P2E-Digital-Input-FR

Introduction

Une broche de microcontrôleur présente généralement plusieurs fonctions qui permettent de l'utiliser de façon différentes.

La seconde fonction utile est l'entrée numérique aussi dit "digital input" en anglais.

Dans ce mode de fonctionnement de la broche, le microcontrôleur est capable de détecter le niveau logique HAUT (3.3V) ou BAS (0V) qui y est présent.

• Si la tension est fixée à 3,3V (> 2.3V) alors le niveau logique retourné est HAUT.
• Si la tension est fixée à 0V (< 0.8V)A alors le niveau logique retourné est BAS.

Grâce à cela, il est possible de lire l'état d'un composant comme un bouton poussoir, un interrupteur, un contact de passage ou l'état renvoyé par un élément électronique.

Note: une broche configurée en entrée présente un très grande impédance (grande résistance interne) de sorte que la capture de la tension logique ne perturbe en rien le circuit mesuré (puisqu'aucun courant n'entre ou ne sort d'une broche en lecture).

En Python, l'état HAUT correspond à une valeur 1 et l'état BAS correspond à une valeur 0.

Cas pratique

Dans cet exemple, nous allons utiliser la broche GP10 pour détecter la pression sur le bouton 1 (Btn1).

Branchement simplifiée

Réaliser le branchement entre GP10 et le contact Btn1.
La carte prend en charge les autres détails du raccordement.

Le bouton permet de raccorder la broche sur la masse lorsque celui-ci est pressé.

Code

Le code ci-dessous peut être saisi dans une session REPL ou dans Thonny IDE.

Cet exemple est également disponible dans le dépôt Pico-2-Explorer/input-button/

 1 from machine import Pin
 2 import time
 3 p_in = Pin( 10, Pin.IN, Pin.PULL_UP )
 4 
 5 while True:
 6     # lecture de l'état
 7     v = p_in.value()
 8     
 9     if v==0:
10         print( 'PRESS' )
11     else:
12         print( '---' )
13 
14     time.sleep(1)

Voici quelques explications:

• Ligne 1: importer la classe Pin depuis le module machine. Cette classe permet de manipuler les broches du microcontrôleur.
• Ligne 3: la variable p_in contient une instance de la classe Pin. Le premier paramètre est l'identification de la broche (10 pour GP10) et la constante Pin.IN (IN = input) configure la broche en entrée. Le troisième paramètre Pin.PULL_UP active la résistance pull-up interne de l'entrée.
• Ligne 5: utilisation d'une boucle while infinie pour répéter encore et encore le bloc de lignes de 6 à 14.
• Ligne 7: la méthode value() sans paramètre permet de lire l'état de la broche. Cette méthode retournera 0 lorsque la broche est à l'état BAS et 1 lorsqu'elle est à l'état HAUT.
• Lignes 9 à 12: le contenu de la variable v contiendra 0 si le bouton est pressé. Dans pareil cas, le message "PRESS" sera affiché dans la session REPL. Si le bouton est relâché alors des tirets seront affichés.
• Ligne 14: création d'une pose de 1 seconde entre deux lectures successives.

Un problème?

Pas de message PRESS affiché lorsque vous pressez le bouton ? Voici quelques pistes de recherche:

1. Avez-vous pressé le bouton suffisamment longtemps? l'état est lu toutes les secondes.
2. Vérifier votre câblage. Etes-vous bien connecté sur la broche GP10 du microcontrôleur ?
3. Vérifier que le script Python lit bien l'état de la broche 10.
4. Vérifier que la résistance PULL-UP est bien activée sur la broche (avec Pin.PULL_UP).

Le défi

Branchez la LEDs Rouge sur GP2 et le Bouton Btn1 sur GP10.

Allumer la LED lors le bouton est enfoncé, éteindre la LED lorsque le bouton est relâché.

Encore plus

En apprendre plus sur le fonctionnement du bouton poussoir.

A propos du bouton

Les boutons poussoirs sont équipés de 4 pattes. Elles vont donc par paires.

Une astuce pratique pour ne jamais rater un raccordement avec un bouton consiste a utiliser les pattes diamétralement opposée.

Brancher un bouton

Dans le graphique ci-dessus, une résistance est dessinée dans le Pico entre la broche GPx et la broche 3V3. Il s'agit de la résistance Pull-UP interne (~100 KOhms) du microcontrôleur qui est activable avec le 3ieme paramètre Pin.PULL_UP.

Le rôle de cette résistance est de tirer le potentiel de la broche vers 3.3V. Par conséquent, si le bouton n'est pas enfoncé (son contact est ouvert), la est amenée/tirée au potentiel de 3.3V par la résistance. L'instruction p_in.value() retourne 1 puisque c'est un niveau HAUT.

Si le bouton est pressé alors la broche est mise en contact directement avec la masse. Le potentiel de la broche est donc de 0V et p_in.value() retourne 0 puisque c'est un niveau BAS.

Avec ce que nous connaissons maintenant, il est possible de brancher directement un bouton en réalisant les connexions suivantes:

Trucs et astuces

Voici quelques informations complémentaires concernant la manipulation de broches configurées en entrée.

Utiliser Signal

Il est très facile de connaître l'état actuel de la broche en appelant la méthode value() sans paramètre.

La fonction retourne alors:

• 1 pour un niveau HAUT (3V3)
• 0 pour un niveau BAS (0V)

 1 from machine import Pin
 2 import time
 3 p = Pin( 2, Pin.OUT )
 4 
 5 # Allumer la LED
 6 p.value( True )
 7 
 8 # Obtenir l'état de la broche
 9 val = p.value()
10 print( val )

Voici quelques explications:

• Ligne 9: lorsque la méthode value() est appelée sans paramètre, celle-ci retourne une valeur correspondant à l'état "actuel" de la broche.
• Ligne 10: l'instruction print(val) affiche la valeur précédemment collectée à la ligne précédente. Cette valeur est 1 puisque la broche est à l'état haut.

Inverser l'état de la broche

La méthode toggle() permet d'inverser facilement l'état d'une broche configurée en sortie.

 1 from machine import Pin
 2 import time
 3 p = Pin( 2, Pin.OUT )
 4 
 5 # Allumer la LED
 6 p.value( True )
 7 
 8 time.sleep(1)
 9 
10 # Inverser l'état de la broche
11 # Donc, éteindre la LED
12 p.toggle()
13 
14 # Inverser encore une fois l'état de la broche
15 # Donc, allumer la LED
16 p.toggle()

Utiliser une valeur numérique

La méthode value( val ) peut également recevoir une valeur numérique en paramètre.

• La valeur 0 placera la broche au niveau BAS (0V)
• La valeur 1 placera la broche au niveau HAUT (3.3V)
• Toutes valeur supérieure à 0 (ou évaluée comme vraie) placera la broche au niveau HAUT (3.3V).

Il est donc possible d'utiliser le résultat d'une fonction utilisateur pour fixer l'état de la broche. Cela s'avérera fort utile lors de la création de scripts plus complexes.

 1 from machine import Pin
 2 import time
 3 p = Pin( 2, Pin.OUT )
 4 
 5 # Allumer la LED
 6 p.value( 1 )
 7 time.sleep(1)
 8 
 9 # Eteindre la LED
10 p.value( 0 )

Méthodes on() et off()

La méthode on() permet de placer une broche au niveau HAUT (3.3V) tandis que la méthode off() place la broche au niveau BAS (0V).

Utiliser les méthodes on() et off() permettent d'améliorer la lisibilité du script.

 1 from machine import Pin
 2 import time
 3 p = Pin( 2, Pin.OUT )
 4 
 5 # Allumer la LED
 6 p.on()
 7 time.sleep(1)
 8 
 9 # Eteindre la LED
10 p.off()