Certains d’entre vous ont pu s’étonner du « silence » du blog ces derniers temps. Le livre Scratch et Raspberry Pi, que j’ai cosigné avec Sarah LACAZE, met en œuvre des composants ou des modules qui se connectent au port GPIO du Raspberry Pi. Ces composants externes sont commandés ou lus via le langage graphique Scratch. Si vous êtes un utilisateur débutant, vous n’avez pas obligatoirement les connaissances pour utiliser ce matériel. En complément du livre, je vous propose cette page d’information sur les composants utilisés pour les projets décrits. Le temps passé à la préparation et à la réalisation de cette page explique l’absence (momentanée) de nouvel article sur framboise314.
Au sommaire :
Le livre Scratch et Raspberry Pi
Sorti début décembre, le livre Scratch et Raspberry Pi a bien démarré puisqu’il est déjà quatrième meilleure vente chez l’éditeur ENI, au moment où j’écris ces lignes.
Il a particulièrement été acheté par des FabLab, des collèges ou des associations qui y voient un bon tremplin pour se lancer dans la programmation avec Scratch pour les enfants et ados.
Les FabLab ont souvent les compétences disponibles pour exploiter cet ouvrage. Les particuliers ou les enseignants ont parfois des demandes concernant les bases nécessaires à l’utilisation du livre et des composants utilisés dans les projets. Il n’était pas possible d’entrer dans le détail dans le livre. J’ai donc décidé de créer une page destinée à présenter les connaissances minimum nécessaires pour se lancer dans l’aventure.
Cette page est dans le blog, mais pas comme un article qui va disparaître au fur et à mesure de la publication de nouveautés. La page sera statique et sera en permanence accessible via le menu comme expliqué ci-dessous.
La page des composants
Accéder à la page Scratch et Raspberry Pi : Composants
Dans le barre de menu, positionnez la souris sur Scratch et cliquez sur Scratch et Raspberry Pi : Composants dans le menu déroulant qui apparait.
Le contenu de la page Scratch et Raspberry Pi : Composants
Cette page est à destination des utilisateurs du Raspberry Pi qui découvrent qu’on peut faire autre chose, avec ce nano-ordinateur, que regarder des vidéos ou surfer sur le web. Une des raisons du succès du Raspberry Pi est la possibilité de recevoir des informations du monde extérieur, et de réagir en pilotant le fonctionnement de systèmes extérieurs.
Ce n’est pas un cours complet d’électronique… Elle présente les composants de base : résistance et LED, avec des formules de calcul pour utiliser les composants sans faire de dégâts. Pour ceux qui sont réfractaires aux calculs (si, si, il y en a) je vous propose des « calculatrices » adaptées au cas dont il est question. Par exemple pour déterminer la résistance à utiliser avec une LED :
On peut certainement faire mieux… mais ça fonctionne et il y a d’autres calculateurs dans la page.
Vous y trouverez aussi la description des modules utilisés dans le livre
comme par exemple ce module diode LED Laser et le module récepteur de lumière. Je décris le principe de base des composants principaux, ainsi que la façon de connecter les modules sur le GPIO du Raspberry Pi pour les utiliser avec Scratch.
Les autres modules ou composants (moteur pas à pas et sa carte de commande, moteur continu et L293, buzzer, détecteur PIR, servomoteur seront également abordés.
Bien entendu, les notions de base sont valables également si vous voulez utiliser ces modules sur Arduino.
Vos impressions
La page Composants est commencée mais pas encore finie. Il y a un travail de documentation à réaliser, des tests, des photos etc. Tout cela est en cours. Faire une page tout seul dans son coin ne permet pas de tester si le contenu est adapté. C’est pour ça que j’ai besoin de vous 🙂
Si vous voulez participer, un des moyens à votre disposition c’est de lire la page et de faire un retour (dans les commentaires le la page Composants). Votre retour m’intéresse pour continuer la rédaction. Dites ce qui va, ce qui ne va pas. Ce qui vous plait, ce que vous n’aimez pas. Si vous avez des connaissances en électronique, si vous encadrez des élèves, des enfants dans une association, est-ce que vous pensez que c’est adapté ? Sinon comment verriez vous cela ? Est-ce que c’est complet, est-ce qu’il manque des choses, des notions ?
Source
Bonsoir François ,
Je viens d’aller voir ta nouvelle rubrique et là …. colosalle catastrophe … tu t’es pris les pieds dans les fractions à la rubrique diviseur de tension .
Ça c’est parce qu’on a appris à l’ancienne avec l’écriture en ligne .
Avec l’écriture des fractions en 2D c’est beaucoup plus simple , les multiplicateurs se regroupent tous en haut et les diviseurs tour en bas .
Ex: 2×3/4×5/6 = ?
2x3x5
_________ = ?
4×6
2×3 = 6 / 6 = 1 , ça s’annule .
Reste alors 5/4 comme résultat .
Sur Open Office , il y avait la suite Math qui permettait l’écriture de formules en 2D .
A voir si ça existe toujours sur Libre Office .
Rappel : En montage série ; le courant « i » est identique en tout points du circuit
On va chercher toutes les formule pour calculer I = U / R
1°) i = Vin / (R1 + R2)
2°) I = VR1 / R1
3°) I = VR2 / R2
Ensuite on isole 2 fractions pour y appliquer un rapport de proportionnalité (la fameuse règle de trois) . On va sélectionner les formules 1 et 3 et chercher VR2 comme inconnu.
Vin / (R1 + R2) = VR2 / R2
On cherche à isoler la tension de sortie VR2 .
Pour cela , il faut extrait le diviseur R2 de la fraction VR2 / R2 en le passant de l’autre coté de l’égalité , R2 devient alors multiplicateur .
R2 x Vin / (R1 + R2) = VR2
En écriture naturelle 2D cela donnerait :
R2 x Vin
____________ = VR2
R1 + R2
R2 était diviseur en bas sour VR2 , il passe en haut une fois de l’autre coté de l’égalité .
En prenant les formules 2 et 3
VR1 / R1 = VR2 / R2
On isole VR2 en passant R2 de l’autre côté de l’égalité .
R2 x VR1 / R1 = VR2
R2 x VR1
___________ = VR2
R1
Les passages où il y a dérapage : 😉
La fatigue !?
« On peut donc calculer VR1= R1/I et VR2=R2/I. »
V = R x I , pas R / I
« La tension aux bornes de R2 vaut VR2 = 5 x (R1/R1+R2) soit 5 x (2K/1K+2K) = 5 x (2/3)
On arrive donc à une tension de 3,3 volts aux bornes de R2 »
Il y a souci de parenthèse : la bonne formule
VR2 = 5 x R1/ (R1+R2) soit 5 x 2K / (1K+2K) = 5 x 2 / 3 = 10 / 3 = 3.333 Volts
Je précise , chose que je n’ai peut-être pas fait , le diviseur de tension peut contenir un nombre infini de résistances en série .
I = VRn / Rn
La règle de proportionnalité s’applique à toutes les résistances quelque soit le nombre .
Pour les résistances en parallèle , il y a deux formules :
– avec 2 résistances :
R1 x R2
__________ = R_équivalent
R1 + R2
– Avec n résistances :
1 1 1 1 1
__ + __ + __ + __ = ______________
R1 R2 R3 Rn R_équivalent
1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn = 1/R_équivalent
Pour isoler R_équivalent , il faut traiter » 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn » comme une variables et la permutter avec R_équivalent .
Un peu comme on le fait avec la formule I = U / R et R = U / I .
On permutte I et R , mais U reste à sa place de multiplicateur en haut de fraction .
.
On obtient alors la formule suivante :
R_équivalent = 1 / ( 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn )
1
________________________________ = R_équivalent
1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn
Le top c’est de trouver par le calcul , à partir d’une valeur de résistance équivalente et d’une valeur fixe de résistance , la valeur de la résistance inconnu à associer en parallèle .
Réponse :
R1 x R_équivalent
______________________ = R2
R1 – R_équivalent
La démonstration demain , si vous êtes sages .
Bonjour msg
Oui c est bien possible … la fatigue… ou l âge ??
Merci pour ces retours je regarde des que je peux et je modifie. Je prepare un cours Linux pour le FabLab je suis pas mal occupé
Cordialement
Francois
c’est fait !
merci de me relire 🙂
C’est tout bon . 😉
Ok pour l’emploi du temps chargé entre le blog et le Fablab .
Comme disait l’autre dans un film …. cours Linux (*) , cours … !
(*) je ne suis pas sûr du prénom :-))
Bonjour,
Je suis en train de savourer votre livre que je trouve vraiment super.
Ceci dit je trouve assez important de préciser que la version de scratch utilisée (la 2) ne fonctionne ni avec le Rpi B+ ni avec le Rpi Zero. Si toutefois cela avait été précisé, j’avouerai que je suis totalement passé à côté et je m’en excuse d’avance.
Autrement ouvrage agréable à lire.
Merci !
Bonjour
Merci pour ce retour
Effectivement Scratch 2 n’est pas compatible avec le processeur de ces cartes. C’est possible que ça n’ait pas été précisé. Je vais rajouter l’info sur cette page !
Cordialement
Francois
Bonjour François, quel boulot !
J’ai trouvé 2 petites boulettes:
– le texte « khjgkjhg » à côté du logo laser
– R ( L ) = R 0 L − k {\displaystyle R(L)=R_{0}L^{-k}} sous la photo de la LDR
Bonne continuation
Bonjour Ivan
c’est gentil de me relire
khjgkjhg je l’enlève c’était une réservation de place (l’éditeur WordPress est un peu agaçant des fois)
je regarde aussi pour la LDR, je n’ai pas encore attaqué cette partie…
merci encore
cordialement
françois
Bonsoir François,
Bonsoir,
Beau travail.
Le principal problème du newby (je l’ai été) est l’absence de référence de l’ordre de grandeur et la foi absolue dans le résultat calculé.
Pour le pont diviseur, même s’il est utile de connaître les formules, on peut s’en passer sans commettre d’erreur grossière.
Il faut d’abord préciser que les formules données sont vérifiées si, et seulement si, le courant consommé est négligeable devant le courant du pont. On va dire que le courant traversant le pont doit être au moins 5 fois plus grand .
Dans le cas du pont diviseur pour adapter un niveau 5V (port Arduino) au niveau 3.3V du Raspberry, il faut savoir que le GPIO du Raspberry ne consomme rien de mesurable facilement (Bud l’a donné dans une discussion).
Il faut choisir un courant qui ne va pas surcharger le port GPIO qui génère le niveau.
Il ne faut pas mettre une résistance tellement grande que la porte CMOS serait pratiquement laissée flottante.
Un courant de 1 mA est largement suffisant donc R1 + R2 = 5V/1mA = 5 kOhm.
Si on veut être certain de bien fixer le niveau 1 et de ne jamais dépasser la tolérance du GPIO qui lit le signal, on peut limiter la tension disponible sur la résistance du bas du pont diviseur à 3V. Ceci conduit donc à une résistance de 3 kOhm.
Après, on choisit les valeurs les plus proches dans la série normalisée (pas besoin de 1% pour cet usage). On en profite aussi pour calculer la puissance dissipée par chacune des résistances .
C’est toute la différence entre la pratique et la théorie:
– la théorie, on sait tout et rien ne marche.
– la pratique: on ne sait rien mais tout marche.
– ici, on conjugue théorie et pratique: rien ne marche et on ne sait pas pourquoi ;-(
Cordialement
Sylvain
Bonjour sylvain
merci
comme je dis au début ce n’est pas un « vrai » cours d’électronique c’est pour cela que je renvoie vers des sites qui vont plus loin, sont plus pointus mais moins généralistes
je suis bien conscient de tout ça pour avoir formé des électroniciens pendant des années mais là c’est pour des débutants et je n’ai pas trop le temps de repartir de zéro 🙂
je pense que tu imagines le temps que j’ai déjà passé sur cette page !!
cordialement
François
Bonjour sylvain ,
Avec les valeur du problème que tu as donné :
Vin = 5V
R1 + R2 = 5K ou 5000 ohm
Vout = 3,3V
En regardant sous la Pi-ramide on trouve
R2 = Vout x (R1 + R2) / Vin
R2 = 3,3 x ( 5k ) / 5 = 3,3K ou 3300 ohm
On trouve le même résiltat en passant par U = R x I
R2 = Vout / I
R2 = 3,3 / 0,001 = 3,3K ou 3300 ohm
R1 + R2 = Rtotal
R1 = Rtotal – R2
R1 = 5K – 3,3K = 1,7K ou 1700 ohm
On vérifie toujours les calculs :
Vout = Vin x R2 / ( R1 + R2)
Vout = 5 x 3,3K / (3,3K + 1,7K) = 3,3V
Dans la série E12 , les valeur croissantes pour R2 :
– Avec R1 = 1,8K ou 1800 ohm
Vout = 5 x 3,3K / (3,3K + 1,8K) = 3,235V
– Avec R1 = 2,2K ou 2200 ohm
Vout = 5 x 3,3K / (3,3K + 2.2K) = 3,0V
Le courant sera un peu moindre à 0,91mA pour ce dernier calcul , mais ça devrait fonctionner .
En espérant avoir éclairé ta lanterne .
Oups
Dans la série E12 , les valeur croissantes pour R1 :
Merci de m’avoir expliqué le calcul du pont diviseur.
Il est clair que je n’avais rien compris ;-))
Sylvain
Bonjour sylvain ,
Pour revenir sur tes propos de théorie et de pratique , la conjugaison des deux s’appele l’expertise . 😉
Mais bien sûr que tu avais compris .
C’est juste que c’est déroutant d’appendre quelque chose de nouveau qui tord parfois les règles immuables durement apprises de l’électricité par l’application de règles mathematiques .
Ici le rapport entre des tensions et des résistances , comme certains feraient des rapports entre de la farine et des œufs en cuisine ou d’autres pour comparer des prix sur des quantités en supermarché .
Je n’ai plus le souvenir de quand j’ai appris en math les rapports , ou « proportinnelles » aussi appelé « règle de trois ») .
Les divisions , j’en ai eu toujours peur surtout quand il falait les poser au tableau noir pour les calculer à haute voix devant tous les autres élèves .
Faut bien avouer que c’est assez impressionnant de voir 2 titulaires d’indicatifs officiels depuis plusieurs décennies accepter se faire réexpliquer les bases de la loi d’Ohm et le calcul d’un ridicule pont diviseur. 😉
Ici, grâce à François, c’est un forum gentil 😉
Bonjour Robert ,
On a eu en poste des ministres de l’éducation et autres ( finances publiques je crois ) qui ne maîtrisent même pas la « règle de trois » , alors un technicen , qui plus est , amateur .
Il n’y a pas de honte à ne pas ou plus savoir , soit par oubli , soit par manque de pratique ou d’attention , un petit détail loupé dans le calcul / formule et l’on tombe sur des résultats faux , c’est la source même de tout découragement .
J’espère au moins que ça t’a permis de te rafraichir la mémoire toutes ces explications . 😉
Bonjour à tous
je viens de m’apercevoir que les commentaires n’étaient pas activés sur la page des composants.
C’est maintenant chose faite !
Vous pourrez laisser vos commentaires directement sur https://www.framboise314.fr/scratch-raspberry-pi-composants/
Merci d’y déposer vos remarques directement.
Cordialement
François