KIT 37 capteurs avec CD V2

Le kit 37 capteurs V2 est le boîtier de découverte de l’électronique programmable : 37 modules prêts à brancher, tous terminés et munis de leur connecteur, accompagnés d’un clavier matriciel 4 × 4, d’un jeu de résistances étiquetées, d’un petit écran d’affichage et d’un CD contenant les codes sources et les bibliothèques de chaque module.

Ce que ce kit apporte par rapport à un lot de modules choisis un par un, c’est la couverture : mesure de température et d’humidité, détection de mouvement, mesure de distance, détection de lumière, de son, de contact, de champ magnétique, sans oublier les actionneurs qui rendent les montages visibles — LED, buzzers et un module relais. Chaque module étant déjà câblé et protégé par ses résistances, aucun composant n’est à souder et aucun montage ne passe par une plaque d’essai : on relie trois ou quatre fils et le montage fonctionne.

La carte Arduino n’est pas incluse dans la boîte. C’est le seul achat à prévoir en plus pour que les 37 modules servent, avec le câble USB qui va avec.

Ce que contient la boîte

Les modules du kit

Les modules se répartissent en trois ensembles, et cette répartition suffit à choisir comment on les câble : une sortie tout-ou-rien se lit sur une entrée numérique, une sortie analogique se lit sur une entrée A0 à A5, et un actionneur se commande depuis une sortie numérique.

La dotation exacte des 37 modules peut varier de quelques pièces d’un lot de fabrication à l’autre ; les tutoriels du CD couvrent les modules livrés dans la boîte. Le clavier 4 × 4 et le jeu de résistances, eux, sont propres à cette version V2.

Comment se branche un module

La manipulation est la même pour tous les modules du boîtier. Le module se pose à côté de la carte, un fil relie son alimentation à la sortie 5 V de la carte, un second relie sa masse à celle de la carte, et un troisième amène sa sortie de signal sur l’entrée choisie. Un module de mesure se branche sur une entrée A0 à A5, un module de détection sur une entrée numérique, un actionneur sur une sortie numérique.

Deux réflexes évitent la quasi-totalité des fausses pannes. D’abord, lire les broches sérigraphiées sur le module avant de brancher : l’inversion de l’alimentation et de la masse est la cause la plus fréquente d’un module qui ne répond pas. Ensuite, garder la masse commune entre la carte et le module — un module alimenté ailleurs sans masse partagée donne des mesures qui sautent dans tous les sens.

Mini-projet : lire le clavier matriciel 4 × 4

Le clavier est ce que cette version du kit apporte de plus immédiatement utile : c’est la première fois qu’on peut saisir une valeur depuis le montage, au lieu de la subir d’un capteur. Le projet ci-dessous affiche chaque touche pressée dans le moniteur série ; c’est le point de départ d’un code d’accès, d’un menu de réglage ou d’un sélecteur de mode.

Ce qu’il faut

Le câblage

La nappe du clavier se raccorde toujours dans le même sens, la broche 1 du côté repéré sur le connecteur. Aucune alimentation ne passe par le clavier : les huit fils sont huit entrées-sorties, et une nappe branchée à l’envers ne l’endommage pas — elle rend simplement la lecture incohérente, ce qui est le symptôme à reconnaître.

Le programme

À copier dans l’IDE Arduino, puis à téléverser par le câble USB. Le moniteur série, ouvert à 9600 bauds, affiche alors le nom de chaque touche pressée.

/*
 * Kit 37 capteurs V2 - lecture du clavier matriciel 4 x 4
 * Carte : Arduino Uno R3 et son cable USB, non fournie avec le kit
 * Cablage : nappe du clavier, rangees sur D9 a D6, colonnes sur D5 a D2
 * La bibliotheque Keypad est fournie sur le CD du kit
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */
#include "Keypad.h"

const byte LIGNES = 4;
const byte COLONNES = 4;

char touches[LIGNES][COLONNES] = {
  {'1', '2', '3', 'A'},
  {'4', '5', '6', 'B'},
  {'7', '8', '9', 'C'},
  {'*', '0', '#', 'D'}
};

byte brochesLignes[LIGNES]     = {9, 8, 7, 6};
byte brochesColonnes[COLONNES] = {5, 4, 3, 2};

Keypad clavier = Keypad(makeKeymap(touches), brochesLignes, brochesColonnes, LIGNES, COLONNES);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Appuyez sur une touche du clavier");
}

void loop() {
  char touche = clavier.getKey();

  if (touche) {
    Serial.print("Touche : ");
    Serial.println(touche);
    delay(200);   // laisse passer le rebond pour n'annoncer qu'une touche par appui
  }
}

Comment ça marche

• Le clavier n’est pas un ensemble de 16 interrupteurs indépendants. Quatre rangées et quatre colonnes se croisent en 16 points : appuyer sur une touche relie une rangée à une colonne, et c’est ce croisement qui identifie la touche. C’est pour cette raison que huit fils suffisent là où seize seraient nécessaires autrement, et aussi pour cette raison qu’aucune des huit broches n’est une alimentation.
• La bibliothèque Keypad balaie le clavier à votre place. Elle active les rangées l’une après l’autre et lit les colonnes, reconstruit la touche pressée, retient l’appui et le relâchement. Le programme n’a donc qu’à demander clavier.getKey(), qui répond la touche concernée ou rien du tout tant qu’aucune n’est pressée.
• Le tableau touches porte le plan du clavier. Il reprend les 16 légendes telles qu’elles sont imprimées sur la membrane, et le résultat affiché est exactement le caractère lu. La légende affichée dans le moniteur série est donc le double de la case du tableau.
• La pause de 200 ms amortit le rebond mécanique. Une membrane ne s’enfonce pas d’un coup : sans cette attente, un seul appui serait annoncé plusieurs fois. Elle ne gêne pas la saisie, puisqu’elle ne s’applique qu’après une touche reconnue.
• Le câblage des colonnes se vérifie en une mesure. Si les bonnes touches sortent toutes décalées — la colonne 1 répond à la place de la colonne 2 — ce sont les sixième, septième ou huitième fils qui sont permutés, pas le programme. Un appui qui ne renvoie jamais rien signale, lui, une nappe branchée dans le mauvais sens.

Variante : afficher la touche sur l’écran du kit

Le module d’affichage livré dans la boîte prend la place du moniteur série, et le montage devient autonome : on lit alors la touche pressée sur l’écran, sans ordinateur. L’écran se câble sur six fils de commande et de données, en plus de l’alimentation et du réglage de contraste, puis le programme ajoute la bibliothèque LiquidCrystal — la même que celle des exemples du CD — et remplace les instructions d’affichage. C’est la version à viser pour un code d’accès ou un menu posé sur un montage fixe, où l’ordinateur n’a pas sa place.

Si vous préférez limiter le nombre de fils, l’afficheur 1602 à interface I2C est la version à retenir : la même taille d’écran, mais deux fils de signal seulement — SDA et SCL — au lieu de six. Le programme change de bibliothèque et d’adresse, pas d’organisation.

Questions fréquentes

La carte Arduino est-elle incluse ?

Non. La boîte contient les 37 modules, le clavier, les résistances, l’écran et le CD : la carte et son câble USB sont à prévoir séparément. Un Uno R3 suffit pour l’ensemble du kit, modules les plus gourmands compris.

Que trouve-t-on exactement sur le CD ?

Le CD « 37 Sensor Kit V2.0 » est marqué PDF et CODE LIBRARIES : il contient les tutoriels de chaque module, un code source d’exemple par module et les bibliothèques nécessaires, notamment celle du clavier et celle de l’écran. Le guide papier livré dans la boîte en reprend la présentation, module par module.

Faut-il savoir souder ?

Non. Aucun module ne demande de soudure : chaque carte arrive terminée avec ses résistances et son connecteur, et les liaisons se font avec les fils fournis. Les seules pièces nues du lot sont les résistances de rechange, qui se réservent aux montages sur plaque d’essai.

Quelle différence avec l’autre kit 37 capteurs de la boutique ?

Le kit 37 capteurs première version ne contient que les modules ; cette version V2 y ajoute le clavier matriciel 4 × 4, le jeu de résistances étiquetées et le module d’affichage, et son CD rassemble les bibliothèques en plus des codes sources. Les deux boîtiers se recoupent sur la plupart des capteurs, la V2 s’adressant à qui veut saisir des valeurs au clavier et afficher un résultat sans ordinateur.

Un module ne répond pas, par où commencer ?

Trois vérifications suffisent dans presque tous les cas : la masse du module est bien reliée à celle de la carte, l’alimentation et la masse ne sont pas inversées, et la sortie du module est branchée sur l’entrée attendue par le programme — une entrée analogique pour un module de mesure, une entrée numérique pour un module de détection ou un actionneur.

Le clavier répond, mais la mauvaise touche sort

C’est un défaut de branchement, jamais de programme. Vérifiez que les quatre fils de rangée arrivent bien sur D9 à D6 dans l’ordre, que les quatre suivants arrivent sur D5 à D2, et que la nappe est engagée du bon côté. Une permutation entre deux fils voisins décale une colonne entière ou une rangée entière : le motif des erreurs désigne le fil en cause.

Peut-on utiliser ce kit avec une carte ESP32 ou une Raspberry Pi ?

Les modules du kit s’alimentent en 5 V et leurs sorties délivrent ce niveau. Une carte à logique 3,3 V les recevra donc mal : il faut une adaptation de niveau entre le module et la carte, ou rester sur une carte 5 V, qui couvre tout le kit sans modification. Le clavier, lui, n’est pas concerné, puisqu’il ne fait que commuter des entrées de la carte.

À combiner avec

Une carte Arduino et son câble USB restent la première pièce à réunir : le boîtier ne les contient pas, et c’est ce qui met les 37 modules en service. Un jeu de fils de connexion supplémentaire est également utile dès qu’on laisse plus de trois modules branchés en même temps sur la carte.

Pour remplacer une pièce ou multiplier les points de mesure dans un même montage, l’électronique du kit se retrouve au détail : le capteur de température et d’humidité DHT11, le capteur de mouvement infrarouge PIR pour la détection de passage, et le module ultrasons HC-SR04 pour la mesure de distance. Le clavier matriciel 4 × 4 se rachète aussi seul, ce qui permet de laisser un clavier fixé sur un montage tout en gardant celui du kit pour les essais.