Fabrication de shields Arduino sur une plaque perforée

J'étais un peu irrité de devoir brancher 8 fils chaque fois que je voulais utiliser un afficheur à cristaux liquides avec mon Arduino, j'ai donc décidé de construire moi-même un "shield":  il s'agira, à l'avenir, d'insérer le shield dans les connecteurs de l'Arduino pour que toutes les connections s'effectuent correctement sans que j'aie à m'en préoccuper.  Il existe bien sûr des shields déjà prêts dans le commerce, mais ils sont plus chers, et j'avais le goût de tout construire moi-même.


Je me suis procuré des barrettes de 40 connecteurs mâles et femelles.  Il s'agit de casser les barrettes de connecteurs mâles (par groupes de 6 ou 8 broches).  Pour les connecteurs femelles, c'est un peu plus compliqué:  il faut les scier à la taille désirée.  Il existe des connecteurs comportant à la fois la partie mâle et femelle, mais ils sont plus difficile à trouver (et plus cher aussi).  Les broches de ces connecteurs sont espacés de 0,1 pouce, ce qui correspond parfaitement aux trous d'une plaque perforée conventionnelle.

L'Arduino est toutefois affecté d'un irritant défaut de conception: la distance entre ses broches 7 et 8 est de 0,16 pouce:  les broches 8 à 13 sont donc décalées par rapport aux trous de la plaquette!    Massimo Banzi a révélé qu'il s'agit d'une erreur qu'il a commise lors du dernier sprint avant de manufacturer les tous premiers circuits imprimés de l'Arduino.

Alors comment s'y prend-on pour produire son propre shield?

1. On achète un "protoshield":  une plaquette perforée conçue spécialement pour l'Arduino (avec les trous aux bons endroits).   Mais c'est beaucoup plus cher (environ 20 fois plus cher dans mon cas).
2. On fabrique son propre circuit imprimé:  c'est parfois approprié, mais pas toujours.  Je ne suis pas encore très à l'aise dans ce genre de fabrication.
3. On plie légèrement les broches du shield pour les aligner avec les ports décalés de l'Arduino.
4. On perce dans la plaquette une série de 8 trous supplémentaires décalés par rapport  aux autres.

La quatrième solution m'a semblé la plus élégante, mais je n'ai aucune l'intention de percer 8 trous chaque fois que je désire produire un nouveau shield.

Mon premier shield a donc été un "shield adaptateur" qui sera intercalé entre l'Arduino et mes shields de fabrication maison:  ce shield comporte les broches 8 à 13 mâles à la position du Arduino, mais ses broches 8 à 13 femelles se trouvent aux positions normales d'une plaquette perforée.

Un deuxième adaptateur pourra être construit pour permettre qu'un shield commercial soit ajouté au-dessus des shields de fabrication maison (j'ai a l'esprit mon shield de prototypage muni d'un breadboard, il est plus pratique de le placer sur le dessus de la pile).


Ensuite, fabrication de mon shield muni d'un afficheur à cristaux liquides.  J'ai volontairement installé l'afficheur à l'extérieur de la plaque perforée, afin qu'il demeure bien visible malgré l'ajout de shields supplémentaires par-dessus.  Après une première version qui ne fonctionnait pas correctement (je suis encore un piètre soudeur!), j'ai été obligé de tout reprendre à zéro et ça fonctionne...relativement bien.  À cause de certaines soudures, les connecteurs mâles n'entrent pas toujours à fond dans les connecteurs femelles et il faut insister un peu:  je croise les doigts pour que mes soudures résistent à plusieurs cycles de connexion/reconnexion...

Interrupteur à inclinaison (tilt switch)

Un interrupteur à inclinaison (tilt switch) est un dispositif simple mais peu connu;  comme son nom l'indique, il s'agit d'un interrupteur dont l'état (ouvert ou fermé) dépend de son inclinaison.  J'ai acheté sur eBay un lot de 10 interrupteurs pour 7 USD.


L'interrupteur contient une bille métallique libre de rouler à l'intérieur d'un tube cylindrique.  Lorsque la bille se trouve à une extrémité, elle ferme un contact électrique et le courant passe.  Lorsqu'elle roule à l'autre extrémité, le contact électrique est ouvert et le courant ne passe plus.  Plusieurs modèles comportent une goutte de mercure à la place d'une bille métallique solide, mais le mercure est un polluant dangereux...

Quelques idées d'applications:  avertir l'utilisateur que l'appareil est incliné lorsqu'il ne doit pas l'être (balance électronique, par exemple), déclenchement d'un moteur pas à pas ou d'un servo qui tourne de façon à annuler l'inclinaison indésirable, contrôleur de jeu (un mobile bouge à l'écran dans la direction de l'inclinaison).  L'interrupteur peut aussi se déclencher lorsque l'utilisateur secoue l'appareil.

Pour expérimenter avec ce dispositif, j'ai conçu un petit gadget aussi simple qu'inutile:  4 interrupteurs à inclinaison sont disposés à l'horizontale dans des directions différentes (0° , 90°, 180° et 270°) afin de détecter une éventuelle inclinaison dans chacune de ces directions.  Chaque interrupteur est relié en série avec une diode électroluminescente.  Le but du jeu:  maintenir la plaquette à l'horizontale afin qu'aucune LED ne s'allume.

Plus d'infos sur les interrupteurs à inclinaison (Ladyada.net)

Livre: Teardown, Learn How Electronics Work by Taking Them Apart

L'objectif de ce livre est intéressant:  encourager le lecteur à apprendre l'électronique en démontant quelques appareils qui traînent dans la maison.   L'auteur nous invite donc à la dissection détaillée d'un détecteur de fumée, d'une lampe automatique munie d'un détecteur infrarouge, d'un pèse-personne, d'une ampoule fluo-compacte,  d'un humidificateur à ultrasons, d'un amplificateur stéréo, d'un multimètre, d'une guitare électrique, etc.

Pour chaque appareil, l'auteur explique le principe de fonctionnement de l'appareil et la fonction de chaque composant.  Il explique les avantages et inconvénients des choix faits par le fabricant, suggère quelques modification que le lecteur pourrait apporter à l'appareil ou comment les composants récupérés peuvent être utilisés ailleurs.

Bryan Bergeron est éditeur des magazines Nuts and Volts et Servo, il enseigne au MIT et à la Harvard Medical School, en plus de diriger une compagnie spécialisée dans le développement de matériel militaire...de toute évidence, il sait de quoi il parle.

J'aurais préféré un meilleur arrimage entre le texte et les photographies (l'utilisation de textes à l'intérieur des photos pour identifier les composants aurait été approprié, il me semble) et un peu moins de consignes de sécurité paranoïaques (les avocats de la maison d'édition ont visiblement pris toutes les précautions nécessaires pour éviter toute poursuite...) mais j'ai beaucoup apprécié la lecture de ce livre.

Modification d'une alimentation d'ordinateur

Voici un projet qui s'est révélé étonnamment facile d'exécution.  J'ai obtenu gratuitement cette alimentation d'ordinateur, elle était destinée à être jetée aux ordures.  Je ne sais pas exactement ce que son propriétaire lui reprochait, mais après avoir connecté le fil vert ("Power On")  avec un des fils noirs et inséré une résistance de 5 watts entre un fil rouge et un fil noir, j'ai constaté que tous les fils étaient au voltage correct ( noir:  0 V, orange: 3,3 V, rouge:  5 V, jaune 12 V, blanc -5 V et bleu -12 V).

Il ne me restait plus qu'à percer 6 trous dans le boîtier pour installer un connecteur pour chaque tension disponible, plus un septième trou plus petit pour une LED qui s'allume pour indiquer que l'appareil est en marche.  Il s'agit d'un modèle comportant déjà un interrupteur, je n'ai donc pas eu besoin d'en installer un moi-même.

En gros, j'ai suivi les instructions détaillées fournies ici.

Et ça fonctionne!

Pour lire mes articles subséquents concernant la transformation d'une alimentation ATX:
Deuxième modèle (tension variable)
Troisième modèle (moins compact, mais plus facile à construire)