3D-OrdBot-Arduino

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Introduction

Dans ce tutoriel, nous allons faire une petite prise en main d'Arduino.

Votre Ord Bot est propulsé par un microcontroleur ATMega 2560, plus connu sous le nom Arduino Mega 2560 (ou un équivalent comme FunDuino Mega 2560).

OrdBot-Arduino-01.jpg

La fiche produit de l'Arduino Mega 2560 disponible chez MCHobby contient de nombreux détails techniques (en Français).

Ce qu'il y a de génial avec l'environnement Arduino, c'est qu'il Open-Source, les programmes sont donc disponibles en libre accès sur le Net et fonctionnent sous les environnements Windows, Mac et Linux.

Dans le cas de l'Ord Bot, ce microcontroleur pilotes les moteurs par l'intermédiaire d'un circuit de puissance spécialement conçu (la RAMPS).

Il n'empêche qu'il faut savoir télécharger un programmer dans le microcontroleur.

Si vous n'êtes pas encore familiarisé avec l'environnement de programmation Arduino, nous vous conseillons VIVEMENT de réaliser cette section du tutoriel.
Au terme de ce tutoriel, vous serez capable de modifier et charger un programme sur la carte Mega 2560. Il s'agit là d'une étape relativement simple mais néanmoins capitale de l'assemblage de votre Ord Bot.
Il nous parait important de se familiariser avec le matériel et l'environnement de programmation AVANT que la carte Mega 2560 ne soit raccordée à la RAMPS (circuit de puissance).

Carte Mega 2560

Voici quelques détails utiles sur les interfaces d'une carte Mega 2560.

OrdBot-Arduino-02.jpg

Les éléments importants qui nous concerne ici sont:

  • Le port USB
  • Le LED de communication RX/TX
  • La LED branché sur la sortie 13

Le Port USB

Ce dernier est utilisé:

  1. Pour alimenter la carte s'il n'y a pas d'alimentation extérieure. Il n'est pas possible d'alimenter des projets gourmands en énergie via le port USB.
  2. Programmer la carte à l'aide de l'environnement de développement Arduino IDE.
  3. Communiquer avec un ordinateur par l'intermédiaire d'une connexion serie (via le convertisseur USB / Serie se trouvant sur la carte juste à côté du port USB).

Ce port est très important pour votre Ord Bot. En effet, il sera utilisé par les logiciels pour piloter votre Ord Bot pendant le processus d'impression 3D.

Les LED RX/TX

Permet de savoir que votre ordinateur communique bien avec votre Arduino.

Ces LEDs clignotent aussi pendant la programmation de la carte.

La LED Pin 13

C'est cette dernière que nous allons utiliser pour vous familiariser avec l'environnement Arduino.

Lorsque vous recevez un Arduino, il est préchargé avec un programme qui s'appelle "BlinkWithoutDelay" qui fait clignoter cette LED toutes les secondes.

Arduino IDE

Un programme Arduino s'écrit en langage C simplifié et se télécharge sur la carte depuis l'environnement Arduino IDE.

OrdBot-Arduino-10.jpg

Ce dernier est simple à utiliser et ne requière pas de connaissance particulière.

Installer Arduino IDE

Voila, c'est le moment d'installer Arduino IDE sur votre Ordinateur.

L'environnement Arduino IDE est Open-Source, vous pouvez librement l'installer depuis le site d'Arduino.cc.

Cette page reprend également de nombreuses informations en cas de problème d'installation (ce qui est rare). Le Net regorge également d'informations (y compris en Français).

Pour le téléchargement, vous pouvez également opter pour ce lien direct: Download the Arduino Software

Utilisateur Windows?

Chez MCHobby, nous utilisons exclusivement des systèmes Linux... il n'empêche que nous n'allons pas oublier les utilisateurs Windows.

Si vous êtes un utilisateur Windows, votre système d'exploitation vous demandera d'installer un pilote pour le périphérique Arduino.

Voici une traduction des informations disponible dans le Starter Guide pour Windows, information disponible sur Arduino.CC

2 | Télécharger l'environnement Arduino

Téléchargez la dernière version depuis la page de téléchargement d'Arduino.

Dézippez le fichier téléchargé une fois le téléchargement est terminé.

Assurez vous de préserver la structure des répertoires.

Double cliquez sur le répertoire pour l'ouvrir. Il devrait y avoir quelques fichiers et sous-répertoires à l'intérieur.

3 | Connectez la carte

Les Arduino Uno, Mega, Duemilanove et Arduino Nano s'alimentent automatiquement depuis le port USB ou depuis le connecteur d'alimentation de la carte. Si vous utilisez un Arduino Diecimila, vous devez vous assurez que vous avez configuré votre carte pour qu'elle soit alimentée par le port USB (la source d'alimentation est sélectionnée à l'aide d'un cavalier).

Connectez votre carte Arduino sur votre Ordinateur en utilisant le cable USB. La LED Verte d'alimentation (identifiée par PWR de Power en anglais) doit s'alumer.

4 | Installer les pilotes

4.1 | Installer les pilotes pour Arduino Uno ou Arduino Mega 2560 avec Windows7, Vista, ou XP:

  • Branchez la carte et attendez que Windows démarre sont processus d'installation des pilotes. Après un moment, et malgré tous les efforts déployés par Windows, le processus échouera.
  • Cliquez sur le menu Démarrer et ouvrez le Panneau de configuration (Control Panel).
  • Lorsque vous vous trouvez dans le panneau de configuration, naviguez vers Système et Sécurité (System and Security). Cliquez ensuite sur Système (System).
  • Lorsque la fenêtre Système s'ouvre, ouvrez le Gestionnaire de périphérique (Device Manager).
    • Cherchez sous "Ports (COM & LPT)". Vous devriez voir un port nommé "Arduino UNO (COMxx)"
    • Faites click droit sur le port "Arduino UNO (COmxx)" et choisissez l'option "Mise à jour du pilote" (Update Driver Software).
    • Sélectionnez ensuite l'option "Choisir/localiser les pilotes sur mon Ordinateur" (Browse my computer for Driver software).
    • Finalement, naviguez et sélectionner le fichier de pilote nommé "arduino.inf", localisé dans le répertoire "Drivers" des logiciels Arduino que vous venez de télécharger.
      Ne sélectionnez PAS le sous répertoire "FTDI USB Drivers".
      Si vous utilisez une ancienne version d'Arduino IDE (1.0.3 ou plus ancienne), choisissez le fichier de pilotes nommé "Arduino UNO.inf"
    • Windows devrait poursuivre seul le processus d'installation à partir de ce point.

Vous pouvez également consulter l'installation de Uno étape par étape sur Windows XP (Arduino.cc, anglais).

4.2 | Installer les pilotes d'Arduino Arduino Duemilanove, Nano ou Diecimila avec Windows7, Vista, ou XP:

Quand vous connectez la carte, Windows devrait commencer le processus d'installation des pilotes (si vous n'avez pas encore utiliser de carte Arduino sur cet ordinateur).

  • Sur Windows Vista, les pilotes devraient se télécharger et s'installer automatiquement.
  • Sur Windows XP, vous devez passez par l'ajout de nouveau matériel (Add New Hardware), ce point est décrit sur la page "Getting started with Arduino on Windows" d'Arduino.cc

Branchez votre Carte Mega

Nous allons maintenant brancher la carte Mega 2560 sur l'ordinateur à l'aide du câble USB disponible dans le kit.

La carte s'active et le dernier programme enregistré sur la carte se met en marche a bout d'une seconde ou deux.

Si c'est la première fois que la carte est utilisée, alors cette dernière est préprogrammée avec le programme BlinkWithoutDelay d'Arduino.

En conséquence, vous devriez voir la LED de la Pin 13 (voir image de description de la carte) clignoter une fois par seconde.

Programmer la carte Mega 2560

Nous allons maintenant nous formaliser avec la programmation de la carte Mega 2560.

L'environnement Arduino IDE dispose de nombreux exemples qu'il est facile de réutiliser.

  • Ouvrez l'exemple Blink accessible via le menu:
    Fichier | Exemples | 1. Basics | Blink
  • Le programme blink (telle que repris ci-dessous) s'affiche à l'écran
/*
  Blink
  Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.
 
  This example code is in the public domain.
 */
 
// Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards.
// give it a name:
int led = 13;

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {                
  // initialize the digital pin as an output.
  pinMode(led, OUTPUT);     
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);               // wait for a second
  digitalWrite(led, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);               // wait for a second
}

OrdBot-Arduino-20.jpg

  • Modifier les instructions Delay pour attendre 300ms au lieu de 1 seconde (1000ms)

OrdBot-Arduino-21.jpg

  • Sélectionnez le port série sur lequel est connecté la carte Mega 2560 en utilisant le menu : Outils | Port Série
  • Sélectionnez le type de carte à programmer à l'aide du menu Outils | Type de carte qui doit être Arduino Mega 2560 ou Mega ADK
  • Pressez finalement le bouton de "compilation et téléversement" (voir image ci-dessous).

OrdBot-Arduino-22.jpg

Vous devriez voir les RX/TX clignoter sur votre carte pendant le temps de téléchargement du programme sur la carte.

Ensuite, la LED sur la Pin 13 doit se mettre à clignoter presque 2 fois par secondes.

Tester la communication série

Introduction

L'un des éléments importants de votre OrdBot est la communication série établie entre la carte Mega2560 et votre ordinateur.

Cette connexion série ne sert pas seulement à programmer la carte Mega2560, elle sert aussi à établir un canal de communication entre le PC et l'application fonctionnant sur votre Carte Mega2560.

C'est par ce canal que votre ordinateur enverra les différentes instructions d'impressions 3D sur l'Ord Bot.

Dans nos tutoriels, plus tard, nous allons également utiliser cette communication série pour effectuer nos différents tests moteurs.

Il est donc primordial de maitriser cet élément.

Programme de test

Voici un petit programme rudimentaire à télécharger dans votre carte Mega2560. Ce dernier envoi, toutes les secondes, un message différent (avec un numéro qui s'incrémente de seconde en seconde).

/* Programme simple qui envoi des messages sur
   le port série...
   
   Permet de tester et matriser la communication série avec
   Arduino.
   
  Programme réalisé par Meurisse D. pour MCHobby.be - CC-BY-SA
  http://www.mchobby.be - vente de kit et composants
*/

int compteur = 0;

void setup() {
  // Initialise la communication série
  Serial.begin( 9600 );
}


void loop () {
  compteur += 1;
  Serial.print( "valeur compteur " );
  Serial.println( compteur );
  delay( 1000 ); 
}

Ouvrir le moniteur série

Après quelques secondes, le programme démarre et vous devriez voir la LED Tx clignoter toutes les secondes.

Ce clignotement indique que le programme envoi des messages vers l'ordinateur... nous allons maintenant montrer comment les voir.

1) Câble de connexion USB

Bien que cela soit évident, il faut que l'ordinateur reste connecté sur la carte par le câble USB.

2) Sélection du port série

Assurez vous d'avoir sélectionné le bon port série dans Arduino IDE.

Le port série peut être sélectionné par l'intermédiaire du menu Outils -> Port Série.

3) Ouvrir le moniteur série

Le moniteur série est accessible via l'icone disponible sur la droite. En cliquant dessus, vous ouvrez le moniteur série d'Arduino.

OrdBot-Arduino-30.jpg

Notre programme démarre une communication série à la vitesse de 9600 bauds. Il faut donc que le moniteur série soit configuré sur ce débit... sinon vous verriez des caractères bizarres apparaitre à l'écran.

OrdBot-Arduino-31.jpg

4) Les messages

Vous l'aurez certainement noté sur l'image ci-dessus... il y a déjà quelques messages affichés.

5) Redémarrez le moniteur série

Avec ce point vous allez découvrir un élément important de l’environnement Arduino.

En effet, lorsque l'on connecte le moniteur série, le programme de votre Arduino redémarre (car il y a un Reset).

Cela à pour conséquence de ré-exécuter la fonction Setup(). Dans le cas de notre programme de démonstration, cela remet le compteur à zéro.

Les éléments du moniteur série

OrdBot-Arduino-32.jpg

Fin & Ressources

Voila, vous êtes maintenant capable de modifier et charger un programme sur la carte Mega 2560 :-)

Où Acheter

Le kit Ord Bot Hadron complet est disponible chez MCHobby.


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