ArdSSK

Quelques précisions et réponses aux questions posées par mail...

 

Disponibilité

Après une phase de test, le module principal a été modifié. Le kit est désormais disponible.

Votre module  joue le même rôle qu'un shield Grove ?

Il existe de très nombreux shield grove, celui dont il est question est vraisemblablement le shield "de base". Il ne contient, à notre connaissance, que des connecteurs dans lequel on vient clipser des modules.

L’approche est différente ici : nous avons soudé sur notre carte : une led RGB, un potentiomètre, un bouton poussoir, un diviseur de tension (RC), une sonde de température afin d’apprendre à se servir d’Arduino sans aucun souci de cablage. Dans les deux phases fondamentales pour l'apprentissage, vous aurez juste à insérer le module Bluetooth (pour communiquer avec votre smartphone) ou l'écran LCD pour afficher une grandeur physique.

Ensuite, nous avons choisi quelques modules dont nous fournissons à chaque fois la bibliothèque, des explications sur l’utilisation et bien souvent un exercice ou TP d’application.
 
Vous utilisez Python seulement pour exploiter les données ? pas pour commander la carte Arduino ?
 
Oui et non… on propose plusieurs approches :
- on montre comment commander à partir du moniteur série l’Arduino et récupérer des données que l’on peut exploiter ensuite soit dans un tableur, soit dans programme python ; 
- puis on montre comment réaliser commande/acquisition directement à partir d'un programme python ;
- on propose également un logiciel écrit en PyQT (donc modifiable à souhait) afin de faire acquisition/commande de façon transparente pour l'utilisateur.
Chacun choisira sa solution selon ses besoins et/ou la classe qu'il aura en face de lui.
 
Python exploite les données en direct ou une fois l'expérience terminée?
 
L’exploitation se fait après. On a un graphique en temps réel de l’évolution des grandeurs mesurées. On sauvegarde ensuite les données dans un fichier pour une utilisation éventuelle.
 
Le guide pédagogique est-il numérique ou sous forme papier?
 
C’est un fichier pdf pour la guide et près de 80 programmes d’exemples d’utilisation ou d’exercices corrigés. 

 
 
 

Arduino Scientific

Starter Kit

 

Nous avons conçu un kit pédagogique pour vous apprendre à utiliser un système à base d'Arduino et vous permettre d'atteindre d'atteindre une certaine autonomie dans l'utilisation de la carte et de divers capteurs... bref, devenir "expert" dans l'utilisation d'Arduino. Pour ce faire nous proposons dans ce kit : 

  • un module à insérer sur une carte Arduino : vous pourrez ainsi apprendre à utiliser l'Arduino, à communiquer avec un ordinateur personnel ou un smartphone sans soucis de câblage ;  
  • un ensemble de composants et capteurs permettant de comprendre comment intégrer de tels systèmes dans un enseignement scientifique. Pour chacun d'entre eux, au moins un exemple d'application est détaillé et le code est proposé, bien souvent sous forme d'exercice (corrigé !).
  • un guide pédagogique : de la prise en main d'une carte Arduino à l'utilisation de capteurs pour apprendre, en particulier, à acquérir des données à partir des capteurs proposés.
  • un ensemble de logiciel permettant, justement, de contrôler l'acquisition de données... que vous pourrez ensuite traiter soit dans un tableur, soit dans un programme rédigé en langage python
  • un document de cours d'apprentissage au langage python afin, justement de vous apprendre dans un premier temps à tracer des courbes puis à traiter vos données.

En ce qui concerne le support matériel, le module que nous avons conçu permet d'éviter que la platine d'expérimentation se transforme en un méli-mélo de fils...

  

Les quatre premiers chapitres du guide pédagogique ne mettent en jeu que la platine proposée. On apprend alors à : 

  • communiquer par le port série avec la carte Arduino (chapitre 1) ; 
  • commander une LED RGB par le port série, par un bouton poussoir, à l'aide de son smartphone, par l'intermédiaire d'un programme python (chapitre 2) ; 
  • utiliser un convertisseur analogique numérique afin de réaliser l'étude de la décharge d'un circuit RC (chapitre 3) ; 
  • connecter un capteur de température afin de réaliser une expérience de calorimétrie (chapitre 4)

Cette carte sera quelque peu modifiée pour s'adapter aux expériences proposées dans le programme de seconde/première ; par exemple en ajoutant un diviseur de tension afin d'étudier un capteur résistif.


L'étude de l'interface avec quelques composants et capteurs est alors proposée (chapitre 5). Il ne s'agit pas de faire de la surenchère dans la foire aux capteurs... mais vous proposer un choix raisonné de systèmes qui peuvent très rapidement trouver des applications dans l'enseignement au lycée comme dans le supérieur.

 

 Les composants proposés dans ce kit sont principalement : 

  • un module Bluetooth
  • un afficheur LCD
  • une horloge en temps réel ainsi qu'un lecteur de carte SD (carte et pile fournies)
  • un capteur à ultra son
  • un buzzer
  • un capteur à effet Hall, une photorésistance
  • deux capteurs de température supplémentaires
  • un convertisseur analogique numérique ainsi qu'un convertisseur numérique analogique
  • un capteur température - humidité - pression
  • un module accéléromètre - gyroscope - magnétomètre

 

 

 

 

Exercices

Les principaux exercices proposés (et corrigés) sont : 

  • Chapitre  2
    • feux tricolores
    • SOS
  • Chapitre 3
    • éclairage variable
    • millivoltmètre embarqué
    • millivoltmètre connecté
    • temps demi-décharge d'un condensateur
    • étude en fonction de la tension de charge
  • Chapitre 4
    • capteur de température embarqué
    • capteur de température connecté
    • indicateur à LED
    • rupture de la chaîne du froid
  • Chapitre 5
    • SOS
    • horloge en temps réel
    • une mini station météo
    • générateur de tension
    • générateur de triangle
    • accéléromètre
    • un dé magique

 

Présentation du guide pédagogique


Chapitre 1 : pour commencer

  • Présentation du micro-contrôleur Arduino
  • Quelques installations !
  • Communication par le port série

Chapitre 2 : LED Blinking !

  • Programmation d'une LED, de la LED RGB...
  • Faire clignoter la LED : par une pause de l'exécution, par un décompte du temps passé, par un timer
  • Commander la LED à partir d'un bouton poussoir, du moniteur série
  • Commander la LED à partir de son smartphone, à partir d'un programme python

Chapitre 3 : Lecture analogique

  • Lecture analogique, sortie sur le moniteur série, sur écran LCD
  • Commande-acquisition-exploitatation à partir d'un programme python
  • Un TP étude et application d'un circuit RC

Chapitre 4 : Réalisation pratique d'un projet

  • Mise en oeuvre d'un capteur de température
  • Un TP de calorimétrie
Exemple : suivi de la température en fonction du temps lors de la dismutation de l'eau oxygénée. ArdSSK

Chapitre 5 : Pour aller plus loin

  • Un buzzer
  • Une photorésistance
  • Un capteur à effet Hall
  • Le "célèbre" capteur à ultrason
  • Une horloge en temps réel
  • Un lecteur de carte SD pour enregistrer ses acquisitions
  • Un capteur température-humidité-pression
  • Un convertisseur analogique-numérique
  • Un convertisseur numérique-analogique
  • Un accéléromètre
Conception d'une mini station météo : acquisition sur une journée de température, humidité, luminosité 
Meteo Meteo

 

Etude d'un mouvement circulaire uniforme, tracé de l'accélération en fonction du rayon
Meteo Meteo

 

 


Annexes :

 

 

 

Quelques expériences et/ou TP proposés 

  • Quelques études à l'oscilloscope : 
    • sortie PWM
    • étude d'une trame RS232
  • Etude de la décharge d'un circuit RC
  • Etude d'un capteur résistif
  • Calorimétrie
  • Statique des fluides
    • combien d'étages ai-je monté ?
    • formule internationale du nivellement barométrique
  • Compte tour
  • Plan incliné
  • Etude d'un mouvement circulaire uniforme

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