Pédagogie avec Arduino Uno

Une plateforme open source

cc nc sa baldiri

L’automate programmable arduino Uno sert à exécuter un programme téléverser dans sa mémoire, il met en relation des capteurs et des actionneurs par le biais d’un code de C++ et d’un logiciel arduino IDE.

Les entrées/sorties

un périphérique d’entrée est un élément qui envoie des informations vers l’automate programmable…donc l’arduino.

Un périphérique de sortie est un élément qui recoit une information depuis l’automate programmable.

Il faut déclarer soit en entrée ou soit en sortie la ou les broche(s) au début du programme (void setup)

par exemple:

pour déclarer la broche 1,4 et 5 en entrée et 7,8 et 3 en sortie:

pinMode(1,INPUT);
pinMode(4,INPUT);
pinMode(5,INPUT);
pinMode(7,OUTPUT);
pinMode(8,OUTPUT);
pinMode(3,OUTPUT);

Les capteurs:

Leurs rôles est de mesurer une grandeur physique (température, pression, lumière, niveau, humidité…) et de la transformer en signal lisible par une entrée analogique  (A0,A1,A2…).

Un exemple de capteur analogique, le capteur de flexion, CC By Sparkfun electronique.

Les actionneurs:

ils réalisent une action physique en fonction des ordres que lui envoit le programme. Allumer un LED, faire tourner un moteur…

Plus généralement les actionneurs recoivent un ordre leurs permettant de mettre en action (donc 1 logique) un transformateur d’énergie.

un exemple d’actionneur, un moteur Pas a Pas. Image by TIMOR CC By

0 ou 1, HIGH/LOW, TRUE/FALSE bref c’est Noir ou blanc…

Un automate de type Arduino UNO est plutot binaire, il ne peut apprécier que deux états logiques, 1 ou 0, vrai ou faux… pour lui c’est blanc ou noir, il ne connait pas le gris et encore moins le gris clair ou le gris foncé…
Le vocabulaire utilisé par la famille Arduino est HIGH pour l’état HAUT et LOW pour l’état BAS.

une commande utilisée courante:

digitalWrite(12,HIGH);

Envoyer un 1 logique (HIGH) via la broche 12 de l’arduino.

Mais comment faire avec un capteur analogique?

Prenons un exemple de capteur de temperature, nous ne pouvons nous contenter de dire: il fait chaud ou il fait froid…
Les capteurs analogiques renvoient une infinité de valeurs…

Ces valeurs seront donc lues par les entrées analogiques (A0,A1,A2…) et interprétées par le programme…

Une commande utile :

analogRead(0);

Lire la valeur de la broche analogique 0.

Adapter sa pédagogie avec un Arduino

Les plateformes Arduino sont Open-Source (plus d’infos…) en ce sens ils sont parfaitement adapté aux valeurs et aux compétences des référenciels ou des domaines du socle 3C.

Actuellement un arduino Uno est peu onéreux, une trentaine de $CAD s’ajoute les composants électroniques. Le kit de l’inventeur est une bonne base de départ:

 

Les composant permettent de créer beaucoup de montage avec une progression pédagogique diversifiée et adaptable aux spécificités des étudiants et enseignants.

Différents montages qu’il faut contextualiser.

Les montages ne nourrissent pas nécessairement l’imaginaire des étudiants.
Une des problématiques sera de donner du sens et de l’ampleur aux projets au sein d’une démarche d’investigation, de résolution de probleme et de projet.

L’utilisation du kit Arduino de l’inventeur en complément avec une imprimante 3D est un couple vraiment pertinent.

Dans la partie design innovation et créativité et ‘a l’image des anciens programmes de technologie: la production d’un service

 

Des exemples de projet au cour du cycle 4

  1. Inventer un robot autonome avancant seulement linéairement, cycle 4, cinqui’eme
  2. Inventer un robot autonome pouvant tourner et éviter des obstacles avec un capteur ultrason cycle 4, quatrieme
  3. Inventer un robot pilotable via un smartphone, cycle 4, troisieme.

Faire clignoter un led. (notion de boucle, états logiques…)
Déclencher l’allumage d’une LED avec un BP poussoir. (notion d’évenement, entrée-sortie)
Utiliser un capteur analogique pour piloter un actionneur

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *