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Version actuelle datée du 12 décembre 2020 à 10:31
L'objectif est de créer une simulation d'un lancé de dé avec 5 LEDs et le logiciel arduino [en cours d'écriture]
Difficulté
Technique
Durée
20 minute(s)
Disciplines scientifiques
Arduino, Informatique
- Matériel et outils
Ordinateur 
Dès sa mise sous tension, un ordinateur exécute, l'une après l'autre, des instructions qui lui font lire, manipuler, puis réécrire un ensemble de données auquel il a accès. Des tests et des sauts conditionnels permettent de changer d'instruction suivante, et donc d'agir différemment en fonction des données ou des nécessités du moment. Les données à manipuler sont obtenues, soit par la lecture de mémoires, soit par la lecture de composants d'interface (périphériques) qui représentent des données physiques extérieures en valeurs binaires (déplacement d'une souris, touche appuyée sur un clavier, température, vitesse, compression...). Une fois utilisées, ou manipulées, les données sont réécrites, soit dans des mémoires, soit dans des composants qui peuvent transformer une valeur binaire en une action physique (écriture sur une imprimante ou sur un moniteur, accélération ou freinage d'un véhicule, changement de température d'un four ...). L'ordinateur peut aussi répondre à des interruptions qui lui permettent d’exécuter des programmes de réponses spécifiques à chacune, puis de reprendre l’exécution séquentielle du programme interrompu. La technique actuelle des ordinateurs date du milieu du xxe siècle. Ils peuvent être classés selon plusieurs critères1 (domaine d'application, taille ou architecture).
Résistance 
Une résistance est un composant électronique ou électrique dont la principale caractéristique est d'opposer une plus ou moins grande résistance (mesurée en ohms) à la circulation du courant électrique.
LED 
LED signifie Light Emiting Diod (Diode Electro-Luminescente).
Câble Dupont 
Les câbles de connexion servent à créer rapidement des liaisons électriques sur des platines de prototypage sans avoir besoin de faire des soudures.
Breadboard 
L'avantage de ce système est d'être totalement réutilisable, car il ne nécessite pas de soudure. Ce dernier point distingue les platines Labdec des stripboards (ou veroboards), des perfboards ou des circuits imprimés qui sont, eux, utilisés pour réaliser des prototypes permanents et que l'on sera donc moins à même de démonter. On peut de plus câbler sur une platine Labdec une grande variété de composants afin de réaliser des circuits électroniques, du plus simple circuit jusqu'au microprocesseur.
Bouton poussoir 
Un bouton (ou bouton poussoir) est un coupe-circuit mécanique (un interrupteur).
Arduino Uno 
Arduino, et son synonyme Genuino sont des micro-controleurs libres.
Étape 1 - Le montage du circuit
Pour réaliser le dé, il faut monter le circuit. Le schéma du circuit est à reproduire, en faisant attention au sens des LEDs et des bonnes sorties de l'arduino.
Étape 2 - Insérer le programme dans l'arduino
Pour insérer le programme dans la carte, il faut relier la carte par l'ordinateur à l'aide du câble USB associé. Il permettra aussi d'alimenter la carte en électricité pour pouvoir fonctionner. L'arduino est bien branché si la led ON est allumée.
Il faut ensuite installer le logiciel Arduino, et copier les programme suivant:
const int LEDhautgauche= 2; // la LED branchée à la broche 2 se nomme LEDhautgauche const int LEDhautdroite= 3; // la LED branchée à la broche 3 se nomme LEDhautdroite const int LEDcentre= 4; // la LED branchée à la broche 3 se nomme LEDcentre const int LEDbasgauche= 5; // la LED branchée à la broche 3 se nomme LEDbasgauche const int LEDbasdroite= 6; // la LED branchée à la broche 3 se nomme LEDbasdroite int nbalea; // variable du nombre aléatoire
void setup() { // indication des paramètres
pinMode(LEDhautgauche, OUTPUT); // le courant passera dans la LEDhautgauche pinMode(LEDhautdroite, OUTPUT); // le courant passera dans la LEDhautdroite pinMode(LEDcentre, OUTPUT); // le courant passera dans la LEDcentre pinMode(LEDbasgauche, OUTPUT); // le courant passera dans la LEDbasgauche pinMode(LEDbasdroite, OUTPUT); // le courant passera dans la LEDbasdroite randomSeed(analogRead(0)); // création de l'aléatoire }
void loop() {
nbalea = random (1,6); //choix du nombre aléatoire
if (nbalea == 1){ //si le nombre aléatoire est égal à 1
digitalWrite (LEDhautgauche,LOW); // La LEDhautgauche est éteinte
digitalWrite (LEDhautdroite,LOW); // La LEDhautdroite est éteinte
digitalWrite (LEDcentre,HIGH); // La LEDcentre est allumée
digitalWrite (LEDbasgauche,LOW); // La LEDbasgauche est éteinte
digitalWrite (LEDbasdroite,LOW); // La LEDbasdroite est éteinte
}
else{
if (nbalea == 2){//si le nombre aléatoire est égal à 2
digitalWrite (LEDhautgauche,LOW);
digitalWrite (LEDhautdroite,HIGH);
digitalWrite (LEDcentre,LOW);
digitalWrite (LEDbasgauche,HIGH);
digitalWrite (LEDbasdroite,LOW);
}
else {
if (nbalea == 3){ //si le nombre aléatoire est égal à 3
digitalWrite (LEDhautgauche,LOW);
digitalWrite (LEDhautdroite,HIGH);
digitalWrite (LEDcentre,HIGH);
digitalWrite (LEDbasgauche,HIGH);
digitalWrite (LEDbasdroite,LOW);
}
else{
if (nbalea == 4){ //si le nombre aléatoire est égal à 4
digitalWrite (LEDhautgauche,HIGH);
digitalWrite (LEDhautdroite,HIGH);
digitalWrite (LEDcentre,LOW);
digitalWrite (LEDbasgauche,HIGH);
digitalWrite (LEDbasdroite,HIGH);
}
else{
if (nbalea == 5){ //si le nombre aléatoire est égal à 5
digitalWrite (LEDhautgauche,HIGH);
digitalWrite (LEDhautdroite,HIGH);
digitalWrite (LEDcentre,HIGH);
digitalWrite (LEDbasgauche,HIGH);
digitalWrite (LEDbasdroite,HIGH);
}
else {
if (nbalea == 6){ //si le nombre aléatoire est égal à 6
digitalWrite (LEDhautgauche,HIGH);
digitalWrite (LEDhautdroite,HIGH);
digitalWrite (LEDcentre,LOW);
digitalWrite (LEDbasgauche,HIGH);
digitalWrite (LEDbasdroite,HIGH);
}
}
}
}
}
}
delay(100000);//cela vous laisse du temps pour regarder le résultat de votre dé et de réappuyer sur le bouton pour un autre résultat }
Étape 3 - Mise en route du programme
Le programme est ajouté dans le logiciel, il faut maintenant le téléverser dans la carte. Lorsque le téléversement est terminé, le programme se lancera et une valeur entre 1 et 5 sera affiché. Il faut appuyer sur le bouton pour refaire un "lancer" du dé.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Lorsque le bouton est enclenché, le programme se relance et une nouvelle valeur est affichée.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Attention aux branchements, un seul fil ou un élément pas bien branché fera mal fonctionner le programme.
Ne pas modifier le programme, sinon les résultats obtenus seront erronés.
Explications
Le programme, lorsqu'il est lancé, trouve une valeur aléatoire entre 1 et 5. Par la suite, en fonction de la valeur, la carte arduino enverra de l'électricité dans les LEDs. Par exemple, si le programme trouve la valeur 2, la carte enverra de l'électricité dans les LEDs haut droite et bas gauche, ce qui fera que ces deux LEDs s'allumeront.
Le bouton, lorsqu'il est enclenché, ouvre le circuit, l'électricité ne passe plus et éteint la carte. Le relâchement du bouton fait que le circuit se referme et relance le programme.
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Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
L'objectif de cette activité est d'initier à la programmation
Pistes pour animer l'expérience
Donner le schéma du montage ainsi que le programme, afin de laisser faire le montage et le téléversement du programme.
Sources et ressources
Site d'Arduino: https://www.arduino.cc/
Dernière modification 12/12/2020 par user:Antonydbzh.
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