Raspberry Pi 2. Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur. François MOCQ

Transcription

1 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur François MOCQ

2 Table des matières 1 Les éléments à télécharger sont disponibles à l'adresse suivante : Saisissez la référence ENI de l'ouvrage RI2PIRASP dans la zone de recherche et validez. Cliquez sur le titre du livre puis sur le bouton de téléchargement. Avant-propos Chapitre 1 Le Raspberry Pi 1. Introduction Présentation Historique de la création du Raspberry Pi Chronologie Logo L avenir du Raspberry Pi Chapitre 2 Description technique 1. Introduction Éléments constitutifs du Raspberry Pi Le SoC Le CPU Le GPU La mémoire Les ports USB et Ethernet Les sorties vidéo Les sorties audio Le bus CSI

3 2 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur 2.9 Le bus DSI Le GPIO L'alimentation Le connecteur de carte SD L'horloge temps réel Les dimensions physiques du Raspberry Pi Différentes versions Le Raspberry Pi Le SoC Broadcom BCM Le GPU La mémoire Raspberry Pi 2 vue de dessus Raspberry Pi 2 vue de dessous Les conséquences de cette évolution Modèle B Modèle A Modèle A et modèle B Raspberry Pi modèle B Rev Raspberry Pi modèle B Rev Évolution future Chapitre 3 Systèmes d'exploitation disponibles 1. Introduction Linux De Linus à Linux Le noyau Les distributions Distributions Linux pour le Raspberry Pi Raspbian "wheezy" Arch Linux ARM

4 Table des matières Pidora RISC OS FreeBSD OpenELEC Autres distributions Chapitre 4 Préparer la carte microsd 1. Introduction Séquence de boot du Raspberry Pi Étape 1 : mise sous tension Étape 2 : chargement de bootcode.bin Étape 3 : exécution de bootcode.bin par le GPU Étape 4 : exécution de start.elf par le GPU Étape 5 : exécution de kernel.img par le CPU ARM Étape 6 : démarrage de Linux Résumé de la séquence de boot du Raspberry Pi Installation du système d'exploitation Accès à la carte SD Acquisition d'une carte SD prête à l'emploi Installation d'un OS avec NOOBS Le site de la Fondation NOOBS Téléchargement de NOOBS Transfert de NOOBS sur la carte SD Installation de Raspbian avec NOOBS Conclusion Installation d'une image Raspbian Transfert de Raspbian sur la carte SD Sous Windows Sous Debian Conclusion

5 4 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur Chapitre 5 Démarrer Raspbian 1. Préparation du Raspberry Pi Mise en place de la carte microsd Connexion des câbles Raspberry Pi modèle B, B+ et Raspberry Pi Raspberry Pi modèle A et A Mise sous tension Configurer le système Utiliser raspi-config Déplacement du curseur Sélection Choix des options Configuration avancée de Raspbian Le fichier config.txt Configuration de la vidéo Ajouter des licences Utiliser le système Chapitre 6 Utiliser la ligne de commande 1. Introduction L'arborescence de Linux La ligne de commande Connexion à Raspbian Connexion en utilisateur normal Connexion en root Se déplacer dans l'arborescence Identifier le répertoire courant Lister le contenu d'un répertoire Changer de répertoire

6 Table des matières Chemin relatif et chemin absolu Modifier l'arborescence Gérer les fichiers Copier les fichiers Déplacer et renommer les fichiers Supprimer les fichiers Afficher le contenu d'un fichier Modifier le contenu d'un fichier Compresser et décompresser un fichier Accélérer la frappe des commandes Rappel des commandes précédentes Autocomplétion Administrer le système Gérer les utilisateurs et les groupes Gérer les dépôts Tenir le système à jour Installer/supprimer un programme Gérer les droits Gérer la connexion réseau Écrire un script shell Planifier des tâches Gérer les processus Configurer la date du système Sauvegarder votre configuration Sauvegarde de la carte microsd sous Windows Sauvegarde de la carte microsd sous Debian Conclusion

7 6 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur Chapitre 7 Utiliser le mode graphique 1. Introduction À la découverte de l'écran de Raspbian Icônes du bureau Guide de référence LXTerminal OCR Resources Scratch Python Games Navigateur Web Epiphany WiFi Config IDLE IDLE Mathematica Wolfram Sonic Pi Minecraft Pi Pi Store Icônes à gauche de la barre des tâches Icône LXDE Gestionnaire de fichiers Navigateur web Gestionnaire de fenêtres Gestionnaire de bureaux Ajouter une application dans la barre des tâches Icônes à droite de la barre des tâches Indicateur d'activité Horloge Verrouillage de l'écran Arrêt Ajouter/supprimer des éléments au tableau de bord Masquer la barre des tâches

8 Table des matières 7 3. Personnaliser le bureau Ajouter une application sur le bureau Supprimer une application du bureau Nouvel environnement graphique Déplacer la barre de tâches Ajouter une icône sur le bureau Conclusion Chapitre 8 Utiliser une mémoire de masse externe 1. Introduction Pourquoi une mémoire externe? Caractéristiques de la carte microsd Comparatif des mémoires de masse Choix d'une mémoire de stockage Disques et partitions sous Linux Identification des disques sous Linux Identification des partitions sous Linux Label et UUID Définir un point de montage L'arborescence sous Linux Créer un point de montage Utiliser une mémoire externe Montage manuel de la clé USB Démonter une partition Montage automatique au démarrage Utilisation des UUID Modification des droits Partition FAT ou NTFS Partition Linux

9 8 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur 7. Conclusion Chapitre 9 Démarrer sur un disque externe 1. Introduction Séquence de boot du Raspberry Pi Préparation du disque Suppression de la partition d'origine Identification de la partition à supprimer Suppression de la partition Création de deux partitions Formatage des partitions Partition Linux Partition FAT Copie du système de fichiers Modification des fichiers de démarrage cmdline.txt fstab Vérification du fonctionnement Pour aller plus loin Conclusion Chapitre 10 Que faire avec le Raspberry Pi? 1. Introduction Un poste bureautique La suite LibreOffice Présentation Installation

10 Table des matières Imprimer Un centre multimédia Installer XBMC Paramétrage Regarder un film Utiliser la télécommande Un serveur web Installer le serveur Objectif de l'installation Installation de lighttpd Test du serveur web Modification des droits sur le site web Installation de PHP et MySQL Test de l'installation de PHP Installation de MySQL Test et fin de l'installation de MySQL Installation de WordPress Configuration de WordPress Test du blog Mettre le site web en ligne Nom de domaine Configuration de la Freebox Se connecter au serveur web Une caméra de vidéosurveillance Présentation du projet Le logiciel motion Présentation Installation Configuration Test Envoi de messages d'alerte

11 10 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur 5.4 Le logiciel ssmtp Présentation Installation Configuration Test Conclusion Client de messagerie mutt Présentation Installation Configuration Test de l'envoi d' s Envoi de mail sans pièce jointe Envoi de mail avec pièce jointe Conclusion Envoyer des alertes par mail Configuration de motion Envoi de mail : configuration des droits Test Sauvegarde de la carte microsd Réalisation pratique Considérations légales Conclusion Conclusion Chapitre 11 Programmer en Scratch 1. Présentation Une longue histoire Les projets L'environnement de Scratch L'interface graphique Les blocs de mouvement

12 Table des matières Les blocs d'apparence Les structures de contrôle Les capteurs Les sons Les opérateurs Opérateurs arithmétiques Opérateurs logiques Le stylo Les variables Création d'une variable Création d'une liste Créer un jeu simple en Scratch Définir le scénario Définir les interactions Préparer la scène Dessiner les sprites Viseur de l'appareil photo Le logo Raspberry Pi Le pingouin Créer les variables Animer le jeu Les scripts de la scène Les scripts du chat Les scripts du pingouin Le script du logo Les scripts du viseur Faire évoluer le jeu Chapitre 12 Programmer en Python 1. Historique de Python Particularités de Python

13 12 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur 3. Python en mode console Lancement de Python Utiliser Python comme une calculatrice Opérations de base Opérateurs de comparaison Opérateurs d'assignation Opérateurs sur les bits Écrire une chaîne de caractères Les variables Les listes Créer un programme en Python Exécuter un programme Utiliser la boucle for Récupérer une valeur entrée au clavier À vous de jouer! Python en environnement graphique L'environnement de développement IDLE Utiliser le mode prompt Créer un programme Exécuter un programme Définir une fonction Créer une fonction Utilisation de la fonction Utiliser les modules Les modules internes Créer un module Utiliser un module dans un script Alias du nom de module Lire et écrire dans un fichier Création d'un fichier Écriture dans un fichier Lecture d'un fichier

14 Table des matières Suppression d'un fichier Gestion des exceptions Aller plus loin avec Python Chapitre 13 Le GPIO du Raspberry Pi 1. Description de l'interface GPIO Fonctions disponibles Valeurs limites (V et I) Schéma de l'interface GPIO Seuil du signal d'entrée Hystérésis Limitation du courant de sortie Résistance de tirage Configurations dangereuses Utilisation du GPIO Configuration utilisée Allumer une diode LED Lire un niveau d'entrée Gérer le GPIO en ligne de commande Accès au GPIO Création d'un accès à une broche GPIO Suppression d'un accès à une broche GPIO Récupérer les informations d'une broche du GPIO Clignotement d'une LED en shell Gérer le GPIO en Python Commander une LED Lire le niveau d'une entrée Gérer le GPIO depuis une page web Installation de WebIOPi Modification du mot de passe Utilisation de WebIOPi

15 14 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur Configuration de WebIOPi Modification de WebIOPi pour les Raspberry Pi 2 et B Conclusion Chapitre 14 Les périphériques 1. Le module caméra Caractéristiques du module Connexion sur le Raspberry Pi Activation de la caméra Capture d une image fixe Enregistrement d une vidéo Timelapse Les cartes d'extension Les cartes HAT Présentation Dimensions Fonctionnement Conclusion La carte son HiFiBerry DAC Présentation de la carte HiFiBerry DAC Mise en service de la carte HiFiBerry DAC Utilisation de mplayer La carte ADC Pi Plus Présentation de la carte ADC Pi Plus Les entrées analogiques Installation de la carte Essais de la carte La carte IO Pi Plus Présentation de la carte IO Pi Plus Les entrées numériques

16 Table des matières Installation de la carte Essais de la carte La carte RTC Pi Plus Présentation de la carte RTC Pi Plus Mise à l'heure du Raspberry Pi Installation de la carte Configuration de l'horloge RTC Récupération de l'heure au démarrage Utilisation de plusieurs cartes ABElectronics PiFace Digital Présentation de la carte PiFace Digital Schéma de la carte Mise en place de la carte Configuration de la carte Tests de la carte Utiliser des cartes spécifiques Carte prototype Commande d'un moteur PAP Commande d'un moteur CC Chapitre 15 Dépanner le Raspberry Pi 1. Fiabilité du Raspberry Pi LED des Raspberry Pi 2, A+ et B LED ACT des Raspberry Pi 2, A+ et B LED PWR des Raspberry Pi 2, A+ et B Indicateur de sous-tension sur l'écran Indicateur de température maximale sur l'écran Mesure de tension sur le Raspberry Pi 2, A+ et B LED du port Ethernet

17 16 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur 3. Signification des LED du Raspberry Pi modèle B La LED ACT ACT faiblement allumée ou éteinte ACT clignotante La LED PWR PWR éteinte PWR clignotante Les LED du port Ethernet Le Raspberry Pi ne démarre pas Problème de connexion au réseau Un périphérique USB plante le réseau La connexion se fait à 10 Mb/s Déplacer la carte SD bloque le réseau Plantage du réseau sous une forte charge Affichage anormal sur l écran Image entourée de bordures noires Image débordant de l'écran Points colorés et interférences Pas d'affichage sur l'écran Résolution non conforme Le son ne fonctionne pas Pas de son sur un moniteur HDMI Pas de son du tout Le clavier est en QWERTY Supervision du Raspberry Pi

18 Table des matières 17 Annexes 1. Réponses à l'exercice du chapitre Démarrer sur un disque externe Réponses aux exercices du chapitre Programmer en Python Réponses à l'exercice du chapitre Le GPIO du Raspberry Pi Sonic Pi Tableau de paramétrage de la vidéo Index

19 149 Chapitre 5 Démarrer Raspbian 1. Préparation du Raspberry Pi Démarrer Raspbian La carte SD est prête, NOOBS ou Raspbian installé, il est temps de brancher les câbles sur le Raspberry Pi et de découvrir toutes ses possibilités. La photo ci-dessus présente le Raspberry Pi modèle B+ prêt pour le démarrage ; tous les câbles ainsi que la carte SD sont en place.

20 150 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur 1.1 Mise en place de la carte microsd La mise en place de la carte microsd est identique sur les modèles A+ et B+ du Raspberry Pi. dprésentez la carte microsd devant le connecteur situé sous la carte du Raspberry Pi. Les contacts de la carte microsd doivent être tournés vers le circuit imprimé du Raspberry Pi. Sur la photo de la section précédente, les contacts de la carte microsd sont tournés vers le haut. dinsérez la carte microsd dans son connecteur. Enfoncez la carte délicatement dans le support jusqu'à entendre et ressentir un "clic" qui indique le verrouillage de la carte. 1.2 Connexion des câbles Raspberry Pi modèle B, B+ et Raspberry Pi 2 dne branchez pas le bloc d'alimentation sur le secteur immédiatement. dconnectez la prise microusb sur la prise d'alimentation du Raspberry Pi. dbranchez le clavier et la souris USB sur les ports USB. dbranchez la prise Ethernet côté Raspberry Pi et côté réseau selon ce dont vous disposez (prise murale, switch, box ). dreliez le câble HDMI au Raspberry Pi et à l'écran si celui-ci dispose d'une entrée HDMI. À défaut, utilisez un adaptateur HDMI/DVI ou HDMI/VGA (voir Éléments constitutifs du Raspberry Pi - Les sorties vidéo du chapitre Description technique) et reliez la sortie de l'adaptateur à la prise correspondante. Editions ENI - All rights reserved

21 Démarrer Raspbian Chapitre Si vous connectez le Raspberry Pi à un téléviseur sans prise HDMI : dsur un Raspberry Pi modèle B+ enfoncez le jack à quatre pôles dans le connecteur correspondant du Raspberry Pi B+, puis connectez les sorties vidéo composite et audio droite et gauche (prises RCA) sur le téléviseur. Sur un Raspberry Pi modèle B, connectez la sortie vidéo composite (prise RCA) et la sortie son (jack 3,5 mm) aux prises correspondantes du téléviseur. Sur un téléviseur uniquement équipé d'une ou plusieurs prises Péritel, prévoyez un adaptateur Péritel/RCA. Cet adaptateur peut avoir la forme d'une prise Péritel avec des connecteurs RCA intégrés ou celle d'un câble muni d'une Péritel à une extrémité et de connecteurs RCA à l'autre Raspberry Pi modèle A et A+ Ne branchez pas le bloc d'alimentation sur le secteur dès le départ, connectez seulement la prise microusb sur la prise d'alimentation du Raspberry Pi. Il y a moins de connecteurs sur le Raspberry Pi modèle A ou A+. Une seule prise USB est disponible et il n'y a pas de connecteur Ethernet. C'est ici le prix réduit et la faible consommation qui ont guidé les choix. Si vous avez opté pour l'utilisation du Raspberry Pi modèle A ou A+ en ligne de commande, le clavier USB seul suffira. Si vous prévoyez une utilisation en mode graphique, la souris devient indispensable. Connectez au choix : Un ensemble clavier/souris sans fil avec un seul récepteur (Logitech Unifying par exemple). Si vous avez en stock, un ancien ensemble clavier/souris muni de prises PS2 et un adaptateur prise USB vers deux prises PS2 (vendu pour quelques euros). Un hub USB qui démultipliera le port unique du Raspberry Pi modèle A ou A+ en 3, 4, 5, 7... prises. Vérifiez cependant que le modèle que vous choisissez est compatible avec le Raspberry Pi ( La connexion des prises vidéo et son se fait de la même façon que pour le modèle B ou B+.

22 152 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur 1.3 Mise sous tension Le moment attendu par tout acquéreur d'une carte informatique est venu : la mise sous tension. Branchez le bloc d'alimentation dans une prise secteur. L'écran branché sur le Raspberry Pi doit d'abord afficher des plages colorées, puis le logo du Raspberry Pi s'affiche en haut à gauche de l'écran, du texte défile Lors du premier démarrage de Raspbian, la séquence aboutit sur un utilitaire nommé raspi-config qui permet de configurer un certain nombre d'options du système d'exploitation. Remarque L'ordre et l'appellation des options peuvent différer selon les versions de Raspbian, mais les mêmes options se retrouvent au fil des versions. Si vous avez besoin de rappeler raspi-config plus tard, il suffira de le faire depuis la ligne de commande : root@raspberrypi:~# raspi-config Ou si vous êtes connecté en tant qu utilisateur normal : pi@raspberrypi:~$ sudo raspi-config Editions ENI - All rights reserved

23 Démarrer Raspbian Chapitre Configurer le système La première configuration du système est facilitée par la présence de l'utilitaire raspi-config. 2.1 Utiliser raspi-config raspi-config dans la version présentée précédemment propose neuf options, certaines d'entre elles sont à nouveau subdivisées en sous-options comme les options d'internationalisation ou les options avancées Déplacement du curseur Utilisez les touches de direction haut et bas pour parcourir les options. La touche [Tab] amène la surbrillance sur les deux boutons situés en bas de l'écran <Select> et <Finish>, puis à nouveau sur la liste d'options si vous continuez à appuyer sur la touche [Tab] Sélection Pour valider un choix, amenez la surbrillance sur <Select> et validez avec la touche [Entrée]. Pour signifier que vous avez fini de travailler avec cet utilitaire, amenez la surbrillance sur <Finish> et validez Choix des options Certaines options nécessitent de cocher un ou plusieurs choix dans une liste. En mode texte, les cases à cocher sont symbolisées par deux crochets séparés par un espace : [ ]. Pour cocher la case, placez le curseur entre les crochets et appuyez sur la touche [Espace]. Un astérisque apparaît entre les crochets : [*]. Il indique que la case est cochée. Pour décocher une case, procédez de la même façon : l'astérisque disparaît. Pour parcourir les listes, utilisez les flèches de direction haut et bas, mais également les touches [Page Up] et [Page Down] (monter d'une page ou descendre d'une page) qui accélèrent le défilement de la liste.

24 154 Raspberry Pi 2 Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur Remarque Certaines options qui nécessitent une connexion Internet ne fonctionnent pas sur un Raspberry modèle A dépourvu de prise Ethernet, comme la mise à jour par exemple. Les options sont présentées dans l'ordre où elles apparaissent sur l'écran de raspi-config. Il est recommandé de commencer par mettre à jour l'outil raspi-config dans l'option 8 Advanced Options et A9 Update. Attention : si vous éprouvez des difficultés avec l'anglais et/ou avec l'utilisation d'un clavier configuré en QWERTY, commencez par configurer les options d'internationalisation et redémarrez le Raspberry Pi avant de revenir sur les autres réglages du système. 1 Expand Filesystem Le système d'exploitation est livré sous forme d'une image binaire, adaptée à des cartes microsd de 4 Go. Si vous avez transféré l'image sur une carte microsd de plus forte capacité, une partie de la carte reste inutilisée. Pour utiliser la partie restante de la carte SD, choisissez cette option et validez. Le Root File System (système de fichiers racine) est étendu à toute la place disponible restante sur la carte SD. La prise en compte de la modification sera effective après que le Raspberry Pi a redémarré. 2 Change User Password Cette option permet de modifier le mot de passe par défaut de l'utilisateur pi. Si votre machine est reliée à Internet, il est impératif de changer le mot de passe d'origine (raspberry) pour le remplacer par un mot de passe présentant plus de sécurité. Validez cette option, une fenêtre vous prévient que vous allez devoir saisir le nouveau mot de passe. Déplacez la surbrillance sur <Ok> avec la touche [Tab] et validez. Editions ENI - All rights reserved