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Bon à savoir sur les ordinateurs monocarte ou SBC

Qu'est-ce qu'un ordinateur monocarte (SBC) ?

Un ordinateur monocarte ou à carte unique, également abrégé SBC (Single Board Computer en anglais) désigne une carte à processeur, qui contient déjà tous les composants nécessaires pour fonctionner. Il s'agit au moins du microprocesseur avec son chipset, la mémoire vive (RAM), le cache et une baie destinée à loger le support de données avec le système d'exploitation.

D'autres composants périphériques tels que la carte graphique, les interfaces de communication, les entrées et sorties audio sont souvent également intégrés ou peuvent sinon être ajoutés si besoin par des modules supplémentaires, qui sont enfichés dans les emplacements prévus à cet effet. Parmi les ordinateurs monocartes les plus connus, il existe par exemple le Raspberry Pi, aussi petit qu'une carte de crédit, qui a été conçu par la fondation britannique Raspberry Pi Foundation.

Les ordinateurs monocartes sont bon marché. Avec leur côté multifonction, ils constituent une solution tout-en-un très flexible et abordable pour de nombreuses applications. Un gros avantage est l'interface graphique utilisateur, que l'on connaît déjà sur le PC domestique. Grâce aux licences Linux disponibles gratuitement, il n'existe aucun frais supplémentaire pour acquérir le système d'exploitation nécessaire ainsi que les mises à jour. les éventuelles adaptations nécessaires à apporter au programme, les nouvelles fonctionnalités et les correctifs peuvent être réalisés à tout moment sans problème.

Utilisations des ordinateurs SBC

Les ordinateurs monocartes offrent en principe les mêmes possibilités étendues que des PC classiques et leur forme compacte est un certain avantage pour les applications mobiles et dans des espaces restreints. Ils sont également intéressants en raison de leur consommation électrique relativement faible et leur conception presque toujours sans ventilateur permet un fonctionnement silencieux et nécessitant peu d'entretien.

Les ordinateurs SBC se sont entre-temps largement répandus et connaissent des utilisations les plus diverses. Dans le domaine industriel, ils sont employés à des fins de mesure, commande et régulation ; dans l'électronique grand public, ils sont intégrés dans les appareils électroménagers, les véhicules automobiles et les appareils multimédia de divertissement. Par ailleurs, les ordinateurs SBC s'utilisent également en technique médicale, dans le sautomates de jeu, comme serveur domestique et comme clients légers.

Pour les particuliers, les ordinateurs monocartes offrent en principe des possibilités quasi-illimitées. Du centre multimédia configurable soi-même à la console de jeu rétro, l'utilisateur expérimenté ne connaîtra aucune limite à sa créativité.

Comment est conçu un ordinateur SBC?

La plupart des ordinateurs SBC sont de la taille d'une carte de crédit voire même inférieurs. Toutefois, des SBC particulièrement puissants peuvent être plus grands, le format habituel étant de 100 x 75 mm.

En général, les ordinateurs SBC sont livrés déjà équipés avec tous les composants et toutes les interfaces, que l'on peut trouver sur un PC classique. Sont inclus un processeur, un générateur d'horloge, un processeur graphique et sa sortie graphique, la sortie audio, les ports Ethernet ou WiFi, USB, le logement de carte SD ainsi qu'une interface GPIO embarquée.

Néanmoins, les ordinateurs monocartes ne disposent généralement pas de boîtier spécifique, contrairement aux ordinateurs classiques, car la carte est intégrée dans un système existant et comporte à cet effet des trous de fixation correspondants sur la platine principale. Il existe cependant des boîtiers adaptés avec les évidements nécessaires pour les connexions sur la carte mère, ils sont disponibles comme accessoires. De plus, il n'y a aucun bloc d'alimentation à brancher au secteur, les ordinateurs monocartes obtiennent leur tension d'alimentation nécessaire (tension continue de l'ordre de 5 ou 12 V) par un port micro-USB d'alimentation ou sont alimentés par connecteur ou via une borne à vis ou enfichable par un bloc d'alimentation externe.

Sur les ordinateurs monocartes sont également souvent présents des circuits de surveillance tels que des chiens de gardes et des détecteurs de coupure électrique. Ils empêchent, en cas de problème logiciel ou de coupure d'électricité, que l'ordinateur SBC reste durablement dans un état de fonctionnement indéfini en déclenchant un redémarrage lors de la persistance cyclique d'un message de confirmation en attente ou après une coupure d'électricité. Il s'agit d'une fonction très utile si les SBC sont difficiles d'accès ou très éloignés. Dans le dernier cas, le redémarrage automatique permet de le joindre de façon fiable à tout moment par télémaintenance ; ce qui supprime éventuellement de longues et coûteuses interventions techniques - un redémarrage suffit.

Quelle est la différence avec une carte à microcontrôleur comme par exemple Arduino ?

Les cartes à microcontrôleur se composent d'une carte de circuits imprimés, qui loge ledit microcontrôleur et dispose d'interfaces de programmation et d'interfaces périphériques. Habituellement, les microcontrôleurs sont programmés pour une utilisation spécifique, unique. Les ordinateurs monocartes peuvent, au contraire, être utilisés avec la plupart des systèmes d'exploitation spécialement adaptés comme Linux, Windows et autres et permettent, de ce fait, d'exécuter des applications multitâches complexes, tout à fait comme un ordinateur classique pour un usage privé ou professionnel.

Notre conseil pratique : respecter la température de fonctionnement

En raison de leur une consommation d'énergie relativement faible, les ordinateurs SBC génèrent moins de chaleur qu'un ordinateur classique avec une carte mère de taille standard. Un refroidissement actif au moyen de ventilateurs n'est donc pas nécessaire la plupart du temps. Toutefois, il convient de veiller à ce que la température de fonctionnement stipulée dans les caractéristiques techniques ne soit pas dépassée afin d'éviter tout dysfonctionnement ou même des dommages au module. En cas d'utilisation avec le module, il faut impérativer observer les règles en matière de protection antistatique, puisque la carte exposée, non protégée est sensible aux décharges statiques en cas de contact.

                

A quoi faut-il faire attention lors de l'achat d'ordinateurs monocartes ?

Comme pour les PC classiques, lors de l'achat d'un ordinateur monocarte, vous devez vérifier que la carte dispose d'une puissance de calcul et d'une mémoire vive (RAM) suffisantes. Il n'est pas inutile de prévoir une certaine réserve de puisssance et de mémoire pour répondre aux besoins des éventuelles futures fonctionnalités pour éviter, dans ces circonstances, un changement coûteux de matériel de carte mère. La plupart des ordinateurs SBC sont compatibles avec les licences Linux ; certains ont même Linux préinstallé en usine. Si un autre système d'exploitation doit être utilisé, il convient de le vérifier au préalable.

Les interfaces d'affichage habituelles sont HDMI, LVDS (PDI) et MIPI-DSI. Si une caméra doit être connectée, un port correspondant doit également être embarqué sur la carte. Cela vaut la peine de regarder si la fonction Bluetooth est nécessaire. Dans ce domaine, il existe désormais différentes versions, ce qui peut être particulièrement important pour l'audio.

Pour le développement et l'évaluation, des kits de développement spécifiques sont disponibles, aussi appelés kits de démarrage ou cartes de prototypage. Certains fabricants les proposent déjà avant l'apparition des cartes de série pour donner aux développeurs plus de temps pour le développement et le test de logiciels.

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