La suite du grand feuilleton de l’été : il y a quelques jours, je présentais le projet Arduino, mais faute d’avoir reçu le kit commandé, je n’ai pas pu faire grand-chose de concret. Je vais y remédier aujourd’hui, ayant reçu le matériel vendredi dernier, et m’étant affairé à le monter le lendemain, je peux faire un compte-rendu que j’espère être un poil plus intéressant.

Tout d’abord, à mon grand regret, je n’ai pas pensé à faire de photos du kit tel que reçu, avec le PCB vierge. D’ailleurs, il ne l’était pas vraiment, car 3 composants étaient déjà soudés : le port mini-USB, le chip FTDI (pour communiquer via USB) et le fusible auto-réarmable, permettant d’éviter de cramer le circuit en cas de surtension. Ces composants étant plus sensibles à souder, car étant montés en surface (CMS), le choix est judicieux pour les novices tels que moi en soudure.

Il y avait donc à souder sur la carte :

• 4 séries de connecteurs femelles (2 de 6 points, 2 de 8), représentant les entrées/sorties du Freeduino ;
• Un connecteur secteur jack 2.1mm ;
• 2 séries de connecteurs mâles (un en 1×3, l’autre en 2×3) ;
• un cavalier permettant de relier 2 pins des connecteurs précédents (il n’est cependant pas à souder) ;
• un bouton poussoir ;
• un transistor 7805 TO220 (c’est celui avec la languette métallique, qui est un dissipateur de chaleur) ;
• un socket 28 pin, permettant d’y enficher la puce Atmega sans avoir besoin de la souder (pratique pour la changer) ;
• un oscillateur à quartz de 16Mhz
• 4 LED vertes de 3mm 
• une diode 1N4004 ;
• 6 résistances 1KΩ ¼W ;
• une résistance 10KΩ ¼W ;
• un condensateur électrolytique 100µF ;
• un condensateur électrolytique 47µF ;
• 2 condensateurs céramique de 22pF ;
• un condensateur céramique de 0,01µF ;
• un condensateur céramique de 4,7µF ;
• 7 condensateurs céramique de 0,1µF ;

À cela, n’oubliez évidemment pas le PCB pré-imprimé, le port mini-USB, le chip FTDI (FT232RL), le fusible auto-réarmable de 5V, et bien évidemment la puce ATmega328P avec bootloader Duemilanove (Arduino). Pour ce dernier, vous pouvez acquérir ou construire vous-même le programmateur de puce, ou en acheter pré-programmés. Concernant la soudure en elle-même, j’ai écrit les composants dans l’ordre dans lequel je les ai soudés, dans la logique de souder en premier les composants ne risquant pas de cramer (les connecteurs en priorité). Vous pourrez constater sur les photos ci-dessous que j’ai commencé à me faire la main sur les connecteurs femelles de 6 points d’ailleurs, en voyant leur positionnement approximatif . Je recommande cette technique, elle a porté ses fruits pour moi, et j’ai rapidement pris le coup de main. Je vous livre quelques conseils de base :

Techniques de soudure

D’abord, je suppose que vous avez déjà un fer à souder, un support, une éponge, de l’éclairage suffisant, des pinces (au moins une normale et coupante), de l’étain et de la tresse à dessouder (pour nettoyer les pâtés d’étain). Une troisième main est un plus assez confortable, d’autant plus avec une loupe.

Pour commencer à souder les connecteurs, qui sont assez hauts, je me suis fait un petit support avec un bout de mousse (celui sur lequel étaient enfichés la puce Atmega et son socket), que vous pouvez apercevoir sur la dernière photo, et le bord de la planche sur laquelle je soude (qui est pratique pour nettoyer facilement). Cela permet de maintenir les composants à leur place, d’autant plus nécessaire pour les petits, qui ne manqueront pas de tomber lorsqu’on retournera la carte pour les souder. Il eût peut-être été plus intelligent de souder en premier lieu ces composants, d’ailleurs.

Pour la soudure en elle-même, il convient de chauffer la pastille et la broche en même temps avec le fer, sans s’éterniser. 2-3 secondes suffisent, si ce n’est pas le cas, nettoyez votre fer sur l’éponge humide. Ensuite, sans retirer le fer, approchez le fil d’étain, qui devrait fondre instantanément sur la pastille. Retirez tout de suite, il ne faut pas trop mettre d’étain. Vous avez une jolie soudure. Ne soufflez surtout pas dessus, elle doit refroidir d’elle-même. Si vous avez mis trop d’étain, refaites-le chauffer en passant un bout de tresse à dessouder. Si l’étain forme une boule, la soudure n’est pas bonne, car vous n’avez pas assez chauffé la pastille.Refaites-la chauffer deux secondes et ça devrait aller. Une fois un composant entièrement soudé, vous pouvez couper ses pattes qui dépassent de la soudure (je ne l’ai fait qu’à la fin).

Certains composants, comme les connecteurs ou les résistances, peuvent être posés dans n’importe quel sens, mais attention à certains, qui sont polarisés. Dans ce cas, il y a généralement une patte plus longue que l’autre, et c’est elle qui doit être reliée au +. Pour les LED, c’est facilité par le fait que sa base présente un signe distinctif du côté du −, qui est souvent répété sur le PCB. Les condensateurs électrolytiques et les diodes simples sont également polarisés. Le transistor doit être placé de sorte à pouvoir se « coucher » sur la gauche, comme indiqué sur la photo. La puce Atmega a une petite encoche à l’une de ses extrémités, celle-ci doit, conformément à son dessin sur le PCB, être vers la droite dans le sens de la photo.

Pour mieux illustrer cette activité, j’ai fait une petite vidéo. On n’y voit pas grand-chose à cause de la qualité, mais elle pourra peut-être donner un aperçu de ma méthode. Par exemple, on voit que pour souder les résistances, après avoir enfilé les pattes, je les tord légèrement vers l’extérieur, pour bloquer le composant et l’empêcher de tomber à l’envers, même malgré le morceau de mousse. Ha, et ne faites pas attention à la « musique d’ambiance », il y avait un cours de théâtre dans la pièce d’à côté. Ça donne un côté insolite au lab

Une fois tous les composants soudés (pour savoir quel composant va où, c’est écrit sur le PCB), coupez les pattes restantes, admirez votre travail, nous allons tester !

Et là, c’est le drame

Je vous épargne ma dure découverte : une fois tous les composants soudés, j’ai connecté par cable mini-USB le Freeduino à mon PC. La LED à l’extrémité droite de la carte (en prenant toujours le port USB à gauche) indique que la carte est alimentée. Dans mon cas, elle ne s’allumait pas. Soit, passons à l’étape de recherche de problème. Je ne pense pas qu’il soit pertinent d’expliquer ce que j’ai fait, étant donné que j’ai surtout tâtonné sans trop de succès. Jusqu’à ce que je me rappelle du cavalier, livré avec le kit, et dont j’ignorais jusque là l’usage. Étant donné qu’il y avait 2 connecteurs à l’air, j’ai testé, un peu au hasard, de relier, à l’aide du cavalier, leurs broches. En reliant les 2 premières broches du connecteur de gauche (celui judicieusement étiqueté « EXT USB », ça a fonctionné. J’en conclus donc qu’en reliant les 2 premières broches, l’alimentation utilisée est l’USB, et la fiche jack dans le second cas. C’est l’une des spécificités du Freeduino par rapport à l’arduino.

Bref, problème résolu, l’arduino fonctionne. Pour l’utiliser, il faut installer le bien-nommé « Arduino ». Sous Debian ou ses dérivés, il vous suffit de taper
# aptitude install arduino
Ou, sous Ubuntu qui n’a pas le bon goût de fonctionner de la même façon :
$ sudo apt-get install arduino
Sous Gentoo (ma machine), c’est un peu plus compliqué, car même si l’environnement de développement Arduino possède un ebuild dans l’overlay indiqué, il faut configurer soi-même la toolchain. Je vous conseille cette page, qui m’a beaucoup servi mais n’a pas suffi dans mon cas. Ça sera peut-être l’objet d’un futur article, mais en attendant, n’hésitez pas à venir demander de l’aide sur IRC, salons #nicelab ou #gentoofr sur Freenode.

Enjoy it

Voilà, nous avons soudé avec succès un Freeduino ! Maintenant, que faire ? Si vous n’êtes pas encore habitué de cette petite machine, les exemples de circuits sont un bon moyen de prendre en main l’animal. Si vous voulez aller plus loin, faites appel à votre créativité, tout simplement. Pour ma part, je me suis empressé de monter celui-ci, qui m’amuse beaucoup.

Ensuite ? Et bien, nous voici avec une puce programmable, à la portée d’un novice en électronique, voire en programmation. Tout reste à faire, et les projets ne manquent pas. Plus d’infos sur nos projets quand on aura travaillé dessus D’ailleurs, nous allons bientôt pouvoir gagner une étape sur la conception de cartes Arduino-compatibles, pour ensuite pouvoir graver nos propres PCB.