Les Éditions ENI ont lancé fin 2017 une nouvelle collection appelée « LA FABRIQUE« . Cette collection comprend actuellement 3 ouvrages : le livre « Scratch et Raspberry Pi » que j’ai cosigné avec Sarah LACAZE, et deux livres sur l’Arduino. Je vous les présente ici.

Deux livres Arduino dans la collection « LA FABRIQUE »

Arduino : S’exercer au prototypage électronique

La présentation de l’éditeur

Ce livre sur la carte électronique Arduino a pour objectif d’apprendre au lecteur une démarche générique de prototypage électronique en vue de l’aguerrir à la conception et au pilotage de ses propres projets complets. Il s’adresse à toute personne ayant déjà une première approche de la carte Arduino et désireuse d’en approfondir ses connaissances. Avoir des bases en électronique et quelques notions de programmation est un plus pour tirer pleinement profit de ce livre.

Au fil des chapitres, l’auteur présente dix projets à réaliser nécessitant l’utilisation et l’intégration de différents composants et circuits capteurs et actionneurs. Ces projets touchent à des domaines aussi variés que l’art numérique, la science, les loisirs créatifs, l’éducation, la robotique ou le design. Ils offrent un panorama de ce qu’il est possible de faire avec une carte Arduino. Le lecteur pourra ainsi réaliser un synthétiseur thérémine, un jeu de mémorisation musicale, un système d’arrosage automatique, un oscilloscope, un robot suiveur de ligne, une lampe multicolore pilotée en Bluetooth, une station météo Wi-Fi, un télémètre à ultrasons, un robot autonome hexapode ou encore un dispositif d’affichage utilisant la persistance rétinienne.

L’ensemble de ces projets, à la difficulté graduelle, permet un apprentissage à deux niveaux. Du point de vue matériel, le lecteur sera notamment en mesure de décrypter une fiche technique de composant (datasheet) lui permettant de comprendre ses contraintes d’utilisation et ses méthodes de commandes. Du côté de la programmation, le lecteur sera confronté à l’utilisation et à la création de bibliothèques, à la manipulation de fonctions spécifiques, à l’interfaçage avec différents composants matériels ou encore à l’analyse et au traitement de signaux provenant de capteurs.

À la fin de ce livre, le lecteur sera ainsi en mesure de se lancer dans la création de ses propres projets créatifs avec Arduino. 

10 projets à réaliser

Ce premier livre présente 10 projets créatifs à réaliser soi-même :

1. Synthétiseur thérémine
2. Jeu de mémorisation musicale
3. Système d’arrosage automatique
4. Oscilloscope minimal
5. Robot suiveur de ligne
6. Lampe multicolore pilotée en Bluetooth
7. Station météo Wi-Fi
8. Télémètre à ultrasons
9. Robot autonome hexapode
10. Dispositif d’affichage utilisant la persistance rétinienne

Je dois dire que je retrouve l’esprit du livre « Scratch et Raspberry Pi », avec des projets bien réels qui sont traités de bout en bout. Vous trouverez dans le livre (et en téléchargement en fournissant votre adresse mail) aussi bien les schémas que les programmes développés dans les différents chapitres.

Le système d’arrosage automatique

Voici par exemple un extrait de quelques pages du chapitre sur le système d’arrosage automatique

Chaque projet est décrit dans le détail, que ce soient les composants utilisés

ou les programmes à réaliser pour faire fonctionner le montage.

en ligne vous trouverez les schémas et plan de câblage

et pour certains projets des éléments pour mieux comprendre les composants utilisés (ici la documentation du TIP120 utilisé par l’auteur pour commander la mise en route de la pompe d’arrosage).

Conclusion

j’ai beaucoup aimé ce livre de Cédric DOUTRIAUX qui sera sans doute le bienvenu dans les FabLab et les collèges, pour aider les débutants à découvrir l’Arduino.

Parmi les 10 projets chacun/chaque groupe peut en choisir un qui lui convienne. J’adhère à cette méthode des projets qui permettent de découvrir, au travers des nombreuses illustrations, la réalisation de bout en bout.

Les programmes sont fournis en téléchargement et facilitent la mise en route, même si je pense qu’il est plus intéressant de les rentrer à la main. Pourquoi, me direz-vous, se contraindre à les saisir au clavier quand ils sont déjà tout faits ?

Fastoche ! Quand on saisit soi-même on fait (presque) toujours des erreurs ! Et c’est à partir de ces erreurs qu’on apprend. On apprend à rechercher le point virgule qui manque, la ligne qu’on a oubliée, la variable qu’on a mal orthographiée ou dans laquelle on a remplacé une majuscule par une minuscule… etc.

Quand on est capable de retrouver son (ses) erreur(s) -et parfois c’est très long, croyez moi 😉 – on commence à comprendre le programme et l’écriture de l’auteur. La programmation c’est un peu comme les romans… Il y a des auteurs agréables « à lire », et d’autres qui sont confus et ch… On peut aussi commencer à écrire ses propres programmes. En général ils ne fonctionnent pas du premier coup, mais on trouve pourquoi…

Inversement, utiliser le programme déjà fait, fourni par l’auteur est un bon moyen de tester le fonctionnement du projet. Mais si vous en restez là, il faut savoir que vous aurez peu appris. Vous saurez téléverser un programme dans l’Arduino. c’est déjà pas mal, mais ce n’est pas cela qui importe le plus… Enfin, c’est juste mon avis 😉

Arduino : Apprenez à coder avec mBlock

La présentation de l’éditeur

Ce livre sur Arduino a pour objectif de transmettre au lecteur les ressources nécessaires pour apprendre à programmer une carte Arduino avec le langage visuel mBlock. Il s’adresse autant au néophyte qu’à l’informaticien souhaitant réaliser des projets de plus en plus élaborés tout en limitant l’apprentissage d’un langage informatique et en démythifiant les principes d’électronique et de mécanique.

Dans la première partie du livre, les concepts de développement avec mBlock sont détaillés. Qu’il s’agisse de revenir à l’origine de la programmation visuelle, de faire le lien entre les algorithmes et les blocs, d’utiliser les bibliothèques de scripts de mBlock ou encore d’en étendre les fonctionnalités en détaillant la démarche de réalisation d’extensions, l’auteur livre au lecteur les bonnes pratiques qui lui permettront de développer un programme de qualité professionnelle et de faciliter ainsi sa mise au point.

La seconde partie du livre se concentre sur la concrétisation de projets à réaliser avec Arduino en revenant également sur quelques notions fondamentales d’électronique et de mécanique. L’auteur y traite de plusieurs approches de réalisation selon que l’on utilise des platines (shields) déjà prêtes, comme la carte ESP8266, ou que l’on recycle ou achète des composants. Dans le courant de l’IoT, il propose également un pas-à-pas pour réaliser un projet créatif et donne les clés d’utilisation de mBlock pour programmer et administrer un objet connecté.

Pour finir, la dernière partie présente une approche d’enseignement de la programmation pour Arduino avec mBlock. L’auteur choisit de traiter cet enseignement par une approche ludique de la robotique, résultant du triptyque informatique/électronique/mécanique et tirée de son expérience.

Au terme de la lecture de ce livre, vous serez ainsi en mesure d’exploiter les possibilités offertes par la programmation d’une carte Arduino avec mBlock, que ce soit dans un cadre individuel ou lors d’ateliers pédagogiques.

Projets robotiques, créatifs et scientifiques

• Développement et codage
• Algorithmes et blocs
• Étendre les fonctionnalités de mBlock
• Applications à quelques petits projets
• Conseils de Pro
• Un peu d’électronique et de mécanique bien utile
• Les objets connectés et l’Internet des objets (IoT)
• Un beau projet pédagogique et créatif avec mBlock
• Les projets pédagogiques et scientifiques
• Une approche ludique par la robotique
• Didactique de la programmation et apprentissage du numérique
• Utiliser ce livre en s’adaptant à son public : des élèves aux « makers »

Utiliser mBlock

Dominique MOLLARD, l’auteur de ce livre, présente d’abord mBlock, dérivé de Scratch ainsi que d’autres outils de programmation utilisables avec l’Arduino.

Il explique ensuite comment étendre les possibilités de mBlock en mettant en œuvre les extensions disponibles sur le site de mBlock, avant d’appliquer ces connaissances à quelques petits projets, en particulier à base d’ESP8266.

Vous verrez par exemple comment piloter un moteur avec un pont en H, un servomoteur, gérer des capteurs de distance, lumière, son, température… On découvre également comment utiliser un accéléromètre et un gyroscope.

Conseils de pro

• Définir des fonctions et des procédures
• Adopter une règle de nommage des variables et des objets (et s’y tenir !)
• Gérer les versions de code
• L’assemblage et l’intégration
• Tester et détecter les bugs avant l’exécution : une check-list avant décollage
• Tracer et commenter les algorithmes et le code
• Ne jamais supposer que le microcontrôleur ou l’ordinateur sait quelque chose…
• Penser au pire, développer pour le meilleur
• Autres proverbes utiles d’Henry Ledgard
• Un exemple de problème : le rebond des boutons poussoirs et des détecteurs de contacts
• Cent fois sur le métier remettre son ouvrage

Dans ce chapitre que je trouve très utile, l’auteur vous donne nombre de « ficelles » que la plupart (mais pas tous) des développeurs ont intégré, parfois à l’insu de leur plein gré 😉 Elles ne peuvent que vous simplifier la vie , enfin, surtout la vie future de vos programmes…

Les objets connectés

Ce chapitre aborde le sujet d’actualité que sont les objets connectés avec un Arduino au cœur du système. Il s’agit ici de récupérer des valeurs lues par un capteur DHT11, et de les afficher, tout en les mettant à la disposition des utilisateurs via une page web.

Un projet pédagogique et créatif avec mBlock

Il s’agit ici de créer un système capable de réagir à la présence d’une personne et à sa proximité. Différents capteurs mesurent l’approche d’une personne par une détection volumétrique (ultrasons), thermique (infrarouge/ température) ou de contact. En fonction de la distance, un objet est éclairé de différentes couleurs, un son retentit, un servomoteur découvre une photo, et enfin un fil à mémoire de forme est chauffé et fait apparaître une forme nouvelle.

Les projets pédagogiques et scientifiques, la robotique

Ici l’auteur évoque un certain nombre de projets qu’il est possible de mettre en œuvre avec mBlock. On pourra par exemple commander le déclenchement d’un flash pour capturer le mouvement d’une balle de ping-pong lancée avec un servomoteur ou réaliser des mesures destinées à la création d’une station météorologique.

Ce chapitre explique également comment créer un robot suiveur de ligne, ou encore refaire l’expérience de Galilée pour montrer que deux billes de densité différente tombent à la même vitesse :

Conclusion

C’est dans le douzième et dernier chapitre de cet ouvrage que l’auteur indique l’objectif de ce livre  (je cite p.305) :
« Cet ouvrage peut compléter les connaissances de l’enseignant et lui donner des idées de réalisations ou de projets à mener au cours de l’année scolaire. Les projets scientifiques. par exemple, peuvent être menés en liaison avec les cours de physique ou de Sciences de la Vie et de la Terre [SVT].
…
L’intérêt de mBlock est dans la simplification du codage qui pourra s’appuyer sur la pratique de Scratch pour l’apprentissage de l’algorithmique. Les montages et les scripts pourront être préparés à l’avance et mis au point…« 

A mon avis, pour utiliser ce livre il faut déjà d’être « fait les dents » sur l’Arduino et savoir réaliser un montage. Certains projets sont décrits avec un schéma et un plan de montage sous Fritzing, mais pour d’autres c’est une description comme celle-ci (p.147) : « …le bus I2C peut être utiiisé pour connecter un magnétomètre [une boussole, compass en anglais] via les ports SCL et SDA auxiliaires repérés par les ports XCL et XDA sur le circuit GY-521… » . Pour un néophyte ça me semble un peu difficile à aborder sans des connaissances préalables.

Conclusion générale

Avec ces deux ouvrages parus dans la collection « LA FABRIQUE » les Editions ENI mettent à disposition des amateurs d’Arduino une sorte de fusée à deux étages.

• Le premier étage « Arduino : S’exercer au prototypage électronique » est plutôt destiné à des débutants qui, après avoir découvert l’Arduino et son écosystème, souhaitent aller plus loin et passer à la réalisation de projets plus concrets et aboutis. Ils y trouveront matière à réalisation et pourront adapter les propositions de l’auteur à leurs besoins.
• Le second étage « Arduino : Apprenez à coder avec mBlock » nécessite (à mon avis) d’avoir déjà une base plus solide et plus étendue, que ce soit en programmation, en électronique ou simplement en sciences… Je le verrai plus utilisé par des animateurs de FabLab, des enseignants de matières scientifiques… Pour exemple, l’enregistrement du déplacement d’une balle rebondissante (p.263) ou « le quaternion et les angles d’Euler » (p.149) s’ils peuvent intéresser un enseignant, n’auront pas une importance vitale pour qui souhaite automatiser l’ouverture de la porte de son poulailler 😉 Par contre pour mettre au point des TP ou créer des projets pédagogiques, ce livre est tout à fait approprié.

A vous de jouer (avec l’Arduino) maintenant. Si vous lisez ou utilisez ces deux livres, n’hésitez pas à laisser vos commentaires ci-dessous et à donner votre avis.

Sources

• https://www.arduino.cc/
• https://www.editions-eni.fr/cedric-doutriaux
• https://www.editions-eni.fr/dominique-mollard
• https://www.editions-eni.fr/livre/arduino-s-exercer-au-prototypage-electronique-10-projets-creatifs-a-realiser-soi-meme-9782409011054
• https://www.editions-eni.fr/livre/arduino-apprenez-a-coder-avec-mblock-projets-robotiques-creatifs-et-scientifiques-9782409011078
• http://www.mblock.cc/software/