Accélérez le développement et le débogage d’Arduino avec Dr. Duino

J’ai un ami (arrête de rire – c’est vrai – je ne vais pas continuer à moins que tu te maîtrises – merci). Nous appellerons mon ami Guido Bonelli (car c’est son nom). Guido a créé des cartes de développement étonnantes – le Pioneer et l’Explorer – sous le surnom de Dr.Duino pour aider les gens à créer leurs projets et prototypes Arduino. Alors que j’écris ces mots, une petite larme (de joie) coule sur ma joue parce que j’ai actuellement ces deux beautés pleines de beauté assises ici sur mon bureau.

Avant de plonger la tête la première dans la mêlée avec enthousiasme et abandon (et, bien sûr, avec aplomb), rappelons-nous d’abord à quoi ressemble un projet Arduino typique, comme illustré ci-dessous. Cet exemple particulier présente un Arduino Uno, qui doit être l’une des cartes de développement de microprocesseur les plus populaires de la planète pour les débutants.

Tout d’abord, nous voyons l’Arduino Uno dans le coin inférieur gauche de l’image. Un peu à droite, on voit un bâton de huit LED tricolores WS2812B (communément appelées « NeoPixels » car c’est ainsi que les gens d’Adafruit les appellent). En plus des sous-LED rouges, vertes et bleues, ces petits escrocs contiennent également trois modulateurs de largeur d’impulsion (PWM) 8 bits, permettant ainsi à chaque NeoPixel d’afficher 2^8 * 2^8 * 2^8 = 2^ 24 = 16 777 216 couleurs différentes. De plus, ces petits coquins sont connectés en guirlande, ce qui signifie que nous pouvons piloter l’ensemble du bâton à l’aide d’une seule sortie numérique de l’Arduino Uno.

Sur la maquette, nous voyons des boutons-poussoirs tactiles, des diodes électroluminescentes (DEL) discrètes avec leurs résistances de limitation de courant, et des potentiomètres (résistances variables). En fait, je pense que je peux aussi voir un buzzer piézo tapi au centre sous tous les fils volants, mais c’est difficile d’en être sûr.

En parlant des pistes volantes, « Arrgggghhhh! » (et je le dis très sincèrement). D’une part, j’apprécie vraiment à quel point ils sont utiles, et j’aurais aimé que nous ayons des trucs comme ça quand j’ai appris l’électronique pour la première fois dans la nuit des temps. D’un autre côté, ils peuvent être une vraie douleur dans les régions inférieures lorsqu’il s’agit d’essayer de déterminer pourquoi sa création ne fonctionne pas comme prévu. Pire encore, c’est lorsque vous ramassez des choses pour les déplacer vers un autre endroit parce que votre femme dit qu’elle a besoin de vous pour nettoyer la table de la cuisine (juste pour choisir un scénario imaginaire aléatoire à partir de rien, vous comprenez) et un ou plusieurs des fils volants se détache de l’Arduino et/ou de la maquette. C’était quel fil ? Où faut-il l’insérer (c’était une question métaphorique) ?

Je ne sais pas pour vous, mais la plupart de mes propres projets incluent généralement diverses combinaisons de tous ces éléments. Quoi que je travaille, j’ai presque toujours besoin d’accéder à quelques commutateurs, LED et potentiomètres.

De plus, la plupart de mes projets actuels impliquent généralement un tas de NeoPixels, comme ma matrice de balles de ping-pong 12×12, qui compte 144 des petits vauriens. Lorsque je démarre un projet de cet acabit pour la première fois, j’utilise souvent un petit bâton NeoPixel comme indiqué ci-dessus pour établir l’architecture globale de mon code avant de plonger dans les moindres détails. De plus, si j’ai écrit mon code de manière appropriée, la migration d’un stick 8×1 vers un tableau 12×12 ne devrait nécessiter que quelques constantes à peaufiner (dans ce cas, j’utiliserais les quatre premiers NeoPixels sur le stick pour émuler un 2×2 déployer).

Vous sentez-vous comme un pionnier ?

Si vous débutez dans l’électronique, l’édition Dr.Duino Pioneer est un très bon point de départ. Comme on le voit ci-dessous, il s’agit d’un blindage qui se branche directement sur le dessus d’un Arduino Uno, dont l’un est inclus dans le kit. Le blindage comprend quatre boutons-poussoirs (en plus d’un bouton-poussoir de réinitialisation), trois potentiomètres, une résistance dépendante de la lumière (LDR), trois LED rouges et une LED d’alimentation verte, ainsi qu’un ensemble de résistances de limitation de courant. Le bouclier fournit également un buzzer piézo et un bâton de huit NeoPixels.

Non illustré ici, le fait que le kit Pioneer comprend également un capteur de mesure de distance à ultrasons et un câble associé pour connecter le capteur au blindage. En outre, il existe des broches sur lesquelles vous pouvez brancher une variété de capteurs et d’actionneurs basés sur I2C (voir les discussions sur le pack d’extension plus loin dans cette colonne).

En parlant de kits, il est important de noter que le Pioneer et l’Explorer sont présentés comme des kits que vous assemblez vous-même. Je dois dire que Guido a consacré énormément d’efforts à tout cela. Lorsque vous achetez un kit Dr.Duino, vous avez accès aux laboratoires Dr.Duino. Vous y rencontrerez un assistant en ligne qui vous guidera à travers des éléments tels que des suggestions d’outils et d’équipements de sécurité (il existe également un guide de soudage pour les débutants absolus) et une liste de pièces détaillée avec une photo associée de tout ce que vous devriez vous attendre à voir, le tout menant au meilleures instructions de montage étape par étape accompagnées de magnifiques photos haute résolution que j’ai toujours eu le privilège de voir, et je ne dis pas cela à la légère.

Une fois que vous avez assemblé le bouclier, le système vous guide à travers le téléchargement et l’installation de l’environnement de développement intégré (IDE) d’Arduino, l’exécution de croquis simples (programmes), l’installation de la bibliothèque Dr.Duino et l’exécution de croquis plus sophistiqués. Finalement, vous êtes prêt à vous attaquer à un tas de projets fournis qui vous présenteront divers aspects du bouclier Pioneer de manière amusante et informative. Un tel exemple est un scanner Larson. Vous vous souvenez de KITT de Knight Rider ou des Cylons de Battlestar Galactica ? Eh bien, vous pouvez utiliser votre Pioneer pour implémenter vos propres versions de ces phares de cyclisme emblématiques !

Mieux encore, Guido s’est associé à une société appelée Programming Electronics Academy (PEA), à travers laquelle vous avez accès GRATUITEMENT à un tas de vidéos qui vous apprendront à programmer l’Arduino. Tout ce que je peux dire, c’est que si quelque chose comme l’Arduino et le Dr.Duino Pioneer avait été disponible quand j’étais adolescent, je dirigerais le monde maintenant.

Vous sentez-vous comme un explorateur ?

Pour ceux qui ont des projets plus ambitieux en tête, l’édition Dr.Duino Explorer est la voie à suivre. L’Explorer fournit toutes les capacités du Pioneer (interrupteurs, LED, potentiomètres, LDR, buzzer piézo, capteur à ultrasons…), ainsi qu’une corne d’abondance de capacités supplémentaires.

Il y a beaucoup à voir ici, alors prenons les choses une étape à la fois. Vous souvenez-vous que le kit Pioneer comprend un Arduino Uno ? Eh bien, le kit Explorer comprend un Arduino Nano, que vous pouvez voir branché en bas au centre de l’image ci-dessus. Alternativement, si vous le souhaitez, vous pouvez retirer l’Arduino Nano, puis brancher l’explorateur sur un Arduino Uno (vous pouvez voir les en-têtes dans l’empreinte Arduino Uno entourant la petite planche à pain au milieu à gauche de l’image ci-dessus).

En ce qui concerne le Pioneer, il existe des broches sur lesquelles vous pouvez brancher une variété de capteurs et d’actionneurs basés sur I2C (voir les discussions sur le pack d’extension plus loin dans cette colonne). De plus, il y a un écran LED organique (OLED) dans le coin supérieur droit de la carte, il y a une zone très pratique où vous pouvez ajouter des composants discrets et des circuits intégrés dans le coin inférieur droit, et il y a un régulateur de tension plutôt charnu juste en dessous de l’écran OLED.

Un point très important pour ceux qui veulent vraiment entrer dans le vif du sujet est le fait que – comme illustré dans l’image ci-dessus – l’explorateur est conçu pour faciliter le débogage de vos projets, y compris un accès facile à tous des broches et des connexions d’alimentation et de masse de l’Arduino.

Comme auparavant, l’Explorer est équipé d’instructions de montage incroyablement détaillées et de nombreux projets pour vous occuper pendant un certain temps.

Je me sens expansif

Lorsque vous êtes prêt à aller plus loin, le pack d’extension peut vous intéresser. Il est disponible à l’achat en tant qu’article autonome ou dans le cadre des kits Pioneer PLUS Edition et Explorer PLUS Edition.

Le pack d’extension comprend un accéléromètre à six degrés de liberté (6DOF) et un capteur magnétomètre qui peuvent être utilisés pour détecter le mouvement et l’orientation ; un capteur atmosphérique qui peut mesurer la température, l’humidité et la pression barométrique, et qui peut être utilisé comme cœur d’une micro station météorologique ; une carte d’effets sonores (avec amplificateur et haut-parleur) qui vous permet d’enregistrer et de lire jusqu’à 10 secondes de son ou de musique ; un capteur infrarouge passif (PIR) qui peut être utilisé pour détecter les personnes ou les animaux en mouvement ; un micro servo pour faire bouger les choses ; et un tas de pistes volantes.

En plus des composants et des graphiques imprimés, l’emballage en plastique du pack d’extension sert également de boîte à projets pour les quatre projets de démonstration inclus. Ces projets – une machine de distanciation sociale à ultrasons, un thermomètre, un niveau à bulle et un fabricant d’accessoires d’Halloween – sont équipés d’un code de démonstration associé.

Mais attendez, il y a plus !

Pour être honnête, j’ai à peine effleuré la surface de tout ce que Dr.Dunio a à offrir. Tous les quelques jours, je reçois un e-mail détaillant les nouveaux projets mis en œuvre à l’aide des kits Pioneer ou Explorer. Par exemple, considérons cette vidéo du projet d’éclairage réactif que Guido a utilisé pour améliorer sa voiture de course à contrôleur radio (RC).

Des choses supplémentaires semblent apparaître tout le temps, comme l’édition Dr.Duino Model Railroad, qui intéressera certainement les passionnés de radio modélisée qui souhaitent en savoir plus sur l’Arduino et l’utiliser pour ajouter des capacités de contrôle sophistiquées et des effets sonores / lumineux. à leurs dioramas de chemin de fer.

Je suis époustouflé par toute la créativité et les efforts que Guido a mis dans ce projet, et, encore une fois, je suis impressionné par tout le soin affectueux qu’il a apporté aux instructions de montage étape par étape et à la magnifique haute résolution Photos. Et toi? Comme toujours, j’aimerais entendre vos commentaires, questions et suggestions.