Raspberry Pi 3

Découverte et mise en route

Alexandre Laurent

Les Raspberry Pi sont des ordinateurs de très petite taille implémenté sur une carte unique (en anglais, « single board computers » que l'on nomme en français nano-ordinateur monocarte). Ainsi, pour une taille équivalente à celle d'une carte de crédit, vous avez un ordinateur complet et ce pour un bas prix (environ 45 €).

Découvrons ce qu'il en est.

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- Titre : Raspberry Pi 3

- Auteur : Alexandre Laurent

- Parution : 12 octobre 2016

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Sommaire

- I. Introduction

- I-A. Packaging

- I-B. Configuration matérielle

- I-C. Visualisation

- II. Mise en route

- II-A. Première lancement

- II-B. Découverte du système

- II-C. Configuration

- II-C-1. Langue

- II-C-2. Clavier

- II-C-3. Mot de passe administrateur

- III. Remarques

- III-A. OpenGL

- III-A-1. Implémentation logicielle

- III-B. Chauffe

- III-C. Boîtier officiel

- IV. Remerciements

I - Introduction

Les Raspberry Pi sont des ordinateurs de très petite taille implémenté sur une carte unique (en anglais, « single board computers » que l'on nomme en français nano-ordinateur monocarte). Ainsi, pour une taille équivalente à celle d'une carte de crédit, vous avez un ordinateur complet et ce pour un bas prix (environ 45 €). Évidemment, il faudra une carte MicroSD et une alimentation pour le faire fonctionner. Vous pouvez aussi compléter le tout avec un cable HDMI, un écran, un clavier et une souris, choses que vous possédez certainement déjà.

I-A - Packaging

Lorsque vous commandez un Raspberry Pi, seul le nano-ordinateur est fourni. Même si vous pouvez utiliser un chargeur micro USB (chargeur de téléphone), vous devez vérifier que votre alimentation 5V puisse fournir au minimum 1A. Suivant ce que vous allez connecter à votre Raspberry Pi, il peut être nécessaire d'utiliser une alimentation plus puissante. Une alimentation trop faible peut endommager le matériel. De plus, afin de protéger votre nano-ordinateur, vous pouvez acheter un boîtier :

I-B - Configuration matérielle

Le Raspberry Pi a reçu de nombreuses révisions. Dans cet article, nous travaillons avec le Raspberry Pi 3 : modèle B. La particularité de cette version est d'apporter le support du WiFi 802.11n ainsi que du Bluetooth 4.1 et Bluetooth Low Energy. De plus, le CPU est un peu plus rapide comme le montre le comparatif ci-dessous (seules les versions encore en vente sont présentées) :

Raspberry Pi 3 : modèle B

Raspberry Pi 2 : modèle B

Raspberry Pi 1 : modèle A+

Raspberry Pi Zero

CPU

Cortex-A53 - 1.2 GHz - quad-core

Cortex A7 - 900 MHz - quad-core

ARM1176JZF-S (ARMv6) - 700 MHz

ARM1176JZF-S (ARMv6) - 1 Ghz

RAM

1 Go

1 Go

256 Mo

512 Mo

Vidéo

BCM2837

BCM2836

BCM2835 (VideoCore IV)

Sortie vidéo

HDMI (avec support du son 5.1) et
vidéo composite

Mini-HDMI

USB

4 ports USB

1 port USB 2.0

1 Micro-USB

Entrées/Sorties

40 GPIO

40 GPIO

40 GPIO, S2C, I2C, SPI

Ethernet

10/100 Mbit/s

WiFi

802.11n

Bluetooth

4.1

Stockage

MicroSDHC

Alimentation recommandée

Micro-USB ou GPIO (5V, 2.5 A)

Micro-USB ou GPIO (5V, 1.8 A)

Micro-USB ou GPIO (5V, 700 mA)

Micro-USB ou GPIO (5V, 500 mA)

I-C - Visualisation

Voici ce à quoi ressemble le Raspberry Pi 3 : modèle B :

Détaillons les connexions offertes par la carte :

Couleur

Composant

Rouge

Audio/Vidéo composite

Rose clair

Connectique caméra (CSI)

Jaune clair

HDMI

Jaune

Alimentation (Micro-USB)

Vert

Connectique écran (DSI)

Cyan

GPIO

Bleu

Broadcom BCM2837 (CPU/GPU/RAM/WIFI)

Bleu foncé

SMSC LAN9514 (USB/Ethernet)

Violet

4 USB

Rose foncé

Ethernet

II - Mise en route

Comme cela a été dit précédemment, le Raspberry Pi est un nano-ordinateur. Par conséquent, comme tout ordinateur, pour pouvoir l'utiliser, il est nécessaire d'avoir :

- une carte micro SD sur laquelle un système est installé ;

- un écran ;

- un clavier ;

- une souris ;

- un câble réseau ou une connexion WiFi pour Internet ;

- une source d'alimentation.

Cette petite animation vous montre comment brancher les périphériques :

Animation officielle de branchement

Suivant votre alimentation, certains périphériques USB nécessiteront l'utilisation d'un hub alimenté.

II-A - Première lancement

Une fois le Raspberry Pi branché à la source d'alimentation, le système démarre : il n'y a pas de bouton de marche/arrêt. Au bout de quelques secondes, vous devrez arriver sur le système d'exploitation. Ici, pour le premier lancement, nous utilisons Raspbian.

Bureau de Raspbian

II-B - Découverte du système

Comme vous pouvez le remarquer, dès son installation, le système possède déjà un bon nombre d'applications pour le développement et notamment, pour initier les enfants au développement. En effet, le Raspberry Pi a été créé avec cet optique : un ordinateur à bas prix pouvant être démocratisé et installé en classe.

Ainsi, nous pouvons retrouver :

- BlueJ (éditeur visuel Java) ;

- Geany (éditeur de code) ;

- Greenfoot (éditeur visuel Java pour la programmation 2D et les jeux) ;

- Mathematica (calcul formel) ;

- Node-RED (éditeur visuel pour connecter le matériel, les bibliothèques et Internet) ;

- Python 2 et 3 ;

- Scratch 1.4 (langage de programmation pour les enfants) ;

- Sonic Pi (synthétiseur de musique dirigé par le code) ;

- Wolfram (Mathematica en console).

Vous retrouverez aussi des jeux :

- Minecraft Pi ;

- des jeux Python provenant de inventwithpython.com/pygame :

- un clone de reversi,

- un clone de puissance 4,

- un clone de Bejeweled,

- inkspill,

- un clone de memory,

- un clone de Tetris avec des pentominos (cinq blocs),

- un clone de memory (pattern),

- un clone du taquin,

- un clone de itch.io solo,

- un clone de Sokoban,

- un clone de Tetris,

- un clone de Tetris ultra simple,

- un clone de Snake.

Le code source des jeux est disponible dans le dossier python_games.

La suite bureautique LibreOffice est elle aussi présente sur le système.

Bien entendu, un gestionnaire de paquets (PiPackages basé sur Packages) vous permettra d'installer les logiciels de votre choix.

II-C - Configuration

La configuration est simplifiée grâce à la disponibilité d'un outil graphique accessible à travers le menu Menu → « Preferences » (Préférences) → « Raspberry Pi Configuration » (Configuration du Raspberry Pi).

II-C-1 - Langue

La langue (appelée « Locale ») définit la langue utilisée à travers le système.

II-C-2 - Clavier

Pour plus de facilité, vérifiez que l'agencement du clavier (« Keyboard ») du système correspond à l'agencement des touches de votre clavier.

II-C-3 - Mot de passe administrateur

Ne laissez jamais les mots de passe par défaut. En effet, de nombreux serveurs scannent les IP et tentent de se connecter aux machines dans le but d'y installer des logiciels malveillants (backdoor, botnet). Ceux-ci connaissent le mot de passe administrateur défini par défaut. Il est donc important de changer le mot de passe afin de se protéger de cette attaque.

La commande pour changer le mot de passe est :

passwd

Il est conseillé de changer les mots de passe de tous les comptes (utilisateur et administrateur).

Après une mise à jour du système, il arrive que le mot de passe soit réinitialisé à sa valeur par défaut. Soyez donc prudent.

III - Remarques

Après l'utilisation du Raspberry Pi 3 pour les besoins de cet article, j'ai remarqué les détails suivants.

III-A - OpenGL

III-A-1 - Implémentation logicielle

Par défaut, l'implémentation libre d'OpenGL : Mesa est installée en version 11. La version supportée par OpenGL est la version 3.0 comme le stipule la sortie de glxinfo.

On remarque que le champ « vendor » est VMWare et non spécifique à la puce VideoCore IV. Cette implémentation par défaut n'utilise pas toutes les capacités de la machine. Même si le rendu d'une image 1080p et les jeux 2D ne présentent aucun problème, les jeux 3D (Armagetron Advanced et Brutal Chess) ne sont pas jouables (moins de 5 FPS). Du côté des vidéos, j'ai utilisé les logiciels VLC et MPV. Aucun des deux n'arrivaient à lire les vidéos de manière fluide, même si MPV présentait de meilleurs résultats. Il faudra donc se rabattre sur omxplayer qui lui, est pleinement fonctionnel grâce à son utilisation du GPU.

Voici le rendu de glxgears :

Les couleurs sont incorrectes et un conflit de coordonnées sur l'axe des Z apparaît.

Certes ces résultats peuvent paraître décourageants, mais rassurez-vous, ce test est réalisé avec l'implémentation par défaut. Celle-ci n'utilise pas le GPU et ne se sert que du CPU pour le rendu.
Une fois l'accélération graphique correctement installée, les problèmes de performances 3D disparaîtront.

Même si le décodage vidéo est lent sans accélération graphique, cela n'empêche pas le Raspberry Pi 3 de servir de serveur de média grâce à omxplayer et Kodi. Aussi, il est toujours possible de diffuser les films sur le réseau.

III-B - Chauffe

Durant mes tests de performances 3D (avec l'implémentation OpenGL par défaut), le Raspberry Pi 3 est placé dans le boîtier officiel. Après 20 minutes d'utilisation (comprenant une utilisation intensive grâce à Armagetron Advances et Brutal Chess), j'ai constaté que les faces du dessus et du dessous étaient légèrement chaudes, mais rien d'inquiétant. Par conséquent, pour une utilisation comme serveur Internet ou de la domotique, le nano-ordinateur restera froid et sa consommation sera faible.

III-C - Boîtier officiel

Le boîtier officiel, malgré la possibilité de le démonter (voir photo au début de l'article), rend l'accès à la carte Micro-SD un peu plus difficile, notamment lorsque l'on veut la retirer.

IV - Remerciements

Cet article n'aurait pas pu voir le jour sans le support de la Raspberry Pi Foundation. En effet, la fondation m'a envoyé un exemplaire du Raspberry Pi 3 : modèle B afin de permettre l'écriture de ce document.
Developpez.com et moi-même tenons à remercier la Raspberry Pi Foundation.

Merci aussi aux relecteurs : Franck Talbart, zoom61, f-leb, ainsi qu'au relecteur orthographique : Malick SECK.