Dans cette activité nous allons apprendre à programmer une répétition d’actions selon des critères précis. Nous allons donc apprendre la notion de boucle.
ACTIVITE 1 : PROGRAMMATION D’UNE RANGEE DE DELS
A) schéma du montage
Matériel fourni par le professeur :
6 dels
6 resistances de 220 Ohms
Une carte Arduino Uno
Des cordons de connexions
Connectez les dels aux broches 4,5,6,7,8,9
PROGRAMME 1 :
A l’aide de tes connaissances, propose un programme permettant d’allumer successivement les dels avec un temps de 0,5 secondes entre chacune d’entres elles.
notre projet consiste à créer des images numériques de basses résolution… Comment est définie une image en numérique ?
Le pixel
Définition Wikipédia : Le pixel (souvent abrégé px) est l’unité de base permettant de mesurer la définition d’une image numérique matricielle. Son nom provient de la locution anglaise « picture element », qui signifie « élément d’image ».
Une image numérique est donc définie par une matrice de pixels ( x pixels de large et y pixels de haut), ce nombre de pixels défini ce que l’on appelle la définition de l’image
Définitions d’image au fil du temps
Dans les années 1970, les images informatiques étaient d’une définition très basses, les pixels étaient visibles
Plus une image contient de pixels, plus son poids sera important.
La limitation du nombre de pixels à l’époque était du principalement à la faible résolution des écrans de l’époque mais aussi à la faible capacité mémoire des ordinateurs. Aujourd’hui ces limitations n’existent plus et les images numériques atteignent un nombre de pixels et de couleurs dépassant les capacité de perception de l’oeil humain.
Définition et résolution d’une image
Résolution et taille d’écrans : exprimée en pixels par pouce (inch) (PPP ou PPI en anglais), ce chiffre définit le nombre de pixels qu’un écran peut afficher sur une distance de 1 pouce (2,54cm). Plus ce chiffre est grand, plus l’image sera réaliste et les pixels invisibles.
Quelques exemples de résolution d’écran :
smartphones modernes
Les couleurs :
En informatiques les couleurs sont générées à partir de 3 couleurs de bases : le rouge, le vert et le bleu. On parle alors d’une couleur RVB.
Le plus souvent on peut doser chaque composante en lui attribuant une valeur comprise entre 0 et 255.
Quelques exemples :
(255,0,0) donnera du rouge
(0,255,0) donnera du vert
(0,0,255) donnera du bleu
(255,255,0) donnera du magenta
(255,255,255) donnera du blanc
(128,128,128) donner du gris
…
Comment les écrans créent les couleurs ?
Les écrans modernes fonctionnent avec des dels miniatures, l’allumage des dels vertes rouges et bleues en mode RVB permettent la création d’un pixel.
Dans la réalité les écrans utilisent plus de 3 dels pour améliorer la qualité de l’image et le nombre de couleurs possibles. De nos jours c’est la technologie Oled (dels organiques) qui permet la création des écrans les plus précis, les plus fins (écran souple possible) et avec le meilleur rendu de couleurs.
Le pixel Art :
Les images au pixels visibles n’ont pas dit leur derniers mots ! Un mouvement artistique : le Pixel Art consiste à créer des images en basse résolution, pixels visibles, à l’image des images numériques des début de l’informatique.
Les oeuvres de Jim Campbell que nous étudions cette année sont basées sur des images en basses résolution.
Chaque Del de notre futur écran devra être traversée par une quantité de courant précise indiquée par le constructeur. Le resistor nous servira à régler cette quantité de courant.
Une résistance est un composant électronique ou électrique dont la principale caractéristique est d’opposer une plus ou moins grande résistance (mesurée en ohms) à la circulation du courant électrique. C’est un dipole non polarisé.
L’unité de la résistance est l’Ohm (Ω), avec ses multiples KΩ (x1000 ohms), MΩ (x1 000 000 ohms)
Un système de codage couleur est utilisé pour indiquer la valeur des résistors :
Quelques exemples de résistors sous différentes formes :
Le potentiomètre est un résistor dont on peut faire varier la valeur, il se cache le plus souvent derrière les boutons de réglages (volumes…) de nos appareils les plus anciens.
Potentiomètre pour carte électronique
Format de résistor pout circuit électronique monté en surface (les circuits électroniques modernes)
résistors soudés sur un circuit électronique. On note la présence de deux potentiomètres de 10Kohms.
Notre projet est basé sur l’utilisation d’un composant optoélectronique (composant électronique capable d’émettre de la lumière ou d’interagir avec la lumière) : la diodeélectroluminescente.
Une diode électroluminescente (DEL), (en anglais : Light-Emitting Diode, LED), est un composant optoélectronique capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique.
Elle compte plusieurs dérivées, principalement, l’OLED, l’AMOLED ou le FOLED (pour flexible oled). Les LED sont considérées, par beaucoup, comme une technologie d’avenir dans le domaine de l’éclairage général. En effet, on estime que d’ici à 2020, les LED pourraient représenter 75 % du marché de l’éclairage1. Elles sont utilisées aussi dans la construction des écrans de télévision plats : pour le rétro-éclairage des écrans à cristaux liquides, comme source d’illumination principale dans les écrans de télévision à LED.
La diode électroluminescente est utilisée de plus en plus pour l’éclairage domestique. sa faible consommation est un atout de poids. La del permet aussi de créer des éclairages d’intensités et de couleurs variables.
Pour fonctionner correctement une DEL doit recevoir une tension nominale comprise entre 1,5 et 4 volts selon le modèle. Elle doit être traversé par un courant compris entre 10mA et 20mA. Une surtension ou une surintensité peuvent détruire le composant. La DEL est un composant polarisé, ne JAMAIS LA BRANCHER A L’ENVERS.
Réalisons notre premier programme Arduino : « Blink » (clignotement)
Cette première activité nous permettra de comprendre la mise en oeuvre d’une plaque ARDUINO associée à une platine d’expérimentation contenant des composants extérieurs. Nous découvrirons la gestion d’une broche de sortie, en allumant puis éteignant une Diode électroluminescente.
LA PLATINE D’EXPERIMENTATION
La platine d’expérimentation permet le câblage de composants en utilisant un minimum de fils électriques.
Les points de connexion sont reliés dans la platine comme indiqué sur le schéma ci-contre.
Arduino est un circuit imprimé sur lequel se trouve un microcontrôleur qui peut être programmé pour analyser et produire des signaux électriques, de manière à effectuer des tâches très diverses comme la domotique (le contrôle des appareils domestiques – éclairage, chauffage…), le pilotage d’un robot, etc.
Un circuit Arduino est en quelque sorte un « mini ordinateur ». Il dispose d’un certains nombres d’entrée/sorties que l’on peut connecter à de nombreux composants électroniques (capteurs, del, moteur..). Il se programme via son ordinateur personnel (MAC/PC) grâce à un logiciel libre de droit « ARDUINO ».
Pré-requis pour utiliser un circuit Arduino :
comprendre la différence entre analogique et numérique.
comprendre la différence entre entrées et sorties.
Comprendre la structure d’un programme arduino
Maîtriser les instructions de programmation (simples) du circuit Arduino.
De la…motivation ! Arduino est simple !
ARCHITECTURE D’UNE CARTE ARDUINO
Les connecteurs A0 à A5 ne sont que des entrées analogiques (signaux changeants)
Les connecteurs 2 à 13 sont des entrées ou sorties. Certaines de ses sorties sont capables de recevoir ou d’émettre des signaux analogiques (3,5,6,9,10,11). Ils sont reconnaissables par le symbole ~
Les broches d’alimentation permettent d’alimenter notre plaquette d’experimentation. Attention de ne pas se tromper !
Le connecteur USB permet l’alimentation de la plaque Arduino via votre PC. Il permet aussi l’envoi du programme dans le microcontrôleur.
LA PROGRAMMATION D’UN CIRCUIT ARDUINO
Analysons ce premier programme (menu FILE/EXAMPLES/BASICS/BLINK) qui fait clignoter une del connectée à la broche 13 de notre circuit.
void setup() {
pinMode(13, OUTPUT);
}
pinMode est une instruction qui permet de choisir si une broche du circuit jouera le rôle d’une sortie ou d’une entrée. Ici la broche 13 est déclarée comme une sortie (OUTPUT), le contraire serait INPUT.
digitalWrite permet de donner une valeur pour une sortie (ici la 13), ces valeurs peuvent être HIGH (5Volts) ou LOW(0volts). Cela revient à écrire ALLUME ou ETEINT.
delay(duréer en millisecondes) est une instruction qui permet de marquer une pause exprimée en millisecondes. delay(1000) correspond donc à une attente de 1 seconde.
Notre programme fait donc :
ALLUME la sortie 13
ATTENDRE 1s
ETEINT la sortie 13
ATTENDRE 1s
ET RECOMMENCE
NOTE : pas besoin de brancher une del pour observer le résultat. La broche 13 dispose d’une petite diode électroluminescente sur la carte ARDUINO.
