Arduino N1 — Fondations : IDE, GPIO, LED, boutons (Projet SecureZone)

Le contexte

SafeHome, PME fictive de domotique, lance le projet SecureZone : une petite alarme à base de carte Arduino UNO. L’élève entre dans la peau d’un technicien prototypiste chargé de monter et de valider le système, brique par brique — du simple voyant d’alerte jusqu’à la détection d’intrusion par bouton.

Pour y arriver, le technicien doit prendre l’IDE Arduino en main, configurer les GPIO en entrée/sortie, lire le brochage de la carte (pinout), dimensionner ses résistances de protection, et comprendre comment un système automatisé acquiert, traite et agit. Pas de magie : on part des composants et on construit un prototype fonctionnel sur breadboard, en garantissant l’intégrité électrique du montage.

Problématique : comment piloter un composant physique (LED, bouton) avec un microcontrôleur Arduino tout en garantissant l’intégrité électrique du dispositif, dans le cadre d’un système d’alarme simple ?

Livrables observables — Montage LED d’alerte fonctionnel + programme d’alerte visuelle + fiche de brochage annotée + détection d’intrusion par bouton anti-flottement (captures à l’appui).

Le plan séance par séance

Ratio pratique / théorie : majoritairement pratique, conforme à la doctrine 80/20 du Bac Pro CIEL : on manipule, on monte, on programme, et on revient à la théorie quand le terrain l’exige. Les 12 h correspondent aux quatre séances publiées et au bonus analogique inclus dans le pack.

Ce que les élèves repartent capables de faire

• Installer et utiliser l’IDE Arduino, uploader un programme sur Arduino UNO
• Repérer le brochage d’une carte Arduino UNO et identifier le rôle de chaque broche
• Dimensionner une résistance de protection (loi d’Ohm appliquée à une LED)
• Programmer les GPIO en entrée/sortie : pinMode, digitalWrite, digitalRead
• Câbler un montage breadboard propre : LED + résistance + bouton avec pull-up/pull-down
• Gérer le rebond et l’entrée flottante d’un bouton poussoir
• Décrire un système automatisé avec la chaîne acquérir / traiter / agir
• Lire une valeur analogique (potentiomètre) et l’observer au traceur série dans le TP bonus

Pour aller plus loin

C’est le N1 d’un parcours Arduino sur 3 ans :

• Arduino N1 — Fondations (cette séquence) — IDE, GPIO numériques, LED, boutons
• Arduino N2 — Acquisition & pilotage (séquence suivante) — ADC, PWM, capteurs analogiques, actionneurs
• Arduino N3 — Communication IoT (terminale) — WiFi, MQTT, dashboard

La progression est pensée pour qu’en fin de Terminale, l’élève soit capable de contribuer à concevoir et adapter un objet connecté complet — pas de prétendre à un niveau BTS, mais de savoir où il met les mains.

Co-intervention : la séquence se prête bien à un travail commun avec Mathématiques (loi d’Ohm, calcul de résistance) et Français (rédaction du compte rendu technique, lexique pro).