Les objets connectés : Principe de fonctionnement,cas d'utilisation

Histoire du Raspberry Pi

Le Raspberry Pi est un ordinateur dont les particularités sont la très petite taille (la taille d'une carte de crédit) et le prix modique (25-30 euros). Il a été créé par l'anglais David Braben, dans le cadre de sa fondation Raspberry Pi, dans le but d'encourager l'apprentissage de la programmation informatique.

Anecdote

Pour la petite histoire, raspberry signifie framboise en anglais.

Description de l'ordinateur embarqué

Le système d'exploitation Linux sur carte SD est destiné à des applications d'informatique embarquée. Le cœur de l'ordinateur est un FPGA (Broadcom) intégrant un processeur quad-core de RAM et de nombreux périphériques.

Connectivité et interface

Raspberry Pi peut être directement connecté à une IHM classique, souris/clavier/écran HDMI ou vidéo composite. Cependant comme tout ordinateur Linux, Raspberry Pi peut intégrer ses propres outils de développement et une IHM reposant sur SSH contrôlable depuis un autre ordinateur par Ethernet ou WIFI.

Connecteur d'extension

Le connecteur d'extension supporte les entrées/sorties parallèles ainsi que la plupart des bus de communication. C'est un support particulièrement économique et puissant qui peut être facilement mis en œuvre dans de petits systèmes nécessitant un accès au monde physique par des capteurs/actionneurs disposants d'interfaces numériques.

Évolution et éléments constitutifs de la carte Raspberry

La mémoire

Deux types de mémoire sont employés dans le RasPi : la DRAM (Dynamic Random Access Memory) et la flash SD (Secure Digital).

DRAM

La DRAM à faible consommation est conçue pour les applications mobiles. Cela signifie également qu'elle fonctionne en basse tension tout en conservant une vitesse d'horloge raisonnable.

Mémoire flash SD

La mémoire flash SD sert à stocker le système d'exploitation, tous les programmes et les autres données qui doivent persister.

Le connecteur d'extension de Raspberry Pi GPIO

La carte Raspberry Pi donne accès à des entrées et sorties numériques appelées GPIO (en anglais "general purpose input & output") contrôlées par le processeur ARM.

Usages multiples des GPIO

Elles sont à usage multiple :

• en entrée numérique tout ou rien, pour détecter un interrupteur par exemple
• en sortie numérique tout ou rien, pour activer un relais par exemple
• en sortie numérique PWM, pour contrôler la puissance moyenne d'une led par exemple
• en protocole I2C, d'échanger avec une ou plusieurs puces
• en protocole SPI, idem
• en protocole UART, d'échanger avec une seule puce (ou un PC)

Configuration des broches GPIO

La plupart des broches supportant les GPIO peuvent être réassignées à des périphériques de communication (SPI, I2C, ...).

Le connecteur de prototypage Pi Cobbler

On peut utiliser un composant matériel pour connecter des interrupteurs aux broches GPIO du RasPi nommé Pi Cobbler. Il s'agit d'un petit circuit imprimé équipé d'un connecteur.

WiringPi

Communication

Les UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) assurent l'émission et la réception asynchrone. Sur le Raspberry Pi, les niveaux sont 0v, 3.3v. TXD: Port GPIO14 (broche 8) RXD: Port GPIO15 (broche 10) Le bus SPI est un bus de communication synchrone. Très rapide car sans protocole logiciel, ce bus est donc très utilisé dans les communications locales pour un petit nombre de périphériques.

Système d'exploitation

La carte Raspberry Pi nécessite un système d'exploitation (Opération Système ou OS) pour fonctionner qui doit être installé sur la carte SD. On utilisera Raspberry Pi Os (anciennement Raspbian) qui est un Debian (Linux) allégé.

Raspbian est le nom de la version de Debian (distribution Linux) pour Raspberry. Les différentes versions de Debian ont des noms de jouets du film "Toy story".

LINUX mini (les commandes indispensables)

Accès distant

Accès par SSH

L'un des intérêt du RaspberryPi, c'est sa petite taille. Donc pour ne pas le surcharger avec des périphériques, on va le contrôler à distance.

Accès par VNC

Application du Raspberry

Langage de programmation

Le langage de programmation officielle qui a été pris en charge comme langue d'apprentissage éducatif sur le Raspberry pi est le Python. Python est d'ailleurs installé par défaut dans Raspberry PI Os.

Autres langages compatibles

Cependant, n'importe quel langage de programmation qui compilera sur un processeur ARMv6 est utilisable comme un moyen de développement sur le Raspberry pi.

Des autres langages de programmation peuvent être pratiqués avec un Raspberry pi comme le HTML5, le Java, le JavaScript(NodeJs), le C et le C++ ou encore le Perl.