Travaux

La pieuvre électrique, un outil polyvalent pour la conception et le prototypage

La pieuvre électrique est un dispositif électronique polyvalent permettant de connecter plusieurs appareils de manière modulaire.

Fonctionnement de base

Une pieuvre électrique est constituée d’une base centrale sur laquelle se branchent jusqu’à 8 câbles identiques et interchangeables, d’où son surnom de « pieuvre ». Chacune comporte en son extrémité une prise femelle permettant de connecter tout type d’appareil électronique grâce à sa prise mâle correspondante.

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La base centrale assure l’alimentation électrique commune à tous les câbles. Elle comporte généralement plusieurs entrées/sorties permettant d’alimenter la pieuvre par une source de courant continu comme : 

  • un adaptateur secteur ; 
  • des batteries ; 
  • un panneau solaire. 

Des entrées/sorties numériques complémentaires sont souvent présentes pour assurer le pilotage et la communication entre les appareils. De plus amples détails sont disponibles sur https://www.piltop.fr/kit-electrique/pieuvre-electrique/.

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Domaines d’utilisation

Ce composant électrique est utilisé dans de nombreux domaines.

Industrie

Dans l’industrie, la polyvalence de la pieuvre électrique en fait un outil apprécié pour tester et développer rapidement des prototypes. Elle permet aux ingénieurs de connecter et configurer rapidement différentes cartes électroniques. Elle sert également à brancher des capteurs variés tels que : 

  • des capteurs de pression ; 
  • des capteurs de température ; 
  • des capteurs de mouvement ; 
  • des capteurs optiques.

La pieuvre électrique est également utilisée pour piloter des actionneurs comme : 

  • des moteurs pas à pas ;  
  • des servomoteurs, ; 
  • des sorties numériques/analogiques. 

Ces éléments sont nécessaires pour valider le fonctionnement de chaînes de contrôle/commande.

Robotique

En robotique, la pieuvre sert de base de test pour assembler et faire fonctionner ensemble tous les composants d’un robot exploratoire ou domestique. Ses câbles permettent d’alimenter et de piloter à distance les modules : 

  • de locomotion ; 
  • de perception ; 
  • d’interaction. 

Sa facilité d’utilisation évite aux ingénieurs d’effectuer une quelconque soudure. 

Automatisation

Dans le domaine de l’automatisation industrielle et de la domotique, la pieuvre électrique est utilisée comme interface de développement pour programmer et paramétrer le fonctionnement de dispositifs connectés entre eux, en l’occurrence : 

  • des capteurs réseau ; 
  • des actionneurs ; 
  • des modules d’entrée/sortie. 

Elle permet de mettre rapidement en place des chaînes de contrôle/commande prototypes. Cela leur offre une plateforme de test modulaire et flexible pour développer et simuler les scenarii de fonctionnement des automates industriels ou des dispositifs domotiques. La polyvalence de la pieuvre facilite, entre autres, la mise au point et l’optimisation des logiques de contrôle avant l’installation sur site des équipements automatisés.

Électronique amateur

Les bricoleurs et les amateurs d’électronique apprécient la simplicité d’utilisation de la pieuvre électrique pour monter et tester rapidement leurs projets. Avec ce composant, ils assemblent de façon modulaire les différents composants nécessaires à leurs créations  : 

  • microcontrôleurs ; 
  • capteurs ; 
  • modules électroniques ; 
  • LED ; 
  • écrans. 

Le fait de brancher les câbles sur les prises adéquates facilite grandement la conception, l’essai et la modification éventuelle de circuits ou de montages sans aucune soudure. 

Avantages et limites de pieuvres électriques

Comme tout composant électrique, la pieuvre a ses avantages et ses inconvénients.

Flexibilité

Grâce à sa conception modulaire à bases de prises interchangeables, la pieuvre électrique offre une grande flexibilité de montage qui permet d’assembler et de démonter à loisir les différents composants d’un projet. En effet, les connecteurs normalisés au format des prises mâles/femelles autorisent l’interconnexion rapide et réversible de toutes sortes de cartes ou modules électroniques sans aucun outillage spécifique. Cela donne la possibilité aux utilisateurs de tester différentes configurations matérielles ou logiques en quelques secondes à peine, en modifiant simplement le branchement des câbles sur la pieuvre. 

Gain de temps

La pieuvre permet de gagner un temps précieux en évitant le fastidieux câblage manuel fil à fil des différents composants d’un projet lors des phases de développement et de test. Au lieu de devoir souder un à un chaque connecteur sur les cartes et modules électroniques, la pieuvre électrique offre une solution de câblage plug-and-play grâce à ses prises normées. 

Portabilité

De par sa taille réduite, généralement comparable à celle d’une grosse boîte à chaussures et son poids plume de l’ordre de quelques centaines de grammes seulement, la pieuvre offre une solution de test extrêmement portable. Ces caractéristiques en font l’outil idéal pour vérifier et dépanner des prototypes sur le terrain, que ce soit : 

  • en usine ; 
  • sur des lieux d’installation ; 
  • d’expérimentation en extérieur.

Puissance limitée

La plupart des modèles grand public ne permettent de délivrer que quelques ampères au maximum, ce qui limite leur usage à des applications de faible puissance.

Bande passante limitée

Le bus de communication n’est pas toujours adapté aux applications nécessitant un débit de données important ou une latence très faible.

Exemples d’applications

Robot éducatif

De nombreuses initiatives pédagogiques proposent des kits robotiques montés sur pieuvre pour initier les enfants à la programmation et à la mécanique de base.

Drone indoor

Une pieuvre est idéale pour assembler, tester et piloter à distance un drone à rotor ou à hélice dans ses premières étapes de conception.

Maison connectée

La domotique amateur se construit souvent autour d’une pieuvre utilisée comme centrale de supervision pour actionner volets, éclairage, alarme à distance via des modules wifi ou Zigbee.

Véhicule télécommandé

Les modélistes assemblent volontiers leurs voitures, bateaux ou hélicoptères radiocommandés sur une pieuvre le temps du montage et des premiers essais.

Station météo

De nombreuses stations météo « fait maison » associent sur une pieuvre l’alimentation de divers capteurs et modules de mesure, d’affichage ou de transmission des données.

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