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, l’eau est remplacée par des électrons : on considère qu’ils circulent du (+) vers le moins (-). La différence de niveau s’appelle différence de potentiel. Les tuyaux sont constitués d’un matériau conducteur (qui laisse circuler les électrons), entouré d’un matériau isolant (qui bloque la circulation des électrons). Les robinets sont les interrupteurs.

Les métaux sont plutôt conducteurs, tandis que l’air, le plastique ou le verre sont 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...

1. La prise USB (5V)

L’Arduino Uno R4 utilise une prise USB-C. Sur d’autres modèles (de conception plus ancienne), il s’agit plutôt d’un port USB mini, micro ou même type B (pour l’Arduino Uno R3).

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 l’Arduino en fournissant une tension continue de 5 V. Ne vous inquiétez pas si votre Arduino fonctionne sous 3,3 V. Dans ce cas il intègre un convertisseur qui permet de l’alimenter sous 3,3 V (et bien sûr de le reprogrammer).

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

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

Différentes sources d’alimentation utilisant une sortie USB

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

1. La breadboard (ou 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. Il en existe de plusieurs tailles, mais les plus courantes possèdent 400 ou 800 trous.

Avant de l’utiliser, il faut comprendre son principe de fonctionnement. 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, et e de chaque colonne sont reliés ensemble, et les trous f, g, h, i, et j aussi.

Les autres connexions sont assurées soit par des câbles équipés de 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 un composant dont le seul but est de gêner (plus ou moins) le passage du courant. Cela peut parfois produire un peu de chaleur mais ce n’est pas le but recherché. Ce composant s’appelle donc tout simplement une résistance.

Plus la valeur est faible et plus le courant passe facilement. Si vous mesurez au multimètre la résistance d’un fil électrique, elle sera de 0 ohm. Le fil offre certainement une très légère résistance, mais elle est si faible...

1. Court-circuit

C’est un contact établi par un composant de faible résistance (comme un fil électrique) entre deux points d’un circuit ayant un potentiel différent. Cela provoque un échauffement qui, en l’absence de fusible, conduit à la destruction des composants électroniques. Voilà quelques exemples :

2. Erreurs d’alimentation

Par exemple :