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18 nov. 2020 teaching and research institutions in France or ... Par exemple il peut être utilisé comme centrale d'acquisition (tensions
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2 rue René Laennec 51500 Taissy France 4 Surveillance d'environnement et centrale d'acquisition portable. 14. 5.1 Introduction .
Le Raspberry Pi
: un nano-ordinateur au service de la science et de l'enseignementJulien Cartailler
1 , Richard Rocca-Poliméni 1Résumé. Dans le cadre de la veille technologie au sein de l'équipe de recherche CALIPRO (construction de la
qualité des aliments par la chimie et le procédé), membre de l'UMR 1145 Ingénierie Procédés Aliments (compo-
sée de cinq équipes basées principalement sur le site de Massy de l'école d'ingénieur AgroParisTech), plusieurs
Raspberry Pi ont été achetés. Un Raspberry Pi est un nano-ordinateur qui nous a permis de développer différents
dispositifs à faible coût (25€) et faible encombrement (taille d'une carte de crédit) autant pour la recherche scienti-
ment sur sa polyvalence, sa rapidité d'acquisition, ses possibilités d'interfaçage avec d'autres matériels ou cartes
Mots clés : instrumentation, nano-ordinateur, acquisition, interfaceIntroduction
Le Raspberry Pi est un nano-ordinateur monocarte caractérisé, entre autres, par une très petite taille
dans le cadre de sa fondation Raspberry Pi, dans le but initial d'enc�ourager l'apprentissage de la
programmation informatique à l'école. Il est fourni nu (carte mère avec un processeur, une RAM et un
avoir vendu plus de 5 millions de Raspberry Pi, tous modèles confondu�s.Le Raspberry Pi
Caractéristiques techniques
Figure 1) et le Raspberry
Figure 2
17 mm ;
dont la version Debian dédiée et nommée Raspbian qui est celle �que nous avons choisie d'utiliser.
1.INRA, UMR1145, Ingénierie Procédés Aliments, AgroParisTech., Université Paris-Saclay, F - 91300 Massy, France
julien.cartailler@agroparistech.fr 54 mm86 mm
Figure 1. Photographie d'un Raspberry Pi modèle A.
Source : http://www.raspberrypi.org/
Les périphériques
Figure 2
entrées / sorties (GPIO) accessibles directement sur la carte mè�re. Figure 2. Schéma des périphériques du Raspberry Pi modèle B.Source : http://www.ipatx.eu/
Le port GPIO
2C), la communication
Figure 3). Chacune
Figure 3.
Source : http://www.pinballsp.com/
plus, il peut faire des opérations purement informatiques comme des m�ails, et récupérer des informations
Figure 4
De plus, la consommation d'énergie d'un Raspberry Pi est trè�s faible. En effet, sa puissance est au
151réseau I Figure 4. Courbe d'acquisition d'une tension alternative de 50 Hz redressée sur le MPC3008.
Exemples d'applications
Une centrale d'acquisition économique
Pour utiliser facilement le Raspberry Pi comme une centrale à bas coût,� nous avons fait créer des cartes
électroniques prototypes sur lesquelles nous n'avons plus qu'à brancher nos capteurs analogiques
(Figure 5 En parallèle nous avons développé des clients en langage TCL (tool command language) (voirci-après) pour visualiser à distance les mesures des capteurs sur n'importe quel ordinateur relié
solution d'acquisition NI (national instrument) de surveillance de chambres froides avec des sondes 152Le Raspberry Pi comme un ordinateur
Figure 6
domestique pendant la cuisson de pâtes alimentaires. Figure 5. Platine de connexion entre le Raspberry Pi et les capteurs (photo : J. Cartailler).Figure 6. Platine de connexion
entre le Raspberry Pi et une centrale d'acquisition (photo : J. Cartailler).La Figure 7 présente une platine complète combinant les usages décrits ci-�dessus et attribuant donc
Figure 7. Platine complexe pour le Raspberry Pi (photo : J. Cartaillier).Clients vocaux de scannage de code
barresnotre application de gestion de produits chimiques décrite dans une précédente pu�blication (Cartailler
Application pour travaux pratiques sur la régulation de formation des ingénieurs d'AgroParisTech (Figure 8). Il s'agit d'une platine comportant unerésistance parcourue par un courant constant collée à un capteur de température, et un ventilateur
GPIO du Raspberry Pi pour commander la vitesse du ventilateur. Le capteur est un capteur numérique
Raspberry Pi pour obtenir la valeur en température. Figure 8. Schéma de fonctionnement de l'application des TP régulation.Clients développés
Lorsqu'un Raspberry Pi est utilisé pour acquérir des données, il est complètement autonome pour cette
tâche. Pour cela, il utilise un programme d'acquisition unique (voir ci-dessous) développé en interne et
154Client acquisition
Le client acquisition (Figure 9) qui se trouve sur le Raspberry Pi réalise les tâches essentielles d'une
centrale d'acquisition, c'est-à-dire qu'il envoie les instructions nécessaires et reçoit les données
Figure 9. Schéma de fonctionnement du client acquisition.Client visualisation
Le client visualisation (Figure 10
cours, de manière déportée (c'est-à-dire sur un ordinateur relié au Raspberry Pi par le réseau).
ainsi réalisés localement, ce qui permet de ne pas saturer la mémoire du Raspberry Pi. Toutes les
valeurs sont enregistrées sur le Raspberry Pi et consultables via le web à l'adresse donnée sur la
régulation cf. § ci-dessus). 155Figure 10. Fenêtres du client visualisation.
Conclusion et perspectives
la gestion des produits chimiques par système code-barres, un dispositif de contrôle des pipettes,Figure 11). Par ailleurs, son alimentation a été améliorée, ce qui lui permet de consommer
un bouclier thermique pour protéger le Raspberry Pi ainsi que la centrale durant la cuisson qui dure
environ 1 h.Figure 11. Photo d'un Raspberry Pi modèle B+.
Source : http://en.wikipedia.org/
Références bibliographiques
LeCahier des Techniques de l'INRA 80 :
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