ROBOT ARDUINO D’AREXX
AAR
NOTICE DE MONTAGE: AAR-04
© AREXX - PAYS-BAS V052012
- 1 -
Table des Matières
1. DESCRIPTION DU ROBOT AAR 3
1.1 La famille des robots ARDUINO 3
1.2 Caractéristiques 3
1.3 Mises en garde 4
2. INFORMATIONS GENERALES SUR ARDUINO 5
3 Le ROBOT ARDUINO D’AREXX 10
3.1 Schéma fonctionnel du ROBOT ARDUINO 10
3.2 Informations de base sur AAR 11
3.3 INFORMATIONS DE BASE SUR LE LOGICIEL ARDUINO 12
4. Premiers pas vers l’installation 13
4.1 Téléchargement et installation du logiciel Arduino 13
4.2 Le langage de programmation Arduino 13
4.3 Installation d’un driver USB 13
4.4 Matériel de l’AAR 14
4.4.1Connexion de l’accu 14
5. Logiciel ARDUINO 15
5.1 Programmation du robot avec le logiciel Arduino 15
5.2 Sélection d’un programme Arduino 15
5.3 Défintion d’une interface COM 16
5.4 Transfert d’un programme dans le robot Arduino 17
5. Informations de fond sur le montage en pont 18
5.1 Montage en pont pour des alimentations 3V 18
5.2 Montage en pont pour 4,5 Volts 20
6. Systèmes odométriques 21
7. Programmation du Bootloader 24
8. ANNEXE 25
A. Nomenclature 26
B. PCB principal face supérieure 28
C. PCB principal face inférieure 29
D. Schéma technique de l’AAR 30
AREXX et AAR sont des marques déposées d’AREXX Engineering - PAYS-BAS.
© Traduction française/French translation (August 2012): AREXX Engineering (NL).
Ce manuel est protégé par les droits d’auteur. Toute reproduction ou copie même partielle est
interdite sans l’accord écrit préalable de l’importateur européen:
AREXX Engineering - Zwolle (NL).
Le fabricant et le distributeur ne déclinent toute responsabilité pour les dommages causés par
des erreurs de manipulation, d’installation et d’utilisation de ce produit suite au non respect des
instructions de montage.
Sous réserve de modifications sans préavis.
Support technique pour la construction du robot:
WWW.AREXX.COM
Fabricant:
AREXX Engineering
JAMA Oriental
Importateur:
AREXX Engineering
ZWOLLE Pays-Bas
© AREXX Pays-Bas et JAMA Taiwan
© Traduction française: AREXX - Pays-Bas
WWW.ROBOTERNETZ.DE
- 2 -
1. DESCRIPTION DU ROBOT AAR
1.1 La famille des robots ARDUINO
Arduino est une plateforme „open source “1 destinée au développement de prototypes électroniques qui met à notre disposition
un microcontrôleur ainsi que toutes les interfaces périphériques et
logiciels nécessaires.
Le concept Arduino fut développé an d’appréhender de manière
simple l’électronique moderne qui est utilisée dans le monde de la
robotique, du pilotage de logiciels et des détecteurs.
En tant que successeur du robot ASURO qui est programmable en
langage ‘C’, le robot Arduino ressemble certes fortement à son prédécesseur mais sa programmation est considérablement plus simple
en raison du langage de programmation „open source“ Arduino.
1 Open Source est une gamme de licences de logiciel dont les sources sont
publiquement accessibles an de promouvoir son développement futur.
1.2. Caractéristiques:
Moteurs 2 moteurs de courant continu (3 Volts)
Processeur ATmega328P
Langage de programmation ARDUINO
Alimentation 4 batteries ou piles AAA
4,8 - 6 Volts max.
Consommation Min. 10 mA
Max. 600 mA
Communication Port USB
Extension les extensions ASURO
sont compatibles
Hauteur 40 mm
Largeur 120 mm
Profondeur 180 mm
- 3 -
1.3 Mises en Garde
1. Lisez d’abord ce manuel avant de brancher une source de
tension sur l’un des connecteurs! Des connexions erronées
peuvent endommager le matériel.
2. Vériez attentivement l’affectation des broches! Soyez
particulièrement méticuleux lors du câblage du système.
Des erreurs de branchement risquent d’endommager des
composants. Respectez la polarité des bornes d’alimentation.
Une inversion de polarité des bornes d’alimentation risque
d’endommager les circuits.
3. N’utilisez pas de systèmes d’alimentation dont les tensions
dépassent les valeurs spéciées!
Utilisez des systèmes d’alimentation stabilisés et ltrés an
d’éviter des crêtes de tension.
4. La platine ne présente aucune protection contre les effets d’eau
et d’humidité. Conservez le robot dans un endroit sec.
5. Evitez les courts-circuits avec d’autres objets métalliques
ainsi que toute surcharge de la platine ou des connecteurs par
pression, traction ou chargement.
6. Evitez les décharges électrostatiques
précautions, mises en garde et l’article sur Wikipedia “Décharge
électrostatique”).
2
(voir à ce sujet les
1.4 Généralités
* Le droit de retour s’éteint avec l’ouverture du sachet qui contient
les composants et pièces.
* Lisez attentivement la notice de montage avant de commencer la
construction.
* Manipulez les outils avec précaution.
* Ne construisez pas le robot en présence d’enfants en bas âge.
Les enfants risquent de se blesser avec les outils et/ou avaler de
petits composants.
* Respectez la polarité des piles.
* Veillez à ce que les piles et le support de piles restent
toujours sec. Si le robot est mouillé, retirez les piles et séchez
soigneusement tous les composants.
* Retirez les piles si le robot n’est pas utilisé pendant plus d’une
semaine.
2
Angl. electrostatic discharge, abrégé ESD
- 4 -
2. INFOS GENERALES SUR ARDUINO
2.1. Qu’est-ce qui ou qu’est-ce qu’est ARDUINO?
Arduino est un microcontrôleur mono-platine open-source destiné
notamment aux artistes, designers, bricoleurs et autres personnes
intéressées an de leur faciliter l’accès à la programmation et aux
microcontrôleurs ainsi qu’au travail sur des projets d’objets interactifs.
La plateforme Arduino est basée sur un microcontrôleur d’Atmel
ATmega168 ou ATmega-328. Le système met à la disposition de
l’utilisateur aussi bien des entrées//sorties numériques que des
entrées analogiques qui permettent au système Arduino de recevoir
des signaux de son environnement et d’y réagir.
Différentes platines Arduino sont commercialisées telles que Arduino Uno, Arduino LilyPad et Arduino Mega 2560. Etant donné que
chaque platine Arduino possède ses propres spécicités, il existe un
système Arduino idéal pour pratiquement chaque projet.
Les signaux d’entrées peuvent provenir de commutateurs, détecteurs de lumière, de mouvement, de distance ou de température.
Même des commandes provenant d’internet peuvent constituer des
signaux d’entrée. Les signaux de sortie peuvent, à leur tour, piloter
des moteurs, lampes, pompes et moniteurs.
Pour la programmation, le système possède un compilateur assurant
un langage de programmation normalisé et un bootloader. Le langage de programmation est basé sur le langage de programmation
Wiring qui correspond à C++.
En 2005, Arduino a démarré comme un simple projet à Ivréa en
Italie. L’objectif déclaré était initialement le soutien des étudiants
lors de leurs travaux sur des projets. La création du prototype devait
alors être bien moins coûteuse qu’avec des méthodes similaires traditionnelles.
Le groupe de développeurs autour de Massimo Banzi et David Cuartielles a nommé le projet d’après un personnage historique du nom
de ‘Arduino d’Ivrea’. Le mot ‘Arduino’ signie ‘Ami musclé’.
- 5 -
2.2 Microcontrôleur!
2.2.1 Applications
Un microcontrôleur (parfois appelé également sous sa forme abrégée μC, uC ou MCU) est un petit ordinateur dans un circuit individuel intégré qui contient le noyau du processeur, la mémoire et un jeu
de connecteurs d’entrée et de sortie programmables.
Une mémoire de programme et une petite mémoire de données
RAM (c’est-à-dire Random Access Memory) font souvent partie du
circuit intégré. Les microcontrôleurs sont utilisés dans des installations et systèmes à pilotage automatique tels que dans le pilotage de
moteurs, implants, télécommandes, systèmes bureautiques, jouets
et outils de haute puissance.
L’économie de poids et de coûts due à l’intégration d’un microprocesseur, d’une mémoire et de connecteurs d’entrée/sortie sur
un seul circuit intégré a pour conséquence que la commande digitale devient de plus en plus économique pour un grand nombre
d’applications.
Un ménage typique dans un quartier moderne dispose de quatre
microprocesseurs et de trois douzaines de microcontrôleurs. Une
voiture de classe moyenne utilise 30 ou plus de microcontrôleurs.
Ces composants sont également présents dans de nombreux appareils électriques tels que des machines à laver, fours à micro ondes
et téléphones.
- 6 -
2.3. Consommation et Vitesse
Certains microcontrôleurs travaillent à une faible fréquence
d’impulsions de 4 kHz et présentent une faible consommation dans
la zone des milliwatts ou microwatts. Ils sont généralement activables par pression sur un bouton ou par une interruption. La consommation lors de l’attente (générateur d’horloge CPU ainsi que la
quasi-totalité des circuits complémentaires à l’arrêt) se situe dans le
domaine des nanowatts ce qui garantit la longévité des piles.
D’autres microcontrôleurs sont plutôt utilisés dans le domaine des
hautes performances où ils sont employés p.ex. comme processeurs
de signaux numériques (DSP) avec des taux de fréquence et une
consommation plus élevés.
Le système Arduino travaille avec un puissant CI unique Atmel
ATmega328P qui est équipé d’un microcontrôleur 8 octets (d’une
fréquence de 16MHz) et d’une mémoire ash ISP de 32K bytes.
L’alimentation est relativement exible sur une plage de 7-12Vcc
ce qui permet d’assurer des conditions de travail stables et correctement sécurisées pour le circuit intégré ainsi que des conducteurs
séparés jusqu’à 2A pour l’alimentation des moteurs.
2.4 Programmes pour Microcontrôleurs
Le logiciel pour le microcontrôleur doit tenir dans l’espace mémoire
disponible sur le circuit intégré car une mémoire supplémentaire
externe serait trop coûteuse. Le compilateur et l’assembleur sont
optimisés pour la traduction du langage de haut niveau et des codes
d’assemblage en commandes machine compactes qui sont déposées
dans la mémoire du microcontrôleur.
- 7 -
En fonction du type de circuit intégré, le programme peut être sauvegardé dans une mémoire ROM
3
permanente qui n’est écrite que
pendant la fabrication du circuit, ou bien dans une mémoire Flash
ré-inscriptible à dessein ou dans une mémoire ROM ré-inscriptible
plusieurs fois.
Initialement, les microcontrôleurs ont seulement été programmés en
assembleur mais actuellement il existe d’autres langages de programmation d’un niveau plus élevé. Il s’agit soit de langages spéciaux ou bien de variantes des langages de haut niveau tel que C. Les
vendeurs des microcontrôleurs proposent souvent des outils gratuits
an de faciliter la mise en place du matériel. Le système Arduino
met à notre disposition des mémoires ash 32 kBytes pour les pro-
grammes sketch qui sont programmables en C.
2.5 Architecture des Interfaces
Les microcontrôleurs disposent en général d’une multitude de broches d’entrée/sortie (GPIO) librement programmables. Ces connecteus GPIO sont programmables en broches d’entrée ou de sortie au
moyen de commandes logicielles. Lorsqu’elles sont programmées en
broches d’entrée, elles sont souvent utilisées pour la lecture de détecteurs ou de signaux externes. Si elles sont programmées comme
broches de sortie, elles sont utilisables pour le pilotage de LED ou de
moteurs.
Un grand nombre de systèmes embarqués a besoin de savoir lire les
signaux analogiques des détecteurs. A cet effet, on utilise les convertisseurs analogiques/digitaux (en anglais ADC4) .
Etant donné que les processeurs ont été développés spécialement
pour le traitement de données numériques, c’est-à-dire des zéros et
des uns, ils ne conviennent pas aux signaux analogiques des détecteurs. C’est le rôle des convertisseurs A/D de transformer les don-
nées rentrantes en une forme lisible pour un processeur.
3
ROM = Read Only Memory (mémoire morte)
4
Analog-to-digital converter (ADC)
- 8 -
Une forme moins usuelle de la conversion de données dans le microcontrôleur est la conversion digitale en analogique (ou DAC
5
) qui
permet au processeur de générer des signaux analogiques ou des
niveaux de tension.
En plus des convertisseurs, certains systèmes embarqués disposent
de minuteries. Un des types de minuteries les plus courants est
l’horloge à interval programmable (PIT6) qui décompte à partir d’une
valeur de départ vers zéro. Lorsque le zéro est atteint, l’horloge envoie une interruption au processeur pour signaler que le temps réglé
s’est écoulé. C’est une fonction utile p.ex. pour des thermostats qui
enregistrent régulièrement la température ambiante et qui doivent
contrôler s’il est nécessaire d’enclencher la climatisation ou bien le
chauffage.
Le module émetteur-récepteur asynchrone universel UART7 nous
permet d’échanger des données de communication avec d’autres
systèmes via une connexion série sans trop solliciter le processeur.
Un matériel spécial embarqué dans le circuit intégré permet également la communication avec d’autres CI dans des formats numériques tels que I2C et Serial Peripheral Interface (SPI).
Le système Arduino met à notre disposition 14 connecteurs digitaux
I/O et 7 connecteurs analogiques I/O (I/O signie Entrée/Sortie).
5
Digital-to-analog converter (DAC)
6
Programmable Interval Timer (PIT)
7
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART)
- 9 -
Loading...