Publié le 13 novembre 2016 - par

Canard PC HARDWARE : Hors série Raspberry Pi + Arduino

canardpc_couverture_250px« La création de montages complexes n’est plus réservée aux ingénieurs à la retraite ou aux étudiants des écoles spécialisées… Avec des plateformes comme Arduino n’importe qui peut aujourd’hui se lancer dans l’aventure… Ce Hors-Série propose une initiations aux bases de l’électronique, en évitant les laïus rébarbatifs pour se concentrer sur l’essentiel ! » – Extrait de l’Édito de ce numéro spécial électronique.
L’équipe de Canard PC nous a habitué(e)s à des publications intéressantes, mais avec ce Hors-Série c’est toute la communauté Raspberry Pi et Arduino qui est visée.
Vous voulez commencer à utiliser ces 2 cartes « magiques » mais vous pensez que vos connaissances en électronique sont insuffisantes voire inexistantes ?

Canard PC spécial Électronique : Tout pour bien débuter

Ce numéro est fait pour vous. Électronicien d’origine (tout le monde a des défauts 🙂 ) j’ai dégusté ce numéro Hors-Série dès que je l’ai ramené de mon point presse favori.

canardpc_couverture_600px

Je ne peux que confirmer ce qui est annoncé : Tout pour bien débuter.  Je ne vous dis pas que la simple lecture de ces pages fera de vous un électronicien aguerri, mais vous aurez déjà la compréhension de ce que sont les composants de vase qu’on utilise en électronique (et sur les cartes Raspberry Pi et Arduino).canardpc_rtfm Il faudra aussi bosser un peu par vous-même (bin oui qu’est ce que vous croyez ?) pour voir comment fonctionnent les formules et comprendre leur utilisation. J’ai vu trop de « futurs techniciens » qui regardaient une formule comme un pêcheur de grande marée débutant regarde une étrille… Sans savoir trop dans quel sens ça se manipule 😉

Je vous propose de commencer par le sommaire de ce numéro, avant de ploger plus avant dans son contenu.

canardpc_sommairePrêt(e) ? Allez on y va !

canardpc_simple

canardpc_danger

On commence par les règles de sécurité. C’est toujours bien de les rappeler. J’essaye toujours d’y penser sur framboise314 quand le courant du secteur est utilisé. Ce n’est pas juste de la rigolade. Du genre « Rôôô j’ai encore pris un coup de jus ! » Non, on peut y rester ! Envie de vous transformer en grille pain ou en bouilloire ? C’est votre problème… Mais si vous voulez profiter des montages que vous réalisez, suivez les conseils qui sont donnés ici 🙂

Avertissement aussi au sujet des batteries lithium qui ont une fâcheuse tendance à se transformer en feu d’artifice (demandez à Samsung 😉 ).

canardpc_loi_d_ohm

Le parcours initiatique commence avec les bases : C’est quoi une tension, un courant, un volt un ampère ou un watt ? Et puis celui par lequel tout (ou presque) a commencé ! Un homme de loi qui a fait de la résistance ! Vous l’avez reconnu, c’est Georg Ohm qui était… Allemand.

Pour avoir longtemps « sévi » en électronique, je peux vous assurer qu’avec cette seule loi on fait une grande partie des calculs nécessaires. Elle est utile partout, que vous vous intéressiez aux diodes, transistors, ampli-op, convertisseurs… Vous la retrouverez dans vos pattes (de composants). Alors autant l’apprivoiser, la comprendre. Vous avez le droit de la retourner dans tous les sens 🙂 !

canardpc_resistanceLa loi d’Ohm amène à parler des résistances. Cet article vous fait découvrir ce composant sous ses différentes formes, son marquage et son utilisation (comme pont diviseur par exemple).

Pour mémoire Manu nous avait régalé avec son Histoire de pont diviseur n’hésitez pas à refaire un tour sur cet article 🙂

Et puis une application du pont, c’est le potentiomètre. L’article suivant parle des résistances variables. Au menu également les thermistances et varistances.

canardpc_condensateursAprès la résistance, composant de base, Canard PC vous présente le condensateur (attention, contrepèterie !). Point d’alim sans ce condensateur. Plastique, céramique, électrochimiques, ils sont tous là.

Dans la foulée c’est l’inductance, la self, la bobine qui est abordée. Ce composant est très employé aujourd’hui dans les alims à découpage par exemple et dans tous les up-converter, down-converter et autres buck-converter qui fleurissent sur les sites asiatiques. Mais ils font aussi partie de l’alim des Raspberry Pi 🙂

canardpc_transistorsAprès les composants passifs viennent les composants sans qui l’électronique ne serait pas ce qu’elle est… J’ai cité les diodes et les transistors qui accomplissent chacun dans leur domaine de petits miracles quantiques.

canardpc_convertisseurCe sont ensuite des assemblages plus complexes de diodes et transistors qui ont la vedette : les amplificateurs opérationnels et les convertisseurs analogique <=> numérique.

Arrivent ensuite les régulateurs intégrés ainsi que les convertisseurs de niveau bien pratiques pour faire converser un Raspberry Pi (3.3v) et un Arduino (5v).

Le matériel nécessaire à tout bon débutant est ensuite abordé : tournevis et pinces, plaquette d’essai (breadboard) multimètre, alim, fer à souder…

Avant d’attaquer dans le dur :

canardpc_capteurLes entrées, comment les utiliser, quels capteurs brancher ?

canardpc_sortiesLes sorties parce qu’on dira ce qu’on veut mais le but c’est quand même d’allumer une lampe, commander un moteur, déclencher un radiateur… et pour ça on n’a encore rien trouvé de mieux qu’une sortie 🙂

canardpc_arduino_familleTour d’horizon de la famille Arduino… Dans la famille Arduino je voudrais… le grand-père ! Pas de bol il est au bistrot 🙂

On découvre ici les différentes cartes, des prix, des brochages… ainsi que les principaux shields (le paradis des feignasses – c’est pas moi qui le dit)

canardpc_raspberrypi_familleIdem pour le Raspberry Pi, présenté dans ses diverses déclinaisons, ainsi que quelques cartes alternatives.

canardpc_arduinoAprès toutes ces présentations on passe à l’acte : Un Arduino, une LED et c’est parti pour le Hello World électronique : allumer une LED. Après… on peut aussi l’éteindre 😉 ou la commander en PWM. Vous verrez tout ça dans les pages suivantes, ainsi que la lecture d’une tension et/ou d’un capteur.

Un tour par les interruptions et vous voilà en train de connecter un écran LCD pour donner la « parole » à votre Arduino qui s’énervait avec sa LED. Et puis si un écran à deux lignes de caractères ne vous suffit pas, voici un écran OLED 160×128, de quoi afficher logos, images et autres courbes.

Enfin pour que votre Arduino ne s’ennuie pas tout seul dans son coin vous le doterez d’un shield GSM ou du WiFi.

canardpc_sommaire canardpc_raspberrypiAllez on arrive chez nous… Sur le Raspberry Pi vous apprendrez à brancher un bouton poussoir, à lire sa valeur (oh tout simple 🙂 1 ou 0 ), à faire clignoter une LED (allumé, éteint, 1, 0…), à allumer la LED quand on appuie sur le bouton poussoir (mais jusqu’où iront-ils 😀 )

canardpc_sense_hatLa Sense Hat est abordée ensuite. La même qui équipe les deux Raspberry Pi de l’espace ! Avec son écran coloré de 64 LED, ses nombreux capteurs, son joystick…

canardpc_pifaceOn vous parlera aussi du PiFace Control and Display 2, avec son afficheur, son capteur infrarouge qui permet d’utiliser une télécommande comme organe d’entrée et ses boutons.

Quitte à faire bondir les défenseurs de la loi, la revue décrit un émetteur FM à base de Raspberry Pi. Elle rappelle cependant la Décision ARCEP 2014-1263 qui autorise l’émission dans la bande FM avec une puissance inférieure à 5nW -et non 5mW comme indiqué dans la revue (page 11/35).

arcep_2014-1263Vous apprendrez ensuite comment installer un module RTC pour que votre Raspberry Pi soit toujours à l’heure, même lorsqu’il n’est pas relié à l’Internet.

canardpc_linky

On termine par une incursion dans le monde de la domotique avec la description de la lecture de données d’un compteur électrique, pour un affichage de votre consommation sous forme de courbe.

Conclusion

canard_pc_fbC’est pas souvent… Mais je pense que ce numéro de Canard PC HARDWARE a mérité un Raspberry Pi d’or. A mon avis c’est une lecture indispensable pour un débutant et je pense que les FabLab devraient en avoir un exemplaire dans leur bibliothèque 🙂

Si vous l’avez feuilleté, acheté, lu ? N’hésitez pas à laisser vos remarques dans les commentaires ci-dessous…

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. .

24 réflexions au sujet de « Canard PC HARDWARE : Hors série Raspberry Pi + Arduino »

  1. Fram

    Super Merci François !
    Bon, en légère manque de lecture (quoique), je l’ai acheté hier soir chez mon buraliste préféré.
    Je le dévore avec plaisir, histoire de voir ce qui a changé depuis mes années E.E.A.
    Fram

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  2. m@rco123

    Bonjour et merci pour ton article sur ce magasine
    Étant ancien électronicien à la retraite, et ayant a mon actif plusieurs créations industrielles, je vais l’acheter .. pour voir !
    J’étais tuteur dans l’industrie ferroviaire de jeunes du CAP a Ingénieur.
    Le gros projet a duré environ 5 ans: commande d’un disjoncteur industriel 15KV / 9KA en partant
    de la commande simple ( résistances / capa / mesure de courant ) aux commandes et modificatifs des consignes par téléphone style « bluetooth ». Ceci passant par l’utilisation de composant discrets à consigne fixée.
    Donc, 3 niveau de connaissance pour les jeunes ( CAP/BEP, BAC, ingénieur )
    Souvent ces types de bouquins font des raccourcis un à la olé olé …
    Mais ce peut être un bon usage, pour un  » geek  » qui ce lance …
    Je t’en dirais ce que je pense …

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour
      oui merci pour le retour à venir
      j’étais plutôt dans la « petite » électronique d’abord sur avion puis en indus mais sur des machines orientées contrôle de process sans toucher les « commandes » courant fort 🙂
      j’ai trouvé que ce numéro était bien pour des débutants (j’ai formé des électroniciens dans les années 90)
      tu me diras ce que tu en penses
      à bientôt
      cordialement
      François

      Répondre
  3. christophe

    Bonjour,
    Après la lecture de la revue, j’ai eu le sentiment de lire une revue ludique. Mais il manque de mon point de vu un peu de fond. On survole beaucoup de sujet, mais sans entré en profondeur.
    Bref on reste un peu sur sa faim.
    Pour un débutant, cette approche ludique pourrait donner envie d’aller un peu plus loin.

    Cordialement
    Christophe

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      bonjour Christophe
      oui c’est délibérément orienté vers les débutants ! C’est ce qui m’a plu et je défend la même approche
      une fois qu’on a démarré on devient (souvent) autonome mais pour le démarrage il faut y aller en douceur 🙂
      cordialement
      François

      Répondre
  4. Bernard

    Il s’agit d’une excellente approche destinée aux plus jeunes mais aussi à ceux qui cherchent un prétexte pour ressortir la breadboard et les résistances du tiroir.
    Je retiens aussi la très bonne rédaction , si si c’est important de ne pas écrire qu’avec les pieds y compris en techno. 😉
    Faire passer un message exige un minimum d’expression en bon Français même si les datasheet sont en Anglais, c’est bien d’habituer les plus jeunes à lire de bonnes tournures de phrases.
    Je suis agréablement surpris par le niveau de ce hors série pour moins de 7 euros, il fera probablement des heureux.
    Merci Francois, encore un bon conseil pour nous faire dépenser de l’argent 😉

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour Bernard
      merci pour ce retour
      je tiens à préciser que je n’ai pas d’actions chez Canard PC ! Quand je parle d’une revue je l’ai aussi achetée dans mon point presse habituel 😉
      cordialement
      François

      Répondre
  5. m@rco123

    bon, bah déjà des bêtises sur le calcul de la puissance de R dans l’exemple de la diode led de puissance !
    Page 11, .. je vous laisse faire 😉

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      bonjour
      bin…
      Tension aux bornes de la LED = 1.85v
      Reste aux bornes de la résistance 9v – 1.85 = 7.15v
      S’il passe 20mA dans la LED, il passe aussi 20mA dans la résistance
      Puissance dissipée par la résistance = U x I => 7.15v x 0.020A = 0.143W ou 143 mW

      D’une autre façon
      Valeur de la résistance ?
      Elle doit faire chuter la tension de 7.15v lorsqu’elle est parcourue par un courant de 20mA
      R = U / I => R = 7.15v / 0.020A = 357.5 Ohms
      Zut j’en ai pas dans ma boîte… je mets une 360 ohms
      Quelle puissance dissipe-t-elle (à peu près) P = R x I x I
      P = 360 x 0.020 x 0.020 = 0.144W ou 144mw

      Dans les 2 cas je mettrai une résistance de 250mW
      Je ne vois pas ce qui n’est pas juste sur la revue 🙂 ?
      cordialement
      François

      Répondre
  6. m@rco123

    le calcul pour une led de puissance :

    courant dans la led: 350mA
    tension de la led: 2.1V
    tension de la pile: 9V
    tension Ur : 9-2.1=6.9V
    R= 6.9/0.35=19.7 ohm
    puissance de la resistance :
    P=UI = 6.9*0.35= 2.41W

    hors il est noté que si l’on trouve autre chose que 3.6W, on peut recommencer 😉

    Répondre
      1. François MOCQ Auteur de l’article

        Bin oui ! 2.41 W
        En plus a la louche : Dans la résistance : 9 v pile – 2v LED (j’ai dit à la louche 🙂 )
        ça fait 7v aux bornes de R
        avec un courant de 350 mA (à la louche un tiers d’ampère)
        ça fait P = U x I = 7/3 W soit 2 et quêque
        donc ça ne peut pas faire 3.6 watts
        Bon dans les 2 cas on mettra quand même une R de 5W (ou 10W si on en a une sous la main)
        Bravo !
        cordialement
        François

        Répondre
          1. msg

            Bonsoir ,
            C’est le mode économie d’énergie !
            Avec 20mA dans le noir complet , elle doit bien s’illuminer un peu , non ?
            😉

        1. Christian

          Bonjour François,
          Toujours intéressant de suivre tes posts !
          En fait cet article est cohérent puisque dans le premier calcul il est indiqué qu’il faut : « rajouter 50% à la valeur calculée pour limiter l’effet d’échauffement ».
          Dans le second calcul : 2,4W*1,5 = 3,6W.
          J’espère que ton séjour à Bédoin se passe bien, mais je ne serai pas disponible pour aller te voir.
          Christian

          Répondre
  7. Laurent F.

    Bonjour,

    Je l’ai aussi achetée cette revue après l’avoir feuilletée chez mon buraliste. J’ai juste commencé la lecture et je confirme qu’elle est très orientée débutant et un hors-série un peu plus long aurait été appréciable. Par contre c’est bien écrit et agréable à lire. Le contenu me convient bien car je me considère encore comme débutant, car lorsqu’on me parle de NE555 en configuration astable, je suis perdu :). S’il passe par là, il faudra que Denis Bodor explique dans un nouveau numéro comment cela fonctionne, car je suis restée sur ma faim dans le dernier article sur l’alimentation d’un Arduino. En tout cas bravo, continuez à écrire des revues comme ça ! Framboise d’or mérité 🙂

    Répondre
  8. m@rco123

    Bon, bah fini … C’est un très bon canard pour les débutants qui se lancent .
    Malgré plusieurs paragraphes barbants sur les fondamentaux des composants ( électrons, trous… )
    qui m’ont rappelées mes études , c’est plutôt bien tourné et peut intéresser les futur geek .
    Bonne approche sur les pont diviseurs de tension et leur calcul, il manque le diviseur de courant qui peut être important .
    Les condensateurs, divers résistances variables ( ctp / ctn / varistance …) sont bien abordés .
    Un truc m’a surpris, les transfo hf ( alim a découpage ), les convertisseurs adc / dac , les AOP … Là, soit il manque de calcul ( rapport E/S des transfo ) soit ils sont allés trop loin .Bon, c’est une approche …
    Par contre, je trouve top les trucs sur les diverses cartes et les explications sur les gpio : pull-up / down ( forcer a 1 ou 0 un gpio ) … Une chose que j’ai apprise, les pull-up peuvent être validées de manière logiciel sans rajouter cette résistance : bien !
    Donc, pour moi ( hormis la petite erreur pré-citée ) ce canard a sa place dans la pile.

    PS: le NE555 en configuration astable c’est le plus simple 😉 il est juste  » astable ( instable ) « 

    Répondre
  9. Alex

    L’électronique comme l’informatique est un domaine qui nécessite un certain niveau de compétence. Rendre ce domaine accessible à tout le monde serait une bonne idée, mais cela amènerait aussi certains à effectuer des expériences dangereuses.

    Répondre
  10. Alex

    Et bien, il y a les apprentis terroristes qui n’hésiteront pas à fabriquer des bombes artisanales. Il y aussi les malintentionnés (des hackers) qui n’hésiteront pas à user de leurs compétences pour comprendre les composantes électroniques des dispositifs de sécurité des institutions et des entreprises. Mais peut-être est-ce une problématique qui ne devrait pas se poser??

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour Alex
      bah ils n’ont pas besoin de ça il suffit qu’ils suivent un cursus universitaire pour acquerir bien plus de compétences… Après c’est comme un marteau : faut-il interdire de vendre des marteaux parce qu’un jour quelqu’un a tué son voisin à coup de marteau ? N’empêche que pour planter un clou dans une charpente c’est encore ce qui est le plus pratique !
      Non, comme toutes les technologies, celle-ci peut servir au bien ou au mal (projet Manhattan ?) ça dépend de celui qui l’utilise. Mais on ne peut pas revenir en arrière, sinon on en serait encore à l’âge de pierre. Soit on refuse le progrès, soit on accepte que son utilisation soit détournée à des fins malhonnêtes ou pour faire le mal.
      Mais là ce n’est plus du Raspberry Pi, c’est de la Philo… 🙂

      Répondre

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