La carte Galaxia

La carte Galaxia est une carte électronique développée par l'entreprise toulousaine Thingz. Cette carte est programmable avec le langage MicroPython et ça tombe bien puisque c'est ce langage de programmation que vous allez apprendre dans les cours en ligne de l'IMT !

Info

Passez votre souris et cliquez sur l'image ci-contre pour en savoir plus sur les composants de la carte Galaxia !

Les composants de la Galaxia

Le microcontrôleur ESP32-S2 (WiFi et Bluetooth)

C'est le cerveau de la carte. C'est lui qui va exécuter vos programmes désormais. Sa vitesse de calcul est de 240 MHz, ce qui est très élevé pour une si petite carte programmable.

C'est également ce module qui permet la communication WiFi : point d'accès pour la maison ou pour la classe, échanges de messages en réseau local avec adressage IP et serveur web.

Il a également une quantité de mémoire importante pour stocker plusieurs dizaines de programmes python en même temps et des fichiers audio.

L'écran LCD

Il a une taille de 1,8 pouces en diagonale et dispose d'une résolution de 128×160 pixels et d'un rétroéclairage à LED blanche. Il peut afficher une grande variété de couleurs : 262 144 tonalités de couleurs (18 bits). Il permet d'afficher du texte, des données et des éléments graphiques. Enfin, il permet de naviguer dans le menu Système pour accéder à plusieurs fonctionnalités décrites plus bas.

Une led RGB

Elle intègre en fait 3 LEDs (rouge, vert et bleu) dans un seul boîtier pour vous permettre de composer les couleurs de votre choix. On parle dans ce cas de synthèse additive des couleurs (à la différence de la peinture où l'on combine les couleurs primaires : cyan, magenta et jaune avec une synthèse soustractive). Cette LED offre un indicateur lumineux simple à programmer pour indiquer différentes informations en fonction des couleurs choisies. Sa luminosité offre une capacité d'éclairage qui peut permettre d'éclairer un objet dans un environnement sombre.

Pour chacune des 3 couleurs, on peut régler l'intensité lumineuse avec une valeur comprise entre 0 (absence de luminosité) et 255 (luminosité maximale).

Un capteur de lumière

Il est intégré à la LED et capte la luminosité qui lui parvient. La captation est très directionnelle, cela signifie qu'il faut bien pointer la LED dans la direction de la lumière que l'on veut mesurer.

Les valeurs obtenues vont de 0 à 255. En combinaison avec l’écran vous pouvez afficher un graphique présentant l’évolution de la luminosité. Programmez une alarme lorsque qu’un tiroir est ouvert ou fermé, programmez une prise connectée qui allumera votre lampe lorsque la luminosité baisse, et bien d’autres expériences.

La prise jack audio

Elle offre une entrée et une sortie audio à la Galaxia. Vous pouvez y brancher un micro pour exploiter l'entrée audio, une enceinte pour exploiter la sortie, ou un kit main libre pour profiter des deux en même temps.

Le magnétomètre

Ce capteur permet de mesurer un champ magnétique dans un espace en 3 dimensions. L'usage qui nous intéressera le plus souvent est la détection du nord magnétique. Ainsi, vous pourrez programmer votre carte comme une boussole ou trouvez votre orientation par rapport au nord.

Deux boutons poussoirs

Vous pouvez détecter s'ils ont été appuyé brièvement ou s'ils sont maintenus appuyés. Généralement, on utilise cette détection d'appui pour déclencher des actions en conséquence.

Quatre boutons tactiles

Leur utilisation n'est pas très différente de celle des boutons A et B. Ils sont disposés en cercle pour offrir un pad tactile qui peut être utilisé comme une flèche directionnelle, ils donnent ainsi à la Galaxia un petit air de console de jeu.

Le port micro-USB

Il vous sert à alimenter votre Galaxia, à communiquer/programmer avec l'ordinateur grâce au port série. Une fois programmée, on peut l'utiliser pour brancher une batterie USB et ainsi faire des objets mobiles.

Les broches de la Galaxia

Ce qui est chouette avec un microcontrôleur, c'est qu'on peut y brancher plein de capteurs et actionneurs. Ces composants vont être branchés sur les broches (ou pins en anglais) du microcontrôleur ou sur les ports Grove, tout ça est décrit ci-dessous.

Broches micro:bit

Les broches micro:bit permettent de brancher des composants électroniques simples en utilisant des fils de prototypage avec pinces crocodiles ou des modules d'extensions (ou shields en anglais) compatibles avec la carte micro:bit.

Voici les numéros des broches de la Galaxia :

À noter !

Vous noterez que les noms de broches que nous utilisons dans le MOOC (P0, P1, P2...) ne sont pas les mêmes que les numéros de broches. P0 correspond à la broche n°3, P1 correspond à la broche n°2, P2 correspond à la broche n°1... Ce sont les numéros de broche qui devront être reportées dans votre code. Pas leur nom ! Reportez à cet exemple de code et aux numéros de broches indiqués sur le schéma ci-contre pour écrire vos programmes.

Pour brancher un actionneur simple comme une LED, nous aurons besoins de deux fils de prototypages avec des terminaisons femelles d'un côté : c'est là que nous viendront introduire les "pattes" de la LED. De l'autre côté, ces deux fils seront terminés par des pinces crocodiles qui permettront de venir "mordre" une des broches micro:bit décrites ci-dessus. Là encore, nous à vous invitons à consulter cet exemple pour brancher une LED et écrire le programme associé.

Danger

Les LEDs ne peuvent pas être branchées n'importe comment, elles ont un "sens". Ce qui signifie qu'il faudra observer les "pattes" de la LED et de repérer la moins longue, vous devrez connecter cette patte à la broche GND tandis que l'autre patte devra être connecté à une des broches P0, P1, P2...

** Moyen mnémotechnique :** La patte la moins longue devra être branché sur le moins ou GND en anglais.

Ports Grove

Les ports Grove permettent de brancher des modules électroniques grâce à des câbles 4 couleurs (Noir, Rouge, Jaune, Blanc) munis de détrompeurs. Ces modules embarquent souvent des circuits intégrés qui assurent une fonction complexe : capteur de température, bandeau de LEDs RGB, module de communication avec un compteur électrique... Nous à vous invitons à consulter cet exemple pour brancher un servomoteur sur le port Grove 1 et écrire le programme associé.

Voici les numéros des broches des deux ports Grove de la Galaxia :

Brancher la carte Galaxia à un ordinateur

Info

La section qui suit est destinée aux heureux·euses propriétaires de notre kit MOOCs MicroPython. L'achat de ce kit est optionnel et toutes les activités de ce MOOC peut être simulées avec l'interface Vittascience.

L'interface Vittascience permet de simuler une carte électronique, des capteurs et des actionneurs. Et ça c'est chouette ! Mais ce qui est encore mieux, c'est de manipuler tout ça dans la vraie vie

Pour cela, veuillez suivre les étapes ci-dessous :

1. Connectez le port micro-usb de votre Galaxia à votre ordinateur en utilisant le câble micro-USB vers USB fourni dans le kit.
2. Depuis le navigateur Chrome (ou Edge ou Opera), ouvrez l'interface Vittascience et ouvrez la console en bas de l'interface avec le petit bouton .
3. Cliquez ensuite sur le bouton REPL pour ouvrir la communication entre votre ordinateur et la carte Galaxia.
4. Choissisez enfin le port USB sur lequel est branché votre Galaxia et cliquez sur Connexion
5. Dès lors, vous pouvez voir les messages envoyées depuis votre carte Galaxia (pour en savoir plus sur les messages sur le port série, c'est par ici
6. Vous pouvez également téleverser votre code sur la carte grâce au bouton Téléverser