Connaissances de base

1. L’électricité

Un courant électrique est constitué d’électrons qui circulent dans un fil, un peu comme de l’eau dans un tuyau.

Les vases communicants

Mais pour que l’eau passe par le tuyau, il faut que les niveaux des deux réservoirs soient différents, sinon l’eau ne circule pas (schéma A). Il faut aussi que les tuyaux soient connectés et les robinets ouverts, sinon cela ne fonctionne pas non plus (schémas B et C). Mais lorsque ces trois conditions sont réunies, l’eau peut circuler (schéma D).

En électricité, on considère que le courant circule du (+) vers le moins (-). La différence de niveau s’appelle différence de potentiel. Les tuyaux sont constitués d’un matériau conducteur (qui laisse passer l’électricité), entouré d’un matériau isolant (qui ne laisse pas passer l’électricité). Les robinets sont les interrupteurs.

Les métaux sont plutôt conducteurs et l’air, le plastique ou le verre plutôt isolants. Le corps humain est un peu entre les deux, ce n’est pas un très bon conducteur, ni vraiment un isolant. On dit qu’il offre une résistance au passage du courant électrique. La résistance baisse...

1. La prise USB (5 V)

L’Arduino Uno utilise une prise USB de type B (la même que pour les imprimantes). Sur d’autres modèles il s’agit d’une prise mini ou micro USB, mais à l’autre bout du câble il y a toujours la prise standard (de type A).

Le plus simple pour commencer est de connecter l’Arduino à l’ordinateur avec le câble USB. Cela permet à la fois de téléverser (charger un nouveau programme) et d’alimenter l’Arduino. La prise USB de l’ordinateur est capable d’alimenter les périphériques en fournissant une tension continue de 5 V.

Cependant, en USB 2 la prise de l’ordinateur est limitée à 500 mA (milliampères, 0,5 ampère). En cas de dépassement, un fusible arrête automatiquement la carte. Ce qui évite d’endommager l’ordinateur, mais empêche l’utilisation de l’Arduino.

L’alimentation par USB convient parfaitement si l’Arduino est seulement relié à quelques LED, mais au-delà, il faudra ajouter une autre source d’énergie (prise jack).

Vous pouvez aussi remplacer l’ordinateur par un chargeur ou une batterie externe de téléphone portable.

Alimentations de téléphone portable, utilisant une sortie USB de type A

Attention, l’entrée USB de l’Arduino n’accepte qu’une tension continue et régulée d’une tension de 5 V. Une tension supérieure à 5,5 V pourrait endommager l’Arduino, et l’Arduino ne fonctionnera pas si la tension est trop basse. Une source d’alimentation irrégulière peut aussi provoquer des arrêts, suivis de redémarrages...

1. La breadboard (platine d’expérimentation)

Fonctionnement de la breadboard, certains trous sont reliés

La breadboard, (littéralement, planche à pain) se traduit plutôt en français par platine d’essai ou d’expérimentation. C’est une plaque de plastique percée de petits trous dont l’écartement est normalisé (0,1 pouce ou 2,54 mm). Elle permet de créer rapidement des circuits provisoires. C’est un peu le Lego de l’électronique. Il en existe de plusieurs tailles, mais les plus courantes possèdent 400 ou 800 trous.

Avant de l’utiliser, il faut bien comprendre quels sont les trous reliés entre eux. Les deux lignes du haut et les deux lignes du bas sont reliées ensemble et servent à brancher le (+) et le (-). Ensuite, les trous a, b, c, d, e de chaque colonne sont reliés, et les trous f, g, h, i, j aussi.

Les autres connexions sont assurées soit par des câbles connecteurs Dupont mâle-mâle, soit par les composants eux-mêmes.

Pour un montage permanent, il existe aussi des platines d’expérimentation à souder.

Breadboards à souder

2. Les résistances fixes

Les résistances

Nous avons vu que le courant électrique est constitué d’électrons qui circulent du (+) vers le (-). Tous les composants traversés offrent une résistance plus ou moins importante au passage du courant. Cette résistance entraîne un échauffement qui peut être exploité pour produire de la chaleur (four ou radiateur électrique) ou de la lumière (ampoule électrique).

Mais il existe aussi en électronique un composant dont le seul but est de dissiper (consommer) un peu d’électricité. Il produit un peu de chaleur (en très faible quantité) mais ce n’est pas le but recherché. Ce composant s’appelle donc tout simplement une résistance.

Les résistances ont une valeur prédéfinie qui se mesure en Ω (ohm).

1 MΩ (MOhm, mégaohm) = 1 000 kΩ (kohm, kiloohm) = 1 000 000 Ω (ohm)

Plus la valeur est faible et plus le courant passe facilement, si vous mesurez au multimètre la résistance...