Vous vous êtes peut-être déjà demandé comment faire pour devenir indépendant de votre ordinateur en terme d’alimentation afin de pouvoir utiliser votre super programme partout ? Nous allons explorer les différentes options pour alimenter votre carte Arduino avec une source d'alimentation externe, vous offrant ainsi l'indépendance nécessaire pour vos projets portables.
Pourquoi utiliser une alimentation externe ?
Souvent, lorsque l’on débute ou que l’on prototype, on se contente de faire des montages et de les laisser connecté à l’ordinateur. La carte est donc directement alimentée via l’USB en 5V (limité au meilleur des cas à un maximum de 500mA). Mais s’en est assez ! Nous voulons plus d’indépendance pour pouvoir emmener nos montages partout !
Options d'alimentation externe
La carte Arduino possède un régulateur de tension pour fournir le 5V nécessaire au microcontrôleur lorsque celui-ci est alimenté via une source externe. Ce dernier est capable de transformer une source de tension continue "élevée" (dans notre cas supérieur à 5V) en tension plus faible et régulée à 5V. Le régulateur est capable de fournir au maximum 1 ampère en sortie.
Sources de tension 5V
Les sources de 5V sont monnaie courante de nos jours. On en retrouve par exemple énormément avec tous les appareils mobiles qui demandent une alimentation USB pour être rechargé (chargeur de portable, "power pack" pour faire une batterie d’appoint…). Une fois que vous possédez cette dernière, il ne reste plus qu’à la relier à l’Arduino. Pour cela, on va passer au-delà du régulateur et amener directement la tension sur la borne "+5V" (et bien sûr sur le GND). Il est aussi possible d’adapter un câble USB pour amener cette tension sur le connecteur USB (et ainsi limiter les erreurs possibles de branchement).
Utilisation du régulateur intégré
Si nous n’avons pas à disposition une source de tension 5V, il va falloir passer par le régulateur intégré à la carte pour l’obtenir. Comme le précise la documentation officielle, une tension de 7 à 12V est recommandée et les limites acceptées sont entre 6 et 20V.
Il existe deux méthodes principales pour connecter une source de tension au régulateur:
- La première est d’utiliser la fiche ronde et noire, qui se situe près de l’entrée USB. Cette fiche, que l’on appelle un connecteur jack femelle, fait 2.1mm de diamètre et possède deux connecteurs. L’un est une sorte de "pointe" qui est au milieu. Ce sera le pôle positif.
- L’autre solution consiste à amener directement nos fils sur les broches Vin et Gnd.
Alimentation par pile 9V
Lorsqu’on réfléchit à retirer la laisse USB de notre carte Arduino, l’une des premières idées est surement d’utiliser une pile 9V. Maintenant, le plus dur reste à faire : relier la pile et la carte Arduino. Problème, la pile possède deux plots bizarroïdes et l’Arduino a le fameux jack femelle. Pour pouvoir les relier il va donc falloir bricoler un peu. Du coté Arduino, nous l’avons vu plus tôt, il faudra un connecteur jack mâle.
Piles AAA ou AA en série
Comme nous l’avons vue un peu plus tôt, le régulateur 5V de l’Arduino exige au grand minimum 6V pour fonctionner. En utilisant des piles rondes de type AAA ou AA, on pourrait en mettre plusieurs en série (4 par exemple) pour obtenir les fameux 6V. Génial non ? Eh bien pas tant que ça. En effet, il y a un souci. Le 6V est le minimum vital pour le régulateur. Autrement, dit si la tension fluctue un peu il risque de ne pas pouvoir faire son travail correctement et le microcontrôleur va faire des resets n’importe quand. De plus, lorsque les piles sont neuves cela peut aller, mais dès qu’elles vont être un peu utilisées, la tension à leurs bornes ne sera plus réellement 1.5V mais légèrement inférieure, ce qui risque d’augmenter le problème mentionné ci-dessus. Une solution : utiliser une cinquième pile pour porter le total à 7.5V. Ainsi, même quand les piles commencent à se décharger il reste un peu de marge pour que le régulateur fasse correctement son travail.
Récupération d'une alimentation existante
Il y a quelques temps, j’avais un disque dur externe. Malheureusement, une mésaventure se terminant par une chute en fonctionnement lui a fait rendre l’âme . Je me suis donc retrouvé avec un câble USB type B (bien utile avec l’Arduino) et une alimentation inutile. Inutile ? pas tant que ça ! Il s’avère (coup de chance) que l’extrémité du câble de l’alimentation rentre parfaitement dans la prise femelle du jack d’alimentation de l’Arduino. Sortie : 12 V, 1.5 A continu. Me voilà avec une alimentation prête pour une nouvelle vie !
Autres sources d'énergie
Les idées proposées ci-dessus ne sont pas les seuls. Vous en avez peut-être d’autres qui pourraient-être utilisées. En fait, n’importe quelle source d’énergie est viable, rappelez-vous juste qu’elle doit être en mesure de fournir plus de 7V continu et dans la mesure du possible moins de 12V (mais si ça fait 15V ce n’est pas dramatique non plus, le régulateur chauffera juste un peu plus). Une dynamo ? Soyez créatif !
Broches d'alimentation et leurs détails
Voici un tableau récapitulatif des broches d'alimentation de l'Arduino et de leurs fonctions :
| Nom des broches | Détails |
|---|---|
| Vin, 3.3V, 5V, GND |
|
Comparaison des cartes Arduino
Il existe différentes cartes Arduino, chacune ayant ses propres spécifications et avantages. Voici une comparaison entre l'Arduino Uno, Nano et Mega:
| Nom | Processeur | Operating/Input Voltage | CPU speed | Analog In/Out | Digital IO/PWM | EEPROM / SRAM[kB] | Flash | USB | USART |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Uno | ATmega328P | 5V / 7-12V | 16 MHz | 6 / 0 | 14 / 6 | 1 / 2 | 32 | Regular | 1 |
| Nano | ATmega328P | 5V / 7-12V | 16 MHz | 8 / 0 | 14 / 6 | 1 / 2 | 32 | Mini | 1 |
| Mega | (Différent) |
L’Arduino Nano est très similaire à l’Arduino UNO. Ces deux cartes utilisent le même processeur (Atmega328p) et peuvent donc partager le même programme. L’une des grandes différences entre les deux est que l’UNO est deux fois plus grand que la Nano et occupera donc plus d’espace sur votre projet. Il y a une quantité considérable de différence entre l’Arduino Nano et le méga Arduino car le processeur utilisé lui-même est différent. Arduino Mega est normalement utilisé pour des projets nécessitant beaucoup de broches d’E / S et différents protocoles de communication.
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