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Mon premier shield Arduino


J’ai acheté ma premiere carte Arduino il y a … longtemps maintenant. Je l’utilise surtout pour des petits montages rapides et recyclables : voltmètre ou ohm-mètre basse résolution, bruiteurs, lucioles. L’AT-Mega est un peu surdimensionné alors qu’un « simple » ATtiny85 suffirait bien souvent, avec ses 8 petites pattes, à comparer aux 28 de son grand frère.

Vient alors le premier soucis : une carte arduino Uno permet de programmer son propre microcontrôleur, et d’y faire tourner une application. Un ATtiny85 sans moyen de le programmer, c’est un micro-presse-papier ou encore une agrafe high-tech.

Évidemment, les solutions existent :

  • boîtier de programmation du commerce
  • arduino comme programmateur à l’aide d’une plaque d’essais
  • arduino et shield de programmation pour ATtiny

La troisième solution a ma préférence, et des sites comme Make, Dangerous Prototypes, Hack-a-day, ou encore instructables donnent toutes les informations nécessaires.

Just do it !

Ok, juste faisons-le ! Y’a qu’à. En théorie, du moins.

En réalité, ça n’est pas allé sans mal.

Prototype #1 : le premier prototype fonctionnait quand il voulait, et l’ATtiny était reconnu… une fois sur trois ou quatre. Plutôt que de galérer plus longtemps, je suis passé au second prototype.

Prototype #2 : quelques corrections d’erreurs plus tard, ça ne fonctionnait toujours pas. J’ai ajouté les leds d’affichage après coup. Visuellement, la vérue est dégueu, mais au moins je suis certain que le shield est reconnu par l’arduino au vu de l’activité des leds . J’ai appris une bonne leçon à cette occasion :

Leçon #1 : un microcontrôleur DIL (ici un ATtiny85 avec ses 2 fois 4 pattes) s’installe sur un connecteur DIL. Un connecteur à base de barrette femelle sécable n’est pas prévu pour ça ! Obtenir un contact fiable dans ces conditions tient presque du miracle.

Après avoir adapté ledit connecteur DIL, ça se passe beaucoup mieux, même si l’ensemble ressemble très fortement à un bricolage fait sur un coin de table (c’est le cas).

Prototype #3 :  j’ai tout de suite intégré les trois leds d’état, une zone de tests, et deux boutons reset – un pour l’arduino vu que le sien était hors d’atteinte, l’autre pour l’ATtiny.

Leçon #2 : au plus simple, au mieux. Le fameux KISS. Euh, le fameux principe KISS, disais-je. Un shield, une fonction. Les deux boutons reset sont de trop, la barrette de tests itou.

Leçon #3 : utiliser des repères physiques pour connecter le shield sur l’arduino. J’ai voulu économiser un pin et une soudure, et ça m’a mis dedans : une masse connectée sur une alim, le reset du shield sur le 3.3V de l’arduino… bref, seules les leds fonctionnaient, et décaler les pins se faisait plus vite que de compter jusque trois. Pas de fumée, pas d’odeur de plastique fondu, je suis passé assez près.

Prototype #4 : Ce n’est pas que ça coûte cher, mais ça commence à y ressembler. On ressort le calepin et on recommence de zéro.

Le cahier des charges est simple :

  • tenir sur une carte de type stripboard (ou veroboard, suivant les fournisseurs) de  20 points de large (la largeur de la carte arduino) par 20 points de long, pour laisser un accès au bouton reset de l’arduino
  • utiliser un minimum de composants, et réduire le nombre de ponts/straps
  • la connexion à l’ATtiny, ou à la carte qui l’utilise, passe par une barrette sécable de 8 points. Je sais, c’est contraire à ce que j’ai écrit plus haut. J’y reviens bientôt.
  • permettre une utilisation en 5V comme en 3.3V
  • afficher le bon fonctionnement du bidule, via trois leds
  • simplifier la connectique
  • utiliser des repères physiques pour éliminer les erreur de connexion
  • connexion standard : Arduino 13, 12, 11 sur ATtiny 7, 6, 5 ; arduino 10 sur ATtiny 1 ; masse arduino sur masse ATtiny 4; Arduino 5V (ou 3.3V) sur ATtiny 8, arduino 9, 8, 7 chacun vers sa led précédée de sa résistance 330 Ohm, les leds dirigées vers la masse de l’arduino. Ah, oui, ne pas oublier le condo polarisé entre la masse et le reset de l’arduino. Je crois que c’est tout.

Le résultat final est presque conforme. En tout cas, c’est presque propre. Ne manque que l’étiquette sur la barrette centrale ainsi que celle sur le sélecteur de tension.

Côté soudures

shield_verso

Les ruptures de pistes ont été exécutées en tournant doucement un forêt pour métaux de diamètre 2.5mm. Pas besoin d’y aller comme un brutos, la couche métallique est très fine. Les soudures ont été faite au fil de diamètre 0.5mm. Je remercie au passage mon ophtalmo et mon opticien.

Côté composants

attiny_shield

Un strap (pont) aurait pu être évité, mais c’est très bien comme ça. Vu leur diamètre, les leds verte et rouge sont légèrement inclinées.

Repères physiques

Les pins analogiques de l’arduino (à droite) ne sont pas utilisés. Côté alimentation, l’alignement se fait sur le pin de droite (non utilisé et non routé sur le shield).

shield_reperes.jpg

Côté signaux, le pin 7 (à gauche) doit être plié d’une demi-piste pour respecter l’alignement côté arduino. Les pins 8 à 13 peuvent rester d’équerre.

shield_reperes_2.jpg

Petit bonus

Les prototypes 2, 3 et 4. Attention,  on peut rire, mais on ne se moque pas !

shield_prototypes.jpg

De haut en bas et de droite à gauche :

  • Prototype #2 avec son adaptateur DIL. Moche mais fonctionnel. Le tube plastique blanc empêche de déformer les leds ajoutées après coup lors des manipulations.
  • Prototype #3. Complètement buggé. Le mieux qu’on puisse en tirer est un feu tricolore et un bouton reset !
  • Prototype #4. Simple et presque clair. On touche bientôt au Zen.
  • Un proto d’adaptateur, maintenant sans utilité.
  • Un porte-clefs FOSDEM. C’est une monocarte à base d’ATtiny85. Peu pratique mais sympa.

Connecter un attiny sur le shield

La barrete du shield ne sert qu’à connecter la carte qui utilise l’ATtiny. Ce dernier est soit directement soudé, soit fixé sur un connecteur DIL.

Attention, pour simplifier le « routage », l’ordre des pins est inversé sur le connecteur du shield : le #1 est à droite, et le 8 à gauche.

Et maintenant ?

J’ai une petite poignée d’ATtiny85 d’avance, de quoi me fabriquer quelques amusements. Le prochain comprendra :

  • une alimentation par jack et USB
  • un affichage sur I2C
  • une horloge RTC sur I2C
  • quelques entrées sorties encore à décider (buzzer, microphone, boutons, …)

 

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