Oxocard Connect : électronique à construire et programmer soi-même
24/10/2023
Traduction: Martin Grande
L’Oxocard Connect est un mini-ordinateur programmable auquel on peut brancher différents modules. Avec lui, vous pouvez apprendre les bases de l’électronique en vous amusant.
L’Oxocard Connect est la successeuse de l’Oxocard Mini. Elle pourrait aussi s’appeler Oxocard Micro ou « Mini Mini », car elle est encore un peu plus petite que la Mini et a beaucoup de points communs avec cette dernière. Les deux sont des mini-ordinateurs simples du fabricant suisse Oxon, qui permettent d’apprendre à programmer de manière ludique. La carte se connecte au PC ou au Mac via le WiFi, sur lesquels nous travaillons dans un éditeur basé sur le web. Vous y trouverez de nombreux exemples et tutoriels à essayer et modifier à votre guise. Le principe de base des Oxocards est expliqué dans l’article ci-dessous.
Ses dimensions réduites ne sont pas la seule particularité de l’Oxocard Connect. Vous pouvez y brancher des cartouches. Comme sur les anciennes consoles de jeu, on y insère un module sous forme de cartouche.
Source : David Lee
Source : David Lee
L’Oxocard Connect est composé du strict nécessaire : un processeur et un écran. Le matériel qui n’est nécessaire que pour certaines applications, comme les capteurs de mesure, se trouve sur les cartouches. Elle est donc optionnelle et interchangeable.
Chaque cartouche est dotée d’un petit espace de stockage. Un script est enregistré sur ce dernier et démarre automatiquement lorsque la cartouche est insérée. Vous pouvez adapter ce script ou le remplacer par un autre, entièrement personnalisé. Vous pouvez utiliser Oxocard Connect sans PC.
Le nouveau système et les cartouches elles-mêmes sont open source, firmware compris. Les schémas électriques sont disponibles en ligne pour fabriquer soi-même des cartouches. Les spécifications prévoient également la possibilité de les visser sur l’Oxocard. Le firmware des cartouches est open source.
Il est toutefois recommandé d’en acheter une toute faite, pour commencer. Le fournisseur Oxon en propose quatre à ce jour.
- Breadboard : carte enfichable pour y insérer des composants électroniques. Pratique pour faire des expériences. Les circuits peuvent ainsi être testés physiquement sans soudure ;
- Veroboard : ici, on soude vraiment ;
- Air : munie des capteurs pour mesurer la température, l’humidité, la teneur en dioxyde de carbone et d’autres composants de l’air ;
- ToF (Time of Flight) : mesure la distance à l’objet le plus proche au moyen d’un laser. Le capteur ne peut pas mesurer un seul point. Il mesure un champ de 8 x 8 points.
Vous pouvez acheter la Breadboard séparément ou dans le kit Innovator, idéal pour débuter. Outre la planche à fiches, le kit contient de nombreux câbles de connexion, des résistances, des indicateurs LED et d’autres composants. Et l’Oxocard elle-même. Le kit est donc autosuffisant.
L’Oxocard Connect seule
Je commence par essayer l’Oxocard Connect sans cartouches. Elle loge dans un boîtier, contrairement à l’Oxocard Mini dont le circuit imprimé et les composants sont exposés. Les deux ont leur charme, j’aime bien leurs esthétiques respectives.
Connect dispose d’un mini-joystick qui remplace les touches directionnelles. Cela permet de gagner de la place. Les touches de la Mini seraient à elles seules presque aussi grandes que l’ensemble de l’Oxocard Connect. Au début, je me débrouille moins bien avec le joystick qu’avec les grandes touches. Il m’arrive régulièrement d’aller dans la mauvaise direction alors que je veux appuyer sur OK ou inversement. Je parviens à maîtriser la navigation dans les menus petit à petit, mais pour les jeux, le joystick manque de précision.
Source : David Lee
Le langage de programmation ne s’appelle plus Oxoscript, mais NanoPy. Néanmoins, il est le même que celui de l’Oxocard Mini. D’ailleurs, les programmes pour la Mini fonctionnent également sur la Connect. En principe, tous les exemples de programmes sont disponibles dans l’éditeur web, indépendamment de l’Oxocard que vous avez achetée.
L’Oxocard Mini intègre, selon le modèle, un haut-parleur ou différents capteurs de mesure ainsi qu’un accéléromètre. L’Oxocard Connect ne propose rien de tout cela. C’est la raison pour laquelle les cartes ne sont pas compatibles à 100 % entre elles. À part ça, le processeur Dual-Core-ESP32 est le même, tout comme l’écran carré de 2,5 centimètres de côté et la résolution de 240 × 240 pixels.
Le port USB-C se trouve en haut sur l’Oxocard Connect et en bas sur l’Oxocard Mini. Pour que l’affichage ne soit pas à l’envers avec le câble en col de cygne, je peux le faire pivoter par pas de 90 degrés dans les paramètres.
Air Cartridge : mesure ce qui se trouve dans l’air
Passons maintenant à la partie intéressante : les modules. Je commence par le test du module Air. Il contient des capteurs pour mesurer la qualité, la température et l’humidité de l’air. Cela complémente une partie de la version Science de l’Oxocard Mini. Celle-ci peut mesurer d’autres choses comme la luminosité ou les fréquences sonores.
Les capteurs sur la cartouche Air sont censés être de très haute qualité. C’est la promesse d’une grande précision. Les capteurs proviennent du fabricant suisse Sensirion. Comme ils sont calibrés en usine, les valeurs mesurées devraient être correctes dès le départ. Je ne peux pas le vérifier, mais les valeurs affichées chez moi sont plausibles.
J’essaie les différents programmes. Cela fonctionne très bien, même si je retire la cartouche et en insère une autre pendant l’exécution d’un script. Si je fais cela, le programme s’arrête et le script de démarrage automatique de la nouvelle cartouche est lancé. Ce script est directement enregistré sur la cartouche et peut être modifié.
Le programme de lancement est joli, sur l’Air. Il affiche les valeurs de mesure actuelles sous forme de grands chiffres sur une échelle : dioxyde de carbone, oxyde d’azote, teneur en COV, température et humidité de l’air. Détail intéressant : le programme de température de l’Oxocard Mini Science fonctionne aussi lorsque je branche l’Air.
Source : David Lee
Contrairement à de nombreux programmes d’exemple, il n’y a pas encore de tutoriels expliquant les programmes. Les commandes de programme spécifiques à Air sont toutefois décrites dans la documentation. On n’aurait probablement aucun problème à écrire son propre programme qui utiliserait les capteurs de la cartouche.
Mesure de distance et appareil photo 3D
ToF est l’abréviation de time of flight, une technique de mesure de la distance. Un faisceau lumineux ou infrarouge est émis et un capteur détecte le moment où il est réfléchi. Le temps nécessaire au laser pour faire l’aller-retour permet de calculer la distance.
L’appareil photo ToF de la cartouche ne reconnaît pas seulement un point isolé, mais couvre un angle de vue d’environ 65 degrés. La résolution de ce qui se trouve à l’intérieur de l’angle de vision est 8 × 8 pixels. Il s’agit donc d’un appareil photo 3D, même s’il a une résolution extrêmement grossière.
Pour la mesure de distance pure, l’angle de vue est un peu gênant, car vous devez veiller à ce qu’il n’y ait pas d’obstacles entre le capteur et l’objet dans cet angle. En revanche, l’angle est très pratique pour l’imagerie 3D. Comme le tout se fait en temps réel, on peut reconnaître de simples gestes. Un programme détecte si votre main se déplace vers la gauche ou vers la droite.
Jusqu’à présent, il n’existe pas non plus de tutoriels pour les programmes de cette cartouche, mais les commandes sont bien documentées.
Source : David Lee
Breadboard et Veroboard : extensions électroniques
Vous voulez utiliser d’autres capteurs que ceux qui sont sur les cartouches Air et ToF ? Ou même d’autres composants ? Ce n’est pas un problème si vous voulez mettre la main à la pâte. C’est à cela que servent les cartouches Breadboard et Veroboard. Elles vous permettent de réaliser des circuits et des composants selon vos envies et idées.
La Breadboard est une carte de circuit imprimé enfichable. Pas besoin de souder. Les connexions mal placées peuvent être facilement retirées ou repositionnées. La Breadboard est pratique pour faire des essais et des expériences. Elle offre une fonction de retour qui fait généralement défaut dans le monde physique.
Vous pouvez aussi utiliser les Breadboards avec d’autres systèmes, comme par exemple Arduino. Pour cela aussi, il existe un kit de démarrage qui contient l’essentiel. Je ne connais pas le kit Arduino et je ne peux pas faire de comparaison.
Le Veroboard est un circuit imprimé à souder. L’avantage est que les pièces soudées sont plus solides que les pièces enfichées. En revanche, il est plus difficile de revenir en arrière. Je garde le Veroboard pour plus tard, car je suis un débutant en électronique et je ne sais pas assez exactement ce que je fais.
Électronique pour débuter... ou pas ?
Une telle Breadboard sert à s’initier au monde de l’électronique. Notamment avec le kit Innovator mentionné au début de cet article. Ce kit de démarrage contient tout ce dont vous avez besoin pour commencer. Pour la Breadboard, il y a pas mal d’exemples de programmes dans l’éditeur ; une partie s’appelle « cours d’électronique ». Ces scripts sont accompagnés de tutoriels. Tout cela semble très prometteur.
Le cours commence par le programme Hello World de l’électronique : je fais briller une LED. Une photo me montre quels fils et autres composants je dois insérer dans quels trous. Il y a aussi des schémas électriques pour les exemples, mais étant débutant en électronique, ils ne me servent pas à grand-chose. Grâce à la photo, la LED fonctionne du premier coup. Les premiers succès sont faciles à atteindre.
Source : David Lee
Ensuite, je trouve des explications sur l’expérience. C’est très important pour bien comprendre. De mon point de vue, les explications données ici ne sont toutefois pas les bonnes. Je découvre ce qu’est une LED, à quoi elle sert et comment calculer la résistance de la LED. En revanche, le code et les connexions enfichées ne sont pas expliqués. Pour moi, en tant que novice, il n’est pas évident de savoir ce que j’ai fait exactement. L’utilité des trois câbles de connexion reste pour moi un mystère. Je ne sais pas si je pourrais les brancher à un autre endroit, et, si oui, pourquoi.
C’est pareil pour le deuxième exemple, dans lequel la diode ne s’allume que lorsqu’on appuie sur un bouton. Le circuit est donc un peu plus compliqué. Là aussi, je réussis à le reproduire sans problème. Mais je ne comprends pas exactement ce que je viens de faire, même après les explications.
Dans le troisième exemple, je bricole un feu de signalisation composé d’une LED rouge, d’une jaune et d’une verte. Cette fois, il me faut beaucoup de temps pour que les diodes s’allument correctement. J’y parviens finalement en retirant la diode verte de la planche et en la rebranchant.
L’étape suivante est alors, logiquement, un feu de signalisation avec un bouton. Si une piétonne appuie dessus, le feu passe au rouge pour les voitures. Ensuite, il repasse au vert.
Le kit Innovator contient de nombreux autres composants électroniques : par exemple, un potentiomètre, un servomoteur électrique, un détecteur de mouvement et un capteur de température. Il existe également des programmes pour ces composants dans le cours d’électronique. Vous avez ainsi beaucoup de possibilités. Mais, avant de les essayer, j’aimerais comprendre comment fonctionnent les connexions sur la carte à fiches.
Conclusion : bonne idée ; beaucoup de potentiel
Je suis convaincu par l’idée de base d’Oxocard Connect. La carte elle-même offre un équipement matériel minimal que vous pouvez agrémenter de modules. Prêt à l’emploi ou selon vos envies. La carte est polyvalente, flexible et performante. Seul le joystick trop sensible me dérange un peu.
J’aime beaucoup le kit Innovator. Le kit complet contient tout ce dont vous avez besoin pour bricoler vos propres circuits électroniques avec de nombreux composants intéressants.
Mon seul reproche est qu’en tant que débutant, les bases ne me sont pas expliquées, c’est-à-dire que j’aimerais savoir comment la planche à fiches est construite et quelles sont les règles de base pour brancher les fils. Les explications données dans le cours d’électronique semblent inachevées. Thomas Garaio d’Oxon m’a toutefois écrit que d’autres sont à venir.
Les personnes qui peuvent et veulent créer elles-mêmes des circuits ou même une cartouche entière ont aujourd’hui déjà tout ce qu’il faut à portée de main. Pour les autres, il manque encore quelques aides à la prise en main et d’autres cartouches prêtes à l’emploi. D’autres modules sont déjà en cours d’élaboration chez le fabricant. Comme l’ensemble est open source, des personnes tierces ou utilisatrices peuvent contribuer et échanger des idées entre elles. En tout cas, l’Oxocard Connect présente un potentiel intéressant.
David Lee
Senior Editor
David.Lee@digitecgalaxus.chMon intéret pour l'informatique et l'écriture m'a mené relativement tôt (2000) au journalisme technique. Comment utiliser la technologie sans se faire soi-même utiliser m'intéresse. Dans mon temps libre, j'aime faire de la musique où je compense mon talent moyen avec une passion immense.
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