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Outils de développement
Le plafonnier s'adapte au temps qu'il fait, le réveil diffuse le matin le dernier hit selon vos goûts musicaux et le réfrigérateur fait ses courses tout seul. À l'ère de l'électroménager "intelligent" et de l'Internet des objets, le besoin en mini-ordinateurs faciles à programmer est plus important que jamais. Dans notre guide, vous découvrirez quel outil de développement est le plus adapté à votre projet.
Les outils de développement sont des systèmes informatiques rudimentaires sur une seule carte de circuits imprimés. Ils font donc partie, au sens large, des ordinateurs monocartes (en anglais : "Single-Board Computer", abrégé "SBC"). Dans leur construction, ils ressemblent aux premiers ordinateurs avant l'apparition des PCs complets modernes dans les années 70 et 80 du XXe siècle. Ils sont toutefois beaucoup plus petits que leurs prédécesseurs qui avaient la taille d'une armoire.
Cette similitude n'est pas le fruit du hasard. Les outils de développement servent d'unités de commande et de mesure (en partie expérimentales) au sein de systèmes embarqués pour lesquels les PC traditionnels sont trop grands, trop chers et tout simplement "surqualifiés". En règle générale, la carte électronique d'un outil de développement ne comporte que des interfaces, qui varient en fonction de l'utilisation prévue, et un microcontrôleur. Un microcontrôleur est un système sur une puce (en anglais "System-on-a-Chip", en abrégé "SoC"), qui intègre donc un processeur, qui exécute des programmes et calcule des données, et d'autres composants matériels essentiels sur une seule puce.
Raspberry Pi
Les ordinateurs monocartes les plus connus sont les Raspberry Pi. Depuis 2010, la Raspberry Foundation conçoit et commercialise ces petits ordinateurs dans le but de passionner les débutants et surtout les jeunes pour l'informatique. Grâce à leur polyvalence, ils sont également appréciés des bricoleurs expérimentés. Le Raspberry Pi modèle 4b convient par exemple parfaitement comme PC économique pour le bureau et la maison. La Raspberry Foundation a développé son propre système d'exploitation pour ses SBC sous le nom de "Raspbian".
Cartes Arduino
Les cartes Arduino sont les composants matériels du système Arduino, une plateforme informatique physique. L'informatique physique est une discipline particulière de l'informatique qui vise à assembler, à l'aide de logiciels, des systèmes physiques qui interagissent avec l'environnement analogique. Arduino est un environnement unifié et complet pour les bricoleurs qui s'intéressent à l'informatique physique. Comme les composants matériels tels que les cartes, sur lesquelles se trouvent habituellement un microcontrôleur et différentes interfaces d'entrée-sortie, sont compatibles avec des composants logiciels tels qu'un langage de programmation spécifique, les deux peuvent être associés plus facilement.
Cartes d'évaluation
Les cartes d'évaluation constituent une forme particulière des cartes Breakout. Elles servent aux développeurs de nouveaux appareils à des fins de test et de contrôle.
Grâce à leurs domaines d'application extrêmement simples, généralement limités à une tâche comme la connectivité Bluetooth, ils sont peu coûteux et peu encombrants. Les fabricants et les bricoleurs peuvent ainsi tester leur projet sans trop d'efforts pour s'assurer de son bon fonctionnement et de sa compatibilité avec certaines technologies.
Cartes breakout
Puisque les cartes entrée/sortie comme les Arduinos et SBCs tels que les Raspberry Pi sont conçus de façon aussi minimaliste que possible, il est possible de les étendre pour les adapter au domaine d'application prévu. Normalement, il faudrait pour cela souder à grands frais d'autres composants électroniques. Les cartes Breakout, sur lesquelles les composants sont déjà soudés, permettent de les enficher très facilement. De telles cartes d'extension sont facilement interchangeables et offrent une utilisation plus flexible de l'outil de développement.
Shields Arduino et Pi HATs
Les shields Arduino et les Pi HATs sont des cartes d'extension spécialement conçues respectivement pour les cartes Arduino et Raspberry Pi.
Comme ils sont parfaitement adaptés à la forme et à la configuration des broches de chaque carte mère, l'extension de la carte mère est encore plus pratique qu'avec les cartes Breakout classiques.
Kits & cartes à microcontrôleur (MCU)
Tout comme les ordinateurs monocartes, les cartes à microcontrôleur sont de petits ordinateurs sur une carte qui assurent des tâches de commande, de mesure et de régulation, surtout dans les systèmes embarqués. Contrairement aux SBC, elles ne sont toutefois pas des ordinateurs à part entière. Il leur manque un système d'exploitation multifonction et elles n'ont en général qu'une interface pour la programmation.
Ordinateurs monocartes (Single Board Computer)
Les ordinateurs monocartes ou Single-Board Computer (SBC) sont des ordinateurs simples qui réunissent tous les composants nécessaires sur une seule carte mère, généralement de la taille d'une carte de crédit. L'unité centrale, la mémoire vive, le BIOS et diverses interfaces périphériques sont regroupés dans un espace réduit. Contrairement aux PC classiques, les SBC ne disposent même pas d'un boîtier. Ils sont donc librement accessibles et peuvent être facilement déplacés et intégrés dans des systèmes embarqués. Cela les rend populaires auprès des bricoleurs et des fabricants d'appareils électroménagers, qui les utilisent pour des opérations de mesure, de commande et de régulation dans leurs réalisations.
Critères à prendre en compte lors de l'achat d'un outil de développement
Le choix de l'outil de développement pour un projet dépend en premier lieu des exigences. Les SBC tels que les Raspberry Pi peuvent avoir les applications les plus variées. Ils ne servent pas seulement d'outils de développement, mais aussi, le cas échéant, de PC autonomes. En contrepartie, ils nécessitent plus de place et sont plus chers que les solutions plus économiques. Les cartes breakout, d'évaluation et à microcontrôleurs de fournisseurs tiers sont en revanche des solutions plus avantageuses pour des tâches concrètes. Les systèmes Arduino, qu'il s'agisse de cartes ou de shields, représentent un bon compromis car ils offrent un grand choix de matériel et de logiciels préassemblés et compatibles entre eux.
Notre conseil pratique : Eviter les courts-circuits des outils de développement
Pour éviter les courts-circuits, il est important de décharger les mains et les outils de toute électricité statique avant qu'ils n'entrent en contact avec les outils de développement et autres composants matériels. Pour cela, il est conseillé de porter un bracelet antistatique. Le contact avec d'autres objets conducteurs peut également entraîner une décharge. En outre, les outils de développement ne doivent être stockés, utilisés et installés que dans un environnement sec.