Introduction à Scratch pour Arduino

Le but de ces tutoriels sur Scratch est d’aider toutes les personnes souhaitant s’initier à la programmation, en particulier les plus petits, de façon ludique, en utilisant l’environnement de programmation graphique S4A (Scratch pour Arduino). Ok Ok, Scratch « for » Arduino en anglais

Ce tutoriel a aussi pour objectif de fournir aux écoles et aux enseignants en général les bases de la programmation pour accompagner les plus jeunes que ce soit en primaire, au collège et même au lycée sans forcément se lancer directement sur les lignes de codes parfois un peu effrayantes pour certains que présente la programmation Arduino à proprement parler.

Ce tutoriel sur Scratch pour Arduino est donc présenté afin que vous puissiez commencer sans aucune connaissance préalable tout en gardant en tête une logique de progression qui vous permettra de réaliser à moyen et long terme des projets robotiques plus complexes et poussés.

Scratch est conçu pour être simple à utiliser et vraiment adapté aux enfants de 8 à 15 ans afin qu’ils puissent commencer à programmer de façon ludique. Nous noterons que beaucoup de parents sans connaissance préalable sur la programmation seront surpris de voir qu’ils sont également en mesure d’éditer des programmes modérément complexes tout en assimilant ce qu’ils font sans faire de simples copiés collés de codes Arduino trouvés sur le web. Ces mêmes parents ou enseignants  seront donc en mesure d’accompagner leurs enfants ou élèves dans cet apprentissage sans aucune connaissance au préalable d’Arduino et son environnement.

Nous noterons aussi que suite aux récentes réformes scolaires en France la connaissance de la programmation fait désormais partie des compétences nécessaires à apprendre à l’école. L’intention n'est pas de faire de tous nos bambins de futurs développeurs, mais cela permet de leur faire connaître les rudiments d’une discipline qui est essentielle pour comprendre le monde dans lequel nous vivons aujourd’hui.

Scratch pour Arduino (S4A) un environnement simple et amusant pour les plus jeunes qui s’initient de cette façon aux concepts inhérents à la programmation structurée d’une manière un peu ludique qui ressemble souvent plus à un jeu qu’à un réel travail d’apprentissage, mais Scratch pour Arduino ne manquera de vous surprendre dans ses capacités à faire assimiler aux plus jeunes des programmes parfois complexes à présenter sans cet outil.

Qu'est ce que Arduino

Arduino c'est une même dénomination pour deux choses différentes.

 1) On parle d'arduino pour désigner une plateforme open source basée sur une carte avec un micro–contrôleur ( comprendre par là un composant électronique programmable) 
Pour simplifier nous pourrions dire qu’Arduino est une carte programmable dont les principales fonctions sont les suivantes:
Recueillir des informations sur des périphériques grâce à un microcontrôleur.
Analyser des données conformément à nos instructions.
Apporter les informations aux périphériques sur comment gérer et utiliser ces données.

2) Arduino représente aussi l'environnement de développement ( comprendre logiciel permettant de programmer la carte programmable). Un environnement de développement est appelé de manière un peu plus réduite IDE (provenant de l'anglais Integrated Development Environment ) et on parle donc de L'IDE Arduino. Cet IDE a été développé avec l’idée de faciliter la création de toutes sortes de projets électroniques, robotiques et  rendre cet univers ainsi accessible à tous et surtout aux non-professionnels. Cependant cet IDE est " textuel" , le code s'écrit et il faut dont apprendre la syntaxe en plus de la logique pour faire ses premiers programmes.

De toutes les plateformes, nous avons choisi Arduino car il offre certains avantages pour les étudiants, les enseignants et les fans :

• Il est multi-plateforme: le logiciel Arduino peut être exécuté à partir de Windows, Linux et les systèmes d’exploitation Mac OSX.
• Il est facile à utiliser et à programmer.
• Le logiciel et le matériel sont open-source et extensibles.
• Il ne coûte pas cher. (IDE gratuit)
• Il a une énorme communauté d’utilisateurs.
• Il supporte de nombreux périphériques de toutes sortes.
• Il présente de très nombreuses applications.

Scratch : un environnement graphique de programmation ( Un IDE graphique )

Scratch, comme arduino IDE est un IDE qui va permette de programmer des cartes arduino. Cependant là où Arduino IDE est un IDE " Textuel ",  Scratch lui va être un IDE graphique et donc un peu plus " User friendly"  pour les utilisateurs !  (Comprendre par là plus agréable à utiliser ;) )

Un programme se compose d’une série d’instructions exécutées de manière séquentielle. Donc, les instructions doivent être:

Précises : pas d’ambiguïtés inhérentes à la communication humaine.
Univoques : ne peuvent être interprété que dans un sens.
Concises : des commandes de préférence courtes

Programmer doit se résumer à fournir des instructions à une machine afin qu’elle fasse ce que nous voulons. Dans le but de communiquer avec cette même machine nous avons besoin d’un langage commun. Ce langage est ce que nous appelons la programmation.

Il existe de nombreux langages de programmation, et bien que certains soient plus simples que d’autres à apprendre, la vérité est que l’apprentissage de la programmation à proprement parler n’est pas une tâche simple. Pour Arduino la langage utilisé est une variante de C ++.

L’un des plus grands obstacles qui existe lorsque vous commencez à travailler avec Arduino dans l’ enseignement primaire ou secondaire, c’est précisément celui d’avoir à écrire du code avec vos élèves. En effet comme dit plus haut, il faut apprendre/comprendre la logique, mais aussi la syntaxe! C'est un peu comme apprendre à parler et à écrire en même temps ... ça peut se faire ;) mais afin de simplifier l'apprentissage en séparant les deux.
De la même façon que dans la vie on apprend d'abord à parler puis dans un second temps on apprend à écrire, pour programmer on peut d'abord apprendre la logique derrière un programme, ( ce que permet de faire scratch )  et donc une fois qu'on a en tête la logique on pourra apprendre la syntaxe qui permet de retranscrire le programme qu'on a en tête à l'écrit.

L’environnement de programmation graphique remplace les plastrons de langage de programmation de code pour amener ce monde de façon attrayante, accessible et agréable à tous ceux qui veulent apprendre la programmation, en particulier les enfants et les adolescents.
Il est même possible d'apprendre à développer des jeux 3D avec scratch!

Programmation graphique

Tout au long de ces tutoriels Scratch, nous allons utiliser l’environnement graphique Scratch pour Arduino ( S4A ), basé sur le populaire Scrath développé par le MIT, qui fournit un outil de programmation simple pour la carte Arduino.

Scratch est compatible avec les cartes Arduino Uno et fonctionne sur les systèmes d’exploitation les plus populaires: Windows, Linux et Mac OS.
Il est important de noter que la carte Arduino n’exécutera le programme que lorsqu’il sera téléversé à partir d’un ordinateur au préalable.
Avec Scratch pour Arduino nous ne pouvons pas connecter la carte Arduino à une source d’alimentation tout en continuant à exécuter le dernier programme que vous avez chargé

Matériel nécessaire pour suivre ce cours sur Scratch pour Arduino

Nous sommes conscients de la difficulté que peut impliquer l’obtention du matériel nécessaires pour suivre ces tutoriels Scratch, c’est pourquoi nous avons donc mis au point un kit de démarrage qui peut être utilisé tout au long de ces tutos.
Bien que ce kit ne soit pour le moment qu’un kit de base pour s’initier au monde de la programmation avec Scratch, pour les plus doués d’entre vous nous disposons également de kit plus complets vous permettant de coder directement avec l’IDE Arduino, incluant de nouveaux composants électroniques plus complexes.
Nous ne prétendons pas que notre kit est indispensable, mais nous pensons simplement qu’il est important d’obtenir le matériel nécessaire pour suivre le cours au complet à un juste prix.