Les systèmes embarqués Arduino

1. Les systèmes embarquésLes systèmes embarqués
arduinoarduino
Présenté par:Présenté par:
Mr. CHERIET MOHAMMED EL AMINEMr. CHERIET MOHAMMED EL AMINE
ETET
Mr. BELAIDI BOUALAMMr. BELAIDI BOUALAM

2. Plan de travailPlan de travail
• Introduction
• Généralité sur Les microcontrôleurs
• Les systèmes embarqués arduino
• Des application Open source à base de Arduino
• Conclusion
• Atelier

3. IntroductionIntroduction
Un système embarqué (ou système enfoui):
• Apparition en 1971 avec le Intel 4004
• un système électronique et informatique autonome,
• souvent temps réel,
• spécialisé dans une tâche bien précise.
• Les ressources d’un système embarqué sont généralement
limitées; d'ordre spatial (encombrement réduit), mémoire et
énergétique (consommation restreinte).
Intel 4004

4. IntroductionIntroduction
Les SE dans le
Domaine médical
Les SE dans le
Domaine militaire
Les SE dans le
Domaine de l’industrie
automobile

5. Généralité sur Les microcontrôleursGénéralité sur Les microcontrôleurs

6. Généralité sur Les microcontrôleursGénéralité sur Les microcontrôleurs
Un microcontrôleur (MCU en Anglais) est un circuit intégré qui rassemble les
éléments essentiels d'un ordinateur : processeur, mémoires, unités périphériques et
interfaces d'entrées-sorties.
Les microcontrôleurs sont utilisés dans les systèmes embarqués car ils permettent de
diminuer la taille, la consommation électrique et le coût des produits
Intel 8742

7. La programmation des microcontrôleursLa programmation des microcontrôleurs
IDE
AVR STUDIO
IDE
MPLAB
Editeur et
compilateur de
code
Logiciel pour le
transfère du fichier
HEX
Programmateur de
microcontrôleurs
Test sur plaque
d’essai
Développement du
circuit imprimé

8. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino

9. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Un Arduino est un circuit imprimé en matériel libre sur lequel se trouve
un microcontrôleur qui peut être programmé pour analyser et produire
des signaux électriques,
Arduino UNO Arduino Ethernet Arduino Mega 2560
Arduino Micro Arduino Lilypad

10. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Les fondateurs de Arduino
Présentation de Arduino par Massimo Banzi
dans la conférence TED (Technology
Entertainment Design)

11. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Open source:
• Open Source
• Open Hardware
• Open Source Bootloader

12. La programmation des microcontrôleursLa programmation des microcontrôleurs
Développement du
circuit imprimé
Test sur plaque d’essai
Arduino IDE
Editeur, compilateur de
code et programmateur
Plateforme Arduino

13. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Un module Arduino est généralement construit de:
• Un microcontrôleur Atmel AVR (ATmega328, ATmega168
ou ATmega8 pour les plus anciennes),
• Des composants complémentaires qui facilitent la
programmation et l'interfaçage avec d'autres circuits.
• Chaque module possède au moins un régulateur linéaire
5 V et un oscillateur à quartz 16 MHz (ou un résonateur
céramique dans certains modèles).
• Le microcontrôleur est préprogrammé avec un
bootloader de façon à ce qu'un programmateur dédié
ne soit pas nécessaire.

14. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
ATmega168/328

15. Input
Output
Diagramme du microcontrôleur mega328:
Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino

16. OnOn définiedéfinie uneune pattepatte d’un microcontrôleurd’un microcontrôleur en:en:
• Entrée (Input), dans le cas ou on veut faire l’acquisitionEntrée (Input), dans le cas ou on veut faire l’acquisition
d’une information de l’extérieur du microcontrôleurd’une information de l’extérieur du microcontrôleur
•
• Sortie Output dans le cas ou on veut changer l’état deSortie Output dans le cas ou on veut changer l’état de
quelque chose en dehors du microcontrôleurquelque chose en dehors du microcontrôleur (moteur,(moteur,
allumer ou éteindre une LED etc.)allumer ou éteindre une LED etc.)
•
• Votre programme peut définir ou modifier la directivitéVotre programme peut définir ou modifier la directivité
d'une patte du microcontrôleur à tout momentd'une patte du microcontrôleur à tout moment
Input
Output
Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino

17. pinMode(pin_no., dir)pinMode(pin_no., dir)
Exemple:Exemple: Configuration de la patte 3 enConfiguration de la patte 3 en
sortiesortie
pinMode(3, OUTPUT);pinMode(3, OUTPUT);
Allumer la LED:Allumer la LED:
digitalWrite(3,HIGH);digitalWrite(3,HIGH);
EteindreEteindre la LED:la LED:
digitalWrite(3,LOW);digitalWrite(3,LOW);
Configuration de la directivité d’une patte dans Arduino:
Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
ATmega328
Arduino
pin 3
(PD3)

18. Exemple de configuration d’une patte en entrée:
pinMode(pin_no., dir)
Exemple: Configuration de la patte 3 en entrée
pinMode(3, INPUT);
Configuration de la résistance PULLUP:
digitalWrite(3,HIGH);
pinMode(3,INPUT_PULLUP);
Desactivation de la resistance PULLUP
digitalWrite(3,LOW);
Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
ATmega328
PD3
VTG= +5V
0
1
ATmega328
PD3
VTG= +5V
0
1

19. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Des plateformes dérivées de ArduinoDes plateformes dérivées de Arduino

20. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Schéma électrique de Arduino avec le logiciel Eagle Circuit imprimé de Arduino avec le logiciel Eagle

21. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
RomeoV2
FreeduinoDFROBOT Leonardo

22. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Les extensions (Shield) pour lesLes extensions (Shield) pour les
plateformes Arduinoplateformes Arduino

23. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
GPS Shield
Ecran TFT shieldSD Shield
Ecran tactile shield Shield de puissance

24. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Ethernet Shield
XBee Shield
Wifi Shield

25. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
L’impacte des shield d’arduino sur lesL’impacte des shield d’arduino sur les
autres plateformesautres plateformes

26. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
La roue de Deming
ChipKit de DIGILENT
à base de PIC

27. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Le PC embarqué UDOO
Raspberry
Programmation
parallèle…GPU..!

28. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
L'environnement de développementL'environnement de développement
Arduino IDEArduino IDE

29. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
• Le logiciel de programmation des modules
Arduino est une application Java.
• Libre et multi-plateforme.
• Un éditeur de code et de compilateur.
• Un programmateur car il peut transférer le
firmware et le programme au travers de la
liaison série (RS-232, Bluetooth ou USB
selon le module).
Arduino IDE

30. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Des application Open source à base deDes application Open source à base de
ArduinoArduino

31. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Domaine d’application des Arduino:
• la domotique (le contrôle des appareils domestiques -
éclairage, chauffage…)
• Robotique (le pilotage d'un robot etc.)
• Satellite open source (Ardusat, OSSI etc.)
• Imprimante 3D (BCN3D etc.)
• Automate programmable (Controllino etc.)

32. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Arduino
Mega 2560
Imprimante BCN3D Open source

33. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Le stellite Ardousat Open source:

34. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Premier prototype de Ardousat à
base de Arduino
Développement des cartes
électronique pour Ardousat en
utilisant les schémas de Arduino

35. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
Finalisation de Ardousat
Prototype de
Ardousat
Ardousat après
lancement

36. Les systèmes embarqués arduinoLes systèmes embarqués arduino
CONTROLLINO
Arduino IDE
Siemens Step7
L’automate Programmable Controllino
Open source:

37. ConclusionConclusion

38. ConclusionConclusion
Langage de programmation
Complexité du langage de programmation
Prototypage avec
microcontrôleur
Prototypage avec Arduino
Utilisation d’un automate
programmable

39. ConclusionConclusion
Chargement du programme dans le contrôleur
Complexité et risque lié au chargement du programme dans le contrôleur
Prototypage avec
microcontrôleur
Prototypage avec Arduino
Utilisation d’un automate
programmable

40. ConclusionConclusion
Fiabilité et fonctionnement:
Fiabilité et fonctionnement
Prototypage avec
microcontrôleur
Prototypage avec Arduino
Utilisation d’un automate
programmable

41. Merci pour votre AttentionMerci pour votre Attention