Projets Arduino : les meil­leures idées et ins­truc­tions pour le mi­cro­con­trô­leur

Arduino est connu des amateurs pas­sion­nés depuis plus de dix ans : le mi­cro­con­trô­leur pro­gram­mable sur un circuit imprimé compact a été utilisé dans d'in­nom­brables projets ; il a fait clignoter des diodes élec­tro­lu­mi­nes­centes, marcher des robots, lire des données mé­téo­ro­lo­giques, mesurer des distances, peindre des images et composer de la musique ; tout autant de projets détaillés après une pré­sen­ta­tion du mi­cro­con­trô­leur.

La première carte Arduino a été produite en petite série en Italie en 2005 afin d’initier les étudiants en design à l'uti­li­sa­tion et aux pos­si­bi­li­tés de pro­gram­ma­tion des mi­cro­con­trô­leurs. Le mouvement des fa­bri­cants émergents, des pas­sion­nés d’ex­pé­ri­men­ta­tion avec une forte affinité pour la tech­no­lo­gie, a été accueilli avec en­thou­siasme par la nouvelle pla­te­forme, car elle était peu coûteuse et facile à utiliser.

Au­jour­d'hui toutefois, les circuits imprimés sont dis­po­nibles dans une grande variété de modèles. Le classique, Arduino Uno, est com­pa­rable en taille à un paquet de ci­ga­rettes, alors que l'Arduino Nano est à peine plus grand qu'une pièce de deux euros. Des versions nettement plus petites et plus grandes sont également dis­po­nibles et offrent ainsi le matériel adéquat pour presque tous les domaines d'ap­pli­ca­tion.

Ce que ces versions ont toutes en commun, c'est qu'elles sont composées d’un mi­cro­con­trô­leur et de plusieurs entrées et sorties ana­lo­giques et nu­mé­riques. La carte peut être connectée à l'or­di­na­teur via un port USB et le code du programme peut être chargé. Ceci est écrit avec l'en­vi­ron­ne­ment de dé­ve­lop­pe­ment open source, et est en principe une variante sim­pli­fiée de C ou C++. Plusieurs barrettes à broches montées sur la carte per­met­tent de connecter des LED, des moniteurs, des ins­tru­ments de mesure, des moteurs et de nombreux autres appareils, qui peuvent ensuite être gérés par le con­trô­leur. En plus d'être une com­mu­nauté, c'est aussi un mi­cro­con­trô­leur avec plusieurs entrées et sorties ana­lo­giques et nu­mé­riques. La carte est connectée au bureau via un port USB et le code des pro­grammes est protégé. Ceci témoigne d’un en­ga­ge­ment en faveur d’un dé­ve­lop­pe­ment open source.

Arduino est souvent comparé au Raspberry Pi parce que les deux appareils sont des circuits imprimés peu en­com­brants qui peuvent être au cœur d'in­nom­brables projets élec­tro­niques. Mais si Arduino est un mi­cro­con­trô­leur, Raspberry Pi est un or­di­na­teur à carte unique. Cette com­pa­rai­son entre Arduino et Raspberry Pi vous en apprendra davantage sur les spé­ci­fi­ci­tés de chacun.

Uno était la première version d’Arduino. D'in­nom­brables idées ont déjà été mises en œuvre avec le mi­cro­con­trô­leur de taille moyenne, car il offre toujours un équilibre idéal entre une taille compacte et un large éventail de fonc­tion­na­li­tés. Il existe des exemples im­pres­sion­nants de projets Arduino pour débutants, uti­li­sa­teurs avancés et pro­fes­sion­nels, que l'on peut trouver sur les dif­fé­rentes pla­te­formes spé­cia­li­sées.

Com­men­çons di­rec­te­ment par un projet Arduino : vous avez prévu une soirée de jeux de société avec vos amis ou votre famille, mais vous ne trouvez pas de dé ? Un Arduino avec cinq LEDs con­nec­tées pourrait sauver votre soirée. En appuyant sur un bouton, vous démarrez un gé­né­ra­teur aléatoire qui utilise les lumières pour vous donner un numéro aléatoire compris entre un et six, à la manière d'un jet de dés. Le tutoriel pour fabriquer un dé élec­tro­nique explique toutes les étapes et liste le matériel dont vous aurez besoin.

Le capteur de distance sociale est une idée de projet Arduino inspirée par la pandémie de Covid-19, qui est parfaite pour les débutants. Un capteur à ultrasons connecté au mi­cro­con­trô­leur fait en sorte qu’une LED s’allume à chaque fois qu’une personne s’approche à moins de 50 cm. Si la distance augmente à nouveau, la LED s’éteint. En termes de pro­gram­ma­tion, il suffit de quelques lignes de code pour mettre en œuvre le projet Arduino Uno. Il est également dis­po­nible en ligne pour les débutants absolus. Ainsi, chacun peut s’amuser à re­pro­duire ce projet chez soi.

Le robot suiveur de lumière fait partie des projets Arduino Uno faciles et pourtant im­pres­sion­nants, qui peuvent être réalisés avec quelques com­po­sants seulement. Pour créer ce robot suiveur de lumière, il suffit de monter deux ré­sis­tances pho­to­sen­sibles sur un bread­board (une platine d’ex­pé­ri­men­ta­tion), chacune étant reliée à un moteur vibreur, de sorte que les capteurs auront un champ de vision séparé. Les deux ré­sis­tances mesurent la lumière incidente à in­ter­valles réguliers, tandis que les moteurs per­met­tent à l’ensemble d’avancer.

Les robots qui courent après une source lumineuse vous pa­rais­sent trop faciles ? Pourquoi ne pas vous servir d’Arduino pour mettre au point un projet plus complexe et utile au quotidien ? Oui are makers propose ce tutoriel qui offre un bel exemple de projet Arduino pour la maison, puisqu’il permet de vous avertir lorsque la porte de votre ré­fri­gé­ra­teur ou de votre con­gé­la­teur est mal fermée, et d´éviter ainsi de gâcher quantité de nour­ri­ture. Le principe est très simple : le module mesure la tem­pé­ra­ture interne du ré­fri­gé­ra­teur, et vous avertit lorsqu’il se produit une anomalie, sig­ni­fiant que la porte n’est pas bien fermée. Il suffit pour ce faire de connecter des capteurs de tem­pé­ra­ture à l’intérieur de l’appareil qui, reliés à un Raspberry Pi, un nod red et un buzzer, per­met­tront de vous avertir si la tem­pé­ra­ture augmente.

Une idée de projet Arduino stylée pour la maison est la création d’un sablier numérique à LED. Une matrice de LED intégrée permet de simuler la chute des grains de sable. Le code né­ces­saire pour faire fonc­tion­ner le sablier à LED est déjà un peu plus complexe, mais il est facile à suivre et, en cas de besoin, à té­lé­char­ger. Un boîtier en carton cache le circuit Arduino et permet à l’horloge LED de se démarquer.

Une autre idée de projet Arduino qui s’adresse à des bri­co­leurs déjà avertis est la cons­truc­tion d’une propre voiture té­lé­com­man­dée. Pour faire fonc­tion­ner le gadget, il est né­ces­saire d’utiliser une ap­pli­ca­tion smart­phone adaptée, dé­ve­lop­pée par le créateur de la voiture Bluetooth et dis­po­nible dans le Google PlayStore. Si vous utilisez un appareil Apple, il sera né­ces­saire d’activer l’accès uti­li­sa­teur étendu sur votre iPhone à l’aide d’un jailbreak pour pouvoir utiliser l’ap­pli­ca­tion. Le projet Arduino Uno permet de s’amuser non seulement lors de la cons­truc­tion, mais également après.

Parmi les idées de projets Arduino les plus im­pres­sion­nants mis en œuvre par des pas­sion­nés ex­pé­ri­men­tés, on trouve le robot de dessin, qui met sur papier les dessins vec­to­riels et les ma­tri­ciels stockés sur l'or­di­na­teur. Si la mise en œuvre exige une con­nais­sance pro­fes­sion­nelle des projets Arduino et de leur mise en œuvre, ainsi que de nombreux com­po­sants et beaucoup de temps, le résultat est toutefois largement à la hauteur du travail :

Ce projet Arduino Uno, qui a été ré­com­pensé, est un dôme trian­gu­laire en bois avec un total de 120 surfaces lu­mi­neuses in­te­rac­tives. Celles-ci changent de couleur et jouent des sons au fur et à mesure que votre main s’en approche. Les ins­truc­tions pour réaliser ce projet Arduino sont dé­tail­lées sur Ins­truc­tables. La vidéo ci-dessous vous donne un aperçu du paysage sonore et visuel quasi magique créé par ce projet :

La version plus petite de l'Arduino Uno, l'Arduino Nano, est souvent utilisée pour des projets où l'espace pour la carte est très limité. Comme son homologue plus grand, il est basé sur le puissant mi­cro­con­trô­leur ATmega328 de la société amé­ri­caine Atmel, et permet ainsi de créer des ap­pli­ca­tions tout aussi complexes, dont voici un petit aperçu.

Avec seulement quelques com­po­sants, chaque pièce peut être trans­for­mée en une petite dis­co­thèque. Dans ce projet Arduido Nano, un mi­cro­phone mesure l'in­ten­sité de la musique et transmet cette in­for­ma­tion à l'Arduino Nano, qui agit sur une bande LED lumineuse, de sorte qu'elle fasse clignoter dif­fé­rentes couleurs en accord avec la musique. Ce projet Arduino peut être mise en œuvre ra­pi­de­ment, même avec très peu de com­po­sants.

Voici un projet Arduino ingénieux, rapide à cons­truire et qui nécessite peu de matériel. Le détecteur de mensonge, bien sûr, ne mesure pas vraiment si quelqu'un ment, mais seulement la con­duc­ti­vité élec­trique de sa peau. Ce paramètre indique en effet le degré de nervosité du sujet, qui peut indiquer un éventuel mensonge.

De nos jours, rares sont les smart­phones qui ne disposent pas d’un capteur d’em­preintes digitales. Il est également possible de commander un capteur d’em­preintes digitales avec un Arduino Nano. Pour cela, il suffit d’in­ter­con­nec­ter un capteur avec le mi­cro­con­trô­leur. Un écran intégré au circuit vous indique alors s’il s’agit d’une empreinte digitale en­re­gis­trée dans le système. Si c’est le cas, le système vous accueille. Sinon, l’écran ne se dé­ver­rouille pas. Le projet Arduino Nano peut être réalisé avec seulement quelques com­po­sants et convient donc très bien aux débutants.

Vous avez toujours voulu cons­truire un robot ? Ce projet Arduino vous montre comment fonc­tionne la con­cep­tion et la pro­gram­ma­tion d'un véhicule élec­tro­nique simple, de type char. Le mini robot suit un iti­né­raire préa­la­ble­ment défini et programmé, mais peut également être étendu, par exemple, par une té­lé­com­mande radio ou un bras de pré­hen­sion.

Ce projet Arduino Nano est également un robot, mais les chenilles du char ont été rem­pla­cées par des pattes d'araig­née à moteur, qui lui per­met­tent de se déplacer ra­pi­de­ment. Cette araignée robot est fabriquée en Lego et se contrôle avec un smart­phone.

Les projets Arduino peuvent aussi faciliter votre quotidien. Vous rêvez de ne plus avoir à vous soucier de l’arrosage de vos plantes préférées ? Alors tournez-vous vers ce projet Arduino Nano. Un capteur de tem­pé­ra­ture permet de dé­ter­mi­ner la quantité d’eau dont les plantes ont besoin. Une pompe à eau également connectée assure alors un arrosage suffisant. Le système d’arrosage au­to­ma­tique des plantes convient aux bri­co­leurs Arduino un peu plus avancés, sans demander non plus trop d’efforts.

Cette station météo est un excellent exemple des nom­breuses pos­si­bi­li­tés de projets Arduino pour la maison : avec quelques capteurs connectés et un écran, le mi­cro­con­trô­leur devient une station météo, qui mesure la tem­pé­ra­ture, l'hu­mi­dité de l'air, et affiche l'heure. Ce projet Arduino peut également être étendu à la collecte de données sup­plé­men­taires sur la pression at­mos­phé­rique, les con­di­tions de vent, l'indice UV et la pluie. Le projet nécessite plusieurs Arduino et d'autres com­po­sants élec­tro­niques.