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Système basé sur la carte Linux OpenWRT équipant Geeros, la Carambola-Box est une plate-forme didactique d'informatique embarquée open-source avec connectivité Wifi et i2c native permettant de faire de nombreuses expériences, en connectant par exemple une Webcam USB ou une mini centrale inertielle 6 axes sur le port i2c. Ces deux éléments, inclus dans le système, sont les mêmes que ceux utilisés dans Geeros.
Tournant sous Linux OpenWrt, la Carambola-Box offre nativement différents types de connectivité :
- Wifi
- Ethernet
- Console série
- USB
- broches GPIO (General Purpose Input Output) ajoutant entre autres des possibilités de communication avec des périphériques i2c
La Carambola-Box est livrée avec les éléments suivants :
- une mini centrale inertielle (baptisée IMU dans la suite de cette présentation), basée sur le composant MPU6050, apportant 6 axes de mesure (3 accélérations et 3 vitesses de rotation) et se connectant sur la prise i2c de la Carambola-Box
- une Webcam qui peut se connecter sur le port USB du boîtier pour faire de la transmission vidéo temps-réel via les liaisons Wifi ou Ethernet
- un câble d'interface USB / RS232 permettant de connecter un ordinateur ne possédant pas de port série sur la console série de la carte
- une alimentation 9V, 1A
Enfin, de nombreux logiciels applicatifs principalement écrits en langage Python sont fournis en code source, les scripts devant s'exécuter sur le système étant préchargés sur celui-ci à la livraison.
Ce système permet de réaliser de nombreux travaux pratiques, par exemple :
- connexion au système via la console série ou un terminal SSH
- exécution de commandes sur un système d'exploitation embarqué
- affichage des données de l'IMU dans la console série ou le terminal SSH
- stockage des données de l'IMU sur une clé USB branchée sur la carte. Si le système est alimenté par une batterie (comme celle-ci : http://boutique.3sigma.fr/14-batterie-lipo-74-v-2200-mah-connecteur-jack-arduino.html, non fournie avec le système) la Carambola-Box peut se transformer en enregistreur longue durée de données accélérométriques sur n'importe quel type de matériel en mouvement
- stockage des données de l'IMU dans une base SQL embarquée dans le système
- manipulation sur ces données en langage SQL directement sur le système
- télémétrie des mesures de l'IMU sur un ordinateur connecté (en Ethernet ou en Wifi) au système
- affichage de l'orientation de la plate-forme en 3D sur un ordinateur connecté (en Ethernet ou en Wifi) au système
- envoi des mesures de l'IMU sur le port série du système et récupération sur n'importe matériel équipé d'un port RS232
- transmission en temps-réel (en Ethernet ou en Wifi) de la vidéo prise par la Webcam connectée sur le port USB
- téléchargement de pages HTML sur le serveur Web intégré et exécution des applications Web correspondantes
Bien entendu, le système étant totalement ouvert, vous avez la possibilité de créer vous-même bien d'autres applications originales.
Télémétrie des données mesurées par la centrale inertielle (transmise à l'ordinateur en Wifi):
Affichage en 3D de l'orientation de la centrale inertielle à partir des données transmise à l'ordinateur en Wifi:
Pourquoi utiliser la Carambola-Box pour les TP d'informatique embarquée ? N'existe-t-il pas des systèmes de petite taille plus puissants ?
Attention: "embarqué" ne veut pas dire "petit". Il existe d'autres systèmes de petite taille que l'on trouve sur le marché (ex: Raspberry Pi) mais ce sont des vrais ordinateurs, de petite taille, certes, mais pas des systèmes embarqués. Ils ne possèdent pas les caractéristiques essentielles de ce type de systèmes:
- faible consommation (un système embarqué est souvent utilisé sur batterie)
- régulateur de tension intégré (si le système embarqué est branché sur une batterie, celle-ci délivre une tension variable)
- peu de mémoire (un système embarqué n'a pas besoin de faire tourner une interface graphique, des logiciels de traitement de texte...)
- forte intégration (la Carambola-Box intègre nativement une connexion Wifi, ce n'est pas nécessaire de rajouter une clé Wifi)
D'un point de vue pédagogique, ce serait dommage de réaliser des TP d'informatique embarqué sur ordinateur "classique", même s'il est de petite taille, car ça ne permet pas de former les élèves sur les aspects "économie de ressources" des vrais systèmes embarqués.
Le système complet Carambola-Box
La centrale inertielle se branche aisément sur le connecteur i2c
Logiciel de télémétrie et d'enregistrement des données de l'IMU
Application de visualisation de l'orientation de l'IMU