Raspberry Pi Pico et Pico W La programmation Python sur microcontrôleur avec MicroPython

Présentation

Le Raspberry Pi Pico et le Pico Wireless (incluant un module Wi-Fi et Bluetooth) fonctionnent nativement sous MicroPython et ont rapidement trouvé leur place auprès des Makers mais aussi des grands acteurs de l’électronique et de l’industrie.

Ce livre permet de découvrir et de maîtriser le langage MicroPython (Python sur microcontrôleur) pour programmer les cartes Raspberry Pi Pico et Pico Wireless. Il guide le lecteur de façon didactique dans la mise en œuvre des cartes Pico, sans oublier d'explorer la prise de contrôle de composants électroniques que l'on peut y raccorder.

Chapitre après chapitre, le lecteur part donc à la découverte des Raspberry Pico et Pico Wireless, réalise des montages électroniques simples et utilise des techniques avancées telles que la manipulation de différents capteurs et interfaces, des sorties PWM et analogique ou d'un bus I2C. Il peut ainsi apprendre par exemple à allumer une LED, activer un relais, commander des moteurs ou encore acquérir des données environnementales et afficher des informations sur un écran à cristaux liquides.

Avec ce livre, les Makers pourront facilement trouver de quoi adapter leur savoir-faire Arduino sur MicroPython, ceux qui ne le sont pas encore pourraient fort bien le devenir, les programmeurs ajouteront sans peine une nouvelle corde à leur arc, les ingénieurs bâtiront de nouveaux ponts entre différents domaines du savoir, l'électronicien découvrira un outil pour produire rapidement des prototypes et les pédagogues pourront conjuguer facilement théorie et expérimentation. Enfin, les utilisateurs de la carte MicroPython Pyboard originale se sentiront en terrain connu.

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Table des matières

Qu’est-ce que MicroPython ?

1. Mise en garde : euphorie imminente !
2. Avant-propos - les origines de MicroPython
3. Objectifs de l'ouvrage
4. Prérequis
1. 4.1 Apprendre Python
5. Présentation de MicroPython
6. Comparaison MicroPython et Arduino
1. 6.1 Arduino
2. 6.2 MicroPython
7. Intérêt de MicroPython
1. 7.1 Python pour l'électronique
2. 7.2 Python, un langage populaire
3. 7.3 Python et apprentissage rapide
4. 7.4 Python et l'enseignement
8. Communauté
1. 8.1 Bibliothèques et pilotes
2. 8.2 Forums

Plateformes MicroPython

1. Préambule
2. À l’assaut du monde professionnel
3. Critères de sélection
1. 3.1 La tension logique
2. 3.2 La fréquence CPU
3. 3.3 Mémoire RAM
4. 3.4 Mémoire Flash
5. 3.5 Calcul en virgule flottante (FPU)
6. 3.6 Communication
7. 3.7 Communauté
4. Vue d’ensemble des plateformes disponibles
1. 4.1 Garatronic - France
2. 4.2 Cytron.io - Malaisie
3. 4.3 Pimoroni - Angleterre
  1. 4.3.1 Pico Lipo
  2. 4.3.2 Tiny 20
  3. 4.3.3 Adaptateur Wireless
4. 4.4 Adafruit Industries - USA
  1. 4.4.1 Feather RP2040
  2. 4.4.2 Trinket QT2040
  3. 4.4.3 QT Py RP2040
  4. 4.4.4 ItsyBitsy RP2040
5. 4.5 SparkFun - USA
5. MicroPython et CircuitPython

Raspberry-Pi Pico

1. Microcontrôleur RP2040
2. Présentation du Pico
1. 2.1 Survol du Pico
  1. 2.1.1 Port micro-USB
  2. 2.1.2 Broches d’entrées/sorties
  3. 2.1.3 Le microcontrôleur RP2040
  4. 2.1.4 L’interface de débogage
  5. 2.1.5 La mémoire Flash
  6. 2.1.6 Empattement 2,54 mm
2. 2.2 Installer MicroPython / En cas de problème
  1. 2.2.1 Télécharger le firmware MicroPython
  2. 2.2.2 Activer le mode Boot
  3. 2.2.3 Copier MicroPython sur le Pico
3. 2.3 Quels connecteurs pour le Pico ?
4. 2.4 Pico et Fritzing
5. 2.5 Ressources graphiques
3. Le Pico et Pico Wireless en détail
1. 3.1 LED utilisateur - Pico uniquement
2. 3.2 LED utilisateur - Pico Wireless
3. 3.3 Bouton Bootsel
4. 3.4 Reset et bouton Reset
5. 3.5 Alimentation du Pico
  1. 3.5.1 Le régulateur de tension
  2. 3.5.2 Option A : Alimentation USB
  3. 3.5.3 Option B : alimentation via VSYS
  4. 3.5.4 Option C : circuit de charge intelligent
  5. 3.5.5 Décharge et surveillance d’un accu LiPo
6. 3.6 Brochage du Pico
  1. 3.6.1 Version simplifiée
  2. 3.6.2 Version officielle
4. Pico : tension logique et courant
1. 4.1 Niveau logique et tension
2. 4.2 Niveau logique et Python
3. 4.3 Tolérance 5 V ? Non !
4. 4.4 Courant maximum, source et sink
5. 4.5 Impédance d’un GPIO
  1. 4.5.1 Rappel sur la loi d’Ohms
  2. 4.5.2 Broche en sortie = faible impédance
  3. 4.5.3 Broche en entrée = forte impédance
5. Les fonctions alternatives sur le Pico
1. 5.1 Sortie PWM
2. 5.2 Entrée analogique ADC
3. 5.3 Sortie analogique DAC
4. 5.4 Bus I2C
5. 5.5 Bus SPI
6. 5.6 UART (port série)
7. 5.7 Horloge RTC
8. 5.8 Carte MicroSD
6. Le timer
7. Comment détruire son Pico en sept leçons
1. 7.1 Tension d’alimentation supérieure à 5,5 V
2. 7.2 Placer une broche directement à la masse
3. 7.3 Brancher des GPIOs ensemble
4. 7.4 Appliquer une surtension sur une broche d’entrée
5. 7.5 Dépasser le courant maximum d’une broche
6. 7.6 Dépasser le courant maximum du microcontrôleur
7. 7.7 L’injection AC
8. Pico Wireless
1. 8.1 Aborder le module Wi-Fi
  1. 8.1.1 Réglementation locale
  2. 8.1.2 Nom d’hôte et adresse MAC
  3. 8.1.3 Le mode station (STA)
  4. 8.1.4 Statut Wi-Fi et déconnexion
  5. 8.1.5 Le mode point d’accès (AP)
2. 8.2 Utiliser un socket
3. 8.3 Encore plus

Prise de contrôle

1. Présentation
2. Communiquer avec MicroPython
1. 2.1 Cas de la Pyboard originale
2. 2.2 Cas du Raspberry-Pi Pico
3. REPL : l’invite en ligne de commande MicroPython
4. Manipulations de fichiers
5. Outils intégrés
1. 5.1 Thonny IDE
  1. 5.1.1 Installer sur Linux
  2. 5.1.2 Installer sur Raspberry-Pi OS
  3. 5.1.3 Installer sur Mac
  4. 5.1.4 Installer sur Windows
  5. 5.1.5 Utilisation Thonny avec le Pico
2. 5.2 MPRemote (utilitaire)
  1. 5.2.1 Installation
  2. 5.2.2 Utiliser MPRemote
3. 5.3 Autres utilitaires
  1. 5.3.1 RShell - Remote Shell
  2. 5.3.2 Ampy
6. Console série et REPL
1. 6.1 Identifier le port série
  1. 6.1.1 Sous Linux ou Raspberry-Pi OS
  2. 6.1.2 Sous Windows
  3. 6.1.3 Sous MacOS
2. 6.2 Logiciel terminal
  1. 6.2.1 PuTTY (multiplateforme)
  2. 6.2.2 Picocom (Linux)
  3. 6.2.3 Screen (Mac,Linux)
7. Exploiter REPL
1. 7.1 Séquence de contrôle REPL
2. 7.2 Options avancées REPL
  1. 7.2.1 Édition de ligne
  2. 7.2.2 Historique de commande
  3. 7.2.3 Autocomplétion
  4. 7.2.4 Variable « _ »
3. 7.3 Outils avancés pour REPL
  1. 7.3.1 Exécution à la volée
  2. 7.3.2 Fonction help()
  3. 7.3.3 fonction dir()
  4. 7.3.4 fonction listdir()
  5. 7.3.5 Renommer un fichier
  6. 7.3.6 Afficher le contenu d’un fichier
4. 7.4 Mini Shell
5. 7.5 Développer avec REPL et MPRemote
8. Séquence de démarrage
1. 8.1 Fichier boot.py
2. 8.2 Fichier main.py
3. 8.3 En cas de problème
4. 8.4 Interrupteur RUN_APP
5. 8.5 Un boot.py Wi-Fi en béton
9. WebREPL pour Pico-W
1. 9.1 Installer WebREPL sur le Pico
2. 9.2 Activer WebREPL sur le Pico-W
3. 9.3 Client WebREPL
  1. 9.3.1 WebREPL - Client HTML
  2. 9.3.2 WebREPL - Client Python

Programmer

1. Préambule
2. Les bibliothèques MicroPython
1. 2.1 Bibliothèque vs module
2. 2.2 Stockage des bibliothèques
3. 2.3 Bibliothèque MicroPythonifiée
4. 2.4 Les bibliothèques disponibles
  1. 2.4.1 Bibliothèques standards et MicroPythonifiés
  2. 2.4.2 Bibliothèques propres à MicroPython
  3. 2.4.3 Bibliothèque propre au microcontrôleur
3. Créer une bibliothèque
1. 3.1 Où placer les bibliothèques ?
2. 3.2 Créer malib
3. 3.3 Utiliser malib.py
4. La bibliothèque machine
1. 4.1 Contenu de la bibliothèque machine
2. 4.2 Limitation de la portabilité
3. 4.3 Quel intérêt pour la portabilité ?
5. Entrées/sorties
1. 5.1 Entrée numérique
2. 5.2 Entrée avec pull-up interne
3. 5.3 Entrée avec pull-down interne
4. 5.4 Entrée numérique et déparasitage
5. 5.5 Entrée numérique et interruption
6. 5.6 Sortie numérique
  1. 5.6.1 Commander une LED
  2. 5.6.2 Commande de relais
7. 5.7 Entrée analogique
  1. 5.7.1 Potentiomètre
  2. 5.7.2 Capteur analogique - TMP36
  3. 5.7.3 Photorésistance
  4. 5.7.4 Mesurer une tension supérieure à 3,3 V
8. 5.8 Sortie PWM
  1. 5.8.1 Luminosité d’une LED
  2. 5.8.2 Produire une tonalité
9. 5.9 Commande servomoteur
  1. 5.9.1 Signal Servo
  2. 5.9.2 Alimentation d’un servomoteur
  3. 5.9.3 Commande d’un servomoteur en PWM
  4. 5.9.4 Classe Servo
10. 5.10 Moteur continu à contrôle servo

Apprentissage par la pratique

1. Préambule
2. Feu de circulation simple
1. 2.1 Présentation
2. 2.2 Matériel et montage
  1. 2.2.1 Script du feu rouge
3. 2.3 Autocritique
3. Jeu de rapidité
1. 3.1 Matériel et montage
2. 3.2 Fonctionnement du jeu
  1. 3.2.1 Script du jeu
3. 3.3 Autocritique
4. Détecteur de présence
1. 4.1 Matériel et montage
2. 4.2 Fonctionnement du détecteur
3. 4.3 Script du détecteur
  1. 4.3.1 Éclairage 12 V
4. 4.4 PowerSwitchTail
5. 4.5 Autocritique
5. Thermomètre Neopixel
1. 5.1 Matériel et montage
2. 5.2 Fonctionnement du thermomètre NeoPixel
3. 5.3 Script du thermomètre
4. 5.4 Autocritique
6. Thermomètre bargraphe
1. 6.1 Matériel et montage
2. 6.2 Fonctionnement du thermomètre bargraphe
3. 6.3 Script du thermomètre
4. 6.4 Autocritique
7. DataLogger
1. 7.1 Matériel et montage
2. 7.2 Fonctionnement du datalogger
3. 7.3 Script du datalogger
  1. 7.3.1 Récupération des données
4. 7.4 Ouverture du fichier CSV
5. 7.5 Fixer la date et l'heure
6. 7.6 Autocritique
8. Robot deux roues (servomoteurs à rotation continue)
1. 8.1 Matériel et montage
2. 8.2 Fonctionnement du robot
  1. 8.2.1 Script
3. 8.3 En apprendre plus
4. 8.4 Autocritique
9. Créer un minuteur
1. 9.1 Matériel et montage
2. 9.2 Fonctionnement du minuteur
  1. 9.2.1 Script
3. 9.3 Autocritique
8. Index

Auteur

Dominique MEURISSEEn savoir plus

Ingénieur de formation et ancien architecte logiciel, Dominique MEURISSE se passionne pour la programmation des nano-ordinateurs (Raspberry Pi, Odroid, OlinuXino) et des microcontrôleurs (Arduino, Feather, ESP, Pyboard, etc.). Ardent défenseur de Python, MicroPython ou Open-Hardware (Adafruit Industries), sa passion le pousse à participer activement à la rédaction du wiki, du blog et des fiches produits documentées du site de vente en ligne de sa société Microcontrôleur Hobby (MC Hobby SPRL). Fort de cet enthousiasme, il poursuit le partage de son savoir avec l'écriture de ses livres dédiés au langage Python sur microcontrôleur.