C'est quoi un Raspberry Pi ?

Avec plus de deux millions d’exemplaires écoulés en moins de deux ans, le Raspberry Pi est incontestablement le roi des nano-ordinateurs. De la taille d’une carte de crédit, sans écran ni clavier, et d’un prix modique, il s’avère pourtant suffisamment puissant et ouvert pour offrir une grande variété d’applications : robot, station météo, serveur web, média center, PC de bureau…

Dans cette série d'atelier, il vous est proposé de découvrir la mise en route d'un raspberry pi ainsi que sa configuration de base vous permettant de commencer à jouer par vous-même avec votre nano-ordinateur.

Avant de rentrer dans le détail des ateliers, essayons de voir l'essentiel sur ce qu'est vraiment un Raspberry Pi.

Ça sert à quoi ?

Un Raspberry Pi est avant tout un ordinateur de taille est de coût réduit. Il permet de faire quasiment la même chose qu'un ordinateur de bureau. Son prix réduit et sa consommation énergétique 50 fois inférieur à un PC fixe standard en font un candidat idéal pour de nombreux projets :

• Serveurs (Web, Base de données, Fichiers, ...)
• Domotique (Brocker MQTT, Interface Utilisateur, ... )
• Internet des objets
• Robotique
• Vidéoludique et multimédia (émulation de consoles rétro, box multimédia, ...)
• Pédagogique
• ...

Pour une personne ayant des connaissances en Linux, c'est une plateforme facile d'accès. Mais attention à ne pas vouloir l'utiliser pour ce qu'il ne sait pas faire nativement :

• Physical computing
• Informatique embarquée
• Électronique et temps réel
• Calcul intensif
• Gestion de flux massifs de données

Pour ces différentes tâches spécifiques, il existe de nombreux autres outils plus adaptées (Arduino, Beagle Bone, Parallella, ...). Ce qu'il faut retenir, c'est que le Raspberry de part sa conception est très bon pour les usages généralistes et multimédia mais moins adapté aux usages demandant des performances particulières.

Qu'est ce que c'est ?

Le Raspberry Pi est un nano-ordinateur monocarte à processeur ARM conçu par le créateur de jeux vidéo David Braben, dans le cadre de sa fondation Raspberry Pi.

Cet ordinateur, qui a la taille d'une carte de crédit, est destiné à encourager l'apprentissage de la programmation informatique ; il permet l'exécution de plusieurs variantes du système d'exploitation libre GNU/Linux et des logiciels compatibles. Il est fourni nu (carte mère seule, sans boîtier, alimentation, clavier, souris ni écran) dans l'objectif de diminuer les coûts et de permettre l'utilisation de matériel de récupération.

Spécifications

Raspberry Pi modèle A

Modèle A

• Processeur : ARM1176JZF-S (ARMv6) 700 MHz Broadcom 2835 (dispose d'un décodeur Broadcam VideoCore IV, permettant le décodage H.264 FullHD 1080P et d'un VFPv2 pour le calcul des opérations à virgule) ;
• Mémoire vive : 256 Mo ;
• 2 Sorties vidéo : Composite et HDMI ;
• 1 Sortie audio stéréo Jack 3,5 mm (sortie son 5.1 sur la prise HDMI) ;
• Unité de lecture-écriture de carte mémoire : SDHC / MMC / SDIO ;
• 1 Port USB 2.0 ;
• Prise pour alimentation Micro-USB ;
• Des entrées / sorties supplémentaires sont accessibles directement sur la carte mère via des pins 3v3 : GPIO, S2C, I2C, SPI ;
• API logicielle vidéo : OpenGL : version embarquée OpenGL ES 2.0 ;
• Décodage vidéo : 1080p30 H.264 high-profile.

Modèle A+

Raspberry Pi modèle A+

Différences avec le A :

• Plus petit : 65 mm de long contrairement au 86 mm
• Lecteur de carte microSD en lieu et place du lecteur SD
• GPIO 40 broches
• Nouveau chipset audio
• Consommation électrique moindre
• Prix réduit à 20$

Modèle B

Modèle B Rev1

Différences :

• 2 ports USB 2.0 au lieu de l'unique port du modèle A, mais sur un seul bus, via le composant SMSC LAN9512 ;
• 1 port réseau Fast Ethernet (10/100 Mbits/s) via le même composant SMSC.

Le circuit LAN9512 qui gère les deux ports USB2 et le port réseau, est connecté au CPU via un unique port USB2 ; la bande passante est donc partagée entre ces trois ports.

Modèle B Rev1 + ECN0001

Différences :

• Suppression des fusibles protégeant les sorties USB
• Suppression de la diode D14, qui pouvait provoquer des interférences avec des périphériques possédant une broche CEC, lorsque le Raspberry restait connecté sans être alimenté.

Modèle B Rev2

Raspberry Pi modèle B Rev. 2

Différences :

• Implantation du reset (en reliant les broches 1 et 2 de P6)
• Support JTAG (deux broches GPIO interchangées)
• Support I2C (canaux primaire et secondaire inversés)
• Suppression de quatre signaux GPIO utilisés pour l'identification de version, et réaffectation à d'autres rôles
• SMSC +1V8
• Deux trous de fixation
• Correction du marquage des LED sur la platine

Modèle B 512 Mo

• Prise pour alimentation micro-USB (consommation : Modèle:Unité) ;

Différences :

• La RAM passe à 512Mo (au lieu de 256Mo sur les modèles précédents);
• Le modèle est estampillé avec la référence 4G en lieu et place de l'ancienne référence 2G.

Pour utiliser les 512Mo de RAM, le firmware de la carte mère doit être mis à jour.

Modèle B+

Raspberry Pi modèle B+

Ce modèle est annoncé en juillet 2014.

Différences par rapport au modèle initial :

• GPIO 40 broches
• 4 ports USB 2.0 et meilleur comportement en cas de surcharge
• micro SD
• réduction de consommation de 3.5W à 3W
• meilleur circuit audio
• suppression de la prise RCA au profit d'une prise mini-jack 4 points, comprenant une sortie sonore et vidéo

Modèle Pi 2

Raspberry Pi 2 modèle B

Le 2 février 2015, la fondation Raspberry Pi annonce la sortie du Raspberry Pi 2, plus puissant, il est équipé d'un processeur Broadcom BCM2836, quatre cœurs ARMv7 à Modèle:Unité, accompagné de Modèle:Unité de RAM.

Il possède les mêmes dimensions et connectiques que le modèle B+.

C'est pour qui ?

Autant avec l'Arduino on est vite confronté à des problèmes relevant de l'électronique alors qu'avec le Raspberry Pi, on se retrouve plutôt dans un univers Informatique.

Sur le Raspberry Pi, on a un système d'exploitation qui prend en charge toutes les problématiques d'accès au matériel et la gestion des ressources. Ce système facilite l'usage du raspberry mais introduit par la même une complexité supplémentaire qu'il faut appréhender. Comme souvent dans le monde informatique, il faudra maitriser au moins partiellement l'environnement technique dans lequel vous intègrerez votre carte.

Malgré cette complexité informatique, la communauté Raspberry Pi est extrêmement active et met à disposition de nombreuses ressources permettant à tout un chacun de réaliser un grand nombre de taches.

Comment ça marche ?

Comme indiqué dans les paragraphes précédents, le Raspberry pi est un ordinateur assez similaire dans ses principes de fonctionnement à un ordinateur personnel.

Comme pour un PC personnel, pour le faire fonctionner, il faut un système d'exploitation que l'on installe sur un support de stockage persistant. Classiquement, on installe un OS de la famille des GNU/Linux sur une carte SD.

Une fois installé et paramétré, l'utilisateur peut connecter sa carte sur un ensemble clavier/écran/souris pour l'utiliser comme un ordinateur classique. Il peut aussi y accéder à travers le réseau pour interagir directement à partir de n'importe quel emplacement du réseau.