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Fiche ressource

Qu’est-ce que le système Picaxe ?

D Michiels

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Un Picaxe est un microcontrôleur : Un microcontrôleur est un circuit intégré qui rassemble dans le même boîtier un microprocesseur, une mémoire (dans laquelle, il y aura le programme nécessaire à son fonctionnement) et qui a des petites pattes qui permettent de l’alimenter en énergie ainsi que de connecter des périphériques d’entrée et de sortie lui permettant de communiquer avec l’extérieur : connaître son environnement et agir sur ce même environnement.

Le système Picaxe est plus complet avec tous les composants électroniques qui entourent et secondent le microcontrôleur Picaxe et lui permettent d’exprimer tout son talent …

Pour être plus précis, c’est un microcontrôleur Pic (Programmable Intelligent Computer) auquel est ajouté un logiciel d’amorçage développé par la société Révolution Education. Le logiciel d’amorçage (ou bootstrap) est un programme installé dans une zone spécifique du microcontrôleur ce qui permet de ne pas utiliser de programmateur spécifique et une programmation dans un langage peu apprécié par les élèves : l’assembleur [1].

Initialement commercialisés pour un usage pédagogique, ces circuits ont séduit de nombreux utilisateurs par leur simplicité de mise en œuvre, leurs performances et aussi par un coût très abordable.

La programmation s’effectue via un logiciel simplifié et souvent gratuit comme par exemple le logiciel "Picaxe Programming Editor" et le transfert du programme d’un ordinateur vers le microprocesseur Picaxe via une connexion série RS232 ou USB.

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Connections basiques et nécessaires pour un microcontrôleur Picaxe.

Comme vous le voyez sur le schéma ci-contre, quatre "pattes" du microcontrôleur servent à alimenter la petite bête (ici les "pattes 5 et 14) et à communiquer avec l’ordinateur (ici les "pattes" 2 et 3). Les autres "pattes" permettent de connecter des périphériques d’entrée (capteurs) ou de sortie (moteurs, buzzers, petites lumières, etc …) [2].

Le programme transféré dans le microcontrôleur Picaxe est conservé lorsque l’alimentation est arrêtée, ce qui permet de créer des objets autonomes.

Les objets créés avec ce système électronique ne peuvent pas apprendre puisqu’une fois éteint, toutes les variables et informations acquises sont perdues définitivement. [3]

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La gamme Picaxe est constituée de microcontrôleurs "nus". Il existe de nombreux modèles qui ont des points communs (ils sont tous "cousins"). Ils se programment presque de la même façon et nous pouvons utiliser le même logiciel pour ce faire. Il y a quand même quelques différences entre eux. La plus visible est le nombre de "pattes". Une règle presque générale est la suivante : plus il y a de "pattes", plus il est possible de connecter des périphériques. Ce n’est pas la seule différence :
- certains ont plus de mémoire que d’autres
- certains calculent plus vite
- certains sont capables de communiquer avec des périphériques plus complexes
- il y a aussi d’autres différences plus subtiles mais là n’est pas notre propos dans cet article.

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Carte de commande PICAXE CHI035
La carte la plus utilisée au collège "Les Garrigues", pour la domotique ou la robotique.

Il y a aussi des cartes d’application ou de prototypage. L’intérêt de ces cartes réside dans le fait qu’elles nous affranchissent de certaines contraintes liées à la connectivité des microcontrôleurs. Au collège Les Garrigues, nous utilisons principalement la carte "PICAXE CHI035’ avec le microcontrôleur "PICAXE18-M2". Cette carte a beaucoup d’avantages pour une utilisation en classe : elle permet de pilote jusqu’à deux petits moteurs, elles possèdent 8 sorties (dont 4 pour les moteurs s’ils sont utilisés), de 8 entrées pour presque tous les capteurs nécessaires à l’acquisitions d’informations pour nos maquettes de domotique ou de robotique.

Il y a aussi d’autres cartes et kits éducatifs comme des alarmes, des dés électroniques, et bien d’autres que nous sommes aussi amenés pour certaines d’entres elles à étudier en classe.

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La gamme Picaxe est aussi composée de produits finis ou presque. Généralement, il ne reste plus qu’à programmer le système (parfois il faut quand même assembler le tout). L’intérêt pédagogique est moindre et le coût d’acquisition supérieur mais ils peuvent être utiles par exemple pour présenter un système qui fonctionne (quand les montages des élèves laissent à désirer :-) ).

L’usage principal de ces systèmes à bases de Picaxe permet d’initier les élèves du collège à la domotique (en 4e) et à la robotique (en 3e).

Pour en savoir plus, vous pouvez effectuer des recherches sur internet ou vous connecter directement sur le site officiel (en anglais) : http://www.picaxe.com

Notes

[1Je n’ai pas testé l’apprentissage de la programmation en assembleur avec les élèves mais il n’y pas de doute à avoir sur les difficultés rencontrées au niveau 3e.

[2Parfois on peut être amené à utiliser la "patte" 3 comme moyens de communiquer avec l’ordinateur mais aussi pour y brancher un capteur, mais je ne le conseille pas sauf en cas de manque cruel de pattes pour connecter de multiples capteurs.

[3La perte de données nouvellement acquises lors de l’extinction du système n’est pas un gros soucis d’une manière générale mais nous verrons sans doute comment contourner cette limitation pour des projets plus importants en utilisant d’autres cartes, d’autres systèmes et pourquoi pas un mini ordinateur embarqué sur un robot qui possèderait toutes les caractéristiques d’un ordinateur tel que nous le définissons dans notre imaginaire.