Minuteur Interactif à LED avec Affichage Matriciel & Contrôle Bluetooth

Composants et fournitures

Outils nécessaires

• Fer à souder + soudure

Applications et services en ligne

• Microsoft Windows 10 IoT Core

À propos du projet

Introduction

Ma fille de 6 ans n'a pas encore la notion du temps. Quand je lui dis « 2 minutes avant le dîner », 30 secondes ou 10 minutes peuvent s'écouler, elle ne voit pas la différence. J'utilisais le minuteur du micro-ondes, mais elle ne le voit pas depuis sa salle de jeu ni n'entend la sonnerie depuis sa chambre. J'ai donc créé un minuteur portable, visuel, à poser à côté d'elle.

J'ai commencé par un compte à rebours numérique sur LCD 16×2, mais ce n'était pas très engageant. Même si elle sait que 45 > 15, ça ne lui donne pas un vrai ressenti du temps restant. Je suis passé à une représentation visuelle : un sablier sur matrice 8×8 LED. Une matrice 8×16 serait idéale pour un sablier, mais un sablier statique n'est pas très captivant non plus.

Après plusieurs essais, ma fille et moi avons adopté ce design : des gouttes multicolores qui tombent et s'accumulent au fil du temps. Toutes les quelques secondes (précisément 1/64 de l'intervalle total), une goutte « reste allumée » (une LED s'allume définitivement). Quand toutes les 64 LED sont allumées, le temps est écoulé : la matrice clignote et le buzzer sonne.

Pour plus de flexibilité, plusieurs durées sont disponibles (1, 2, 5 minutes…). Et pour le fun, la durée peut être définie à la voix via mon Windows Phone. Une fois le temps écoulé, je peux ajouter du temps supplémentaire, toujours par commande vocale, tant que je suis en portée Bluetooth.

Le cœur du projet : Arduino Uno, matrice NeoPixel 8×8, module Bluetooth. L'avantage de la matrice NeoPixel : une seule broche Arduino la contrôle, libérant les autres pour d'autres fonctions. Le module Bluetooth assure la communication téléphone–Arduino. L'application Windows Virtual Shields for Arduino sur Windows Phone 10 permet d'exploiter les capacités du téléphone (reconnaissance vocale, etc.) depuis le sketch Arduino.

Projet débutant, aucune compétence avancée requise. 30–45 min si vous avez déjà de l'expérience Arduino. Si c'est votre premier projet électronique, prévoyez quelques heures pour visionner des tutos d'introduction (la série de Jeremy Blum est excellente).

Si vous faites des améliorations, commentez ! Je suis curieux de voir vos designs de compte à rebours ou vos intégrations d'autres fonctions Virtual Shields.

Ressources utiles :

• Guide pas-à-pas Microsoft Windows On Devices pour Virtual Shields.
• Guide NeoPixel Uberguide d'Adafruit.
• Bibliothèque matrice LED de Nulsom pour Arduino.
• Tutos YouTube pour débuter avec Arduino (installation IDE, connexion).

Prérequis

1. Configurer l'Arduino pour Windows Virtual Shields (instructions).
2. Configurer le Windows Phone et le PC pour Virtual Shields (instructions).

Note : 2–3 h si Windows 10 et Visual Studio 2015 ne sont pas encore installés, mais mostly unattended.

Matériel nécessaire

Composants :

1. Arduino Uno + câble USB A/B standard
2. Matrice NeoPixel 8×8 RGB
3. Module Bluetooth
4. Buzzer piézo
5. Fils mâle-mâle et mâle-femelle
6. Mini-breadboard
7. Lumina 635 (ou tout Windows Phone 10 compatible)
8. Optionnel : broches d'en-tête coudées
9. Optionnel : batterie portable 5 V rechargeable

Outils :

1. Fer à souder + soudure

Instructions du projet

Étape 1 : Connecter la matrice LED à l'Arduino

Temps : 15 min | Pièces : Arduino Uno, matrice NeoPixel, en-tête 3 broches, fils, mini-breadboard | Outils : fer à souder

J'ai testé plusieurs matrices. Les versions « shield » posaient problème : elles monopolisent toutes les broches et créent des conflits sur D0/D1 (RX/TX). La matrice NeoPixel a fonctionné parfaitement : une seule broche de contrôle, pas de conflit RX/TX.

Avant le câblage, soudez un en-tête 3 broches sur la matrice (droit ou coudé selon votre montage, mâle/femelle selon vos fils). Vous pouvez aussi souder les fils directement, mais l'en-tête offre plus de flexibilité.

3 connexions seulement :

1. Fil mâle-mâle : Arduino 5V → rail d'alimentation inutilisé sur breadboard.
2. Fil femelle-mâle : ce rail → broche 5V de la matrice.
3. Fil femelle-mâle : Arduino GND → GND matrice.
4. Fil femelle-mâle : broche numérique Arduino (sauf D0/D1) → broche DIN matrice. J'ai utilisé la broche 9.

Note : l'ordre des broches 5V, GND, DIN varie selon les fabricants. Vérifiez les marquages sur la matrice.

Étape 2 : Tester la matrice LED

Temps : 5 min | Pièces/Outils : aucun

La plupart des matrices fournissent une bibliothèque. Adafruit en a une, mais je préfère celle de Nulsom : les LED s'éteignent proprement au clear et le Virtual Shield fonctionne plus régulièrement.

Téléchargez la bibliothèque Nulsom, copiez-la dans Arduino/libraries, ouvrez l'IDE, chargez un exemple, téléversez. De jolies lumières !

Étape 3 : Connecter le module Bluetooth

Temps : 5 min | Pièces : module Bluetooth, fils | Outils : aucun

Première utilisation d'un module Bluetooth — très simple. Le BlueSMiRF Silver de SparkFun remplace un câble série. Soudez un en-tête mâle, puis :

1. Module sur breadboard.
2. Rail 5V (étape 1) → Vcc module.
3. GND module → GND Arduino.
4. TX module → RX Arduino (broche 0).
5. RX module → TX Arduino (broche 1).

Important : vous ne pourrez pas téléverser de sketch tant que TX/RX du Bluetooth sont connectés. Débranchez-les pour l'upload, rebranchez après.

Étape 4 : Connecter le buzzer piézo

Temps : 5 min | Pièces : buzzer, fils | Outils : aucun

Le buzzer a 2 broches. Insérez-le sur la breadboard, reliez la broche « + » à une broche numérique (j'ai utilisé la 3) et « – » à un GND Arduino.

Étape 5 : Télécharger et déployer le code

Temps : 10 min | Pièces/Outils : aucun

1. Téléchargez le code depuis GitHub, ouvrez-le dans l'IDE Arduino.
2. Débranchez TX/RX du Bluetooth, téléversez le sketch, rebranchez TX/RX.
3. Lancez l'app Virtual Shields, associez le téléphone au module Bluetooth (voir prérequis #2).
4. Appuyez sur Reset de l'Arduino pour redémarrer le sketch.
5. Quand l'app le demande, dites la durée (ex: « one » pour 1 minute). Les LED commencent leur animation.

Étape 6 : Le rendre portable

Temps : 5 min | Pièce : batterie portable 5 V rechargeable

La clé de la portabilité : alimenter l'Arduino indépendamment du PC. Un chargeur secteur fonctionne mais limite la mobilité. Une powerbank 5 V permet d'emmener le minuteur n'importe où, même dans le jardin.

Chargez la powerbank, branchez le câble USB de l'Arduino dessus, et c'est parti.

Code

Minuteur Compte à Rebours : https://github.com/peejster/Countdown-Timer

Schémas

Fichier Fritzing : countdown_timer.fzz

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