À la découverte de la Raspberry Pi

Sans doute avez-vous déjà entendu parler de la Raspberry Pi, tant son succès est grand, le nombre d'unités vendues ayant atteint des niveaux que ses créateurs n'auraient jamais imaginés.

Elle est souvent présentée comme l'ordinateur du pauvre (de 5 à 45 € selon les versions). Mais en dehors d'offrir la possibilité d'accès à l'informatique aux plus démunis, quel est son intérêt ?

Eh, bien ! Une Raspberry Pi ça sert à tout. Il est habituel d'ajouter, à ce genre de remarque, « mais quand même pas le café ! ». Pour la Raspberry Pi, nous pourrions dire : « même ça elle le fait ». Bien sûr, elle ne moudra pas directement vos grains de café, ne coulera pas à travers ce café moulu pour vous délivrer votre nectar, mais elle pourra commander pour vous, aux heures choisies et selon votre savoir-faire, tous les appareils nécessaires.

Ce nano PC, en effet, en plus de disposer de tous les composants propres à en faire un véritable PC, est pourvu de divers connecteurs d'entrée-sortie permettant à la Raspberry Pi de communiquer avec le monde extérieur par l'intermédiaire de circuits électroniques. Si l'on perçoit d'emblée le potentiel en matière de commandes d'appareils divers, il faut également considérer les potentialités en matière de perception de l'environnement grâce aux capteurs de toutes natures : son, lumière, mouvement, température, hygrométrie, pression, etc. Il lui est ainsi non seulement possible d'agir, mais de le faire en fonction de ce qu'elle perçoit grâce à ces capteurs. C'est à vous, bien entendu, qu'il appartiendra de trouver les usages et de construire les algorithmes nécessaires (il existe des logiciels faisant de la programmation un jeu d'enfant).

La Toile regorge d'idées et de tutoriels si l'imagination venait à vous manquer. Des connaissances en électronique peuvent être un plus pour certains projets, car cela permettra d'étendre les possibilités.

Il faut toutefois savoir que la Raspberry Pi n'est pas le seul nano-ordinateur. Elle a de nombreux clones, certains plus performants, comme la Banana Pi par exemple, qui pousse la similitude jusqu'à imiter le nom, mais le prix en est généralement plus élevé. Ou bien il faudra se tourner vers des clones du marché asiatique. Mais la grande force de la Raspberry réside dans sa très large communauté grâce à laquelle on trouve maints compléments matériels, aides, tutoriels, idées…

La Raspberry Pi est née en Angleterre, à l'université de Cambridge. En 2006, des membres de cette université, constatant le déclin continu des étudiants dans la filière informatique après l'engouement des années 90, ainsi qu'une baisse des compétences, en ont cherché les origines. Ils ont constaté que les générations précédentes d'étudiants avaient été initiées à l'informatique dès leur enfance grâce aux micro-ordinateurs des années 80 dont les noms font encore briller les yeux des personnes ayant connu cette époque (Commodore, Amstrad, Sinclair, Texas Instruments…). Sur ces machines, pas d'environnement graphique permettant de tout faire à la souris. Il fallait nécessairement passer par du code et plonger dans les entrailles de la machine pour en extraire la substantifique moelle.

Ils ont donc cherché à concevoir une nouvelle plate-forme informatique à laquelle chacun pourrait avoir facilement accès, tant au niveau matériel que financier, et qui inciterait à la programmation. Plusieurs prototypes ont été conçus au sein de la fondation Raspberry Pi qu'ils ont créée pour se financer. Ce ne fut pas sans difficulté pour respecter le cahier des charges qu'ils s'étaient fixé, notamment le coût. Les 1^ers exemplaires voient le jour en 2011 et la véritable commercialisation commence début 2012.

Plein d'espoir, ses concepteurs s'imaginaient à l'origine pouvoir vendre 1000, peut-être même 10 000 exemplaires de leur machine. Fin 2016 la Raspberry Pi est vendue à plus de 10 millions d'exemplaires à travers le monde !

C'est une framboise (raspberry en anglais) qui donnera son nom à l'appareil, Pi venant du langage de programmation Python.

De base n'est fournie que la carte elle-même. Il faudra l'alimenter, soit en utilisant l'alimentation d'un appareil mobile (la Raspberry Pi est pourvue d'un port USB) si la puissance fournie est suffisante pour la version de la carte, soit en faisant l'acquisition d'une alimentation dédiée.

Si vous souhaitez protéger votre Raspberry Pi, vous pourrez l'équiper d'un boîtier. Là aussi des économies sont réalisables si vous construisez votre propre boîtier : des tutoriels existent sur le Net. On trouve même des plans prêts à imprimer pour réaliser des boîtiers cartonnés.

Côté vidéo et audio, la Raspberry est pourvue d'un port HDMI et d'un port jack 3,5. Rappelons que la connectique HDMI permet de faire transiter à la fois un signal audio et vidéo. Toutes les télévisions modernes sont équipées de ports HDMI, la plupart des moniteurs également. On trouve des câbles HDMI/DVI qui permettront la connexion à un moniteur avec prise numérique. Pour le VGA, il faudra acquérir un câble équipé d'un convertisseur.

Si l'on veut un petit écran portable à bas coût, il est possible de connecter un écran de caméra de recul (à partir d'une quinzaine d'euros) avec les anciens modèles qui sont équipés d'une sortie vidéo RCA. Sinon il faut un adaptateur HDMI/RCA. On trouve désormais de petits écrans tactiles pour la Raspberry.

Des packs comprenant la carte, une alimentation et un boîtier (éventuellement une carte SD) sont fréquemment proposés par les revendeurs. Ces équipements font certes monter le coût de la Raspberry, mais l'ensemble reste à un prix très bas (50 à 70 €).

Selon l'usage que vous en aurez, il faudra un clavier et une souris, au moins pour la configurer au départ. Ses connexions USB ne devraient pas poser de problème pour utiliser du matériel standard. Il existe des mini claviers ou des claviers avec Pad tactile, sans fil, pour une utilisation multimédia à partir de son canapé !

Pour faire un serveur vous pourrez vous passer d'écran, de clavier et de souris, la Raspberry pouvant être commandée à distance à partir d'un PC du réseau grâce aux protocoles SSH et VNC.

Vous trouverez également facilement des clés USB pour divers protocoles réseau (Wi-Fi, blutooth, Z-Wave, Zigbee) qui vous permettront de piloter des objets ou appareils connectés à distance.

Les plus techniciens d'entre vous pourront disposer de nombreux équipements spécialement adaptés à la Pi telles que des cartes d'extension HAT qui leur permettront de disposer de fonctionnalités étendues sans avoir besoin de bricoler. Les spécialistes, quant à eux, élaboreront leurs propres cartes d'extension à partir de composants électroniques. Il n'est pas rare de voir, dans des projets évolués, la Raspberry Pi associée avec une autre carte très connue des amateurs d'électronique, la carte Arduino, disposant d'un microcontrôleur pouvant être programmé.

La Raspberry Pi a la taille d'une carte de crédit. Elle a pour cœur un processeur de type ARM, microprocesseur d'architecture plus simple que d'autres familles de processeurs, mais également moins énergivore. Ces microprocesseurs sont majoritairement présents dans le monde de la mobilité.

Elle dispose de 1 à 4 ports USB, d'un port HDMI ou vidéo composite, 1 sortie jack stéréo.

Pour le stockage il faut lui adjoindre une carte mémoire SD ou micro SD. Pour de gros volumes de fichiers, un disque dur USB supplémentaire sera à envisager. Il faut également savoir qu'une carte mémoire a une durée de vie plus limitée qu'un disque dur en nombre de lectures-écritures.

L'alimentation se fait par un port micro USB. La Raspberry est équipée d'un processeur graphique capable de décoder la haute définition (1080p).

Il y a désormais plusieurs versions de Raspberry Pi dont les capacités ont évolué avec le temps. En voici quelques versions majeures.

Les premières Raspberry Pi sortent en deux versions :

• la version modèle A avec 256 Mo de RAM ;
• la version modèle B dispose d'un port Ethernet et certaines versions de 512 Mo de RAM.

Le modèle 2B (Raspberry Pi 2) se voit doté d'un microprocesseur plus puissant et de 1 Go de RAM.

Le modèle 3B (Raspberry Pi 3) est doté d'un microprocesseur 64 bits et du Wi-Fi intégré.

Le modèle zéro sorti fin 2015 reprend les spécifications des modèles A et B avec un processeur cadencé à une fréquence supérieure et un très petit prix (environ 5 €).

Pour avoir le détail des modèles et de leurs spécifications techniques, visitez sa page Wikipedia.

La Raspberry Pi n'est limitée que par l'imagination et les compétences informatiques et techniques de ses utilisateurs. Le Web regorge de suggestions d'utilisation, des plus ingénieuses aux plus incongrues.Pour l'illustrer, voici quelques exemples de réalisations dans des domaines très variés :

• vie pratique : fabriquer de la bière ;
• nouvelles technologies : un scanner 3D ;
• domaine artistique : Binaudios (sortes de jumelles acoustiques) ;
• incongrues et pour le fun (on trouve des pièges pour quelques euros) : un piège à souris.

Voici quelques suggestions qui pourraient vous donner envie de vous lancer :

• vous pouvez développer la créativité de vos enfants en les incitant à mettre en mouvement leurs jouets ou leurs réalisations en Lego, Meccano. La programmation leur sera accessible grâce à des applications telles que Scratch qui permet désormais de gérer le port GPIO de la Raspberry ;
• la domotique est à la mode et de nombreux équipements sont proposés à la vente, à des coûts plus ou moins prohibitifs. Mais avec la Raspberry vous pourrez tout piloter ou presque dans votre maison, et aller bien au-delà de ce que proposent ces équipements standards ;
• vous pouvez encore facilement réaliser un serveur informatique domestique pour la centralisation et la sauvegarde de vos fichiers. Vous pourrez ainsi accéder à vos fichiers multimédias à tout moment à partir de n'importe quel appareil, mobile ou non.

Nulle nécessité d'acheter un écran dernier cri pour bénéficier d'une TV connectée, la Raspberry Pi s'en chargera en vous donnant beaucoup plus de possibilités et d'évolutivité que ne le pourrait le système fourni avec votre TV. Il sera aisé d'en faire un enregistreur numérique réalisant des enregistrements sans limite de temps, transférables et lisibles sur d'autres équipements.

La Raspberry peut aussi être le moyen d'équiper en ordinateurs une collectivité ou une association disposant de peu de moyens financiers : exemple d'un projet humanitaire pour équiper des écoles du Mali.

Si cette présentation a réussi à déclencher en vous le feu sacré pour la « Framboise », si elle a réveillé en vous l'avide curiosité et soif d'entreprendre de votre enfance, adolescence, voici quelques liens qui vous guideront utilement.

Vous pourrez en découvrir plus le matériel lui-même et ses accessoires en visitant le site officiel de la fondation Raspberry Pi. Il propose également de nombreux guides. Si vous êtes fâchés avec la langue de Shakespeare, rassurez-vous, il existe une forte communauté française avec de nombreux sites et forums. 

Les questions sur la Raspberry Pi touchant des domaines très variés (matériel, programmation, systèmes, etc.) Developpez.com constituera naturellement l'une de vos principales ressources grâce à sa très riche communauté touchant à tous les aspects de l'informatique.

Developpez.com dispose d'une rubrique, d'une FAQ, d'un forum dédiés à la Raspberry Pi.

De nombreux systèmes d'exploitation ont été spécialement compilés pour le processeur ARM de la Raspberry, complets ou spécialisés. La liste suivante n'est pas exhaustive.

Distributions complètes :

• Debian avec Raspbian ;
• Arch Linux ;
• Ubuntu Mate ;
• OpenSuSe ;
• etc.

Ce sont de véritables systèmes d'exploitation, complets, proposant toutes les applications permettant un usage bureautique et multimédia.

Distributions spécialisées dans le multimédia :

• OSMC (open source media center, anciennement RaspBMC) ;
• OpenElec ;
• XBian ;
• etc.

Distributions pour la mise en place de serveurs (Web, stockage, services) :

• OpenMediaVault ;
• OwnCloud ;
• Laverna ;
• etc.

La fondation Raspberry Pi a conçu le programme NOOBS qui permet aux débutants de démarrer facilement avec l'appareil. Vous installez NOOBS sur une carte SD, vous démarrez la Raspberry avec cette carte, et il vous suffit de sélectionner le système que vous désirez installer pour que l'installation se fasse automatiquement. Pour tout savoir sur les différentes manières d'installer et démarrer un système sur la Raspberry Pi 3, vous pouvez consulter ce tutoriel.

Si vous êtes déjà un spécialiste de la « Framboise », aidez-nous à enrichir cette rubrique. Faites-nous part de vos réalisations, et nous pourrons vous aider, si nécessaire, dans la rédaction de vos tutoriels.

Merci à zoom61, f-leb, et LittleWhite pour la relecture technique, et Malick SECK pour la relecture orthographique.