Matériel nécessaire

Le programmateur meilleur marché que l’on trouve sur eBay est un clone de l’USBasp pour 2€. Il est supporté par le logiciel Arduino il faudra simplement ajouter quelques fichiers dans le répertoire d’installation d’Arduino.

Il est aussi possible d’utiliser une carte Arduino comme programmateur mais je trouve cette solution un peu plus lourde (il faut enlever l’ATMEGA328 de la carte pour la programmation, manipulation qui peut être délicate).

Préparation

Modification du programmateur

Sur l’USBasp il faut commencer par souder des picots sur JP3 s’ils n’ont pas été installés d’usine (ce qui était le cas sur le mien). JP3 impose l’horloge lente qui est (normalement) nécessaire pour programmer les AVR en sortie d’usine, il pourra être enlevé une fois l’ATMEL mis à jour avec le bootloader Arduino.

Installation et configuration du logiciel Arduino

La dernière version d’Arduino est disponible sur le site officiel. Pour linux c’est une archive au format tar.xv. En super utilisateur on l’extrait dans le répertoire /opt (ou un autre, selon vos habitudes). La commande desktop-file-install arduino.desktop  permet ensuite d’avoir Arduino dans les entrées du menu de démarrage.
Lancer une fois l’application pour définir le répertoire de l’utilisateur. Fermer ensuite l’application. Dans le répertoire de l’utilisateur (par exemple ~/Arduino) créer un répertoire hardware et y copier le contenu de l’archive présente sur la page dédiée.

Modification du 28/02/2016

La ligne atmega328bb.upload.protocol=arduino doit être commentée (en plaçant un # devant), sinon le logiciel ignore le programmateur USBasp (voir ci-dessous).

Premier programme

Configuration

Dans le menu Outils, deux éléments sont à configurer :

• Type de carte : choisir ATmega328 on a breadboard (8 MHz internal clock)
• Programmateur : choisir USBasp

Câblage

Le câblage est assez simple, les alimentations et les fils de programmation sont câble sur une plaque d’essai. Le microcontrôleur sera utilisé en mode horloge interne à 8 MHz, donc pas besoin de câbler un quartz.

Pour vérifier que tout fonctionne bien on câble en plus une LED sur la broche 19 (qui correspond à la sortie digitale 13 de l’Arduino). La LED est protégée par une résistance de $$470\ \Omega$$ qui sort du tiroir sans calcul (les plus rigoureux vérifieront avec les caractéristiques de la LED utilisée).

Programmation

Pour commencer il faut programmer le firmware Arduino dans l’ATMEGA. Cette opération ne sera faite qu’une seule fois. Dans le menu Outils l’entrée Graver la séquence d’initialisation permet de télécharger le firmware.

Le programme Blink (présent dans Fichier, Exemples, 01. Basics) permet de faire clignoter une LED branchée sur la sortie digitale 13. Pour l’envoyer dans l’ATMEGA il faut aller dans le menu Croquis puis Téléverser avec un programmateur.

Si tout c’est bien passé, la LED doit clignoter. Une LED qui clignote ce peut être très rassurant, c’est que tout est OK.

Problème possible

Quand j’ai commandé mes composants, je n’ai pas fait attention à la différence entre les ATMEGA328-PU et les ATMEGA328P-PU. L’Arduino est équipée d’un 328P qui est reconnu par le programmateur avec la signature 1E 95 0F. Le 328 a quand à lui la signature 1E 95 14. Bilan de l’opération les erreurs suivantes apparaissent lors de la programmation :

avrdude: Device signature = 0x1e9514
avrdude: Expected signature for ATmega328P is 1E 95 0F
Double check chip, or use -F to override this check.

Les 2 circuits sont extrêmement proches,  la seule différence est le mode basse consommation du 328P. L’astuce consiste à faire passer le 328 pour un 328P en modifiant le fichier de déclaration. Dans le répertoire /opt/arduino/hardware/tools/avr/etc on édite le fichier avrdude.conf (avant faire une sauvegarde cp ardude.conf avrdude.conf.old au cas où…). Une recherche de la chaîne  0x1e 0x95 0x0F permet de trouver la ligne à modifier, on y remplace le  0x1e 0x95 0x0F par 0x1e 0x95 0x14. Pour programmer des Arduino « normale » il faudra remettre le fichier à ses valeurs initiales (d’où la copie de sauvegarde).

Bibliographie

• Présentation de l’USBasp
• Arduino sur une platine d’essai
• Les différences entre le 328 et le 328P
• Câblage de l’ATMEGA328 avec le firmware Arduino

1. Décharger le module usbhid
2. Attendre 5 secondes pour que tout se stabilise
3. Recharger le module

sudo modprobe -r usbhid && sleep 5 && sudo modprobe usbhid

Il faut compter 3 semaines de délais pour la livraison. Généralement les colis sont bien faits et on a rarement des problèmes avec les douanes ( sur les déclarations de douanes, la case « Gift » est systématiquement cochée ! ). Ces entreprises sont souvent installées à Shenzhen, l’une des villes chinoises spécialisées dans les nouvelles technologies. J’ai répertorié mes principaux achats pour l’électronique. Au fur et à mesure, je compléterais ce billet si d’autres informations utiles se présentent.

Réalisation de circuits imprimés

Papier transfert

Une recherche avec Heat Toner Transfer Paper permet de trouver des lots de 10, 50 ou 100 feuilles. J’ai commencé par un lot de 10 feuilles (qui ont été assez mal conditionnées, j’ai du faire un peu de repassage pour les remettre en état) qui m’a permit de tester la méthode. Les bon résultats et la facilité d’utilisation m’ont fait commander un lot de 100 feuilles pour environ 15 € afin de faire des stocks. Les feuilles que j’utilise sont jaunes, elles sont glacées d’un côté (celui sur lequel il faut imprimer).

Lots de forets

Deux types de forets pour circuits imprimés sont disponibles : les forets H.S.S.  qui sont les forets usuels pour percer des métaux et les forets carbure de tungstène. Les forets carbure sont presque inusables (mais très cassant) par contre ils sont assez cher. On peut en trouver sur eBay a des prix tout à fait raisonnable. Une recherche sur 50 x 0.3mm-1.2mm Micro Carbide PCB CNC Route Drill Bits permet de trouver des lots de 50 forets dans les tailles usuelles pour environ 25 €.

Station de soudage

Les C.M.S. étant de plus en plus courants (certains composants récents ne sont fabriqués qu’en C.M.S.) une bonne station de soudure est utile. La station Atten AT8586 combine un fer à souder et une station à air chaud. On la trouve aux environs de 80 €, attention à bien choisir une modèle en 230 V (pour la France) et pas en 110 V (pour les Etats Unis). La station à air chaud a été testé par David Jones il y a quelques temps. Elle est livrée avec une panne très fine et 3 buses pour l’air chaud. Je l’utilise depuis plusieurs mois sans problème particulier. A son arrivé, j’avais quelques vis à resserrer et la résistance du fer à souder à aligner avec le corps (l’ensemble étant mal serré). Comme souvent pour les produits à bas prix, ce sont les vérifications finales qui sont négligées… En plus haut de gamme, on peut acheter le modèle AT8502D (pour environ 150 €) qui est aussi disponible chez batronix.

Lots de pannes

Elle peut être complétée avec des pannes compatibles avec les station Hakko. Une recherche sur  10 Solder Soldering Iron Tip for Hakko Station 951 898D permet de trouver un lot de pannes pour environ 1,5 €.

Instruments de mesure

Rigol DS1052E

L’un des oscilloscope ayant le meilleur rapport qualité/prix et surtout l’un des plus connus chez les amateurs est le Rigol DS1052E. Bien des sites décrivent cet appareil ainsi que la possibilité d’augmenter sa bande passante à 100 MHz (initialement elle est de 50 MHz). Personnellement, j’ai préféré l’acheter sur Batronix où il est moins cher actuellement (bizarrement…). Sur eBay, il sera raisonnable de faire attention au frais de port et aux conditions éventuelles de retour.

Multimètre

Pour environ 40 € on trouve un multimètre comportant les principales fonctions utiles dans un labo (Voltmètre, Ohmètre, capacimètre, fréquencemètre, Ampèremètre et thermomètre) avec en plus une liaison USB opto-isolée. Le logiciel est sous Windows mais un script perl écrit par Martin Schewe permet connecter le multimètre sous Linux.

Flux, étain et crème à braser

Les consommables de soudure se trouve facilement en Chine a des prix très intéressant. Un autre argument est la possibilité de trouver de la soudure au plomb. Actuellement c’est la soudure conforme à la norme R.O.H.S. qui est disponible en France. Elle ne contient plus de plomb mais elle est de moins bonne qualité : la température de fusion est plus élevée, les soudures ont une moins bonne tenue mécanique (conduisant à des pannes…), … Personnellement, je considère que cette norme à vocation écologique est contre productive. Le taux de pannes étant plus élevé à causse des soudures, le nombre de produits électronique défectueux augmente et avec lui la pollution associée… Je continue donc d’utiliser de la soudure au plomb en prenant soin de ne pas jeter mes déchets (eau de rinçage lors de l’étamage par exemple) n’importe où.

Composants

Lots de composants

Pour une dizaine d’euros on trouve des lots de 5 afficheurs LCD contrôlés par un HD44780 (c’est le composant le plus standard pour ce type de produit). On trouve aussi facilement des lots de résistances, condensateurs, … en composants traversants ou C.M.S.

Capteurs divers

Pour réaliser (par exemple) une station météo on trouvera facilement des capteurs barométriques (BMP085) ou des thermomètre/hygromètre (DHT22). Pour un projet de recherche j’ai aussi trouvé un GPS 10 Hz et une centrale inertielle sur la boutique rcdistrib

Une version gratuite du logiciel est disponible pour Linux. Elle est limitée à des circuits double couches de 100*150 mm maxi. L’installation a failli se dérouler sans problème mais j’ai eu le message d’erreur suivant :

/tmp/eagle-setup.24273/eagle-6.3.0/bin/eagle: error while loading shared libraries: libssl.so.1.0.0: cannot open shared object file: No such file or directory

Après quelques minutes de recherches, j’ai trouvé la cause de mon problème. Mon système est un 64 bits et EAGLE à besoin de la version 32 bits de la librairie. J’ai simplement dû installer la version 32 bits de la librairie avec la commande :

sudo apt-get install libssl1.0.0:i386

Ensuite, l’installation se déroule sans problème.