L’article a pour but d’expliquer, en détail, les principes de programmation avec le Raspberry Pi. Comme exemple, je vais indiquer les différentes étapes nécessaires pour faire un petit programme en Python permettant d’allumer une LED à la réception d’un email sur un compte GMail.

Raspberry Pi

Commençons par la base. Le Raspberry Pi est un petit ordinateur possédant un processeur ARM. Dans la même catégorie, il existe Arduino et BeagleBone. Chacun possède ses forces comme indiqué dans cet article. Raspberry utilise une distribution de Linux. La plus utilisé est Raspbian, une version dérivée de Debian pour Raspberry. C’est celle que j’utilise dans cet article.

Dans mon cas, j’ai acheté le Raspberry Pi Ultimate Starter Kit.

Le circuit

Mes notions d’électroniques remontent au collège et avaient besoin d’être dépoussiérées. Le principe est simple, l’électricité est émise par le Raspberry et suit un chemin du positif vers le négatif. Entre ces deux étapes, j’ai placé une LED, pour la lumière, et une résistance, pour s’assurer que le voltage ne dépasse pas une certaine puissance.

Le Raspberry Pi possède différents ports d’entrées et de sorties. Les signaux électriques sont envoyés par des GPIOs. Un GPIO (General Purpose Input/Output) est un port sans but prédéfini. Il est possible de choisir s’il s’agit d’un port d’entrée ou de sortie ainsi que la puissance émise par ce port.

Il est facile de se perdre dans le numéro des GPIO et des ports. Les deux possèdent une numérotation différente et sont souvent utilisées dans les articles. Voici une image indiquant la liste des ports et les GPIOs correspondants :

Le circuit électrique que j’ai fait correspond à celui de cet article.

Voici le schéma suivi et adapté pour utiliser les pièces du kit :

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Tout d’abord, pour vérifier que le circuit fonctionne correctement, je l’ai connecté au port du 3.3v comme montré sur cette image :

Le chemin doit terminer par la mise à la terre (ground). Par convention, le positif est représenté par des fils rouges et le négatif est représenté par des fils noirs. Tout fonctionne, je peux passer à la création du programme.

Choix du langage

Le premier choix à faire lors du commencement d’un programme est celui du langage. J’ai toujours pensé qu’un projet avec une composante électrique devait avoir un langage comme le C, ou plus bas niveau.

Étant donné que Raspberry Pi fonctionne avec un Linux, il est possible d’installer n’importe quel langage, mais je crois qu’il est bon de rester sur les deux installés de base tout simplement parce que ce sont ceux qu’utilise la communauté Raspberry. Ces deux langages sont le C et le Python.

Après un comparatif de ces langages, j’ai finalement choisi le Python. Bien que le langage en lui-même soit plus lent, il est tellement plus rapide de programmer avec celui-ci qu’il reste une option intéressante. Je crois qu’une bonne pratique est de faire un programme en Python et, si la rapidité devient un point problématique, refaire le même programme en C.

De toute façon, de nombreux autres éléments peuvent influencer de manière plus importante la rapidité, comme la vitesse du réseau par exemple.

Allumer une LED via un GPIO

Dans cet exemple, nous allons utiliser le GPIO 17. Le choix est totalement arbitraire et n’a aucune importance. Avant de faire un programme permettant de se connecter à GMail, j’ai commencé par faire clignoter la LED. Voici le circuit avec le GPIO changé :

Et voici le programme :

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import RPIO
import time

gpio = 17
on = True

RPIO.setmode(RPIO.BCM)
RPIO.setup(gpio, RPIO.OUT)

try:
    while True:
        RPIO.output(gpio, on)
        on = not on
        time.sleep(.1)
except KeyboardInterrupt:
   RPIO.cleanup()

Pour lancer l’application, il suffit de faire sudo python myfile.py. Pour quitter, il faut appuyer sur CTRL+C.

Comme vous pouvez le constater, j’ai choisi d’utiliser RPIO. Une bibliothèque simple et efficace.

Deux modes permettent d’indiquer le type de numérotation que l’on souhaite. Si l’on choisit RPIO.BOARD, il faudra indiquer le numéro du port et pour RPIO.BCM celui du GPIO. Les deux fonctionnent aussi bien et le choix est à votre convenance. RPIO.setmode permet de choisir un mode ou l’autre.

RPIO.setup permet de configurer le port pour faire en sorte qu’il s’agisse d’une entrée ou d’une sortie. Dans ce cas, il s’agit d’une sortie.

RPIO.output permet d’indiquer le signal à envoyer au port. Il est possible de lui envoyer un booléen, 0, GPIO.LOW, 1 ou GPIO.HIGH.

Finalement, lorsque le programme est interrompu, les GPIOs sont remis dans leurs états initiaux.

Connecter le programme avec GMail

Pour connecter le programme avec GMail, j’ai utilisé imaplib. Voici le résultat final :

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import RPIO
import imaplib

gmail = imaplib.IMAP4_SSL('imap.gmail.com', '993')
gmail.login('username', 'password')
gmail.select()

gpio = 17

RPIO.setmode(RPIO.BCM)
RPIO.setup(gpio, RPIO.OUT)

try:
    while True:
        _, data = gmail.search(None, 'UnSeen')
        if len(data[0].split()) == 0:
            RPIO.output(gpio, False)
        else:
            RPIO.output(gpio, True)
except KeyboardInterrupt:
   RPIO.cleanup()

Et voilà! Quand un nouveau email arrive, la LED s’allume. Si l’email n’est plus marqué comme lu, celle-ci s’éteind.

Conclusion

L’application utilisée comme exemple n’est pas la plus utile du monde, mais permet de voir les concepts de base du développement avec Raspberry Pi.