Dernière révision : septembre 2023









Présentation des cartes Arduino

Philippe Notez (philippe.notez@musee-info.fr)





Sommaire

Introduction

L’électronique et l’informatique ont profondément modifié notre société. C’est certainement la révolution industrielle la plus rapide de l’histoire de l’humanité. En effet, l’ordinateur que nous connaissons aujourd’hui était tout simplement inimaginable il y a seulement une cinquantaine d’années. Et avec les Arduino, les ESP8266 ou les Raspberry Pi Pico, l'aventure est loin d'être terminée.

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Ce document présente les cartes Arduino les plus courantes, en espérant toujours être le plus clair et précis possible. Malgré tout le soin apporté à la rédaction, l'auteur vous remercie de bien vouloir le contacter si vous relevez la moindre erreur ou omission, et vous souhaite une agréable lecture.

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Caractéristiques générales

Le terme Arduino désigne un ensemble de cartes électroniques libres de droits, apparues en 2005 et d'origine italienne. Les schémas étant disponibles, elles ont été copiées rapidement, expliquant aujourd'hui leur prix qui n'est que de quelques euros pour les moins chères (enfin, ça a quand-même bien augmenté depuis la COVID).

Ces cartes contiennent un microcontrôleur (microprocesseur, mémoire vive, mémoire morte et E/S, le tout dans un circuit intégré) permettant la réalisation de projets dans des domaines très variés, grâce à un grand nombre de capteurs et de shields (cartes qui s'insèrent au-dessus de certaines cartes Arduino) disponibles.

La programmation s'effectue principalement en langage C++, à travers un convertisseur USB - RS-232, le microcontrôleur possédant au moins une liaison série. Vous trouverez la dernière version de l'EDI (Environnement de Développement Intégré) ici.


Arduino Nano


Microcontrôleur : Atmel ATmega328 (famille AVR, architecture Harvard 8 bits RISC, 16 MHz)

Mémoire vive (Static Random Access Memory) : 2 kio1

Mémoire morte (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) : 1 kio

Mémoire de masse (mémoire flash) : 32 kio

E/S numériques : 14, dont 6 sorties PWM (résolution sur 8 bits : 0 à 255 = 0 à 5 V, symbole ~)

Entrées analogiques : 8 (résolution sur 10 bits : 0 à 5 V = 0 à 1023)

Interruptions : 2 (broches 2 et 3)

Bus I2C : 1

Bus SPI : 1

Liaison RS-232 : 1

Convertisseur USB - RS-232 : FTDI ou CH340

Alimentation : Vin (7 à 12 V), broche 5 V ou USB

Tension de fonctionnement : 5 V

Consommation : 24 mA (Vin = 9 V), 40 mA max. par E/S, 200 mA max. pour l'ensemble

Dimensions : 43 x 18 mm




Arduino Uno


Microcontrôleur : Atmel ATmega328 (famille AVR, architecture Harvard 8 bits RISC, 16 MHz)

Mémoire vive : 2 kio

Mémoire morte : 1 kio

Mémoire de masse : 32 kio

E/S numériques : 14, dont 6 sorties PWM (résolution sur 8 bits : 0 à 255 = 0 à 5 V, symbole ~)

Entrées analogiques : 6 (résolution sur 10 bits : 0 à 5 V = 0 à 1023)

Interruptions : 2 (broches 2 et 3)

Bus I2C : 1

Bus SPI : 1

Liaison RS-232 : 1

Convertisseur USB - RS-232 : ATmega16U2

Alimentation : Vin (7 à 12 V), broche 5 V ou USB

Tension de fonctionnement : 5 V

Consommation : 46 mA (Vin = 9 V), 40 mA max. par E/S, 200 mA max. pour l'ensemble

Dimensions : environ 69 x 53 mm




Arduino Mega2560



Microcontrôleur : Atmel ATmega2560 (famille AVR, architecture Harvard 8 bits RISC, 16 MHz)

Mémoire vive : 8 kio

Mémoire morte : 4 kio

Mémoire de masse : 256 kio

E/S numériques : 54, dont 15 sorties PWM (résolution sur 8 bits : 0 à 255 = 0 à 5 V, symbole ~)

Entrées analogiques : 16 (résolution sur 10 bits : 0 à 5 V = 0 à 1023)

Interruptions : 6 (broches 2,3,18,19,20 et 21)

Bus I2C : 1

Bus SPI : 1

Liaison RS-232 : 4

Convertisseur USB - RS-232 : ATmega8U2

Alimentation : Vin (7 à 12 V), broche 5 V ou USB

Tension de fonctionnement : 5 V

Consommation : 58 mA (Vin = 9 V), 20 mA max. par E/S, 200 mA max. pour l'ensemble

Dimensions : environ 102 x 53 mm




Arduino Due

Avec ce modèle haut de gamme, nous passons au 3,3 V (comme les ESP). Nous trouvons également un processeur 32 bits (et non plus 8 bits) cadencé à 84 MHz ! Malheureusement pas de wifi, et c'est bien dommage car ses caractéristiques sont plus que correctes.

Microcontrôleur : Atmel SAM3X8E (architecture ARMv7 Cortex-M3 32 bits RISC, 84 MHz)

Mémoire vive : 96 kio

Mémoire morte : 0 kio

Mémoire de masse : 512 kio

E/S numériques : 54, dont 12 sorties PWM (résolution sur 12 bits : 0 à 4095 = 0 à 3,3 V, voir ici)

Entrées analogiques : 12 (résolution sur 12 bits : 0 à 3,3 V = 0 à 4095, voir ici)

Sorties analogiques : 2 (résolution sur 12 bits : 0 à 4095 = 0,55 V à 2,75 V, voir ici)

Interruptions : toutes les broches GPIO2

Bus I2C : 2

Bus SPI : 4

Liaison RS-232 : 4

Convertisseur USB - RS-232 : ATmega16U2

Le SAM3X8E posssède un port USB natif, nous trouvons donc deux ports USB sur la carte, le port USB natif (en haut) pouvant accueillir des périphériques externes, et l'ATmega16U2 (en bas) servant à la programmation.

Alimentation : Vin (7 à 12 V), broche 5 V ou USB

Tension de fonctionnement : 3,3 V (tout dépassement de cette tension sur une entrée peut détruire la carte !)

Consommation : 20 mA max. par E/S, 130 mA max. pour l'ensemble

Dimensions : environ 102 x 53 mm




1 : 1 ki (kilo informatique) = 1024 et non pas 1000, donc 1 kio = 1024 octets et 16 kio = 16384 octets.

2 : General Purpose Input/Output (Entrée/Sortie à usage général).

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