Arduino — Fiche de prise en main

Programme de Robotique et Technologies Numériques — Année scolaire 2026-2027

Collège Privé La Vision Future de Grand-Bassam — Équipe pédagogique HV-FABLAB

À quoi sert ce document ?

Cette fiche explique comment câbler et programmer une carte Arduino : lire un capteur, commander un moteur, faire bouger un robot.

Public : encadreurs et élèves.
Niveaux concernés : 6e → 3e (capteurs), lycée (IoT, données).
Durée : 4 à 6 séances de 1 h.
⚠️ Prérequis : avoir compris les blocs de mBlock (boucle + condition).

1. C'est quoi une carte Arduino ? (en 5 lignes)

Arduino est un petit ordinateur sur une carte : il écoute des capteurs et commande des moteurs, en suivant un programme.

• C'est un microcontrôleur : un ordinateur minuscule et spécialisé.
• Il n'a pas d'écran et pas de clavier : il est fait pour agir dans le monde réel.
• Il se programme depuis un PC, par câble USB.
• Le programme reste dans la carte : elle devient autonome.
• C'est le cerveau du robot.

Image mentale à donner aux élèves :
Capteur = les yeux / oreilles / peau du robot.
Arduino = son cerveau.
Actionneur (moteur, LED, buzzer) = ses muscles et sa voix.

2. Pourquoi on l'utilise dans notre programme

La chaîne complète — à faire comprendre absolument

   CAPTEUR            ARDUINO             ACTIONNEUR
  (il entre)    →   (le cerveau)    →    (il sort)
  distance           programme            moteur
  lumière            décision             LED
  bouton             boucle               buzzer

🎯 Le tableau à faire recopier et à afficher en classe. C'est la notion la plus importante de l'année en robotique.

3. Le matériel : ce qu'il faut savoir

Les cartes les plus courantes

Les autres éléments

⚠️ Règle de sécurité absolue : les moteurs ne sont JAMAIS alimentés par la carte Arduino. Ils consomment trop de courant et détruiraient la carte. Ils sont alimentés par une source externe, et la carte ne fait que commander.

4. L'IDE Arduino : où est quoi ?

L'IDE (environnement de développement) est le logiciel où on écrit le programme.

Les 2 boutons à connaître

🎯 Réflexe à faire acquérir : toujours Vérifier d'abord, Téléverser ensuite. On détecte les erreurs sans perdre de temps.

5. La structure d'un programme Arduino

Tout programme Arduino a deux parties, toujours les mêmes.

void setup() {
  // Ce qui se passe UNE SEULE FOIS, au démarrage.
  // On y prépare les broches.
}

void loop() {
  // Ce qui se répète SANS FIN.
  // C'est le cœur du programme.
}

🎯 Le lien avec mBlock : dans mBlock, setup() = ce qui est avant la boucle ; loop() = le contenu du bloc « répéter indéfiniment ». C'est exactement la même chose.

Les 4 fonctions à connaître

💡 HIGH = allumé (5 V) · LOW = éteint (0 V).

6. Premier programme guidé : faire clignoter une LED

Objectif : le plus petit programme complet, sans rien câbler (la LED « L » est déjà sur la carte).

Le code

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);      // la broche 13 devient une SORTIE
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);   // ALLUMER
  delay(1000);              // attendre 1 seconde
  digitalWrite(13, LOW);    // ÉTEINDRE
  delay(1000);              // attendre 1 seconde
}

Les étapes

1. Brancher la carte en USB.
2. Ouvrir l'IDE Arduino.
3. Outils → Type de carte → Arduino Uno.
4. Outils → Port → le port COMx qui apparaît.
5. Écrire le code ci-dessus.
6. Cliquer sur ✔ Vérifier → attendre « Compilation terminée ».
7. Cliquer sur ➜ Téléverser → attendre « Téléversement terminé ».
8. Observer : la LED clignote une fois par seconde.

🌟 La démonstration à ne pas manquer

Débrancher le câble USB, puis rebrancher sur une alimentation (pile ou chargeur) :
→ La LED clignote toujours.

C'est la preuve que le programme est DANS la carte. Faire vivre ce moment : c'est une révélation pour beaucoup d'élèves.

Questions à poser

1. Que se passe-t-il si on met delay(200) ? → ça clignote très vite
2. Que se passe-t-il si on enlève la boucle ? → ça s'allume une fois, puis s'arrête
3. Pourquoi deux delay() ? → pour voir l'allumé ET l'éteint
4. Que signifie HIGH ? → allumé (5 V)

7. Deuxième programme : lire un capteur

Objectif : lire une valeur et réagir.

Exemple : une photorésistance (mesure de la lumière)

Câblage :

• La photorésistance entre 5 V et A0
• Une résistance de 10 kΩ entre A0 et GND
• (C'est un diviseur de tension : l'Arduino lit une tension qui varie avec la lumière.)

Le code :

int lumiere = 0;                    // une variable pour mémoriser

void setup() {
  Serial.begin(9600);               // ouvre la communication avec le PC
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  lumiere = analogRead(A0);         // LIRE la valeur (0 à 1023)
  Serial.println(lumiere);          // l'ENVOYER au PC pour la voir

  if (lumiere < 300) {              // SI il fait sombre
    digitalWrite(13, HIGH);         // ALORS allumer la LED
  } else {                          // SINON
    digitalWrite(13, LOW);          // éteindre
  }

  delay(100);                       // petite pause
}

Les 4 notions réunies : capteur (A0) + variable (lumiere) + condition (if) + action (LED).

Le moniteur série : l'outil de diagnostic

Outils → Moniteur série (ou Ctrl+Maj+M) affiche les valeurs en direct.

🎯 C'est l'outil le plus important pour comprendre un capteur. On voit les nombres changer quand on cache la photorésistance avec la main. Sans ça, les élèves travaillent à l'aveugle.

Le réglage du seuil

⚠️ Erreur classique : mettre un seuil au hasard (300) sans avoir mesuré. Le montage « ne marche pas »… alors que c'est juste le seuil qui est mauvais. Toujours mesurer d'abord.

8. Troisième programme : commander un moteur (le robot bouge)

Objectif : faire avancer un robot, puis le faire réagir à un obstacle.

Le câblage (avec module de moteur)

⚠️ Le GND commun est LA panne nº1 des montages de robot. Sans masse commune, la carte et le module ne « se parlent » pas. Le vérifier à chaque montage.

Le code (robot qui évite un obstacle)

// Broches du capteur à ultrasons
const int trigPin = 7;
const int echoPin = 8;

// Broches du module moteur
const int moteurGauche = 5;
const int moteurDroit  = 6;

long duree;
int distance;

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(moteurGauche, OUTPUT);
  pinMode(moteurDroit, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 1. SENTIR : mesurer la distance
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duree = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duree * 0.034 / 2;      // conversion en cm

  Serial.println(distance);

  // 2. RÉFLÉCHIR + 3. AGIR
  if (distance < 20) {               // obstacle proche
    arreter();                       // → s'arrêter
  } else {                           // sinon
    avancer();                       // → avancer
  }

  delay(50);
}

void avancer() {
  analogWrite(moteurGauche, 150);    // vitesse 0-255
  analogWrite(moteurDroit, 150);
}

void arreter() {
  analogWrite(moteurGauche, 0);
  analogWrite(moteurDroit, 0);
}

🎯 C'est le projet phare du collège : le robot qui sent → réfléchit → agit. Faire le lien explicite avec les 3 étapes du cycle du robot.

analogWrite() vs digitalWrite()

⚠️ analogWrite() ne marche que sur les broches PWM, repérées par un ~ sur la carte (3, 5, 6, 9, 10, 11 sur l'Uno).

9. Repère de câblage complet

⚠️ Piège du Bluetooth : le module utilise les broches RX/TX, les mêmes que le téléversement. Le débrancher avant de téléverser, sinon l'envoi échoue.

10. Progression conseillée (6 séances)

🎯 Les 2 séances à ne pas sauter :

• Séance 1 : sans la LED qui clignote, l'élève ne croit pas que « ça marche ».
• Séance 3 : sans le moniteur série, l'élève travaille à l'aveugle.

11. Dépannage

Problèmes de téléversement

Problèmes de montage

Les 5 questions de dépannage (dans l'ordre)

🎯 À enseigner aux élèves — cette méthode vaut de l'or :

1. Est-ce branché ? (USB, alimentation, GND commun)
2. Est-ce la bonne carte ? (type sélectionné)
3. Est-ce le bon port ? (COM)
4. Le programme a-t-il été téléversé ? (message de confirmation)
5. Le seuil / les broches sont-ils les bons ? (vérifier dans le code)

12. Sécurité — les règles à ne jamais transgresser

⚠️ À faire signer / accepter en début d'année : ces règles font partie de la Charte du laboratoire. Un élève qui ne les respecte pas met en danger le matériel et ses camarades.

13. Erreurs pédagogiques à éviter

14. Ressources externes

• Site officiel Arduino : https://www.arduino.cc/
• IDE Arduino (téléchargement) : https://www.arduino.cc/en/software
• Documentation de référence (fonctions) : https://docs.arduino.cc/
• Tutoriels du site robotique.site (ressources francophones) : https://www.robotique.site/chapitre/arduino-uno/

15. L'essentiel à retenir

1. Arduino = le cerveau du robot : il écoute les capteurs et commande les actionneurs.
2. La chaîne : capteur → Arduino → actionneur. C'est la notion centrale.
3. Tout programme a deux parties : setup() (une fois) et loop() (sans fin).
4. Téléverser = le programme va dans la carte → elle devient autonome.
5. Le GND commun est obligatoire, et les moteurs ont leur propre alimentation.
6. En cas de panne : branché ? → bonne carte ? → bon port ? → téléversé ? → bon seuil ?

Équipe pédagogique HV-FABLAB — Collège Privé La Vision Future de Grand-Bassam — Année scolaire 2026-2027