Il est toujours fascinant de voir à
quel point l’humain a su construire si petit et si complexe les
processeurs et les puces électroniques, c’est le domaine de la
technologie qui représente le mieux la maîtrise de la précision et
de la complexité que l’humain n’a jamais pu réaliser auparavant.
Pour rappel, les traces à l’intérieur des processeurs actuels
vont arriver bientôt à 2 nanomètres (nanomètre = 2-9
mètre), bientôt sur 1 nanomètre on pourra compter à peu près 10
atomes de silicium, la matière dont les puces sont construites. Et
une complexité pour combiner 1 trillion de transistors (1 trillion =
1000 milliards) sur une seule puce, tous soigneusement arrangés et
bien synchronisés pour un rôle bien défini, ça donne l’étourdi !
Appréciation du spectacle en image
dans la vidéo en bas.
Zoom sur processeur
Et la vidéo suivante est une visualisation d’une simulation électrique au niveau transistor du processeur 4 bits d’Intel le 4004, il contient 2300 transistors. Historiquement c’est le premier microprocesseur à avoir été vendu en 1971.
Intel 4004 en s’exécutant internement au niveau transistor
Ce qui suit est une excellente petite vidéo de 15 minutes sur Arduino, elle nous vient de la chaîne Youtube Afrotechmods, une excellente chaîne sur l’électronique avec énormément de projets, d’explication et de démonstration. La vidéo est un court tutoriel sur Arduino, ça couvre l’essentiel de son utilisation avec de petits exemples.
À ma grande surprise je tombe sur ce petit bijou en vente dans les magasins de vente en électronique, je connaissais déjà pour un bon moment l’existence ce petit microcontrôleur chinois avec wi-fi intégré appelé ESP8266, mais je ne le pensais pas disponible en Algérie, surtout avec un prix imbattable pour étudiant de 1000 DA (ou un peu plus), en comparaison l’Arduino est au moins 2 fois plus chère, en plus pour avoir le wi-fi sur Arduino il faut rajouter un autre module appelé sheild d’autant plus cher. L’image en bas montre le petit gabarit de cette carte que je tiens dans la main.
Moi personnellement, comme beaucoup d’autres d’ailleurs, je suis un fervent amateur d’Arduino, j’en ai déjà parlé sur plusieurs articles (liens des articles), tout simplement pour son aisance d’utilisation et son prix très abordable, ça lui permet d’être un excellent moyen pour étudiants et hobbystes de faire d’impressionnants projets en électronique, et surtout il représente une porte d’entrée pour le domaine réputé fermé et difficile des Systèmes Embarqués. Mais je dois avouer que le ESP8266 se tient comme un sérieux concurrent, il arrive à battre haut la main Arduino sur bien des domaines, comme le prix, le gabarie, le wi-fi, la puissance processeur (80 Mhz contre 16 Mhz), la RAM (144 Ko contre 2 Ko), mémoire flash (512Ko contre 32Ko). La différence de puissance est nettement remarquable, d’ailleurs il existe sur internet plusieurs projets avec dans lesquels il est utilisé dans le multimédia, entre autres le son, l’image, la vidéo, la vidéoludique, qui sont réputés très gourmand en ressources et ainsi difficilement utilisable sur Arduino, L’image en bas est celle du même ESP8266 sur un breadboard.
ESP8266 sur breadboard
L’histoire du ESP8266 est très particulière dans le sens où à la base c’est le fruit d’une société chinoise appelé Espressif Systems, offrant du wi-fi à très bas prix, fermé et destiné principalement à la domotique (IoT : Internet of Things en Anglais) et qui n’était pas du tout destiné à un publique d’amateur et d’hobbystes. Malgré cela quelques hackers ont vu dedans un potentiel en analysant la carte. Effectivement le ESP8266 possède un microcontrôleur puissant avec du wi-fi à moindre prix. Les hackeurs ont réussi à l’ouvrir, de le documenter et de permettre son utilisation facile par tous, il est actuellement même possible d’utiliser le logiciel très agréable d’Arduino avec la carte.
Le breadboard, ou maquette de prototypage en Français, est un dispositif comme son nom l’indique permet de faire le prototypage des circuits électroniques, c’est très pratique dans le sens où ça permet aux électroniciens, aux étudiants ou aux amateurs de tester leurs circuits très rapidement sans avoir construire un PCB (carte électronique) et souder les composants, c’est comme en programmation, un programme a besoin de débogage, en électronique un circuit a besoin de prototypage. La vidéo suivante est un très bon tutoriel pour comprendre comment utiliser le breadboard.
Il suffit d’une simple image pour résumé une longue explication pour comment faire correctement une bonne soudure (il s’agit de la soudure en électronique). Malgré que le site soit globalement destiné aux étudiants en l’informatique cela-dit en informatique lorsqu’il s’agit de conception hardware on est souvent mené à concevoir des circuits électroniques numériques et à les construites sur des PCB (cartes électroniques sur circuit imprimé), ainsi l’aboutissement final d’une conception numérique est la réalisation physique électronique du circuit.
Faire une bonne soudure
L’image en question en haut est très
explicite, pour faire une bonne soudure il faut premièrement
chauffer à sec la patte du composant et la trace sur le PCB de 2 à
3 secondes, deuxièmement on rajoute l’éteint, troisièmement on
chauffe encore de 1 à 2 secondes, et après on laisse refroidir. La
partie en bas sur l’image fait la comparaison entre une bonne soudure
avec d’autres qui sont mal faits.
La distribution et l’irrigation du courant électrique à travers un circuit électronique et la perte du voltage en traversant les composants du circuit sont parmi les plus importants aspects et pratiquement les premiers pas de la compréhension et l’étude d’un circuit analogique à courant continu. Néanmoins ce processus d’analyse d’un circuit n’est pas si trivial et facile à maîtriser mais plutôt un processus assez complexe et intimidant. La vidéo en bas fait une démonstration pas à pas et bien détaillée de la méthode qui permet d’analyser un circuit avec plusieurs résistances en série et en parallèle. La démonstration se fait expliquer sur un exemple concret, sur lequel le courant passant par chaque fil, le voltage appliqué pour chaque composant et la puissance consommé pour chaque résistance sont calculés. Bien sur après avoir maîtrisé la théorie il est plus pratique et plus simple d’utiliser des simulateurs (comme celui-ci) pour les circuits complexes et éviter tous ces étapes longues et fastidieuses qui ne sont pas exemptes des erreurs humaines.
