Arduino est une carte électronique opensource qui ouvre le monde du prototypage et de l'innovation dans le domaine des systèmes embarqués et de l'Internet des objets. Cette plateforme permet de fabriquer des objets connectés et des systèmes de contrôle automatisés soi-même. Il est conseillé d'avoir une maîtrise des bases de l'électronique et de la programmation embarquée. Il permet d'apprendre la gestion des entrées/sorties numériques et analogiques, ou encore l'interfaçage avec d'autres modules et bien plus encore. Cette approche favorise l'apprentissage expérimental et la résolution de problèmes réels, en reliant le monde physique au monde numérique.
Il offre un environnement de développement intégré (IDE), une grande bibliothèque logicielle et une compatibilité avec une multitude de cartes (Uno, Nano, Mega, etc.) et de shields (modules complémentaires). Grâce à cette modularité, il est possible de créer des systèmes embarqués sur mesure, adaptés à des besoins variés : robotique, domotique, suivi environnemental, automatisation industrielle, objets connectés, etc.
Il est important d'apprendre à optimiser les ressources, car elles sont limitées dans les microcontrôleurs. Il faut également assurer la robustesse des systèmes (gestion des erreurs, redondance, sécurité), puis apprendre à déployer des prototypes fiables dans des environnements contraints. La plateforme bénéficie d'une communauté mondiale très active, d'une documentation abondante, de forums d'entraide et d'un accès à des milliers de projets open-source. Grâce à cela, l'innovation et le partage des bonnes pratiques sont très présents dans la communauté. Arduino est une solution incontournable pour tout projet appliqué à l'embarqué, et une passerelle idéale entre l'apprentissage, la créativité et la réalisation de projets concrets.
J'ai commencé à utiliser Arduino en seconde sur des petits projets au lycée. Je renforce depuis ce temps mes connaissances au fil de mes projets personnels.
Pour ce projet personnel, j'ai associé une carte Arduino à un module GPS et un module Bluetooth afin de réaliser un dispositif de traçabilité qui transmet en temps réel les coordonnées géographiques à une application mobile via Bluetooth. Ce projet m'a permis d'acquérir de nouvelles compétences en programmation Arduino, en communication sans fil et en traitement de données GPS pour des raisons de traitement de données en temps réel dans un environnement à ressources limitées.
Ensuite, pendant mon année de première, j'ai réalisé un robot holonome, une création qui m'a permis de découvrir un peu plus la robotique et la programmation embarquée. Ce robot avait des roues omnidirectionnelles, il pouvait se déplacer dans toutes les directions sans avoir besoin de faire un pivotement préalable. La réalisation de ce robot holonome m'a donc fait découvrir des concepts de physique appliquée à la robotique et m'a conduit à optimiser le comportement de systèmes embarqués tout en respectant les contraintes mécanique et énergétique.
En terminale, j'ai réalisé un projet de pergola automatique qui montre comment Arduino peut être utilisé pour automatiser des systèmes de domotique de manière intelligente et efficace. Ce projet était à l'origine de la mise en place d'une pergola dont l'orientation était ajustée automatiquement en fonction de multiples paramètres environnementaux. J'ai utilisé des capteurs pour avoir des données en temps réel. Il a été programmé pour traiter ces données et réagir, grâce aux servomoteurs qui contrôlent l'ajustement des lamelles de la pergola.
J'évalue mon niveau actuel en Arduino à 5/10, j'ai un parcours autodidacte et une pratique régulière depuis mes années de lycée. Cette autoévaluation se base sur les connaissances que j'ai pu acquérir comparées au vaste monde que nous ouvre Arduino et sur ma capacité à concevoir et développer des projets fonctionnels de complexité moyenne, à intégrer divers capteurs et actionneurs, et à implémenter des communications sans fil basiques. Mes expériences comme le tracker GPS, le robot holonome ou la pergola automatique m'ont permis de développer les bases et de connaitre les principes fondamentaux. J'ai notamment acquis de l'expérience dans la gestion des capteurs et le développement d'algorithmes de contrôle en temps réel adaptés aux contraintes des microcontrôleurs. Cette maîtrise technique s'est construite progressivement, nourrie par une approche expérimentale et une résolution méthodique des problèmes rencontrés.
J'ai pu monter en compétence dans l'utilisation d'Arduino grâce à ces réalisations concrètes. Je suis conscient qu'il me reste beaucoup de choses à apprendre et qu'une veille technologique continue est nécessaire. Chaque projet m'a imposé des problèmes techniques particuliers, qu'il s'agisse de la synchronisation de la communication Bluetooth au sein du système GPS, de la précision de la commande moteur dans le robot holonome ou encore de la fiabilité des réactions de la pergola automatique face aux changements climatiques. En particulier, bien que le projet de suivi GPS fonctionne correctement, il y a encore de la place à l'optimisation concernant le filtrage de données et le traitement des perturbations de signal. Dans l'affaire du robot holonome, la fine calibration des moteurs et la gestion des trajectoires en situation réelle ont encore besoin d'ajustements pour obtenir une fluidité de déplacement optimale.
La diversité des projets que j'ai effectués m'a permis de gagner une expérience, mais le passage à des systèmes plus complexes nécessiterait que je suive des formations en électronique et en communication de données. La programmation Arduino oblige à une rigueur technique et à une capacité à prévoir les problèmes liés aux ressources matérielles limitées. Le passage vers des solutions plus avancées, comme l'intégration avec d'autres plateformes IoT ou l'utilisation de protocoles de communication plus avancés, est un défi permanent qui me pousse à m'autoformer et à améliorer mes méthodes de travail.
Mon apprentissage combine pratique et théorie, ce qui m'a permis d'acquérir des compétences dans les systèmes embarqués et IoT. Au début, quand j'ai découvert la programmation et la manipulation de capteurs de base, j'avais des cours d'électronique, ce qui m'a permis de comprendre les bases de l'électronique et de l'automatisme.
L'expérience gagnée grâce à ces projets m'encourage aujourd'hui à me lancer dans de nouvelles voies de recherche pour augmenter la robustesse et la complexité de mes systèmes embarqués. Par exemple, l'exploration de capteurs plus performants et plus résistants afin de pouvoir imaginer des systèmes utilisables en conditions réelles sur des voitures, par exemple. J'aimerais aussi rendre mes systèmes encore plus réactifs et efficaces face aux changements rapides des conditions environnementales.
Chaque projet réalisé avec Arduino a permis de m'affirmer en programmation embarquée. Ce que j'ai pu faire grâce à ces réalisations est de maîtriser les bases tout en explorant des aspects plus poussés comme la communication sans fil, la commande de moteurs et l'automatisation en fonction des données environnementales. Je continue de travailler pour m'améliorer, avec pour objectif de toujours pousser un peu plus loin les limites de ce que l'on peut faire avec des machines à ressources limitées.