Le Raspberry Pi 1. Introduction 19 2. Présentation 19 3. Historique de la création du Raspberry Pi 20 4. Chronologie 22 5. Logo 26 6. L avenir du Raspberry Pi 27 Description technique 1. Introduction 29 2. Éléments constitutifs du Raspberry Pi 30 2.1 Le SoC 30 2.2 Le CPU 33 2.3 Le GPU 34 2.4 La mémoire 36 2.5 Les ports USB et Ethernet 38 2.6 Les sorties vidéo 41 2.7 Les sorties audio 47 2.8 Le bus CSI 49 2.9 Le bus DSI 51 2.10 Le GPIO 52 2.11 L'alimentation 59 2.12 Le connecteur de carte SD 61 2.13 L'horloge temps réel 62 1/17
2.14 Les dimensions physiques du Raspberry Pi 64 3. Différentes versions 65 3.1 Le Raspberry Pi 2 66 3.1.1 Le SoC Broadcom BCM2836 67 3.1.2 Le GPU 67 3.1.3 La mémoire 67 3.1.4 Raspberry Pi 2 vue de dessus 69 3.1.5 Raspberry Pi 2 vue de dessous 70 3.1.6 Les conséquences de cette évolution 70 3.2 Modèle B+ 72 3.3 Modèle A+ 74 3.4 Modèle A et modèle B 76 3.5 Raspberry Pi modèle B Rev. 1 79 3.6 Raspberry Pi modèle B Rev. 2 81 4. Évolution future 84 Systèmes d'exploitation disponibles 1. Introduction 85 2. Linux 86 2.1 De Linus à Linux 86 2.2 Le noyau 88 2.3 Les distributions 90 3. Distributions Linux pour le Raspberry Pi 92 3.1 Raspbian "wheezy" 92 3.2 Arch Linux ARM 94 3.3 Pidora 94 3.4 RISC OS 95 3.5 FreeBSD 95 2/17
3.6 OpenELEC 96 3.7 Autres distributions 97 Préparer la carte microsd 1. Introduction 99 2. Séquence de boot du Raspberry Pi 100 2.1 Étape 1 : mise sous tension 100 2.2 Étape 2 : chargement de bootcode.bin 102 2.3 Étape 3 : exécution de bootcode.bin par le GPU 103 2.4 Étape 4 : exécution de start.elf par le GPU 104 2.5 Étape 5 : exécution de kernel.img par le CPU ARM 105 2.6 Étape 6 : démarrage de Linux 106 2.7 Résumé de la séquence de boot du Raspberry Pi 108 3. Installation du système d'exploitation 108 3.1 Accès à la carte SD 109 3.2 Acquisition d'une carte SD prête à l'emploi 110 3.3 Installation d'un OS avec NOOBS 111 3.3.1 Le site de la Fondation 111 3.3.2 NOOBS 113 3.3.3 Téléchargement de NOOBS 114 3.3.4 Transfert de NOOBS sur la carte SD 117 3.3.5 Installation de Raspbian avec NOOBS 124 3.3.6 Conclusion 132 3.4 Installation d'une image Raspbian 133 3.4.1 Transfert de Raspbian sur la carte SD 135 3.4.2 Sous Windows 8 136 3.4.3 Sous Debian 7 140 3.4.4 Conclusion 147 Démarrer Raspbian 3/17
1. Préparation du Raspberry Pi 149 1.1 Mise en place de la carte microsd 150 1.2 Connexion des câbles 150 1.2.1 Raspberry Pi modèle B, B+ et Raspberry Pi 2 150 1.2.2 Raspberry Pi modèle A et A+ 151 1.3 Mise sous tension 152 2. Configurer le système 153 2.1 Utiliser raspi-config 153 2.1.1 Déplacement du curseur 153 2.1.2 Sélection 153 2.1.3 Choix des options 153 2.2 Configuration avancée de Raspbian 170 2.2.1 Le fichier config.txt 170 2.2.2 Configuration de la vidéo 179 3. Ajouter des licences 180 4. Utiliser le système 183 Utiliser la ligne de commande 1. Introduction 185 2. L'arborescence de Linux 188 3. La ligne de commande 189 3.1 Connexion à Raspbian 189 3.1.1 Connexion en utilisateur normal 190 3.1.2 Connexion en root 195 3.2 Se déplacer dans l'arborescence 198 3.2.1 Identifier le répertoire courant 198 4/17
3.2.2 Lister le contenu d'un répertoire 199 3.2.3 Changer de répertoire 201 3.2.4 Chemin relatif et chemin absolu 203 3.2.5 Modifier l'arborescence 204 3.3 Gérer les fichiers 207 3.3.1 Copier les fichiers 207 3.3.2 Déplacer et renommer les fichiers 209 3.3.3 Supprimer les fichiers 210 3.3.4 Afficher le contenu d'un fichier 211 3.3.5 Modifier le contenu d'un fichier 212 3.3.6 Compresser et décompresser un fichier 213 3.4 Accélérer la frappe des commandes 216 3.4.1 Rappel des commandes précédentes 216 3.4.2 Autocomplétion 218 3.5 Administrer le système 221 3.5.1 Gérer les utilisateurs et les groupes 221 3.5.2 Gérer les dépôts 227 3.5.3 Tenir le système à jour 229 3.5.4 Installer/supprimer un programme 231 3.5.5 Gérer les droits 233 3.5.6 Gérer la connexion réseau 240 3.5.7 Écrire un script shell 245 3.5.8 Planifier des tâches 248 3.5.9 Gérer les processus 250 3.5.10 Configurer la date du système 255 4. Sauvegarder votre configuration 256 4.1 Sauvegarde de la carte microsd sous Windows 257 4.2 Sauvegarde de la carte microsd sous Debian 7 258 5. Conclusion 259 Utiliser le mode graphique 5/17
1. Introduction 261 2. À la découverte de l'écran de Raspbian 263 2.1 Icônes du bureau 264 2.1.1 Guide de référence 264 2.1.2 LXTerminal 264 2.1.3 OCR Resources 266 2.1.4 Scratch 267 2.1.5 Python Games 267 2.1.6 Navigateur Web Epiphany 269 2.1.7 WiFi Config 274 2.1.8 IDLE 279 2.1.9 IDLE 3 280 2.1.10 Mathematica 280 2.1.11 Wolfram 284 2.1.12 Sonic Pi 284 2.1.13 Minecraft Pi 288 2.1.14 Pi Store 290 2.2 Icônes à gauche de la barre des tâches 292 2.2.1 Icône LXDE 292 2.2.2 Gestionnaire de fichiers 294 2.2.3 Navigateur web 295 2.2.4 Gestionnaire de fenêtres 295 2.2.5 Gestionnaire de bureaux 295 2.2.6 Ajouter une application dans la barre des tâches 296 2.3 Icônes à droite de la barre des tâches 297 2.3.1 Indicateur d'activité 297 2.3.2 Horloge 298 2.3.3 Verrouillage de l'écran 298 2.3.4 Arrêt 299 2.3.5 Ajouter/supprimer des éléments au tableau de bord 300 2.3.6 Masquer la barre des tâches 303 3. Personnaliser le bureau 304 6/17
3.1 Ajouter une application sur le bureau 304 3.2 Supprimer une application du bureau 305 4. Nouvel environnement graphique 305 4.1 Déplacer la barre de tâches 306 4.2 Ajouter une icône sur le bureau 307 5. Conclusion 308 Utiliser une mémoire de masse externe 1. Introduction 309 2. Pourquoi une mémoire externe? 310 2.1 Caractéristiques de la carte microsd 310 2.2 Comparatif des mémoires de masse 311 2.3 Choix d'une mémoire de stockage 313 3. Disques et partitions sous Linux 315 3.1 Identification des disques sous Linux 315 3.2 Identification des partitions sous Linux 315 3.3 Label et UUID 317 4. Définir un point de montage 323 4.1 L'arborescence sous Linux 323 4.2 Créer un point de montage 324 5. Utiliser une mémoire externe 325 5.1 Montage manuel de la clé USB 325 5.2 Démonter une partition 327 5.3 Montage automatique au démarrage 328 5.4 Utilisation des UUID 330 7/17
6. Modification des droits 331 6.1 Partition FAT ou NTFS 331 6.2 Partition Linux 332 7. Conclusion 334 Démarrer sur un disque externe 1. Introduction 335 2. Séquence de boot du Raspberry Pi 336 3. Préparation du disque 338 3.1 Suppression de la partition d'origine 338 3.1.1 Identification de la partition à supprimer 338 3.1.2 Suppression de la partition 341 3.2 Création de deux partitions 342 3.3 Formatage des partitions 345 3.3.1 Partition Linux 345 3.3.2 Partition FAT 346 4. Copie du système de fichiers 346 5. Modification des fichiers de démarrage 349 5.1 cmdline.txt 349 5.2 fstab 349 6. Vérification du fonctionnement 350 7. Pour aller plus loin 351 8/17
8. Conclusion 351 Que faire avec le Raspberry Pi? 1. Introduction 353 2. Un poste bureautique 354 2.1 La suite LibreOffice 354 2.1.1 Présentation 354 2.1.2 Installation 355 2.2 Imprimer 358 3. Un centre multimédia 366 3.1 Installer XBMC 366 3.2 Paramétrage 366 3.3 Regarder un film 368 3.4 Utiliser la télécommande 371 4. Un serveur web 372 4.1 Installer le serveur 372 4.1.1 Objectif de l'installation 373 4.1.2 Installation de lighttpd 373 4.1.3 Test du serveur web 373 4.1.4 Modification des droits sur le site web 375 4.1.5 Installation de PHP et MySQL 376 4.1.6 Test de l'installation de PHP 377 4.1.7 Installation de MySQL 379 4.1.8 Test et fin de l'installation de MySQL 380 4.1.9 Installation de WordPress 383 4.1.10 Configuration de WordPress 386 4.1.11 Test du blog 389 4.2 Mettre le site web en ligne 392 9/17
4.2.1 Nom de domaine 392 4.2.2 Configuration de la Freebox 393 4.3 Se connecter au serveur web 395 5. Une caméra de vidéosurveillance 396 5.1 Présentation du projet 396 5.2 Le logiciel motion 396 5.2.1 Présentation 396 5.2.2 Installation 397 5.2.3 Configuration 403 5.2.4 Test 404 5.3 Envoi de messages d'alerte 409 5.4 Le logiciel ssmtp 411 5.4.1 Présentation 411 5.4.2 Installation 411 5.4.3 Configuration 411 5.4.4 Test 413 5.4.5 Conclusion 414 5.5 Client de messagerie mutt 414 5.5.1 Présentation 414 5.5.2 Installation 414 5.5.3 Configuration 415 5.6 Test de l'envoi d'e-mails 415 5.6.1 Envoi de mail sans pièce jointe 415 5.6.2 Envoi de mail avec pièce jointe 416 5.6.3 Conclusion 417 5.7 Envoyer des alertes par mail 417 5.7.1 Configuration de motion 417 5.7.2 Envoi de mail : configuration des droits 418 5.7.3 Test 419 5.8 Sauvegarde de la carte microsd 419 5.9 Réalisation pratique 420 5.10 Considérations légales 420 5.11 Conclusion 421 10/17
6. Conclusion 422 Programmer en Scratch 1. Présentation 423 1.1 Une longue histoire 423 1.2 Les projets 424 2. L'environnement de Scratch 426 2.1 L'interface graphique 426 2.2 Les blocs de mouvement 434 2.3 Les blocs d'apparence 439 2.4 Les structures de contrôle 443 2.5 Les capteurs 446 2.6 Les sons 449 2.7 Les opérateurs 452 2.7.1 Opérateurs arithmétiques 453 2.7.2 Opérateurs logiques 453 2.8 Le stylo 457 2.9 Les variables 459 2.9.1 Création d'une variable 460 2.9.2 Création d'une liste 461 3. Créer un jeu simple en Scratch 462 3.1 Définir le scénario 462 3.2 Définir les interactions 463 3.3 Préparer la scène 465 3.4 Dessiner les sprites 465 3.4.1 Viseur de l'appareil photo 466 3.4.2 Le logo Raspberry Pi 467 3.4.3 Le pingouin 469 3.5 Créer les variables 470 3.6 Animer le jeu 470 11/17
3.6.1 Les scripts de la scène 471 3.6.2 Les scripts du chat 472 3.6.3 Les scripts du pingouin 474 3.6.4 Le script du logo 475 3.6.5 Les scripts du viseur 476 3.6.6 Faire évoluer le jeu 476 Programmer en Python 1. Historique de Python 477 2. Particularités de Python 479 3. Python en mode console 480 3.1 Lancement de Python 480 3.2 Utiliser Python comme une calculatrice 481 3.2.1 Opérations de base 481 3.2.2 Opérateurs de comparaison 481 3.2.3 Opérateurs d'assignation 482 3.2.4 Opérateurs sur les bits 483 3.3 Écrire une chaîne de caractères 483 3.4 Les variables 483 3.5 Les listes 485 3.6 Créer un programme en Python 486 3.7 Exécuter un programme 488 3.8 Utiliser la boucle for 488 3.9 Récupérer une valeur entrée au clavier 490 3.10 À vous de jouer! 491 4. Python en environnement graphique 491 4.1 L'environnement de développement IDLE 492 4.2 Utiliser le mode prompt 492 4.3 Créer un programme 493 4.4 Exécuter un programme 494 12/17
5. Définir une fonction 495 5.1 Créer une fonction 496 5.2 Utilisation de la fonction 497 6. Utiliser les modules 498 6.1 Les modules internes 498 6.2 Créer un module 498 6.3 Utiliser un module dans un script 500 6.4 Alias du nom de module 501 7. Lire et écrire dans un fichier 502 7.1 Création d'un fichier 502 7.2 Écriture dans un fichier 503 7.3 Lecture d'un fichier 504 7.4 Suppression d'un fichier 504 7.5 Gestion des exceptions 505 8. Aller plus loin avec Python 506 Le GPIO du Raspberry Pi 1. Description de l'interface GPIO 507 1.1 Fonctions disponibles 507 1.2 Valeurs limites (V et I) 509 1.2.1 Schéma de l'interface GPIO 509 1.2.2 Seuil du signal d'entrée 510 1.2.3 Hystérésis 510 1.2.4 Limitation du courant de sortie 510 1.2.5 Résistance de tirage 511 1.2.6 Configurations dangereuses 511 2. Utilisation du GPIO 513 13/17
2.1 Configuration utilisée 513 2.2 Allumer une diode LED 513 2.3 Lire un niveau d'entrée 515 2.4 Gérer le GPIO en ligne de commande 517 2.4.1 Accès au GPIO 517 2.4.2 Création d'un accès à une broche GPIO 518 2.4.3 Suppression d'un accès à une broche GPIO 519 2.4.4 Récupérer les informations d'une broche du GPIO 519 2.4.5 Clignotement d'une LED en shell 520 2.5 Gérer le GPIO en Python 520 2.5.1 Commander une LED 520 2.5.2 Lire le niveau d'une entrée 524 2.6 Gérer le GPIO depuis une page web 528 2.6.1 Installation de WebIOPi 528 2.6.2 Modification du mot de passe 531 2.6.3 Utilisation de WebIOPi 532 2.6.4 Configuration de WebIOPi 534 2.6.5 Modification de WebIOPi pour les Raspberry Pi 2 et B+ 534 3. Conclusion 537 Les périphériques 1. Le module caméra 539 1.1 Caractéristiques du module 539 1.2 Connexion sur le Raspberry Pi 541 1.3 Activation de la caméra 544 1.4 Capture d une image fixe 545 1.5 Enregistrement d une vidéo 545 1.6 Timelapse 545 2. Les cartes d'extension 546 2.1 Les cartes HAT 546 2.1.1 Présentation 546 14/17
2.1.2 Dimensions 547 2.1.3 Fonctionnement 548 2.1.4 Conclusion 548 2.2 La carte son HiFiBerry DAC+ 549 2.2.1 Présentation de la carte HiFiBerry DAC+ 549 2.2.2 Mise en service de la carte HiFiBerry DAC + 550 2.2.3 Utilisation de mplayer 552 2.3 La carte ADC Pi Plus 554 2.3.1 Présentation de la carte ADC Pi Plus 554 2.3.2 Les entrées analogiques 558 2.3.3 Installation de la carte 558 2.3.4 Essais de la carte 559 2.4 La carte IO Pi Plus 562 2.4.1 Présentation de la carte IO Pi Plus 562 2.4.2 Les entrées numériques 566 2.4.3 Installation de la carte 566 2.4.4 Essais de la carte 567 2.5 La carte RTC Pi Plus 568 2.5.1 Présentation de la carte RTC Pi Plus 568 2.5.2 Mise à l'heure du Raspberry Pi 570 2.5.3 Installation de la carte 570 2.5.4 Configuration de l'horloge RTC 571 2.5.5 Récupération de l'heure au démarrage 572 2.5.6 Utilisation de plusieurs cartes ABElectronics 573 2.6 PiFace Digital 2 574 2.6.1 Présentation de la carte PiFace Digital 2 574 2.6.2 Schéma de la carte 575 2.6.3 Mise en place de la carte 577 2.6.4 Configuration de la carte 578 2.6.5 Tests de la carte 580 3. Utiliser des cartes spécifiques 589 3.1 Carte prototype 589 3.2 Commande d'un moteur PAP 591 3.3 Commande d'un moteur CC 598 15/17
Dépanner le Raspberry Pi 1. Fiabilité du Raspberry Pi 605 2. LED des Raspberry Pi 2, A+ et B+ 606 2.1 LED ACT des Raspberry Pi 2, A+ et B+ 606 2.2 LED PWR des Raspberry Pi 2, A+ et B+ 607 2.3 Indicateur de sous-tension sur l'écran 607 2.4 Indicateur de température maximale sur l'écran 608 2.5 Mesure de tension sur le Raspberry Pi 2, A+ et B+ 608 2.6 LED du port Ethernet 609 3. Signification des LED du Raspberry Pi modèle B 610 3.1 La LED ACT 612 3.1.1 ACT faiblement allumée ou éteinte 612 3.1.2 ACT clignotante 613 3.2 La LED PWR 614 3.2.1 PWR éteinte 614 3.2.2 PWR clignotante 615 3.3 Les LED du port Ethernet 616 4. Le Raspberry Pi ne démarre pas 617 5. Problème de connexion au réseau 618 5.1 Un périphérique USB plante le réseau 618 5.2 La connexion se fait à 10 Mb/s 618 5.3 Déplacer la carte SD bloque le réseau 619 5.4 Plantage du réseau sous une forte charge 619 6. Affichage anormal sur l écran 621 6.1 Image entourée de bordures noires 621 6.2 Image débordant de l'écran 622 6.3 Points colorés et interférences 623 6.4 Pas d'affichage sur l'écran 623 16/17
6.5 Résolution non conforme 624 7. Le son ne fonctionne pas 625 7.1 Pas de son sur un moniteur HDMI 625 7.2 Pas de son du tout 625 8. Le clavier est en QWERTY 627 9. Supervision du Raspberry Pi 629 Annexes 1. Réponses à l'exercice du chapitre Démarrer sur un disque externe 635 2. Réponses aux exercices du chapitre Programmer en Python 636 3. Réponses à l'exercice du chapitre Le GPIO du Raspberry Pi 637 4. Sonic Pi 639 5. Tableau de paramétrage de la vidéo 640 Index 649 17/17