Arduino Breadboard-Le prototypage est une partie importante des processus de conception et de développement. Il est essentiel avant de passer à des phases plus avancées dans les projets de circuits imprimés. Par conséquent, si vous êtes un développeur en électronique numérique, une planche à pain Arduino est la solution idéale.
Avant Arduino, les débutants avaient du mal à apprendre les microcontrôleurs. Ils devaient utiliser des kits coûteux, qui nécessitaient un codage en langage d’assemblage difficile à utiliser.
Cependant, Arduino a changé la donne en fournissant une plate-forme abordable, facile à utiliser et codée dans des langages de programmation de haut niveau comme le C++.
Nous allons examiner une planche d’essai Arduino et les étapes nécessaires à la fabrication de telles planches.
Arduino Breadboard-Qu’est-ce que l’Arduino ?
Arduino est une plateforme logicielle et matérielle d’électronique numérique à code source ouvert, un projet et une communauté d’utilisateurs. La plateforme conçoit et construit des microcontrôleurs monocartes faciles à utiliser et leurs kits pour le développement de l’électronique numérique.
Une carte de circuit imprimé Arduino
Arduino Breadboard-Qu’est-ce qu’une planche à pain ?
Une planche à pain est une console rectangulaire en plastique avec des trous carrés perforés et des symboles et lignes gravés. Elle sert de base de construction pour assembler plusieurs composants électroniques et des microcontrôleurs comme Arduino à des fins de prototypage.
La conception sans soudure de la breadboard est la principale différence entre elle et les PCB.
Une planche à pain sans soudure
En général, les planches à pain sont livrées avec des fils de liaison, des blocs d’alimentation et des composants électroniques tels que des transistors, des résistances et des condensateurs.
Arduino Breadboard-Quelques spécifications de l’Arduino
Tension de fonctionnement : 7-12V (prise DC), 5V (USB)
Broches d’E/S numériques : 14 (6 pour les opérations PWM)
Broches d’entrée analogique : 6
Mémoire flash pour le stockage des programmes : 32KB
RAM : 2KB
EEPROM : 1KB
Vitesse d’horloge : 16MHz
Sortie courant de la broche E/S DC : 20mA
Construire un Arduino sur une planche à pain
Lorsque vous construisez un Arduino sur une planche à pain, un microcontrôleur, tel que l’ATmega328P, constitue le kit de base du circuit Arduino. Mais les autres pièces sont tout aussi importantes et constituent le reste du circuit. Les spécifications du microcontrôleur Arduino ATmega328P sont les suivantes :
La puce ATmega328P
Source: Wikimedia Commons
Par rapport au microcontrôleur ATmega328P standard, l’option Arduino sur planche à pain est meilleure car elle porte le bootloader Arduino. Ce chargeur de démarrage permet la programmation de l’IDE Arduino. De plus, l’Arduino breadboard vous donnera ces avantages :
Une compréhension plus profonde du fonctionnement du matériel Arduino.
Mise à l’échelle facile
Faible consommation d’énergie
Composants requis
Pour mettre en place le projet complet, vous avez besoin des composants suivants :
Connectez ces composants comme indiqué dans l’image ci-dessous.
Une planche d’essai Arduino ATmega328p avec un module convertisseur USB-série.
Source: Wikimedia Commons
Pour vous aider à effectuer les connexions, vous devez savoir à quoi sert chaque broche du microcontrôleur. Voici un diagramme de brochage de la puce.
Un diagramme de brochage de l’ATmega328p et de la carte Arduino
Source : Wikimedia Commons
Connexion de l’alimentation externe
Commencez par connecter le câblage de l’alimentation de la planche d’essai. Il s’agit d’installer les fils d’alimentation et de masse à l’endroit où se trouvera le régulateur de tension. Prenez note de la numérotation des broches pour éviter toute erreur de connexion des composants.
Ensuite, ajoutez les fils de masse et d’alimentation au bas de la carte pour connecter chaque rail. Ensuite, fixez le régulateur de tension et les rails d’alimentation à la carte.
La tension maximale que vous pouvez appliquer à la broche VCC est de 6V, et vous devez éviter d’atteindre cette valeur. Utilisez une tension comprise entre 3.3 et 5.5V.
Dans la plupart des cas, une alimentation de 9 à 12 VDC (batterie) est suffisante. Cependant, c’est le travail du régulateur de tension. Par conséquent, l’alimentation d’entrée doit être de 7-16V pour obtenir environ 5V du régulateur.
Ajoutez un condensateur de 10uF entre l’entrée du régulateur et la masse. Mettez également un condensateur similaire sur le rail droit entre le sol et la puissance.
Ensuite, collez la lumière LED et la résistance de 220 ohms sur le côté gauche de la carte, juste en face du régulateur de tension.
Une fois que vous avez réglé la source d’alimentation, il est temps de charger le microcontrôleur, puis le module convertisseur USB vers série.
Connecter le microcontrôleur
Tout d’abord, branchez la puce sur la planche d’essai, comme indiqué sur l’image ci-dessus. Ensuite, connectez la résistance pull-up de 10k au +5V de la broche de réinitialisation pour empêcher la réinitialisation de la puce en fonctionnement normal. Si elle est mise à la terre à 0V, la broche de réinitialisation redémarre le microcontrôleur.
Ensuite, attachez l’horloge 16 MHz aux broches 9 et 10. Connectez les deux condensateurs de 22 pF à chacune de ces broches et à la masse.
Une puce ATmega328P attachée à une planche à pain
Source : Wikimedia Commons
Ensuite, connectez un petit interrupteur tactile entre les broches de réinitialisation et de masse pour faire office de bouton de réinitialisation. Avec ce composant en place, basculez l’interrupteur si vous voulez redémarrer la puce pour télécharger un nouveau programme.
Il est important de noter que certaines puces sont livrées préprogrammées avec le programme de la LED clignotante. Habituellement, le logiciel Arduino contient le programme directement du fabricant.
Assurez-vous que ces broches sont connectées comme suit :
La broche 7 – Tension d’alimentation numérique (VCC)
La broche 8 – GND
Pin 20 – AVcc – Tension d’alimentation du convertisseur ADC. Vous devez la connecter à l’alimentation d’entrée si vous n’utilisez pas de CAN. Si vous utilisez un ADC, connectez la broche à l’alimentation via un filtre passe-bas.
Broche 21 – AREF – Broche de référence analogique pour l’ADC.
Broche 22 – GND
La LED de la carte doit clignoter après avoir tout configuré et connecté la batterie. Le but de la LED est de vérifier si la carte reçoit la bonne quantité d’énergie ou si elle est en court-circuit.
Vous pouvez vous arrêter ici, mais le vrai plaisir vient lorsque vous programmez la breadboard Arduino. Pour le faire clignoter à l’aide de votre code, vous devez connecter le module convertisseur USB-série au breadboard.
Comme vous allez taper le code sur l’IDE Arduino de votre ordinateur, le module convertisseur USB-série fournit un port USB. Il serait utile que vous disposiez de ce port pour connecter votre ordinateur à la puce du breadboard via un câble USB.
Connexion du module convertisseur USB-série
Vous n’avez besoin d’effectuer que ces cinq connexions :
Rx vers Tx
Tx vers Rx
Vcc à Vcc
GND vers GND
DTR/RTS vers RST via le condensateur 10uF.
A partir de là, vous pouvez être créatif sur l’IDE Arduino. Essayez ensuite d’exécuter différents morceaux de code sur la puce, comme le passage en mode veille pendant un certain temps.
Exemple de code de clignotement de LED sur l’IDE Arduino
Source : Wikimedia Commons
Résumé
Comme vous pouvez le constater, les planches à pain Arduino constituent une plateforme facile à utiliser et abordable pour les tests et le développement, ce qui en fait un outil idéal pour les concepteurs débutants en électronique numérique. Si vous avez des questions, contactez-nous pour plus d’informations.
