Comment apprendre la robotique avec Raspberry Pi (1/2)

Vous voulez commencer à apprendre la robotique et réaliser des projets vraiment cool en rendant votre robot intelligent ?

Les cartes Raspberry Pi et les robots sont proches d’atteindre l’association parfaite. À l’avenir, de nombreux robots accessibles intégreront une carte Raspberry Pi (ou une carte similaire) pour offrir de grandes fonctionnalités à un bon prix.

Une carte Raspberry Pi est un petit ordinateur que vous pouvez utiliser pour tout ce que vous voulez, de l’IoT (Internet des objets) à la robotique, en passant par les serveurs web…

Si vous voulez participer à la prochaine révolution robotique, il est temps pour vous d’apprendre la robotique avec Raspberry Pi !

Dans cet article (en 2 parties), nous allons vous donner quelques conseils pour savoir par où commencer avec une carte Raspberry Pi, et sur quoi vous devriez vous concentrer pour apprendre la robotique tout en bénéficiant de toutes les fonctionnalités agréables et utiles de Raspberry Pi.

Qu’est-ce que le Raspberry Pi ?

Raspberry Pi est un projet développé par la Fondation Raspberry Pi pour rendre les ordinateurs et l’éducation technologique accessibles à tous dans le monde.

Le Raspberry Pi est une série de 3 cartes d’ordinateur avec des configurations différentes.

Ce que vous trouverez sur une carte Raspberry Pi :

Processeur
MÉMOIRE VIVE
Ports USB
Port HDMI
Port Ethernet
Interface de caméra
Broches GPIO
Lecteur de carte microSD

Comme vous pouvez le constater, rien de très différent d’un véritable ordinateur. En fait, un Raspberry Pi est un véritable ordinateur, qui tient sur une carte de la taille d’une carte de crédit. À partir de là, vous disposerez également de différents ports et broches pour connecter de nombreux appareils et composants matériels. Impressionnant, non ?

Ce que vous apprendrez avec Raspberry Pi

Avant de commencer à apprendre la robotique avec le Raspberry Pi, il est préférable de savoir exactement ce que vous allez apprendre en utilisant cette carte d’ordinateur.

La robotique se compose principalement de 3 compétences : la mécanique, l’électronique et l’informatique. Avec le Raspberry Pi, vous apprendrez principalement l’informatique et les protocoles de communication pour interagir avec les dispositifs électroniques externes tels que des capteurs, des moteurs…

Vous apprendrez également l’administration système et le réseau, car vous devrez configurer certaines parties de votre système d’exploitation, et vous aurez peut-être besoin de communiquer avec d’autres cartes ou des services Internet.

Enfin, vous élargirez vos connaissances en électronique. Si vous souhaitez recevoir des données d’un capteur (par exemple pour connaître l’inclinaison de votre robot), vous apprendrez comment utiliser certains protocoles de communication, comment brancher les fils au bon endroit et comment lire la fiche technique d’un composant. La lecture d’une fiche technique est assez difficile au début, mais une fois que vous aurez réussi à en comprendre une, vous pourrez presque les comprendre toutes, car elles suivent souvent des schémas similaires.

Après tout cela, si vous voulez aller plus loin, vous pourriez acheter une carte avec un microcontrôleur (comme Arduino) que vous utiliserez avec votre carte Raspberry Pi pour effectuer des tâches de « bas niveau » sur votre matériel. Vous apprendrez ainsi différents aspects de la robotique.

Ce que vous pouvez faire et ce que vous ne pouvez pas faire avec une carte Raspberry Pi

Comprendre quels sont les avantages et les limites de l’utilisation d’une carte Raspberry Pi.

La carte Raspberry Pi étant un véritable ordinateur, vous serez en mesure d’effectuer des calculs lourds et d’exécuter de véritables logiciels développés par vous-même ou par la communauté. Vous ne serez pas limité à des programmes de base (comme faire clignoter des LED ou contrôler un moteur). Vous pourrez mettre plus d’intelligence dans votre robot.

Raspberry Pi est livré avec certains systèmes d’exploitation conçus pour les débutants, ainsi que des instructions simples et détaillées. De cette façon, vous n’avez pas besoin de vous soucier de la configuration, vous pouvez directement apprendre la robotique avec Raspberry Pi, en suivant quelques tutoriels en ligne et en expérimentant par vous-même.

Vous trouverez également de nombreux ports et broches disponibles pour la communication réseau et le contrôle du matériel. Sur la dernière carte (Raspberry Pi 3), vous pouvez également utiliser le Wi-Fi et le Bluetooth, qui sont nativement intégrés !

Combinez tout cela, et le fait que les cartes Raspberry Pi ont la taille d’une carte de crédit : il est très facile d’embarquer une carte sur votre robot.

Que vous soyez un débutant ou un utilisateur avancé, vous trouverez toujours le moyen de contrôler votre robot à l’aide d’une carte Raspberry Pi. Un excellent moyen d’apprendre la robotique !

Les seules limitations sont que même s’il s’agit d’un ordinateur, il est certainement moins puissant que votre ordinateur portable (à moins que vous n’ayez un ordinateur portable vieux de 10 ans…). Vous pourrez faire tourner presque tout ce dont vous avez besoin pour votre robot, mais ne vous attendez pas à lancer des programmes graphiques lourds comme les logiciels de CAO (Solidworks, Catia…). Cependant, ne pensez pas que c’est un signal d’alarme pour votre projet, car on n’achète généralement pas un Raspberry Pi dans ce but.

Une autre limitation, plus complexe, se présente lorsque vous devez gérer des contraintes en temps réel sur votre robot. Nous développerons ce point plus loin dans ce billet.

Raspberry Pi 1, 2 ou 3, lequel choisir ?

Chaque carte tire le meilleur parti de la précédente, avec des composants plus puissants et de nouvelles fonctionnalités. Cela ne veut pas dire qu’elle devient plus chère à chaque itération. Vous pouvez trouver les deux cartes à un prix inférieur à 40 €.

Nous vous recommandons fortement de commencer à utiliser un Raspberry Pi 3. Cette carte est plus puissante que le Raspberry Pi 2 (processeur plus rapide et plus de RAM) et possède de nouvelles fonctionnalités très utiles, telles que l’intégration native du Wi-Fi et du Bluetooth. Vous pouvez désormais utiliser votre carte Raspberry Pi sans aucun autre périphérique, il vous suffit de brancher un clavier et une souris, et vous pouvez commencer.

Même si le Raspberry Pi 3 est assez récent (début 2016), les logiciels et les systèmes d’exploitation qui l’accompagnent sont désormais stables, et la communauté est très active, alors ne vous inquiétez pas des fonctionnalités manquantes.

Dans cette première partie, nous vous avons donné un aperçu de la façon d’apprendre la robotique avec le Raspberry Pi. Vous devriez maintenant avoir une meilleure compréhension de la situation dans son ensemble.

Dans la seconde partie de cet article, nous entrerons plus en détails et nous verrons quoi apprendre et quoi faire avec votre carte Raspberry Pi.