Le Raspberry PI


Avec des millions d’exemplaires vendus dans le monde, le Raspberry Pi est la star des nano-ordinateurs, loin devant ses concurrents comme Arduino, Banana Pi, OrangePi, ou encore Odroid. L’objectif de la fondation Raspberry est de proposer un produit pour tous. Au niveau du prix (pas plus de 35 €) comme au niveau des compétences nécessaires à son utilisation.

Raspberry Pi pedagogie programmation

Le Raspberry Pi a su s’imposer chez les utilisateurs aguerris comme chez les débutants, c’est une solution économique pour créer de nombreux projets et s’initier aux joies de l’électronique.
Le « Raspi » a été initialement développé dans le but pédagogique d’encourager la jeunesse à s’intéresser à l’informatique et à la programmation avec Scratch et Python. Il fonctionne avec un processeur ARM, les systèmes d’exploitations et logiciels aujourd’hui compatibles avec le Raspberry Pi sont nombreux, les tutoriels se multiplient et la communauté ne cesse de grandir

Ce nano-ordinateur de la taille d’une carte de crédit est généralement livré nu et sans aucun accessoire, le but étant de réduire au maximum son prix et de vous laisser la possibilité de recycler le matériel déjà en votre possession. Le seul critère limitatif du Raspberry Pi est à chercher du côté des performances. Il parait évident qu’un nano-ordinateur à 35 € n’offre pas des capacités similaires à celle d’un ordinateur de bureau, même le plus bas de gamme d’entre eux.

Des milliers de projets …

Des projets assez incroyables fleurissent chaque jour un peu partout sur le net. Parmi les usages les plus courants d’un Raspberry Pi, on peut trouver :

  • L’apprentissage de la programmation et la découverte de systèmes d’exploitation open source
  • La création de média center et de console de rétrogaming, émulation de bornes d’arcade
  • L’utilisation comme matériel embarqué pour créer des robots ou autres appareils télécommandés
  • La mise en place de serveur web et mails, VPN, DNS, etc.
  • La gestion d’un système domotique, le contrôle d’une imprimante 3D
  • Ou plus simplement toute utilisation en substitution d’un ordinateur de bureau.
bureau Raspbian

Tous ces projets sont rendus possibles grace aux nombreuses cartes d’extensions (HAT) et accessoires disponibles pour le Raspberry Pi. Ses connecteurs GPIO qui lui permettent de collecter des informations et d’interagir avec le monde physique.

Depuis sa première version commercialisée en 2012 (le Pi 1 B) le Raspberry Pi a bien évolué et gagné en fonctionnalités et performances. La 3e génération de Raspberry Pi est aujourd’hui équipée du Wi-Fi sur les bandes de 2.4 et 5 GHz ,du Bluetooth 4.2 BLE, alors que le derniers modèles en date (Pi 4B) utilise le Broadcom BCM2711 basé sur l’architecture ARM Cortex-A72 gravé en 28 nm et cadencé à 1,5 GHz. Les premiers modeles tournaient à 700 MHz …, La mémoire vive est passée de 256 MB à 512 MB sur le 3 A+, puis à 1 GB sur le 3 B+ et jusque 4GB pour le Pi 4

Qu’est-ce qu’un Raspberry Pi

C’est un nano-ordinateur mono-carte à processeur ARM .
Le Raspberry Pi est livré nu, sans boitier ni alimentation, et encore moins de clavier, souris ou écran.
L’interêt ? Rendre l’informatique abordable, accessible à tous (comptez entre 5 et 50 € suivant les modèles) , encourager l’apprentissage de la programmation informatique et de ses différents langages.
Même si vous n’êtes pas un grand passionné de hardware et de programmation informatique, vous avez certainement déjà entendu parler du Raspberry Pi.

La fondation Raspberry Pi

le Raspberry Pi à été lancé en février 2012 (les premiers prototypes datent de 2006). Il a été développé dans le cadre de la fondation Raspberry Pi avec le soutien de l’Université de Cambridge et le fabricant du semi-conducteurs Broadcom. Créée par David Braben et plusieurs professeurs de l’université de Cambridge. La fondation Raspberry Pi est une association caritative dont l’objectif est de promouvoir les bases de la programmation informatique dans les écoles.

Sur son site web, la fondation (formée en 2008) se définit elle-même comme « une organisation qui œuvre pour mettre le pouvoir de l’informatique et de la création numérique entre les mains de personnes partout dans le monde […] pour que davantage de personnes soient en mesure d’exploiter la puissance de l’informatique et des technologies numériques pour le travail, pour résoudre des problèmes qui comptent pour eux, et s’exprimer de manière créative ».

Quel Raspberry Pi choisir ?

Raspberry Pi 3 A+, 3 B+, Zero WH , 4 B : quel modèle choisir et pourquoi ?

moedeles raspberry pi

Raspberry Pi Zero WH

Le modèle Pi Zero WH est la dernière évolution en date de la moins onéreuse de toutes les cartes Raspberry : le Pi Zero commercialisé en 2015 pour la modique somme de 5 $.

Une évolution de la Pi Zero avait déjà vu le jour en 2017 : la Pi Zero W, qui offrait un léger regain de puissance, mais surtout la prise en charge du Wi-Fi (comme l’indique la lettre W) pour un tarif toujours aussi attrayant, environ 10 $. En janvier 2018, la fondation a présenté la Pi Zero WH ; il s’agit de la même carte que la Pi Zero W, Header en plus. Cette nouvelle itération se vend légèrement plus cher (comptez environ 15 $) mais rend accessible le Pi Zero aux débutants qui n’ont pas forcément envie de manipuler un fer à souder. Le coût de cette carte reste donc relativement faible et l’ajout d’un solide port GPIO à 40 broches permet aux moins bricoleurs de réaliser de nombreux projets assez facilement

Du côté des spécifications, on reste ici sur la même carte que la Pi Zero W. On y retrouve par conséquent un SoC Broadcom BCM2835 à 1 cœur cadencé à 1 GHz, 512 Mo de mémoire vive, ainsi que la prise en charge de la norme Wi-Fi 802.11 b/g/n et du Bluetooth 4.1. Concernant la connectique, on trouve deux ports micro-USB ainsi qu’un port mini-HDMI. Pour la connexion à internet, il faudra se contenter du Wi-Fi puisque les différents modèles de Pi Zero ne possèdent pas de port Ethernet. Bien que le SoC reste le même que sur le tout premier modèle de Raspberry Pi, sa fréquence de 1 GHz permet ici un gain de performance de l’ordre de 40 %.

Raspberry Pi 3 A+

Le Pi 3 A+ est une itération allégée, plus petite et un poil moins puissante que le Pi 3 B+. Bien qu’elle reprenne en majeure partie les spécifications du Pi 3 B+ avec son SoC Broadcom BCM2837B0 et ses quatre cœurs cadencés à 1.4 GHz, elle ne dispose que de 512 Mo de mémoire vive.

En outre, on y retrouve la prise en charge du Bluetooth 4.2 BLE (Low Energy), ainsi que du Wi-Fi 802.11 b/g/n/ac sur des bandes de fréquences de 2.4 et 5 GHz, ce qui devrait également faciliter la transition au Wi-Fi 6 (802.11 ax) avec lequel les Pi 3 A+ et B+ auront une bonne compatibilité.

Le Pi 3 A+ se veut surtout plus accessible grâce à son prix avoisinant les 25 $. Néanmoins, cette version allégée se voit amputée de son port Ethernet ainsi que de trois des quatre ports USB 2.0 présents sur le modèle 3 B+.

Raspberry Pi 3 B+

Le Raspberry Pi 3 B+ , embarque un SoC légèrement plus puissant, le BCM2837B0, qui permet au CPU quad core Cortex-A53 64-bit de passer d’une fréquence de 1.2 à 1.4 GHz, le tout avec une mémoire vive de 1 GB DDR3.

On y retrouve une connectivité Bluetooth Low Energy, mais c’est sur sa connexion Wi-Fi que le 3 B+ parvient à surpasser les attentes. Équipé d’une puce Wi-Fi Cypress CYW43455, fonctionnant sur la bande de 2.4 GHz comme sur celle des 5 GHz, il offre des débits presque quatre fois supérieurs par rapport à son prédécesseur. Il en va de même avec la connexion Ethernet grâce au nouveau contrôleur Gigabit Ethernet.

On retrouve y donc un port Ethernet offrant une prise en charge du protocole Gigabit (300 Mbps), 4 ports USB 2.0, un port HDMI, un connecteur micro-USB pour son alimentation électrique, le support de cartes SD, ainsi qu’un port audio et vidéo composite. On notera également l’apparition d’un connecteur 4 broches destinés à raccorder la carte d’extension Pi PoE HAT qui est uniquement compatible avec cette version du Raspberry Pi.

Enfin, le Raspberry Pi 3 B+ permet aussi de s’affranchir de certaines contraintes. C’est notamment le cas avec le Pi PoE HAT officiel, une extension qui se place sur le dessus de la carte et qui permet d’alimenter le Raspberry grâce au Power over Ethernet (PoE) et ainsi de se passer d’une prise de courant.

Raspberry Pi 4 B

Le Raspberry Pi 4 Modèle B est le dernier né de la gamme de nano-ordinateurs Raspberry Pi. Il apporte des évolutions révolutionnaires pour la gamme Raspberry Pi. Voici ces nouveautés :

le Raspberry pi 4
  1. puissance du processeur et performances (Cortex A53 => Cortex A72)
  2. multimédia et la qualité de l’image (2 vidéos 4k)
  3. taille mémoire jusque 4Go et DDR4
  4. connectivité (Ethernet Gbit et USB3)

Le Raspberry Pi 3 B+ a été une évolution, Avec le 4 B on peut parler de révolution !

Pour l’utilisateur final, le Raspberry Pi 4 modèle B offre des caractéristiques proches de celle d’un ordinateur de bureau, avec des performances comparables à celles des PC d’entrée de gamme ×86.

Les principales caractéristiques de ce Pi 4 reposent sur un processeur Quad-Core 64 bits , deux sorties HDMI avec des résolutions allant jusqu’au 4K avec un GPU VideoCore VI (décodage vidéo matériel jusqu’à 4Kp60), une RAM qui peut atteindre 4Go, le WiFi bi-bande 2,4/5,0 GHz, le Bluetooth 5.0, un port Gigabit Ethernet, l’USB 3.0 et le PoE (via une carte PoE HAT à ajouter).

Avec la RAM de 1Go, on a une machine un peu plus puissante que le 3B+ mais qui reste limitée (quoique… on faisait déjà pas mal de trucs avec 1Go, non ?), Pour faire de la vidéo 4K et du double écran il faudra taper plus haut et prendre de la 2Go ou de la 4Go.

Comparer les versions

Avec le Raspberry Pi 4, nous avons un nano-ordinateur qui peut cette fois rivaliser avec des PC bas de gamme. Gain en vitesse sur les ports d’entrée/sortie, gain en puissance et passage à la 4K feront de ce Raspberry Pi 4 le digne successeur du Pi3 B+. La Fondation garantit que le Raspberry Pi 4 sera fabriqué au moins jusque janvier 2026.

La Fondation a fixé les prix des cartes Raspberry Pi 4 comme suit :

  • 1Go : 35$
  • 2Go : 45$
  • 4Go : 55$

Quels accessoires pour le Raspberry Pi ?

HDMI, carte SD et alimentation : des accessoires indispensables

Vous avez choisi votre Raspberry Pi, faut-il encore maintenant mettre la main sur une carte SD digne de ce nom et une alimentation adaptée à votre nano-ordinateur !

1. La carte SD

Le choix de la carte SD est important! Elle remplit le même rôle qu’un disque dur sur un ordinateur. La vitesse de transfert et la capacité de stockage de la carte sont des critères de choix important.
Il convient de choisir une carte mémoire de qualité (classe 10) en évitant les sous-marques et autres marques génériques. Une carte de 16 Go fera parfaitement l’affaire, et vous pouvez opter pour un espace plus large si besoin.

La boutique officielle Raspberry Pi propose des cartes SD NOOBS (New Out Of the Box Software) de 4 Go ou 16 Go. NOOBS est un programme d’installation très simple à utiliser qui permet aux débutants d’installer Raspbian en quelques clics, ou d’autres systèmes d’exploitation alternatifs en téléchargeant leur image sur le web.

2. L’alimentation

Le choix de l’alimentation ne doit pas être pris à la légère. Il mieux vaut partir sur l’alimentation officielle pour le Raspberry Pi 4 qui bénéficie d’un courant de sortie max de 3.0 A pour une tension de 5 V. Elle conviendra pour alimenter tous les modèles de Raspberry Pi. Si vous ne possédez qu’un Raspberry Pi Zero, mieux vaut vous tourner vers une alimentation dont le courant de sortie maximal est équivalent à 1 A ; cela vous permettra de profiter d’une alimentation adaptée et de réaliser quelques économies.

Les Raspberry Pi 0 à 3 s’alimentent grâce à sa fiche micro-USB. Le Pi 4 utilise un USB-C. Il est possible de réutiliser un chargeur universel déjà en votre possession si tant est qu’il dispose d’une puissance suffisante pour alimenter votre matériel. Attention au chargeur que vous désirez utiliser et aux nombreux modèles que l’on peut trouver sur internet ; en plus du danger, elle peut réduire les performances de votre nano-ordinateur.

Il existe d’autres méthodes pour alimenter votre Raspberry Pi. Pour le modèle 3 B+ , il existe une carte d’extension format HAT, la Pi PoE (Power Over Ethernet) qui vous permet de l’alimenter via un connecteur réseau RJ45. Comptez une vingtaine d’euros pour la Pi PoE HAT et 20 de plus pour un injecteur PoE qui vous permettra d’alimenter le câble Ethernet.

3. Le câble HDMI (ou vidéo composite)

Vous avez peut etre un câble HDMI qui traîne à la maison ! Il devrait suffire pour l’utilisation que vous en aurez.
Pas besoin ici de s’équiper d’un câble HDMI hors de prix, une entrée de gamme fera l’affaire. Vous pourrez y ajouter un adaptateur pour connecter un ecran VGA

Les accessoires pas indispensables.

1. Le boitier

Il existe plusieurs boîtiers officiels pour différents modèles de Raspberry Pi. Il y a des versions non officielles conçues avec une imprimante 3D. Certains boîtiers permettent d’accueillir une carte d’extension HAT, comme c’est le cas du PiJuice. Certains sont ventilés: le Argon One. Il existe de nombreux boîtiers destinés au rétro-gaming imitant le design des consoles de notre enfance, comme le SuperPi Case J ou le boitier NES. Pour ceux qui souhaitent transformer leur Raspberry Pi en véritable ordinateur de bureau, le Pi Desktop est l’un des meilleurs boîtiers du moment. Il est livré avec une carte d’extension permettant d’y connecter un disque SSD mSATA jusqu’à 1 To !

2. Clavier et souris

clavier souris raspberry

Ces deux éléments auraient bien pu se retrouver dans la catégorie « Indispensables ». Il est bien commode de disposer d’un clavier. Dans de nombreux cas une souris suffira .Il est possible d’installer et configurer Raspbian sans aucun de ces accessoires. Même l’écran n’est pas necessaire . (un PC est nécessaire).

3. L’écran

Il existe de nombreux écrans et afficheurs pour Raspberry Pi, de l’écran tactile officiel à la tablette Raspad en passant par les afficheurs LCD qui offrent généralement une interface très simple d’utilisation. Pour les projets plus complexes on trouve le Pi Top, un véritable ordinateur portable modulable basé sur Raspberry Pi et souvent présenté comme étant un kit de développement.

Sélection d’accessoires en vrac

Difficile de faire une liste exhaustive des accessoires dont on peut avoir l’utilité avec un Raspberry Pi. Pour le Pi Zero il sera intéressant de mettre la main sur un Hub USB. Vous serez peut-être attiré par un haut-parleur ?, une enceinte Bluetooth ? un module caméra …, pour ne citer qu’eux.
Du côté des cartes d’extensions, on retrouve tout un panel d’accessoires destinés à diverses applications, de la carte audio équipée d’une puce DAC au Sense HAT et ses nombreux capteurs, ou encore au Tuner TV HAT qui permet de décoder et recevoir le flux TNT sur votre nano-ordinateur.

Quel OS pour le Raspberry Pi ?

Un petit tour d’horizon des meilleurs systèmes d’exploitation que l’on peut faire tourner sur un Raspberry Pi.

Les distributions sous Linux

1. Raspbian

Basé sur la distribution libre Linux Debian, Raspbian est l’OS officiel que la fondation Raspberry a choisi de mettre en avant. Bien qu’on ne puisse pas établir un classement qualitatif des différents OS, Raspbian se trouve en pole position de notre liste, c’est une distribution relativement simple à utiliser et qui a surtout été spécialement conçue et optimisée pour tourner sur un Raspberry Pi équipé d’un processeur ARM.

Raspbian est disponible dans plusieurs versions dont les principales sont désignées par les noms de codes Wheezy, Jessie , Stretch, et Buster (la dernière version en date), respectivement basées sur Debian 7, 8 et 9 . Raspbian possède un panel de possibilités très larges. Optimisé pour être léger comme l’air , il prend en charge les connexions Bluetooth et Wi-Fi chères aux modèles 3e génération de Raspberry Pi. Cette distribution est livrée avec 35 000 paquets (des logiciels pré-compilés) à installer sur votre petite machine !

Dernier argument de choix : en tant que système d’exploitation, Raspbian bénéficie d’un très bon support et d’une grande communauté vers laquelle se tourner pour apprendre, partager ses expériences et le prendre en main.

Télécharger Raspbian sur le site de la fondation Raspberry

2. Ubuntu MATE 16.04

Développé par Canonical, Ubuntu est un système d’exploitation GNU/Linux open source qui jouit d’une très bonne réputation.Basé sur l’architecture Debian. Il est utilisé pour les serveurs et solutions de cloud, pour les ordinateurs de bureau. Pour le Raspberry Pi grâce à sa version optimisée Ubuntu MATE

Créé par Rohith Madhavan et Martin Wimpress, Ubuntu MATE sera parfait pour ceux qui sont déjà rodés à l’utilisation d’Ubuntu. Cette version pour Raspberry Pi reprend la procédure d’installation de package avec la commande apt-get.

Ubuntu MATE prend en charge le Wi-Fi ainsi que le Bluetooth et intègre nativement les logiciels : Firefox ,LibreOffice , ….
Attention : une carte SD de minimum 6 Go est requise pour l’installation. Les créateurs de cette OS recommandent d’utiliser une carte SDHC de classe 6 ou 10 pour profiter de performances optimales.

Télécharger l’image de Ubuntu MATE 16.04 sur le site officiel.

3. Fedora

Fedora bénéficie d’une version alternative dont les paquets ont été compilés spécialement pour l’architecture ARM du Raspberry Pi. Son nom de code : Pidora. Parrainé par Red Hat, la célèbre entreprise de logiciel open source récemment rachetée par IBM, Fedora inclut de nombreuses fonctionnalités comme les langages C, Perl et Python. Il integre aussi un mode headless, qui est un mode de fonctionnement sans écran, ni clavier ou souris.

Pidora n’est pas un OS à conseiller aux débutants : son environnement de bureau et ses commandes sont bien différents des systèmes d’exploitation que nous avons l’habitude de rencontrer, comme les deux que nous avons cités ci-dessus, et se destinent plus à des utilisateurs expérimentés.

Télécharger Pidora sur le site officiel Pidora.ca

Les systèmes d’exploitation basés sous Linux ne s’arrêtent évidemment pas à cette petite liste. D’autres distros ont vu le jour depuis 2012.Elles sont parfois destinées à des activités bien spécifiquesc: de Kali Linux qui s’attache à la sécurité informatique et permet de réaliser des tests d’intrusions étendus .

Parmi les autres OS Linux compatibles avec Raspberry Pi, on peut citer Snappy Ubuntu Core, Arch Linux, Gentoo, openSUSE, ou encore la version ARM de Slackware.

Windows 10 sur Raspberry Pi ?

Windows 10 IoT Core

Ne vous emballez pas trop vite : la version de Windows 10 développé par Microsoft pour le Raspberry Pi n’a absolument rien à voir avec le système d’exploitation que vous connaissez déjà et utilisez peut-être quotidiennement.

Comme son nom l’indique Windows 10 IoT Core se destine à l’Internet des Objets et à la programmation. Il permet aux développeurs de créer des applications sur leur PC via l’environnement de travail de Windows 10 (Azure, Visual Studio) pour les exécuter sur le Raspberry Pi. Son interface très minimaliste , reste une très bonne solution pour les développeurs.

Télécharger Windows 10 IoT Core

Windows 10 on ARM sur Raspberry Pi 3 ?

Avec le déploiement de Windows 10 on ARM pour la toute nouvelle génération d’ordinateur portable équipé d’une puce ARM, Microsoft dote son OS d’un caractère multiplateforme. Il semblait donc assez logique qu’un bidouilleur chevronné tente de trouver un moyen pour faire tourner cette nouvelle déclinaison de Windows 10 sur un Raspberry Pi, ce dernier étant équipé d’un processeur ARM. C’était sans compter sur le développeur Jose Manuel et toute une équipe de programmeur, qui ont réussi à adapter Windows 10 on ARM (WoA) sur le célèbre nano-ordinateur de la fondation Raspberry et ont également mis au point un outil pour installer facilement l’image de Windows 10 ARM64 sur la carte SD du Raspberry Pi.

Si vous souhaitez tester Windows 10 ARM64, il vous suffit de vous rendre sur la page officielle de GitHub, télécharger l’image et suivre les instructions. Notez qu’il vous faudra au minimum une carte SD de 16 Go ainsi qu’un Raspberry Pi modèle 3 B ou 3 B +.

Les distributions conçues pour le multimédia

1. OSMC

Open Source Media Center (OSMC) est une distribution basée sur Debian ainsi que sur le media center
Il s’agit là certainement d’une des solutions multimédia les plus simples à utiliser, puisqu’elle a été créée pour des utilisateurs qui n’ont pas forcément de connaissances approfondies de Linux.

Bien que OSMC soit initialement conçu pour tourner sur la Vero 4 K (une box multimédia qui gère et décode les flux HDR et H.265), il convient parfaitement à une utilisation multimédia du Raspberry Pi. OSMC vous permettra d’accéder à vos contenus multimédias de tous formats (vidéo, audio, image) via vos espaces de stockage connectés au Raspberry Pi, sur votre réseau local ou sur Internet (YouTube, Twitch, etc.). Pour une installation simple et rapide, OSMC est disponible via l’utilitaire NOOBS que vous pouvez retrouver sur le site de la fondation Raspberry.

Télécharger OSMC pour transformer votre Raspberry Pi en media center


2. OpenELEC / LibreELEC

À l’instar d’OSMC, OpenELEC est une distribution Linux facile à utiliser qui intègre le lecteur multimédia Kodi. Toutefois, il n’est aujourd’hui plus conseillé d’avoir recours à OpenELEC, dont les mises à jour se font rares, et de préférer son fork : LibreELEC.

La dernière version de LibreELEC permet, entre autres, de lire des contenus [logicie:431371 Netflix] ou Amazon.

Télécharger LibreELEC pour Raspberry Pi

Les distributions pour le retrogaming

1. Recalbox

Distro basée sur Linux et destinée à l’émulation de jeux vidéo, Recalbox a été créé par un développeur français connu sous le pseudonyme de DigitalLumberjack. Avec ses nombreux émulateurs (plus de 50 systèmes et 40 000 jeux compatibles), Recalbox permet de transformer votre Raspberry Pi en une véritable console de jeux ou borne d’arcade.

Il prend en charge de nombreuses manettes de jeux et intègre aussi nativement le media center Kodi.

Télécharger Recalbox, la solution retro-gaming par excellence

2. RetroPie

Sur le même modèle que Recalbox, RetroPie permet de retomber dans l’enfance en jouant à des milliers de jeux sur plus de 50 systèmes différents avec le logiciel EmulationStation. RetroPie s’appuie sur Raspbian et RetroArch et est entièrement configurable avec une simple manette. Bien que Kodi ne soit pas présent nativement sur RetroPie, il est possible de l’installer par la suite.

Télécharger RetroPie pour créer une console retrogaming avec un Raspberry Pi

RetroPie et Recalbox sont les deux solutions de retrogaming que l’on rencontre le plus souvent sur Raspberry Pi. Il en existe cependant d’autres qui valent la peine qu’on s’y intéresse, citons notamment Lakka dont l’interface graphique ne déplaira pas à ceux qui jouent sur PS3, mais aussi PiPlay, ou encore ChameleonPi

Le Raspberry Pi 4 : la configuration au top


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