Atelier Arduino 5 jours : programme pour stage et colonie

Pour construire le programme d'un atelier Arduino de 5 jours, donne à chaque journée une seule idée nouvelle et garde le dernier jour pour le mini-projet des participants : jour 1 LED et temporisation, jour 2 boutons et conditions, jour 3 capteurs, jour 4 son et mouvement, jour 5 mini-projet et exposition. Chaque journée suit la même trame : échauffement, court apport, montage, pause, défi, partage. Le programme de cet article est prévu pour un stage intensif de 3 heures par jour, soit 15 heures au total, avec 12 à 16 participants en binômes ; ces chiffres sont une hypothèse, adapte-les à ton groupe.

Contrairement à un cours hebdomadaire sur un trimestre, un stage intensif ne laisse pas le temps d'oublier, mais la fatigue s'installe. C'est pourquoi le programme mise sur des apports courts et beaucoup de montage plutôt que sur de longues explications. Tu trouveras ci-dessous un tableau du programme jour par jour, le déroulé heure par heure d'une journée type, une liste de matériel pour 8 groupes, une check-list qui commence deux semaines avant, des mini-projets pour le jour 5, un modèle de présentation de 3 minutes, des adaptations selon l'âge, des idées pour l'après-stage et des règles de sécurité. Si tu fais cours une fois par semaine pendant un trimestre, le programme de robotique sur 8 semaines convient mieux à ce rythme.

Le cadre du stage : 5 jours, 3 heures, binômes

L'erreur la plus fréquente dans un stage intensif est de trop charger le premier jour. Le programme va donc du simple au complexe : d'abord la sortie (allumer une LED), puis l'entrée (lire un bouton), ensuite la mesure analogique (lumière et distance), puis le mouvement et le son (servo et buzzer), et enfin un mini-projet qui réunit tout. Chaque journée s'appuie sur la précédente ; le capteur de stationnement du jour 3 utilise la LED du jour 1, la condition du jour 2 et la mesure de distance du jour même. La raison des binômes est simple : dans un groupe de trois, une personne finit souvent spectatrice, et quand on travaille seul, celui qui bloque doit attendre. En binôme, l'un monte le circuit pendant que l'autre lit le schéma et le code, et les rôles s'inversent à la pause.

Programme jour par jour : thèmes, projets et résultat de la journée

Tous les projets du tableau sont prêts dans l'application BlueGrays avec leur liste de composants, leur schéma et leur code. Les projets des deux premiers jours sont entièrement gratuits ; les participants n'ont pas besoin de Premium. À partir du jour 3 arrivent des projets Premium comme le capteur de stationnement, le servo et les mini-projets. Si tu les utilises, chaque participant doit être Premium ; le plus pratique est un paquet éducateur, et nous avons expliqué son fonctionnement en détail dans le guide des codes Premium pour une classe. Si tu préfères rester sur les projets gratuits, l'astuce ci-dessous propose une variante sans Premium.

Les deux premiers jours, à la fin de chaque projet, les participants changent un seul nombre en prédisant d'abord le résultat. Dans Feu de circulation, le rouge et le vert restent allumés 2000 ms et l'orange 300 ms ; les binômes réécrivent ces durées pour un vrai carrefour. Dans Chenillard à LED, six LED sur les broches 2 à 7 s'allument l'une après l'autre toutes les 150 ms ; descendre ce nombre à 50 et le monter à 500 rend visible ce que font le tableau et la boucle for. Le jour 2, Allumer une LED avec un bouton-poussoir (Push) et Allumer et éteindre une LED avec un bouton utilisent le même circuit, et la différence se trouve uniquement dans le code. Cette comparaison est le moyen le plus court d'expliquer l'idée qu'« un programme peut se souvenir de quelque chose », et tous les projets à capteurs des jours suivants reposent sur elle. Le jour 3 est le jour de la mesure. Dans Veilleuse avec LDR, la LED de la broche 13 s'allume quand la valeur de la LDR lue sur A0 descend sous 50 ; les binômes cachent le capteur avec la main, suivent la valeur dans le moniteur série et ajustent le seuil à la lumière de leur salle. HC-SR04 Mesure de la distance (affichage en série) affiche la distance entre 3 et 100 cm toutes les demi-secondes, et Capteur de stationnement avec HC-SR04 transforme la même mesure en alerte avec deux LED sur les broches 8 et 9 et un buzzer sur la broche 10 : si un obstacle est à moins de 20 cm, les bips s'accélèrent. Le jour 4, Utilisation du servomoteur amène le servo à 0, 90 et 180 degrés, et Utilisation d'un servomoteur avec un potentiomètre tourne ce même servo à la main avec un potentiomètre. La dernière demi-heure de la journée sert à choisir le projet du jour 5. Termine le partage de chaque journée par sa question de sortie ; les réponses te montrent quoi revoir pendant l'échauffement du lendemain :

1. Jour 1 : Qu'est-ce qui a changé dans le feu tricolore quand tu as écrit delay(500) au lieu de delay(2000) ? Pourquoi ?
2. Jour 2 : La différence entre le bouton qui allume tant qu'on appuie et celui qui bascule à chaque appui est-elle dans le circuit ou dans le code ?
3. Jour 3 : La valeur de la LDR diminue-t-elle dans le noir ou à la lumière ? Comment as-tu choisi le seuil de ta veilleuse ?
4. Jour 4 : Où va le servo quand tu écris 90 ? Pourquoi le servo suit-il le potentiomètre quand tu le tournes ?
5. Jour 5 : Montre une à une les pièces de ton projet qui détectent, décident et réagissent.

Paquet éducateur : combien de codes et quand les distribuer ?

Pour un stage de 5 jours, un paquet éducateur mensuel suffit. Chaque code mensuel ajoute 30 jours de Premium au compte qui l'utilise, et la durée démarre le jour où le code est saisi. Si tu distribues les codes le jour 1, le stage se termine au bout de 5 jours et il reste environ 25 jours aux participants pour continuer chez eux. Le paquet est un achat unique, sans renouvellement automatique ; les participants n'ont pas non plus besoin d'ajouter une carte à leur compte Apple ou Google. Les codes non utilisés n'expirent pas, donc ceux qui restent servent pour ton prochain stage. Pour comparer le paquet mensuel et le paquet annuel selon la durée du cours, lis paquet éducateur mensuel ou annuel ; le prix actuel pour ton pays s'affiche dans l'écran Paquets Éducateur de l'application.

• Commence par ton propre code : Utilise un code sur ton compte avant le stage ; ne fige pas le programme avant d'avoir ouvert les projets Premium et monté toi-même les circuits.
• Jour 1, distribue-les à la pause : Dans l'écran Mes Codes, envoie un code à chaque participant avec Copier le Code ou l'option de partage. Quand le participant touche le lien partagé, l'écran Utiliser un Code s'ouvre dans son application avec le code déjà rempli ; sans lien, il passe par Profil > Utiliser un Code et saisit le code au format BG-XXXX-XXXX-XXXX.
• Vérifie tout de suite : Dans Mes Codes, chaque code doit afficher Actif avec le nom de la personne qui l'a utilisé. Si tu règles les problèmes de compte et de connexion le jour 1, personne n'attend au passage aux projets Premium le jour 3.
• Sois transparent : Quand un code est utilisé, le nom, le nom d'utilisateur, l'e-mail et la photo de profil du participant sont partagés avec l'éducateur qui a donné le code. Dis-le dès le départ aux participants et aux parents.
• Connais les exceptions : Un compte qui a un abonnement Premium actif via l'App Store ou Google Play ne peut pas utiliser de code ; cette personne est déjà Premium, garde son code en réserve. Si quelqu'un abandonne le jour 1, l'unique transfert du code mensuel te permet de donner le temps restant à un nouvel arrivant.

Une journée heure par heure : l'exemple du jour 3

Le déroulé ci-dessous est prévu pour une journée de 3 heures, de 10 h à 13 h, et tu peux garder la même trame chaque jour ; seuls les projets et le défi changent. Le jour 3 a été choisi comme exemple parce qu'il réunit un projet gratuit et un projet Premium dans la même journée. Le court apport ne dépasse jamais 20 minutes ; les participants passent au moins 100 des 180 minutes à monter des circuits et à modifier du code de leurs propres mains.

Deux fonctions de l'application facilitent les phases de montage. La première est le mode Construisons-le ensemble de la page du projet : il montre étape par étape comment préparer les composants, monter le circuit, téléverser le code puis lancer et tester, garde l'écran allumé et rappelle au binôme à quelle étape il en était. La seconde est le passage du code vers l'ordinateur : le code affiché sur le téléphone se récupère avec Copier, ou Copier le lien envoie un lien qui ouvre le code sur l'ordinateur. Un binôme bloqué regarde d'abord la partie Si tu bloques de l'onglet Comprendre le code du projet, et seulement ensuite lève la main. Cette petite règle raccourcit la file d'attente et apprend aux participants à trouver leurs propres erreurs ; nous avons décrit toutes les parties de la page du projet dans le guide de la page du projet.

Liste du matériel : par groupe et pour 8 groupes plus une réserve

En répartissant 16 participants en binômes, on obtient 8 groupes ; avec un kit de réserve, tu prépares 9 kits. Pour un stage de 12 personnes, 6 groupes et 7 kits suffisent. Aucun composant ne demande de soudure. Les quantités par groupe sont un peu généreuses, car les LED montées à l'envers et les fils jumper cassés sont très fréquents les premiers jours. Si tu penses acheter des kits de démarrage, compare leur contenu avec cette liste ; nous avons détaillé ce qu'ils contiennent en général dans l'article kit de démarrage Arduino.

Check-list de préparation avant le stage

Découpe la préparation en trois moments. Si l'installation et les pilotes sont repoussés à la première heure du stage, la moitié du jour 1 y passe ; l'objectif est que chaque ordinateur ait déjà téléversé du code une fois quand les participants arrivent. Tu peux copier et imprimer la liste ci-dessous ; chaque point commence par le moment où il faut le faire :

• 2 semaines avant : Confirme le nombre de participants, calcule les groupes et le nombre de kits, commande le matériel manquant. Prévois des LED, des résistances et des fils jumper en plus en cas de retard de livraison.
• 2 semaines avant : Compte les ordinateurs. L'Arduino IDE doit être installé sur chacun ; sur les postes de l'établissement, cela peut demander des droits d'administrateur, parles-en au référent informatique. Les étapes d'installation sont dans l'article installer l'Arduino IDE.
• 2 semaines avant : Envoie le courrier d'information aux parents : dates et horaires, invitation à l'exposition du jour 5, le fait que les circuits fonctionnent uniquement avec les 5 V de l'USB, que l'utilisation d'un code partage avec l'éducateur le nom, le nom d'utilisateur, l'e-mail et la photo de profil du participant, et que le Premium démarre le jour de la saisie du code pour 30 jours.
• 1 semaine avant : Achète le paquet éducateur et utilise ton propre code. Monte toi-même chaque projet Premium une fois et note les points qui posent problème.
• 1 semaine avant : Regarde la puce USB des cartes clones ; installe le pilote sur les ordinateurs pour les cartes à puce CH340. La bibliothèque Servo est fournie avec l'Arduino IDE ; pour le jeu de mémoire, installe la bibliothèque LiquidCrystal_I2C depuis le gestionnaire de bibliothèques.
• 1 semaine avant : Range les kits dans des boîtes numérotées et colle une liste du contenu sur chacune. Teste les câbles USB un par un et marque-les : certains câbles ne servent qu'à la charge, la LED de la carte s'allume mais aucun port n'apparaît dans l'Arduino IDE. N'utilise pas les câbles apportés de la maison ; les solutions aux erreurs de port et de pilote sont dans l'article Arduino : le téléversement échoue.
• 1 semaine avant : Demande aux participants d'installer l'application et de créer un compte ; la distribution des codes le jour 1 ne prendra alors que quelques minutes.
• 1 jour avant : Branche une carte sur chaque ordinateur, téléverse le code de Clignotement d'une LED, vérifie que la LED clignote et colle une étiquette avec le numéro de port sur le côté de l'ordinateur.
• 1 jour avant : Vérifie le vidéoprojecteur, les rallonges et l'emplacement des prises ; 9 ordinateurs peuvent avoir besoin de charger en même temps.
• 1 jour avant : Imprime le tableau du programme et les règles de sécurité et affiche-les au mur. Écris les mini-projets du jour 5 sur une feuille à part.
• 1 jour avant : Vérifie le nombre de codes dans l'écran Mes Codes et prépare une feuille pour les associer à ta liste de participants : nom, numéro de groupe, statut du code.
• Premier matin : Pose la boîte de réserve sur ton bureau : LED, résistances et fils jumper en plus, une carte et deux câbles USB testés.

Jour 5 : idées de mini-projets

Le mini-projet occupe les deux premières heures du jour 5 et la dernière heure est consacrée à l'exposition. Les binômes choisissent à la fin du jour 4 ; tu peux ainsi compléter un composant manquant la veille au soir. Chaque option combine au moins deux notions des quatre premiers jours. Propose aux binômes rapides un projet de niveau Avancé ou l'ajout de leurs propres fonctions à un projet existant, et aux binômes en difficulté l'un des projets en boîte de niveau Débutant. Les durées du tableau sont des estimations, boîte et décoration comprises.

Exposition et modèle de présentation de 3 minutes

L'exposition est le moment dont on se souvient le plus, et elle permet aux participants d'expliquer avec leurs propres mots ce qu'ils ont appris. Aligne les tables le long d'un mur et place devant chaque binôme une carte avec le nom du projet et le numéro du groupe. Quand les parents ou d'autres classes arrivent, les binômes font chacun à leur tour une présentation de 3 minutes puis répondent aux questions pendant 1 minute ; pour 8 groupes, cela fait environ 35 minutes. Avant les présentations, donne 10 minutes à chaque binôme pour remplir le modèle. Ne leur demande pas de réciter le code, mais d'expliquer un nombre qu'ils ont changé et ce qu'il a produit.

Adapter le programme aux âges et aux niveaux

La trame du programme reste la même pour tous les groupes ; ce qui change, c'est le rythme, la profondeur des explications et ce que tu attends du jour 5. Utilise le tableau quand tu connais ton groupe ; même à âge égal, l'expérience peut beaucoup varier. Dans un groupe de niveaux mélangés, forme des binômes associant une personne expérimentée et une débutante, mais ne laisse pas la plus expérimentée garder le clavier en permanence.

Après le stage : continuer à la maison

Le plus grand risque d'un stage intensif est que l'enthousiasme du dernier jour retombe en une semaine. À la clôture, montre aux participants trois façons de continuer chez eux. Trouve ton projet pose trois questions : ce qu'ils veulent fabriquer, quelle carte ils ont et quel est leur niveau ; il propose ensuite la meilleure correspondance et un projet d'échauffement gratuit à commencer avec les mêmes composants. Les Questions du jour ouvrent une nouvelle série chaque jour, prennent environ 3 minutes et démarrent au bon niveau après un test de niveau de 15 questions. Le Guide du code propose 36 fiches pour Arduino C++ et MicroPython ; le lien Voir dans les projets en bas de chaque fiche liste les projets qui utilisent cette commande, du plus facile au plus difficile. Le code éducateur distribué pendant le stage reste valable après le stage, et les projets Premium restent ouverts jusqu'à la fin des 30 jours du code. Nous avons expliqué comment utiliser à la maison les parties Comprendre le code et À toi de jouer des projets du stage dans le guide Comprendre le code et À toi de jouer.

Règles de sécurité et de fonctionnement

• Tous les circuits fonctionnent avec les 5 V de l'USB. Rien n'est branché sur le secteur ; les projets d'ampoule en 220 V de l'application ne font pas partie de ce stage.
• Débranche le câble USB avant de modifier un circuit et rebranche-le une fois le montage terminé.
• Ne relie jamais directement la broche 5V au GND ; la carte chauffe et l'ordinateur peut couper le port USB.
• Branche toujours une LED avec une résistance. Si un composant chauffe ou si ça sent le brûlé, débranche d'abord l'USB, puis appelle l'animateur.
• Si la carte redémarre dès que le servo est branché, le servo tire trop de courant ; tu trouveras la cause et la solution dans l'article Arduino redémarre tout seul.
• Nourriture et boissons restent loin de la table des composants. Les pattes des composants et les bouts des jumpers piquent, manipule-les avec précaution.
• Demande la permission avant de toucher le circuit d'un autre binôme. Quand tu bloques, regarde d'abord la partie Si tu bloques, puis demande de l'aide.
• À la fin de chaque journée, compte les composants de ta boîte avec la liste du contenu et rends la boîte avec son numéro.

Au bout de cinq jours, les participants ont monté de leurs mains toute la chaîne, de la LED qui s'allume à un petit système qui décide grâce à un capteur ; plus important encore, ils savent où chercher quand un circuit ne fonctionne pas. Applique le programme tel quel pour ton premier stage, puis ajuste-le au second selon la journée qui a débordé et le projet qui a le plus plu. La meilleure préparation est d'ouvrir l'application BlueGrays sur ton propre téléphone, de parcourir les schémas, les listes de composants et le code des projets du stage, et de monter une fois du début à la fin le projet du premier jour.