité des appareils d'aujourd'hui comme les smartphones, les ordinateurs et les consoles laisse penser que seule une équipe d'ingénieur(e)s chevronnés peuvent y arriver.

Bien sûr, fabriquer une console relève de l'exploit (même si ce n'est pas insurmontable, comme l'explique ce hacker) mais il n'en reste pas moins possible de fabriquer des objets simples, très utiles et pour pas très cher avec des cartes de prototypage open-source grâce au projet Arduino.

Le concept

Arduino est un projet à la fois hardware et software open-source permettant à des créateurs de fabriquer facilement des prototypes d'objets électroniques interactifs.

Généralement, un Arduino désigne une carte électronique basique intégrant un micro-controlleur ainsi que tous les composants nécessaires à son fonctionnement, sa programmation et sa collaboration avec d'autres modules électroniques.

En réalité, l'écosystème regroupe plusieurs modèles de cartes open-source, un IDE intégrant les drivers des cartes, de très nombreuses librairies, des modules électroniques et des cartes d'extension mais surtout : une communauté hyper-active et passionnée.

C'est un des avantages de l'écosystème Arduino, car même sans avoir de grosses connaissances en électronique et en programmation embarquée, vous allez pouvoir vous appuyer sur des milliers de tutoriels disponibles dont quelques-uns décrivant un projet similaire au votre !

J'entends déjà certains se demander : "Quelle est la différence entre les cartes Arduino et Raspberry Pi ?"

Elles n'ont rien à voir entre-elles ! Les Raspberry Pi sont des mini-ordinateurs pouvant faire tourner différents systèmes d'exploitation (principalement Linux et Windows) tandis que les cartes Arduino ne peuvent faire tourner qu'un seul programme à la fois qui loge sur leur toute petite mémoire.

L'un utilise un micro-processeur, tandis que l'autre utilise un microcontrôleur bien moins puissant (mais aussi bien moins énergivore).

Les fonctionnalités

Voici une petite liste des principales fonctionnalités trouvables dans les cartes Arduino :

• Des entrées-sorties numériques (valeurs 0 ou 1)
• Des entrées sorties analogues (valeurs de 0 à 1023)
• Une horloge interne
• De la mémoire flash
• Une sortie de tension d'alimentation régulée

Les cartes Arduino sont programmables en C/C++ grâce (notamment) à l'IDE Arduino qui permettra de compiler le programme vers un ensemble d'instruction compréhensibles par le microcontrôleur.

Les cartes

Arduino classique

Il existe de nombreuses cartes de différentes tailles embarquant des microcontrôleurs plus ou moins puissants ainsi que d'autres capacités différenciantes.

De gauche à droite, nous avons :

• Un Arduino Nano de la taille d'une clé USB, parfait pour vos projets d'objets intelligents transportables fonctionnant sur batterie.
• Un Arduino Uno de la taille d'une carte de crédit, utile pour vos projets d'objets domotiques au sein de la maison par exemple.
• Un Arduino Mega deux fois plus grand, suffisant pour de beaux projets de robotique.

Le choix d'une carte ou d'une autre est souvent orientée selon le nombre d'entrée-sorties requise pour le bon fonctionnement du projet, mais il existe certaines cartes embarquant des fonctionnalités supplémentaires très utiles.

ESP32

L'ESP32 est l'exemple parfait d'une carte au potentiel incroyable tout en bénéficiant de la simplicité de l'écosystème Arduino.

Un tout petit peu plus grosse qu'un Arduino Nano, l'ESP32 intègre trois particularités qui en font un élément de choix pour des projets d'objets connectés :

• Une alimentation en 3.3V, rendant la carte très économe en énergie et pouvant tourner des jours (voir semaines) sur une batterie correctement dimensionnée.
• Une carte Bluetooth BLE
• Une carte Wifi

Si vous aimez déjà créer des projets sous Arduino, je ne peux que vous recommander de tester cette carte !

Quelques exemples

Il existe des centaines de modules compatibles avec les cartes Arduino, et il faut garder en tête que cela reste un module électronique comme n'importe lequel, il est donc compatible avec l'ensemble des composants électroniques disponibles sur le marché !

Entre des capteurs de proximité à ultrason, de son, infrarouge, de température, etc... Vous pourrez fabriquer un nombre incroyable d'objets utiles pour votre quotidien ou pour vos proches !

De mon côté j'ai mis en ligne de projets open-source disponibles juste ici, l'un basé sur un Arduino Nano, et l'autre sur un ESP32 :

• Un système d'arrosage automatique de plante d'intérieur : https://github.com/NicolasBrondin/power-plant
• Un lecteur MP3/White noise pour bébé : https://code-garage.fr/blog/fabrication-lecteur-mp3-open-source-sur-esp32-avec-arduino