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Les cartes Arduino, une petite famille

David Michiels

Il existe différentes cartes : des petites et des plus grandes, des économes et des gourmandes, des légères, d’autres qui le sont moins, des chères et des moins chères, des vrais et des fausses, etc.. Elles sont toutes programmables avec les mêmes logiciels et elles ont de nombreuses caractéristiques communes.

Présentation de la famille

Présentation de la petite famille

Dans la famille Arduino, je veux la mère ! Je parle d’une petite famille mais il existe de nombreuses cartes Arduino : des petites et des plus grandes, des économes et des gourmandes, des légères, d’autres qui le sont moins, des chères et des moins chères, des vraies et des fausses, etc.. Elles sont toutes programmables avec les mêmes logiciels et elles ont de nombreuses caractéristiques communes.

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Dans le cercle restreint des cartes officielles, il y a déjà de quoi s’y perdre.

Les Arduino Mini Pro

Les Arduino Mini Pro

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Il y a les toutes petites, légères et appréciés des amateurs des modèles réduits où le poids, la consommation électrique et le volume sont importants : Par exemple, pour les modèles réduits qui doivent voler, il vaut mieux utiliser une carte légère, économe, qui prend peu de place : les Arduino mini Pro sont idéales pour cela.

Evidemment, pour ne pas simplifier les choses, elles sont au nombre de deux au moment où j’écris cet article, et si vous n’avez pas une information précise sur le modèle en votre possession, vous risquez de commettre l’irréparable en détruisant la carte au moment de lui fournir l’énergie nécessaire pour fonctionner !

En effet, elles sont jumelles, mais elles sont quand même différentes : il y en a une qu’il faut alimenter en 5V et l’autre en 3.3V. Ce sont les deux tensions fréquemment utilisées par les cartes Arduino pour fournir de l’énergie et communiquer avec les modules qu’on doit ajouter aux cartes Arduino pour être opérationnelles, pour leur donner du "sens".

Ces cartes pèsent moins de 2g (1.8g pour être précis), et il leur manque quelques éléments qui nécessitent déjà d’être un peu connaisseurs dans le domaine pour les utiliser. Par exemple, pas de port USB pour la connecter à l’ordinateur. Il faudra utiliser un module externe appelé convertisseur série pour qu’elle puisse communiquer avec l’ordinateur et donc recevoir votre beau programme compilé.

Comme elles sont petites, elles n’ont pas beaucoup de mémoire et ne sont pas très rapides pour exécuter les tâches qu’elles doivent exécuter. La plupart du temps, ce n’est pas un problème.

Nous n’utiliserons pas ces cartes en classe du fait de la complexité à mettre en oeuvre les solutions techniques pour la programmer alors que nous n’avons pas besoin de miniaturiser autant notre système …

La Arduino Nano

 La Arduino Nano

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C’est LA CARTE que nous utilisons en classe : elle est moins chère que d’autres, avec des caractéristiques équivalentes ou presque, en tout cas suffisantes pour la plupart de nos projets.

On les utilisent avec des plaques d’essais (breadboard en anglais) ou implantées sur des circuits que j’ai conçu pour limiter les risques de mauvaises manipulations tout en laissant une certaine marge de manoeuvre aux élèves pour apprendre à s’en servir.

Ces caractéristiques sont très intéressantes et même si on peut aussi utiliser des plaques d’essais avec les autres cartes Arduino, ici la carte Arduino est directement installée sur la plaque d’essais ce qui lui confère un avantage majeur en classe … L’utilisation de circuits personnels adaptés à l’usage en classe ou l’on peut utiliser la Arduino Nano font ou feront l’objet d’articles sur ce site.

Sa taille réduite en fait aussi un objet assez facilement intégrable dans nos différents projets. Cette petite taille ne l’empêche pas de pouvoir être connectée directement à l’ordinateur et de pouvoir être alimentée en 5V par le port USB ou par une broche sur le carte elle-même. On peut aussi lui fournir un courant électrique avec une tension de 12V, elle se débrouille pour convertir cette tension en 5V et même en 3.3V si nécessaire pour certains modules.

C’est ma carte préférée ! Nous l’utilisons en classe !

La Arduino MEGA 2560 R3

La Arduino MEGA 2560 R3

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Cette carte est la reine des cartes Arduino. Elle a de nombreuses entrées et sorties, elle est plus rapide, elle a plus de mémoire, on peut très facilement enticher tous les modules prévus pour la UNO (les cartes filles ou shields), et il y a certains modules que ne fonctionnent qu’avec elle comme par exemple certains écrans tactiles.

Certains l’achètent pour être sûrs de ne pas manquer d’entrées ou de sorties mais excepté pour monter un système domotique, cela n’est pas franchement justifié tellement il existe des astuces pour augmenter le nombre d’entrées-sorties des autres cartes Arduino. De plus, vu son prix, si vous comptez en utiliser une pour gérer votre système domotique, penchez-vous plutôt sur les Raspberry Pi, moins chères actuellement que cette carte (il faudra malheureusement, pour vous, se mettre à Linux et apprendre un langage qui fait encore peur à bon nombre !).

Elle est onéreuse (chère) et volumineuse. Nous n’avons pas besoin en classe d’autant d’entrées et de sorties. Les élèves font souvent des erreurs de manipulation et utiliser une telle carte en 15 exemplaires, ce n’est pas recommandé ! C’est pourquoi, excepté pour la montrer (et qu’elle prenne un peu l’air …), elle ne voit pas souvent ma belle salle de classe !

La Arduino UNO R3

La Arduino UNO R3

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C’est la carte classique, celle dont on trouve le plus de photos sur Internet, celle qui est recommandée à tous ceux qui commencent. C’est une version améliorée de la première carte Arduino sortie en 2005. De nombreux schémas de montages sont disponibles sur le web et elle répond à de nombreux besoins. Je n’insiste pas plus dessus ici, je consacrerai un article complet à cette carte.

L’intérêt majeur de cette carte est qu’il existe toute une panoplie de cartes filles (qui s’entichent sur la UNO) et qui nous facilitent la vie moyennant quelques pièces ou billets pour se les procurer.

Nous n’utiliserons pas souvent cette carte en classe car elle est plus chère que la Arduino nano pour des caractéristiques presque identiques en dehors de leur format. De plus, tout comme la nano, j’utilise en classe surtout des cartes compatibles pour une question de prix et de disponibilité essentiellement. Elle est moins "intégrable" dans nos petits projets de robots, de veilleuses, de ponts mobiles, etc …

La Arduino LilyPad

La Arduino Lilypad

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On peut la qualifier de "demoiselle". Elle est belle, différente des autres par sa forme et sa couleur si caractéristiques. Elle est surtout utilisée pour concevoir des vêtements interactifs : même si elle est prévue pour être insensible aux gouttelettes d’eau mais je ne m’y risquerais pas si j’étais vous. L’idéal est de l’utiliser conjointement avec des fils à coudre électriques et des modules adaptés qui reprennent la même couleur comme signe distinctif (mais on n’est pas obligé de faire comme cela).

J’en ai testé, j’en montre en classe, mais nous ne les utilisons pas en classe car elles ont le même inconvénient que les Arduino Mini Pro, elles n’ont pas de port USB intégré, ce qui lui confère une difficulté supplémentaire synonyme de risque majeur de destruction quand on l’utilise en classe.

La Arduino Leonardo

La Arduino Leonardo

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Elle ressemble beaucoup à la Arduino Uno classique, mais elle a un atout non négligeable : un processeur ATMega32 qui permet une double communication sérielle par le même câble USB !

On peut ainsi :
- tout comme les autres cartes Arduino, téléverser le programme conçu dans l’IDE arduino
- mais en plus envoyer des commandes vers l’ordinateur qui va croire qu’il reçoit des informations d’une souris ou d’un clavier.

Cette dernière option est très intéressante, et je l’aborde dans un article à part, surtout pour des projets, centres d’intérêts ou séquences en Technologie Collège.

Avec sa petite soeur, la Arduino micro Pro, on peu faire la même chose pour moins cher …

La Arduino micro Pro (Leonardo)

La Arduino micro pro (Leonardo)

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Evidemment, tout est fait pour nous perdre un petit peu ;-) La micro Pro ressemble de loin à la micro pro mais ce n’est pas du tout la même chose.

C’est la petite soeur de la Leonardo. Elle reprend toutes les caractéristiques de la leonardo mais en tout petit (ce qui lui donne un air de Mini Pro). Le port USB indique que ce n’est pas une "mini pro" mais bien une "micro pro".

Attention, il y a des micro pro en 3.3V et des micro pro en 5V (comme les minis) mais, c’est mon avis, seul la micro pro en 5V s’avère être une bonne solution comparativement aux "mini pro".

En effet, un des intérêts majeurs de cette carte, tout comme la classique Léonardo, c’est le processeur ATMega32U4 qui permet une double communication sérielle par le même câble USB !

On peut ainsi :
- tout comme les autres cartes Arduino, téléverser le programme conçu dans l’IDE arduino
- mais en plus envoyer des commandes vers l’ordinateur qui va croire qu’il reçoit des informations d’une souris ou d’un clavier.

Cette dernière option est très intéressante, et je l’aborde dans un article à part, surtout pour des projets, centres d’intérêts ou séquences en Technologie Collège.

Les cartes compatibles, les clones et les copies

Les cartes compatibles, les clones et les copies

Les cartes compatibles, les clones ou les copies sont des cartes conçues par des entreprises tierces. Reconnaissons-le, la plupart du temps, ces entreprises sont chinoises et respecte le slogan : "Ce sont les mêmes cartes mais elles sont différentes !".

Une des différences notables entre la nano officielle et les compatibles, c’est le port USB qui n’est pas géré par la même puce. Il faut installer un autre driver USB (souvent le Driver CH341), mais ceci n’est à faire qu’une fois et il n’y a aucun soucis pour l’installer sur les ordinateurs d’un établissement scolaire ou à la maison.

C’est aussi une déifférente notable entre les cartes compatibles et les copies : les copies reprennent point par point les caractéristiques des cartes officielles, jusqu’à copier à l’identique (ou presque) la sérigraphie du dos des cartes Arduino officielles.

L’autre différence notable, c’est le prix ! Si vous souhaitez déployer une certaine quantité de cartes Arduino, il va falloir penser à réduire fortement le coût d’acquisition pour envisager aussi les achats de capteurs, de moteurs, de divers composants électroniques nécessaires à l’étude et à la conception d’objets.

Vous l’avez compris, il y a des différences mais qui ne sont absolument pas rédhibitoires.

Il y a même parfois des évolutions sympathiques comme sur la
Arduino Uno R3 compatible où vous trouverez une rangée de petits trous pour souder directement les fils (très pratique par exemple pour les motards, qui risquent d’avoir des fils qui se détachent avec la Arduino officielle). Messieurs les inventeurs de la Arduino Officielle, n’hésitez pas à copier les copies !

Synthèse

Synthèse

Nous utilisons en classe des Arduino Nano COMPATIBLES, car elles sont moins chères, performantes, pratiques, adaptées pour l’enseignement de technologie, et puis surtout, j’en ai un certain nombre et un cimetière à Arduino Nano prêt pour accueillir les futures "pensionnaires".

Rien ne vous empêche de faire autrement, mais sur ce site, je présenterai de nombreuses situations et projets avec la Arduino Nano ! Parfois, je ferai l’effort de dessiner, et reporter mes expérimentations faites avec la nano pour la Uno. Rien n’est moins sûr !

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Les Arduino nano nécessitent l’usage d’une plaque d’essai (breadboard) mais je ne vois pas comment vous pourriez vous passer de cet achat, et cela même si vous choisissez par exemple une Arduino Uno.