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•projets

shield polyvalent

un(e) caméléon(e) pour Arduino Clemens Valens (Elektor Labs)

Une plaque d’essais à contacts à ressort, c’est bien… pour essayer, mais, si tu veux garder le fruit de tes essais, ce n’est pas dépourvu d’inconvénients. Que dirais-tu d’un shield Arduino conçu justement pour l’expérimentation et qui s’adapte aux besoins les plus divers, même les tiens ?

La première édition de mon livre [voir le lien 1 en fin d’article] propose plusieurs montages pour illustrer les techniques de programmation enseignées. Certains sont simples et faciles à essayer même sans fer à souder. D’autres sont plus complexes ; les câbler sur une plaque de prototypage est un travail assez fastidieux. Pour cette raison, j’ai décidé de dessiner, pour la seconde édition, un vrai circuit imprimé qui permet d’essayer, sur du matériel réel et de manière confortable, les techniques de programmation apprises dans le livre. Cette platine est décrite en détail dans le chapitre 11 de la deuxième édition du livre. Elle est également disponible dans l’e-choppe d’Elektor [lien 2]. Je me suis débrouillé pour que cette platine soit aussi polyvalente que possible. Elle permet bien sûr d’essayer un grand nombre des circuits décrits dans le livre et réunis sur le schéma ci-contre (fig. 1), mais pas uniquement. Sa polyvalence rend possible son utilisation dans bien d’autres applications. Télécharge le PDF de cette carte et examine-le, tu remarqueras que sa polyvalence a une conséquence inhabituelle : les composants

dont l’empreinte est sérigraphiée sur le circuit imprimé ne peuvent pas y être implantés tous à la fois. Ce serait physiquement impossible, car certaines pastilles sont communes à des composants distincts. Là où il n’y a qu’un trou, on ne peut évidemment mettre qu’un seul composant.

Autrement dit, selon que tu réaliseras tel ou tel montage, certains composants seront implantés, d’autres pas, comme le montre la série de plans d’implantation de composants ci-contre à droite. Tout cela est expliqué dans le livre.

Tu captes ?

Tu pourras équiper ta carte polyvalente des capteurs suivants : • température (DS18B20) • pression atmosphérique (MPX4115A) • humidité (SHT11) • lumière (une photorésistance) • lumière infrarouge (MLX90614AAA) • télécommande (TSOP34836) • son (un microphone avec amplificateur) • pression de doigt (naaaaan, pas un écran tactile, mais de simples boutons-poussoirs)

Elektor te veut du bien Pour faciliter tes premiers pas et t’encourager, Elektor te propose le livre et la carte, mais aussi un kit avec les composants pour réaliser trois des montages décrits dans le livre : 129009-71 – kit gradateur/émeutier/nuisance sonore. Ce sera un investissement modeste, car Elektor te veut du bien mais ne veut pas ton bien. Bon investissement, mais gare aux bénéfices… n’en parle surtout pas à ton percepteur, il te ferait probablement payer illico l’impôt sur ta bonne fortune. Un rendement pareil, c’est scandaleux !

Commence peut-être par jeter un coup d’œil aux vidé(m)os [4] que j’ai préparées pour toi.

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• un potentiomètre (je le mentionne même si ce n’est pas vraiment un capteur… en fait, n’est-ce pas un détecteur de mouvement ?)

Côté actionneurs, elle t’offre : • 2 transistors de puissance (MOSFET ou bipolaires) avec diodes de roue libre pour commander des relais par exemple • 2 LED (couleur ou longueur d’onde au choix) • 1 ronfleur piézo • 1 afficheur à cristaux liquides (deux lignes de seize caractères) Pour compléter la carte, il y a un (petit) bornier à vis à six contacts, partagés entre : • une entrée analogique avec filtre de bruit, une protection contre les surtensions et une limitation de courant • deux entrées tout ou rien avec protection contre les surtensions • trois sorties tout ou rien avec limitation de courant

• deux sorties de puissance • un port série • les alimentations VCC, +3,3 V et GND. VCC peut être +5 V ou VIN de la carte Arduino (à choisir avec un cavalier sur JP2) Regarde bien le schéma ci-dessous, tu remarqueras quelques composants bizarrement connectés, comme R14 ou C4 et C5. Ces deux derniers servent surtout pour l’exemple de l’émetteur DCF77 décrit dans le livre (photo page suivante) et n’ont (probablement) pas d’utilité dans d’autres applications. R14 peut être insérée entre l’émetteur du transistor T1 et la masse, ce qui rend cet amplificateur plus universel. En plus, elle permet l’utilisation d’un transistor PNP pour T1, ce qui donnera encore plus de flexibilité.

R10 et R11 connectées aux grilles des MOSFET T2 et T3 sont en fait des résistances de base au cas où tu auras choisi des transistors bipolaires NPN à la place des MOSFET. Sur la platine, tu

Figure 1. Le schéma de la carte polyvalente est assez dense en raison de la multitude de montages possibles.

Certains composants partagent des broches Arduino, aussi ne faut-il pas les monter tous en même temps. La valeur de la plupart voire de toutes les résistances dépend de l’application dans laquelle elles sont utilisées. Pour pouvoir embrocher la platine polyvalente sur une carte Arduino, il faut monter les barrettes à picots K2, K3, K4 et K5 sur le côté cuivre de la platine. Tous les autres composants doivent être soudés sur le côté composants.

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•projets Tu l’auras compris, si la carte d’extension polyvalente pour Arduino présentée dans cet article n’est pas une platine classique, c’est parce qu’elle a été bien étudiée pour être très utile en pratique.

Utilisée comme afficheur de données intégré dans un joli coffret ou embarquée dans une usine à gaz comme carte de commande de quelque chose, elle saura s’adapter à tous les rôles qu’elle jouera à merveille. Son large choix de capteurs la rend intéressante pour de nombreuses expériences ; son port série (par USB ou en traditionnel TTL) autorise le transport des données collectées, par exemple vers un ordinateur qui les stockera et les traitera. J’ai préparé plusieurs vidéos de démonstration [4] que je te recommande de visionner. Étudie de près le schéma de la figure 1 en le comporant au dessin de circuit imprimé que tu auras téléchargé, puis laisse libre cours à ton imagination : combine des montages ; remplace des composants. L’imagination est le commencement de la création.

Imagine ce que tu désires, souhaite ce que tu imagines, tu finiras par créer ce que tu veux trouveras, voisines de la source de ces transistors, des pastilles supplémentaires qui permettent l’utilisation de transistors PNP.

Après tout, c’est toi le maître du micro.

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Liste des composants du kit Résistances (1/4 W, 5 %) :

Semi-conducteurs :

R1 = 330 Ω R2 = 150 Ω R3, R4 = 2,2 kΩ R7 = 10 kΩ R5 = 680 kΩ LDR1/R14 = LDR 200 kΩ P1 = pot. 10 kΩ

LED1 = LED, verte, 3 mm LED2 = LED infra-rouge, 940 nm, 5 mm T1 = BC547C IC1 = TSOP34836 (récepteur infrarouge)

Condensateur :

MIC1 = microphone à électret, 6 mm BUZ1 = buzzer 12 mm barrette sécable à 40 points

C1 =220 nF, X7R, 50 V

Divers :

Liens [1] 2e édition du livre : ISBN 978-2-86661-195-8 (chapitre 11 inclus) Les lecteurs de la première édition du livre (ISBN 978-2-86661-190-3) sans le chapitre 11 pourront en télécharger une version PDF : www.elektor.fr/maitrisez-les-microcontroleurs-a-l-aide-d-arduino-pdf [2] shield d’expérimentation dans l’e-choppe d’Elektor www.elektor.fr/arduino-multipurpose-shield-129009-1 [3] kit : 129009-71-kit-1-arduino-book-cpv [4] trois vidé(m)os en ligne : www.youtube.com/watch?v=A2j2p-ZcYZc Elles sont aussi ici : www.elektor.fr/maitrisez-les-microcontroleurs-a-l-aide-d-arduino (pour les voir, il faut naviguer vers le vers de bas de la page)

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