Bonjour à tous,
"Que dois-je choisir entre Raspberry Pi et Arduino ?" est sûrement la question que j'entends le plus souvent venant de personnes voulant débuter un projet en robotique, c'est pour ça que dans ce premier article je vais essayer de vous donner des éléments pour choisir entre les différentes plateformes que vous pouvez trouver sur internet.
Si certains mots que j'emploi vous échappent, n'hésitez pas à consulter ce lexique robotique et a me le dire en commentaire !
The Big Picture :
Commençons par Arduino :
Les cartes Arduino sont des cartes programmables à base de microcontrôleurs. Les microcontrôleurs peuvent être assimilés à de très très simples processeurs, c'est à dire qu'ils ne contiennent pas de système d'exploitation (il n'y a pas Windows, Linux ou Mac), sa puissance de calcul est très faible (comparée à celle d'un ordinateur, d'un téléphone ou même d'une Raspberry Pi) mais ils sont peut coûteux et permettent d'interagir avec d'autres composants très rapidement (ce qui permet de s'approcher de ce qu'on appelle temps-réel) et facilement qu'ils soient analogiques ou digitaux. Contrairement aux Arduinos, les Raspberry Pi n'ont pas d'entrées analogiques, il vous faudra donc utiliser un composant supplémentaire pour lire certains capteurs.
Les cartes Arduinos sont programmées dans un langage dérivé du C++ grâce à Arduino IDE, un environnement de développement intégré développé par Arduino pour simplifier la programmation de ses cartes. En effet Arduino IDE embarque tout ce qu'il vous faut pour commencer votre projet (il inclut un éditeur de texte, un compilateur et un débugger, une interface Série et un gestionnaire de bibliothèque ainsi que tout les drivers dont votre ordinateur aura besoin, on verra en détail chacun de ces points dans un prochain article) il vous faut donc installer un seul logiciel pour débuter. L'un des avantages de l'Arduino est sa faible consommation d'électricité comparée aux Raspberry Pis, en général une Arduino consomme 15 et 55mA et une Raspberry entre 150 et 500mA. En contrepartie, les Arduinos ne peuvent effectuer qu'une seule tâche à la fois.
Les Raspberry Pis (souvent abrégé RPi) quant à elles sont des sortes de micro-ordinateurs, tout comme ceux que vous avez l'habitude d'utiliser ils embarquent un système d'exploitation (basé sur Linux la plupart du temps donc il vous faudra apprendre à l'utiliser si vous n'êtes pas familier), elles possèdent aussi des ports USB, un port HDMI et une connectivité Bluetooth et Wifi pour certains modèles. Les RPi ont en commun avec les Arduinos 2 rangées de GPIO pour interagir avec le monde physique dans le langage de programmation que vous souhaitez (que ce soit Python, JS, C, Go, Ruby,...) là où les Arduinos supportent officiellement que le C. Mais il vous faudra installer un système d'exploitation ainsi que les outils nécessaires pour programmer une RPi. De plus les RPi sont plus sensibles aux dommages liés à leur utilisation (débrancher l'alimentation sans l'avoir éteinte, courts-circuits, ...) que les Arduinos.
Une métaphore que l'on utilise souvent pour les comparer est que la Raspberry Pi est le cerveau du robot et que les Arduinos sont les muscles.
C'est à dire que sur les projets d'une certaine ampleur les RPi vont faire les tâches qui requiert beaucoup de puissance de calcul (la partie logicielle : vision avec webcam, serveur web conséquent, serveur vpn, un media center ...) et les Arduinos s'occuperont de gérer par exemple des moteurs et des capteurs, la partie matérielle.
Donc vous l'aurez compris, cet article n'aurait pas dû s'appeler "Raspberry Pi VS Arduino" mais plutôt "Raspberry Pi & Arduino" ! Et l'ordre dans lequel vous allez apprendre à les utiliser dépendra de vos projets et des points que vous souhaitez aborder en premiers dans ceux-ci. Personnellement j'ai commencé par apprendre à utiliser Arduino et je vais commencer par écrire quelques articles sur Arduino en attendant que je reçoive ma Raspberry Pi Zero. Mais il est tout à fait possible de commencer par apprendre à utiliser les Raspberry Pi, les deux ont été conçues pour être simple à utiliser.
Un peu plus en détail :
Maintenant que l'idée générale est posée, je vais vous présenter plus en détail chacune des options ainsi que les alternatives à ces deux produits.
Arduino :
Ils existent différentes cartes Arduinos dont les 3 plus communes sont les Arduino Uno (carte de base, destinée aux débutants), Nano (plus petite mais aussi puissante que la Uno), et Mega (comporte plus d'entrées/sorties). Vous pouvez retrouvez plus d'infos sur ces 3 cartes ici. Pour comparer avec les RPi, l'Arduino Uno a une "RAM" de 0,002 MB et une horloge de 16 Mhz contre 1024MB de RAM et une horloge 1Ghz pour la plus puissante des Raspberry Pis.
Une chose importante à savoir sur les Arduinos est le faites qu'il n'y a pas qu'un seul fabricant (les cartes étant open-source n'importe qui peut les produire), on appelle donc "clones" les cartes qui ont été fabriquées par d'autres entreprises qu'Arduino. Il arrive que ces clones soient légèrement différents de la version originale (afin de diminuer le coût de production ou pour ajouter de nouvelles fonctionnalités par exemple) et qu'il vous faille installer un driver supplémentaire pour que votre PC puisse communiquer avec la carte. Dans ce cas, jetez un coup d'oeil à la partie 3 de cette page.
Les Arduinos utilisent généralement une tension de 5V pour fonctionner. Elles possèdent 1 port I2C (lu eye-square-see dont on reparlera dans un prochain article), 1 port Série (servant entre autres à communiquer avec le PC) ainsi qu'un nombre de GPIO (pour General Purpose Input Output, les entrées/sorties de la carte) variant selon les versions.
Parmis les alternatives à Arduino on peut citer les puces Attiny, les cartes STM32 ainsi que les Teensy. Les plus simples à utiliser restant les Arduinos, je vous conseille de débuter sur celles-ci puis de les comparer aux autres suivant vos projets.
Vous pouvez voir différents projets réalisés avec Ardunio ici.
Raspberry Pi
Comme dis plus haut, les Raspberry sont à mi-chemin entre les ordinateurs et les micro-controlleurs c'est pour cela que l'on retrouvera des caractéristiques des 2 mondes dans les RPi.
Tout d'abord, comme pour les Arduinos, vous avez le choix entre différents modèles mais je vais vous en présenter 2 qui ont en commun les caractéristiques suivantes :
- un module WIFI et Bluetooth,
- une sortie vidéo et audio,
- un port spécifique pour la caméra,
- un emplacement pour carte microSD (sur laquelle tout sera stocké),
- 40 broches GPIO (incluant ports I2C, interfaces Série,...) en 3,3V,
mais :
- Les Raspberry Pi 3 (modèle B), sont les plus puissantes avec 1Go de RAM et un processeur 1,2Ghz, 4 ports USB et un port Ethernet, le tout pour environ 35€
- Les Raspberry Pi Zero W (le W signifie wifi, car il y a eu une version précédente sans module wifi pour seulement 5€) possèdent 512Mo de RAM et un processeur 1Ghz pour environ 11€, mais il faut un adaptateur pour connecter un périphérique USB.
Pour les prochains articles à propos des Raspberry Pis nous allons utiliser une Raspberry Pi Zero W qui me semble être une solution abordable tout en possédant une large connectivité.
Concernant les concurrents des Raspberry Pi on peut citer Next Thing Co. avec leur carte C.H.I.P. (qui a l'avantage de posséder une mémoire interne), Orange Pi, ou encore Onion avec leur Omega2.
Vous pouvez voir différents projets réalisés avec Raspberry Pi ici.
Dans le prochain article technique on verra comment utiliser une Arduino, les composants de base en électronique ainsi que des exemples simples pour vous aider à vous lancer !
Mais entre temps j'aimerais vous parler d'autres choses, donc rendez-vous la semaine prochaine pour un article un peu moins technique !
A bientôt !
Sources :