TEXAS INSTRUMENTS TI-Innovator HUB STEM/PWB/6E4 Module de programmation

Présentation générale

TEXAS INSTRUMENTS TI‑Innovator HUB STEM/PWB/6E4 est un module dédié à la programmation et à l’acquisition de données, conçu pour les environnements éducatifs MINT (Mathématiques, Informatique, Nouvelles Technologies). Il s’intègre facilement aux calculatrices TI‑83 Premium CE, TI‑84 Plus Silver Edition, TI‑Nspire CX‑CAX et à la plateforme LaunchPad, offrant ainsi une expérience d’apprentissage complète.

Caractéristiques techniques

• Microcontrôleur : STM32F103C8T6 (ARM Cortex‑M3, 72 MHz)
• Mémoire flash : 128 kB (programmable via SWD ou UART)
• RAM : 20 kB
• Connecteurs :
  • USB‑A (type B mini) pour la programmation et le transfert de données
  • Micro‑USB pour l’alimentation en mode autonome
  • Pins d’extension (PWB) compatibles avec les modules STEM/PWB/6E4
• Alimentation : 5 V via USB ou 3,7 V Li‑Po (chargeur intégré)
• Interfaces de communication : UART, I²C, SPI, PWM, ADC (12 bits, 8 canaux)
• Capacités d’acquisition : 10 kS/s par canal analogique, 1 Mbit/s en mode UART
• Logiciels de développement : TI‑Code Composer Studio, Arduino IDE (compatibilité via libTI), Python (via PySerial)
• Système d’exploitation embarqué : FreeRTOS (optionnel) ou bare‑metal

Fonctionnalités pédagogiques

Le TI‑Innovator HUB est pensé pour faciliter l’apprentissage de la programmation et des concepts STEM. Ses principales fonctionnalités sont :

• Programmation en C/C++ : Le module supporte le langage natif STM32, permettant aux étudiants d’écrire du code embarqué complet.
• Python via la calculatrice TI‑Nspire CX-CAX : Les élèves peuvent envoyer des scripts Python directement depuis la calculatrice vers le HUB pour contrôler les capteurs et moteurs.
• Interface Blockly (via l’application TI‑LaunchPad) qui traduit visuellement les blocs en code C, idéal pour les débutants.
• Acquisition de données : Le module peut lire des signaux analogiques (température, lumière, vibration) et les transmettre à la calculatrice ou à un ordinateur pour affichage graphique.
• Gestion d’événements : Interruptions externes, timers, watchdogs pour enseigner la logique temps réel.

Compatibilité matérielle

Le HUB se connecte aux calculatrices suivantes :

• TI‑83 Premium CE / TI‑84 Plus Silver Edition (via port de données CAS)
• TI‑Nspire CX-CAX / TI‑Nspire CX-CAX CAS II T
• LaunchPad TI‑Innovator (module d’extension PWB)

Il est également compatible avec les modules STEM/PWB/6E4, permettant l’ajout de capteurs, moteurs et autres périphériques.

Utilisations pratiques en classe

1. Projet “Robotique simple” : Connecter un moteur pas‑pas au HUB, programmer le contrôle via C ou Python, puis visualiser la vitesse sur la calculatrice.
2. Mesure de température ambiante : Utiliser un capteur TMP36, lire l’ADC et afficher les valeurs en temps réel sur TI‑Nspire CX-CAX.
3. Analyse de signaux audio : Brancher un microphone analogique, acquérir le signal à 10 kS/s, puis effectuer une FFT via Python.
4. Simulation de circuits électriques : Contrôler des LED et résistances programmables pour illustrer les lois d’Ohm et Kirchhoff.

Installation et configuration

L’installation se fait en trois étapes simples :

1. Connexion USB : Branchez le câble micro‑USB au HUB, puis l’autre extrémité à un port USB de votre ordinateur.
2. Installation du firmware : Utilisez TI‑Code Composer Studio pour flasher le firmware STM32. Le fichier TI-Innovator-HUB.bin est fourni dans la documentation officielle.
3. Configuration des paramètres de communication : Dans l’application LaunchPad, sélectionnez le port COM correspondant et définissez la vitesse (115 200 bps par défaut).

Documentation et ressources pédagogiques

Le fabricant propose un ensemble complet de documents :

• Manuel d’utilisation : Guide détaillé sur les connexions, le firmware et la programmation.
• Tutoriels vidéo : Série de vidéos couvrant l’installation, la configuration et des projets exemples.
• Exemples de code : Bibliothèques C pour ADC, UART, I²C, ainsi que scripts Python pour TI‑Nspire CX-CAX.
• Forum communautaire : Espace d’échange entre enseignants et développeurs pour partager des idées de projets.

Avantages pédagogiques clés

• Approche pratique : Les élèves passent directement du code à la réalisation physique, renforçant leur compréhension.
• Multilinguisme : Support de C/C++ et Python permet d’introduire plusieurs langages dans le même projet.
• Évolutivité : Le module peut être agrandi avec des capteurs supplémentaires grâce aux broches PWB.
• Coût abordable : Pas de licence logicielle supplémentaire, uniquement le matériel et les câbles nécessaires.

Conclusion

Le TEXAS INSTRUMENTS TI‑Innovator HUB STEM/PWB/6E4 Module de programmation constitue un outil complet pour l’enseignement des sciences, technologies, ingénierie et mathématiques. Sa compatibilité avec les calculatrices TI populaires, ses capacités d’acquisition de données et son support multi-langages en font une plateforme idéale pour transformer la théorie en expérience concrète.

FAQ technique

Quel est le protocole de mise à jour du firmware ?

L’outil TI‑Code Composer Studio utilise le protocole SWD (Serial Wire Debug) pour flasher directement la mémoire flash STM32.

Le HUB supporte-t-il l’alimentation sans fil ?

Non, il nécessite une alimentation via USB ou un pack Li‑Po. Cependant, le module est conçu pour être compact et portable.

Peut-on utiliser d’autres microcontrôleurs avec ce HUB ?

Le matériel est spécifiquement optimisé pour STM32F103C8T6 ; l’utilisation d’un autre MCU nécessiterait un firmware entièrement différent.