(Article en cours de rédaction - projet en cours de réalisation)
Cahier des charges
utiliser des composants électroniques et électriques de base
utiliser des logiciels libres
permettre de piloter une imprimante et un scanner
pouvoir disposer des principaux logiciels : navigateur, client de boite mail, traitement de texte, tableur, outils de dessin, etc
auto-construire les boîtiers
être réparable à l’infini
pouvoir s’adapter aux évolutions technologiques favorables au respect de la Création
dissocier tous les composants de l’ordinateur :
- unité centrale
- alimentation électrique
- clavier
- écran
- disque dur
Remarque :
C’est le contraire de l’esprit actuel : avec un ordinateur portable ou une tablette, une panne de clavier, d’alimentation, de disque dur ou d’écran entraîne le remplacement de tous les autres éléments alors qu’ils sont encore en parfait état de marche.
L’unité centrale : Ordinateur Raspberry Pi3
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. Il est de la taille d’une carte de crédit. Il est fabriqué en Angleterre
Permet :
l’apprentissage de la programmation informatique
l’exécution du système d’exploitation libre GNU/Linux et des logiciels compatibles.
l’utilisation de matériel de récupération (vendu sans boîtier, alimentation, clavier, souris ni écran)
Nécessite au minimum pour fonctionner :
un support de stockage mémoire compatible micro SD contenant le système d’exploitation
une source d’alimentation électrique adaptée :
- un système de piles ou de batteries
- un transformateur électrique délivrant une tension continue DC5V, intensité 2.5A minimum
Caractéristiques du Raspberry Pi3
Modèle | Pi 3 B |
Date de lancement | février 2016 |
SoC | Broadcom BCM2837 |
Architecture | ARM Cortex-A53 |
CPU | quadricœur ARM 64 bitsCortex-A53 |
Fréquence | 1,2 GHz |
Nombre de cœurs | 4 |
Connecteur SATA pour disque dur | non |
Unité de lecture/écriture | micro SD / MMC / fente pour carte SDIO (3,3 V) |
GPU | Broadcom VideoCore IV OpenGL ES 2.0, MPEG-2 et VC-1, 1080p30 h.264/MPEG-4 AVC high-profile decodeur et encodeur |
Mémoire (SDRAM) | 1 Go type LPDDR2 |
CPIe | non |
Nombre de ports USB 2.0 | 4 |
Sorties vidéos | HDMI 1080 et Composite (via un connecteur Jack) |
Sorties audio | stéréo Jack 3,5 mm (sortie son 5.1 sur la prise HDMI) et Composite |
Carte/connectique réseau | 10/100 Ethernet, Wifi 802.11n, Bluetooth 4.1 |
Périphériques bas niveau | 17 × GPIO, UART, I²C bus, SPI bus avec deux chip selects, I²S audio, +3.3 V, +5 V |
Puissance nominale | 800 mA (4 W) |
Consommation maximale mesurée | 720 mA |
Source d’alimentation1 | 5 volt via Micro-B USB ou GPIO header |
Dimensions | 85,60 mm × 53,98 mm × 17 mm |
Poids | 45 g |
Systèmes d’exploitation | Debian GNU/Linux, Raspbian OS, Fedora, Arch Linux ARM1, RISC OS, FreeBSD, Plan 9, Kali Linux, Snappy Ubuntu Core82, Windows 10 IoT |
Prix | 35.10€ |
Abréviations :
SoC (system on a chip) : système complet embarqué sur une seule puce, pouvant comprendre de la mémoire, un ou plusieurs microprocesseurs, des périphériques d’interface. Le Raspberry est fabriqué par l’entreprise américaine Broadcom.
CPU (central processing unit) : processeur (ou unité centrale de traitement), composant qui exécute les instructions des programmes informatiques
GPU (Graphics Processing Unit) : processeur graphique intégré sur le CPU), assure les fonctions de calcul de l’affichage sur l’écran.
CPIe (Peripheral Component Interconnectt) Express PCI Express : standard développé par Intel en 2004. Il spécifie un bus local série (« bus PCI express ») et un connecteur qui sert à connecter des cartes d’extension sur la carte mère d’un ordinateur. Il est destiné à remplacer tous les connecteurs d’extension d’un PC, dont le PCI et l’AGP.
WiFi norme 802.11n : disponible depuis le 11 septembre 2009. Le débit théorique atteint les 450 Mbit/s en Mimo 3x3 (débit réel jusqu’à 200 Mbit/s dans un rayon de 100 mètres)
Ports GPIO (General Purpose Input/Output) : littéralement Entrée/Sortie pour un Usage Général sont des ports d’entrée/sortie très utilisés dans le monde des microcontrôleurs. le Raspberry dispose d’un connecteur GPIO4 lui permettant d’être utilisé à la fois en tant qu’ordinateur personnel, et à la fois en tant que carte contrôleur pour des applications purement électroniques.
Fondation Raspberry
Wikipédia
Fournisseur
Remarques
Avec 1 Go de RAM, les limites sont vite atteintes. Certaines applications sont très gourmandes en mémoire et le Pi 3 ne dispose pas des ressources nécessaires pour en exécuter plusieurs simultanément. La plupart des ordinateurs actuels ont un minimum de 4 Go de RAM. Il est possible qu’à l’avenir le Raspberry puisse disposer d’un slot pouvant accueillir une mémoire type DDR4 pouvant aller de 4GB à 32GB RAM, sur option.
Le Raspberry ne possède pas de connectique SATA, qui permet d’y relier un disque dur interne. On peut connecter un disque dur externe par le port USB 2.0.
Pas de port USB 3.0. Ce port, plus rapide, est devenu la norme. Il permet de copier rapidement ses fichiers sur des disques de stockage externes. Mais les ports USB 3.0 coûtent trop cher pour équiper un Raspberry Pi 3
La vitesse d’accès à la carte SD est limitée par le fait que le bus du lecteur de carte est limité à 20 Mo/s. Sur le RasPi 3 il est possible (mais pas recommandé à cause des erreurs qui se produisent) d’overclocker le bus à 40 Mo/s.
overclocking
Les cartes Raspberry Pi peuvent faire tourner Windows 10 IoT Core, une version allégée de l’OS (Système d’exploitation) pour les appareils embarqués.
Le processeur graphique BroadCom VideoCore IV 3D peut exécuter de la vidéo 1080p à 60 images par seconde et il permet de lancer des jeux OpenGL.
La Raspberrry dispose d’une très importante communauté de développeurs.
Window 10 : le RaspberryPi2 est utilisé comme desktop sous Raspbian, Navigateur Web (Iceweasel) et LibreOffice comme logiciels principalement utilisés, et il est très largement plus rapide que des Netbook vendus dans le commerce avec Windows 10 (avec 4G de RAM).
Points faibles du Raspberry
LeMondeInformatique
La carte micro-SD
Le Raspberry ne dispose pas de disque dur pour y installer le système d’exploitation.
Celui-ci est installé sur la carte mémoire flash (micro SD) qui s’insère sur la carte dans le connecteur type micro SD. Contrairement aux disques durs, les mémoires flash ne sont pas réputées pour leur grande fiabilité. Il est très important de choisir des cartes SD de haute qualité, d’en disposer d’une deuxième de secours pour le système d’exploitation et de sauvegarder les données personnelles sur une clé USB ou un disque dur externe.
Les caractèristiques des carte SD est désignée par la classe.
Vitesse minimum d’écriture | Classe de vitesse | Classe UHS | Vitesse Video | Application |
10Mo/sec | Classe 10 | U1 | V10 | Enregistrement de vidéos en Full HD (1080p) |
30Mo/sec | - | U3 | V30 | Enregistrement de fichiers vidéos en 4K |
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Carte_SD]
Remarque :
Une carte de classe U3 peut supporter le taux de transfert maxi de 20Mo/s du connecteur du raspberryPI3, alors qu’une carte classe 10 ne permettra qu’un transfert de 10Mo/s maxi.
Téléchargement du système d’exploitation
Pour télécharger l’image du système d’exploitation Raspian sur un ordinateur Linux :
[https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/]
Choisir "download Zip" (peut prendre 30mn)
Enregistrer le fichier.zip dans un répertoire de votre ordinateur. Exemple : "2016-05-27-raspian-jessie.zip"
Clic droit sur ce fichier
Clic sur "Extraire"
Clic sur "Extraire l’archive vers" le répertoire choisi
On obtient l’image "2016-05-27-raspian-jessie.img"
Vérifier l’intégralité en ligne de commande Xterm :
Passer en commande "root"
Taper la commande (_représente un espace) : cd_Téléchargement/raspian/ (ou le répertoire sur lequel est le fichier zip) puis "Entrée"
Taper : sha1sum_2016-05-27-raspian-jessie.zip puis "Entrée"
Attendre que le résultat s’affiche : vérifier que le code est le même que celui qui était indiqué sous la commande "download" sur le site de téléchargement. Si c’est le me l’image a été téléchargée sans erreur.
Ensuite il faut copier cette image sur la carte micro SD, depuis votre ordinateur, à l’aide d’un lecteur de carte connecté sur une prise USB.
L’ alimentation électrique du Raspberry
L’alimentation préconisée par le constructeur est de 5V 2.5A, afin d’éviter des problèmes quand le microprocesseur fournit, par exemple, l’alimentation à un disque dur externe non auto-alimenté.
Comme cette puissance préconisée augmente à chaque version du Raspberry, pour anticiper un remplacement à l’avenir du microprocesseur, prévoir une alimentation surdimensionnée du type 5V 6A.
Caractéristiques | niceEshop(TM) | SODIAL(R) |
Boîtier | en alliage d’aluminium | Métal, composants électroniques |
Taille | 8.5x6x3.4cm | 11 x 7.7 x 3.6cm |
Puissance | 30W | 30W |
Rendement | >80% | |
Courant de travail | 5A | 5A |
Entrée | AC 110 220V | 110 220V |
Sortie | DC 5V - 6A | DC 5V - 6A |
Matière | Métal, composants électroniques | |
Prix | 8.59€ | 6,12 € |
Date | 27/8/16 | 27/8/16 |
alimentation 5V 6A
Sodial
Remarque :
il faut rajouter une prise pour le branchement secteur 220V et un prise micro USB pour la connexion sur le Raspberry
il semble que ces alimentations soient de mauvaise qualité (tension de sortie jusqu’à 6.3V !)
Si le rendement d’une alimentation est de 95%,la différence de perte de puissance avec une alimentation 5V 2.5A sera de seulement 0.875W.
Mais cette légère sur-consommation pourrait être inférieure voire nulle car en général, plus la puissance du transformateur est grande, plus le rendement est élevé.
Il semble très difficile de trouver sur des sites français un transformateur AC220V - AC 5V pour auto-construire une alimentation de très bonne qualité.
Pour éviter les interférences avec le microprocesseur, l’alimentation doit être tenue éloignée du Raspberry.
Alimentation standard
alimentation 5V 3A pour raspberry
Exemple d’alimentation récupérée
L’écran
L’utilisation d’un écran de récupération n’est pas forcément un bon choix.
Les derniers écrans sont basés sur la technologie de rétro éclairage par LED, qui consomme beaucoup moins d’énergie.
Cette consommation d’énergie dépend de la taille de l’écran,il est important de la réduire le plus possible.
Pour nos besoin nous disposons actuellement :
un écran plat de 49cm (19"") pour les logiciels d’architecture
un écran plat de 39cm (15") pour tous les logiciels de bureautique et de maintenance de ce site
un écran 26cm (10") pour tout le reste.
Voici un écran 10,1 " compatible avec le Raspberry :
Marque | WaveShare |
résolution | 1024 × 600 haute résolution |
écran tactile | capacitifs contrôle tactile |
interfaces d’entrée vidéo multi | HDMI, VGA et AV (CVBS) |
consommation | ? |
Système exploitation | Raspbian, Ubuntu, Windows 10 IoT |
Prix | 98,90€ |
Une seule touche, sans pilote, fonctionne comme un moniteur d’ordinateur, prend en charge Windows 10 / 8.1 / 8/7 / XP, seule touche, et sans pilote
Supports BB Black, livré avec l’image Angstrom. Multi langues menu OSD, pour la gestion d’énergie, réglage de la luminosité / contraste, etc.
Firmware est upgradable pour soutenir plus de nouvelles fonctionnalités (continuellement mis à jour)
Pour la compatibilité avec Raspberry Pi 3 Raspbian, il faut seulement modifier le ficher "config.txt" sur le CD.
Fournisseur
Support technique
Adaptateur pour écran VGA
Le Raspberry ne dispose que d’une sortie HDMI pour connecter l’écran.
On utilisera un adaptateur VGA (femelle) - HDMI (mâle) pour recevoir :
la prise VGA mâle de l’écran
se brancher dans la prise femelle HDMI du Raspberry
Fournisseur adaptateur
Disque dur
Un support de stockage mémoire compatible (carte micro SD) contenant le système d’exploitation adapté. La majorité des cartes mémoires du marché sont reconnues par l’appareil, une carte mémoire de classe 10 est recommandée.
Selon la technologie le nombre d’écriture avant panne peut varier de 10 000 à 100 000. Ceci peut causer des problèmes sur un système qui accède (très) fréquemment au système de fichier sur la carte microSD (Raspbian).
Le vrai problème du RaspberryPi est le temps d’écriture sur sa carte SD.
Disque dur SSD
source
Un SSD, de l’anglais « solid-state drive » permet le stockage de données sur de la mémoire flash, à semi-conducteurs à l’état solide par opposition aux disques durs classiques, sur lesquels les données sont écrites sur un support magnétique en rotation rapide.
Les SSD surclassent les disques durs classiques au niveau performance (débit, latence inexistante sur les SSD, consommation).
Comparaison disque dur - SSD
Caractéristiques | Disque dur | SSD |
Vitesse écriture | - | 520 Mo/s |
Vitesse lecture | - | 50 Mo/s |
Temps d’accès aux données | De 2,9 à 12ms | env 0.1 ms |
Alimentation | - | SATA |
Connectique | - | SATA III. |
Consommation veille | 0,5 à 1,3 W | 0,1 - 0,9 W |
Consommation activité | 2 à 4 W | jusqu’à 4 W |
Durée de vie | 2 à 5 ans (voire plus) en fonction de la charge et des conditions d’utilisation | Garantie constructeur allant de 1 à 10 ans |
Cycles d’écriture garantis | - | 10 000 (SLC), 5 000 (MLC) et 1000 (TLC) |
Masse | Jusqu’à près de 700 g | Quelques dizaines de grammes |
SSD Wikipedia
Comparateur conso
Mémoire flash Wikipedia
Remarque :
Il est très difficile d’avoir des informations sur les consommations des disques durs.
Il semble que les disques durs SSD soient encore très chers par rapport au disques durs magnétiques.
Clavier
Clavier Rii K12+ Ultra-mince 2.4GHz GFSK
mini clavier sans fil (wireless) AZERTY (version française)
3 indicateurs LED
touchpad grande taille
couvercle en acier inoxydable
batterie rechargeable Li-ion
pour Smart TV,HTPC,TV BOX,Raspberry PI, Mac OS,Linux
dimensions : 26 x 85 x 1.2cm
prix : 27,99€
clavier
Remarque :
Quand on utilise des tableurs, il est préférable de prendre un clavier avec pavé numérique.
Lecteur multi-cartes
Un lecteur multi-cartes permet de graver une carte mémoire flash microSD pour y installer le système d’exploitation. Il est important de pouvoir faire une copie de la carte microSD car c’est l’élément le moins fiable du système, même si on a pris la précaution de choisir une carte de marque.
Ce lecteur permet de lire les cartes d’appareils photo, ou d’enregistrer les fichiers crées sur les applications bureautiques.
Marque | TOOGOO | Ugreen |
Port | USB2 | USB3 |
Vitesse transfert | 400Mb/s | 5Gb/s |
Systèmes d’exploitation | Windows 98SE / ME / 2000 / XP et Mac OS10.0 et Linux2.4.X | Compatible avec Windows XP/Vista/7/8/8.1/10, Mac OS, Linux. |
Formats lus | Porte-MS / MS Pro Dual Core, SD / MMC, M2, Micro SD (carte TF) | SD, SDHC, Mini SD, Micro SD, T-Flash, MS, Compact Flash and XD etc |
Lecture/écriture | 1 seule carte | 4 cartes simultanément |
Hubble Ports USB2.0 | 3 ports | 0 ports |
Type de processeur | - | 5X86 |
Nombre de cœurs | - | 1 |
Interface du disque dur | - | ATA |
Longueur du câble | env. 50 cm | env. 50 cm |
Dimensions | 5 x7.5x3 cm | 5.5x6.5x1.5cm |
Prix | 3.87€* | 8,89€ |
*notre choix au 10/2016 Il permet de disposer de3 ports USB supplémentaire sur le Raspberry
Aucune alimentation externe.
Faible consommation d’énergie
Adaptée aux ordinateurs de bureau et ordinateurs portables.
Permet de transférez de manière flexible vidéos HD, musique, photos et données entre les dispositifs USB et votre ordinateur/ordinateur portable/Ultrabook/Macbook.
Ugreen :
Le lecteur de Carte USB 3.0 vous permet de lire et d’écrire 4 cartes simultanément, il est construit avec le dernier chipset de GL offrant un rendement de transfert de données rapide et fiable, qui permet d’économiser votre temps et de l’argent. Plug & Play, aucun pilote nécessaire.
Récapitulatif des achats (10/2016)
Composant | Marque | Prix |
Microprosseur | Raspberry PI3 | 35.76€ |
Alimentation | SODIAL AC a DC 5V 6A | 6.12€ |
Adaptateur VG - HDM | AUKEY Adaptateur HDMI vers VGA 1080 | 6,69€ |
Lecteur de cartes | TOOGOO 3 ports USB 2.0 Combo pour carte SD | 3,87€ |
Carte Mémoire microSDHC | SanDisk Ultra 16GB Vitesse de lecture jusqu’à 80MB/S Classe 10 | 6,90 € |
Ecran | Benq T904 | récup |
Clavier | Fujitsu | récup |
Souris | Logitech | récup |
Disque dur externe | Western Digital 120Go | récup |
Cout total :59.34€
Système d’exploitation Linux - Rasbian
Mesure des consommations électriques
Joulemeter
Annexes - ancien matériel utilisé
Écran BENQ T904
Caractéristiques :
Date achat | 2006 |
Résolution | 1280x1024 (UXGA) |
Taille écran | 19" LCD |
Temps de réponse | 25 ms |
Pas entre pixel (Pitch) | 0.294mm |
Contraste | 700:1 |
Luminosité | 250 cd/m2 |
Nombre de couleurs | 16.7 million |
Entrées Vidéo | VGA |
Angle de vue | 170/170 |
Consommation max. | 40 Watt |
MTBF | Hors rétroéclairage : 40000 heures - Rétroéclairage : 30000 heures |
MTBF small>(mean time between failures) : durée moyenne entre pannes, est une des valeurs qui indiquent la fiabilité d’un composant d’un produit ou d’un système. C’est la moyenne arithmétique du temps de fonctionnement entre les pannes d’un système réparable.
Ordinateur portable
Caractéristiques :
Modèle | Acer E machines E510 |
Date achat | 2008 |
Processeur | Intel Celeron T1400 / 1.73 GHz – 64 bits |
Vitesse du Bus de Données | 533 MHz |
Jeu de puces | Mobile Intel GL960 Express |
Technologie | multicœur 2 cœurs |
Mémoire cache | 512 Ko Type L2 |
RAM | 2 x 1 Go |
Technologie | DDR2 SDRAM - 533 MHz |
Disque dur | 120 Go |
Processeur graphique | Intel GMA X3100 Dynamic Video Memory Technology 4.0 |
Mémoire graphique totale disponible | 358 Mo |
Affichage | 15.4" TFT |
Résolution maxi | 1280 x 800 ( WXGA ) |
Couleurs | 24 bits (16,7 millions de couleurs) |
Stockage optique | DVD±RW (±R DL) / DVD-RAM - intégré |
Protocole de liaison de données | Ethernet, Fast Ethernet, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g |
WifiI | WifiIEEE 802.11b, IEEE 802.11g |
Interfaces | 3 x Hi-Speed USB - USB à 4 broches, type A - 1 x affichage / vidéo - VGA - HD D-Sub (HD-15) 15 broches - 1 x audio - sortie de ligne/casque - fiche mini-phone Stéréo 3,5 mm - 1 x microphone - entrée - mini-téléphone 3,5 mm - 1 x réseau - Ethernet 10Base-T/100Base-TX - RJ-45 |
Système d’exploitation | Linux Debian |
Batterie | 6 éléments Lithium Ion (3.7V 3x2 en série), 11,1V 5200mAh/58Wh |
Autonomie (jusqu’à) | 2 heure(s) |
Capacité | 4000 mAh |
Alimentation | Ac 120/230 V - DC 19V 3.42A - Classe d’efficacité : IV |
Consommation | 65W |
Disque dur externe
Modèle | Western Digital |
Date achat | 2008 |
Mémoire | 120 Go |
Alimentation | AC 220V - DC 12V 2A |
Consommation | 24W |