Conseils
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Des informations intéressantes sur Arduino Shields et Pi HATs
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Ordinateurs et cartes de microcontrôleur de base sur une seule carte
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Was Arduino Shields and PI?
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Quels sont les types de shields Arduino et de HAT Pi ?
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Notre Conseil pratique : utilisez les microcontrôleurs pour Smart Home
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FAQ - questions fréquentes sur Arduino Shields et Pi HAT
Ordinateurs et cartes de microcontrôleur de base sur une seule carte
Image : ordinateur à une carte Raspberry Pi® 2 avec port GPI0 et ports USB
Les cartes de microcontrôleur et les ordinateurs à carte unique offrent aux développeurs et aux bastlers amateurs la possibilité de réaliser leurs propres projets électroniques. Un ordinateur à carte unique (en allemand : ordinateur à carte unique) est un ordinateur autonome qui est déjà équipé de tous les composants essentiels nécessaires à son fonctionnement. Il s'agit de composants tels que processeurs, générateurs d'horloge et mémoires fixes (ROM) ainsi que d'interfaces, par exemple pour le réseau local W ou Ethernet. Tous les composants sont regroupés sur une seule carte ou carte de circuit imprimé, comme le terme « single Board » l'indique.
Le Raspberry Pi, un système à puce unique avec microprocesseur ARM, est un exemple d'ordinateur à carte unique connu. Il a été conçu à l'origine pour les loisirs et l'éducation, mais il est également utilisé dans l'industrie, par exemple dans le domaine des techniques de mesure, de commande et de régulation et de l'automatisation des processus.
Les cartes de microcontrôleur sont moins complexes que les ordinateurs monocartes et sont conçues de manière très simple et facile à utiliser. Le cœur de ces circuits imprimés est un microcontrôleur. Il s'agit d'une puce semi-conducteur dans laquelle se cachent des composants électroniques tels qu'un processeur, une mémoire, des modules de programmation ou un convertisseur numérique-analogique. Chaque microcontrôleur est équipé de broches d'E/S (entrées/sorties). Ce sont des contacts qui permettent de recevoir ou d'envoyer des signaux numériques.
Il est possible de déterminer librement si elles servent de contacts d'entrée ou de sortie. Pour cette raison, la quantité de contacts est également connue sous le nom de « saisie/sortie universelle » (en anglais : general purpose input/output [GPIO]). Les broches configurées comme entrées sont capables de recevoir des signaux lorsqu'elles sont connectées par exemple à un capteur. Une broche configurée comme sortie permet, entre autres, de commander des LED, des haut-parleurs, des moteurs, des capteurs ou des écrans. Les composants électroniques sont connectés aux entrées et sorties correspondantes et peuvent être lus, commandés et combinés par le microcontrôleur.
Une carte de microcontrôleur très bien connu est l'Arduino. Il est disponible en différentes variantes de modèles, différentes de leur équipement. Il y a par exemple l'Arduino Uno, l'Arduino Nano et l'Arduino Mega. L'Arduino Uno convient très bien pour les petits projets en raison de son petit nombre d'interfaces et est un bon choix pour les débutants. Une version étendue représente l'Arduino Nano, qui est prédestiné pour les projets miniatures grâce à son format particulièrement petit. L'Arduino Mega se distingue par un grand nombre de broches E/S et convient donc pour des projets plus complexes.
Was Arduino Shields and Pi HATs?
Arduino Shields et Pi HATS représentent le moyen le plus simple d'étendre la gamme de fonctions des cartes de microcontrôleur courantes ou des ordinateurs à carte unique. Avec son aide, des périphériques supplémentaires peuvent être installés sans soudure, vissage ou câblage. Il n'est pas nécessaire d'intégrer des ponts enfichables et des cartes enfichables. Il s'agit donc de solutions peu encombrantes qui nécessitent peu d'efforts.
Arduino Shields sont des cartes d'extension qui sont branchées sur une carte Arduino. Ils ont le même objectif que les cartes d'extension pour PC et ils contrôlent les fonctionnalités supplémentaires en augmentant les capacités de l'Arduino. Ils sont conçus pour correspondre exactement à la forme et à l'affectation des broches de la carte mère. Pour cette raison, ils peuvent être montés sans effort. Pi HATs est conçu pour le Raspberry Pi. L'abréviation A été conçue pour le matériel attached on top, was qui résume déjà l'objectif des cartes. Les HAT Pi sont également facilement branchés. En fonction de l'exécution, ils conviennent pour la réalisation de différents projets.
Un grand avantage des Arduino Shields et Pi HATs est qu'ils peuvent être combinés entre eux. Il est ainsi possible d'utiliser plusieurs shields ou HAT sur un seul appareil. Les cartes d'extension s'engrènent également avec des broches sur le dessous des prises non nécessaires et les ponts à leur tour sur le dessus de la carte. Cela permet d'empiler plusieurs shields ou HAT. Le terme technique à cet effet est Stacking. Il est important de noter qu'il n'y a pas de double affectation des broches individuelles. Certaines cartes possèdent donc des commutateurs DIP ou des cavaliers pour modifier l'affectation des broches demandées.
Quels sont les types de shields Arduino et de HAT Pi ?
Les shields et les HAT sont disponibles dans différentes versions et sont conçus pour des utilisations spécifiques. Les cartes les plus utilisées pour la transmission de données (Ethernet, WLAN, Bluetooth et ainsi de suite). Cela est dû au fait que de nombreuses cartes Arduino ne sont pas compatibles avec le réseau, par exemple à partir de la maison. Ethernet Shields est une option pour établir une connexion réseau. L'Arduino est accroché au réseau local et se connecte enfin à Internet. WiFi et Bluetooth Shields sont également disponibles et peuvent être utilisés pour coupler des appareils intelligents. Il est également possible d'intégrer un Arduino sur le réseau de téléphonie mobile, par exemple à l'aide d'un signal GPRS.
Les shields et les HAT sont également utilisés pour commander des moteurs (par ex. via relais). Par exemple, grâce au module Arduino Motor Shields, les moteurs et les servos peuvent être branchés, utilisés et dirigés sur la carte Arduino. De plus, il existe des shelds de relais qui permettent de brancher des composants à haute tension de fonctionnement qui ne sont pas couverts par l'Arduino.
Le prototypage est également possible avec Shields et HATs pour tester des circuits simples ou réaliser de nouvelles idées. Parmi les cartes de prototypage, citons l'Arduino Proto Shield et le Raspberry Pi Prototyping. Avec ce dernier, les superstructures peuvent être transférées sur le circuit imprimé (carte enfichable pour circuits d'expérimentation et expériences).
En outre, Shields peut être utilisé pour afficher des données sur un écran ou pour commander l'Arduino via un écran tactile. Le blindage LCD et le blindage tactile TFT en sont deux exemples. Le Raspberry Pi Game a permis de transformer la carte mère en console de jeu. Il dispose d'un écran, peut reproduire le son et est équipé d'un indicateur d'état de charge de la batterie.
Même des stations météo complètes peuvent être installées à l'aide de shields et de HAT. Par exemple, le Raspberry Pi Sense EST équipé de capteurs d'humidité, de température et de pression atmosphérique. Le module est installé à une certaine distance de la carte Raspberry et, en combinaison avec le logiciel correspondant, est capable de capturer et d'enregistrer des données climatiques. En plus d'un mini joystick pour l'entrée de commande, le module dispose d'un capteur de champ magnétique et d'une détection d'accélération, ce qui permet également d'identifier les champs magnétiques et de mesurer les valeurs d'accélération.
Notre Conseil pratique : utilisez Arduino Shields et Pi HAT pour Smart Home
Arduino et Raspberry Pi offrent de nombreuses possibilités de créer leur propre maison « intelligente », en particulier grâce à l'intégration de Shields et de HAT. Par exemple, il existe des cartes enfichables qui fonctionnent comme un lecteur audio et permettent de lire de la musique à partir du cloud ou d'un réseau local. Il existe des shields équipés de capteurs de détection de fumée et permettant ainsi de transformer un Arduino en détecteur de fumée. Le Raspberry Pi Automation EST idéal pour la commande d'appareils électriques à faible tension de fonctionnement.
FAQ - questions fréquentes sur Arduino Shields et Pi HAT
Existe-t-il une façon d'accéder aux shields Arduino avec le Raspberry Pi ?
Bien que les shields Arduino soient explicitement conçus pour l'Arduino, ils peuvent également fonctionner avec le Raspberry Pi à l'aide de plates-formes spéciales. Par exemple, la carte PI intégrée permet de partager le Raspberry Pi et les shields Arduino, aussi bien ensemble que séparément. Des cartes d'adaptation et d'autres connexions de pont sont également disponibles sur le marché.
Je ich veux empiler deux shields l'un sur l'autre qui utilisent les mêmes broches. Existe-t-il une solution à cet effet ?
Une solution pourrait être le « Go-between Shield ». Il est monté entre les deux shelds en conflit et protège les broches supérieure et inférieure l'une de l'autre de manière à pouvoir les réattribuer. Les signaux du module supérieur sont alors détournés et le conflit est donc annulé.