Kit de Démarrage Hologram Nova : Guide Complet de Configuration Raspberry Pi et Intégration Capteurs

Nouveau sur Nova ? Nouveau sur Raspberry Pi ? Nouveau sur Python ? Ce tutoriel vous guide à travers chaque étape du Kit de Démarrage Hologram Nova pour Raspberry Pi.

Histoire

Ce tutoriel fait partie du Kit de Démarrage Hologram Nova officiel, disponible sur Hologram.io.

Configurer un Raspberry Pi — Headless

Note : Si vous avez déjà Raspbian sur une carte SD et pouvez vous y connecter en SSH, passez à la section suivante.

Une configuration headless signifie que le Pi démarre sans moniteur, clavier ni souris. Toute la configuration se fait depuis votre ordinateur principal via SSH.

1. Télécharger et Flasher l'OS Raspbian sur la Carte SD

Points clés à garder à l'esprit :

• Raspbian est un dérivé de Debian adapté à l'architecture ARM du Raspberry Pi.
• Les versions Lite (sans bureau) et Complete fonctionnent ; Lite suffit pour ce tutoriel.
• NOOBS est inutile et ajoute des étapes supplémentaires.
• Utilisez Etcher, un outil multiplateforme, pour flasher l'image de l'OS.

Télécharger Raspbian : raspbian.org/downloads/raspbian

Télécharger/installer Etcher : etcher.io

Flasher Raspbian sur la carte SD :

• Insérez la carte SD dans votre ordinateur.
• Ouvrez Etcher.
• Choisissez le fichier ZIP Raspbian téléchargé comme OS.
• Sélectionnez la carte SD comme disque cible.
• Cliquez sur « Flash ! ».
• L'interface d'Etcher ressemblera à la capture d'écran ci-dessous.

2. Configurer Raspbian

Après le flash, remontez la carte SD sur votre ordinateur. Ouvrez un terminal et naviguez vers la partition de démarrage.

cd /Volumes/boot

Activez SSH en créant un fichier vide :

touch ssh

Préconfigurez le Wi-Fi pour que le Pi rejoigne votre réseau au démarrage. Le Pi ne prend en charge que la bande 2,4 GHz.

sudo nano wpa_supplicant.conf

Collez ce qui suit, en remplaçant les espaces réservés par vos identifiants :

country=US
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="**votre-wifi**"
    psk="**votre-mot-de-passe**"
    key_mgmt=WPA-PSK
}

Pour les réseaux non sécurisés :

country=US
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="**votre-wifi**"
    key_mgmt=NONE
}

Enregistrez et quittez Nano avec CTRL+X, puis Y et ENTRÉE. Éjectez la carte SD et insérez-la dans le Pi.

3. Se Connecter au Pi via Wi-Fi SSH

Alimentez le Pi en utilisant l'adaptateur 5 V 2,4 A fourni. Attendez une minute pour que le réseau démarre.

Depuis votre ordinateur hôte, ouvrez un terminal et connectez-vous en SSH :

ssh pi@raspberrypi.local

Mot de passe : raspberry.

Dépannage :

• Périphérique non trouvé ? Vérifiez les identifiants Wi-Fi et assurez-vous que le Pi est sur un réseau 2,4 GHz.
• Plusieurs Pi avec le même nom d'hôte ? Utilisez l'IP locale du Pi : ssh [email protected].

Une fois connecté, lancez l'outil de configuration du Raspberry Pi :

sudo raspi-config

Dans le menu, effectuez les actions suivantes :

• 7 – Advanced Options → A1 Expand Filesystem
• 5 – Interfacing Options → SPI (activer I2C si nécessaire)
• 1 – Change User Password
• 2 – Hostname (choisissez un nom mémorable)
• Sélectionnez Finish et laissez le Pi redémarrer.

Après redémarrage, reconnectez-vous en SSH en utilisant le nouveau nom d'hôte : ssh [email protected].

4. Installer les Dépendances

Mettez à jour la liste des paquets du Pi :

sudo apt-get update

Installez les paquets essentiels :

sudo apt-get install git git-core build-essential python-dev python-openssl python-smbus python3-pip python-pip screen

Installez le SDK Python de Hologram :

curl -L hologram.io/python-install | bash

Vérifiez la version du CLI :

hologram version

Vous devriez voir une version supérieure à 0.6.0. Félicitations — le Pi est maintenant prêt.

Leçon 1 — Faire Clignoter une LED

Nous utiliserons les broches GPIO du Pi (numérotation BCM). Pour un rappel rapide, consultez le guide GPIO StackOverflow. Le brochage suivant sera référencé.

Si vous êtes novice en breadboards, regardez cette vidéo ScienceBuddiesTv.

Dans cette leçon, nous définirons une broche GPIO comme sortie pour contrôler une LED.

Schéma de Câblage

Connectez la LED via une résistance de 220 Ω. L'alimentation est généralement le fil rouge ; la masse le fil noir. Débranchez toujours l'alimentation avant de câbler.

Rebranchez l'alimentation, attendez une minute, et rétablissez la connexion SSH.

Exécuter le Code

Clonez le dépôt du kit de démarrage :

git clone https://github.com/benstr/nova-starter-kit.git

Vérifiez que le dossier existe :

ls nova-starter-kit/

Exécutez le script de clignotement :

sudo python nova-starter-kit/01_blink/main.py

Entrez le nombre de clignotements quand on vous le demande. La LED devrait basculer en conséquence.

Visualisez les fichiers sources :

cat nova-starter-kit/01_blink/main.py
cat nova-starter-kit/01_blink/myLED.py

Soyez Ambitieux !

Explorez des fonctions supplémentaires dans myLED.py en modifiant main.py et en relançant le script.

sudo nano nova-starter-kit/01_blink/main.py

Leçon 2 — Lire un Capteur Numérique

Nous ajouterons un capteur d'humidité/température DHT11. La bibliothèque DHT d'Adafruit simplifie la récupération des données.

En savoir plus sur les capteurs DHT sur la page DHT d'Adafruit.

Schéma de Câblage

Utilisez une résistance de tirage de 10 kΩ.

Coupez l'alimentation avant de câbler.

Rebranchez l'alimentation, attendez une minute, et rétablissez la connexion SSH.

Exécuter le Code

Vérifiez le dossier du capteur :

ls nova-starter-kit/02_digital_sensor/

Installez la bibliothèque DHT d'Adafruit :

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git
sudo python Adafruit_Python_DHT/setup.py install

Testez le capteur :

sudo Adafruit_Python_DHT/examples/AdafruitDHT.py 11 21

Exécutez le script de la leçon :

sudo python nova-starter-kit/02_digital_sensor/main.py

La LED clignotera trois fois et affichera la température/l'humidité.

cat nova-starter-kit/02_digital_sensor/main.py
cat nova-starter-kit/02_digital_sensor/myDHT.py

Leçon 3 — Lire un Capteur Analogique

Le Pi ne peut lire que des signaux numériques. Pour capturer des données analogiques, nous utiliserons un ADC MCP-3008 pour convertir la sortie d'une photorésistance.

Le MCP-3008 offre huit canaux ; nous utiliserons le canal 0. La bibliothèque MCP3008 d'Adafruit gérera la communication.

Schéma de Câblage

Assurez-vous que l'encoche du MCP-3008 fait face à gauche. Vérifiez toutes les connexions.

Coupez l'alimentation avant de câbler.

Rebranchez l'alimentation, attendez une minute, et rétablissez la connexion SSH.

Exécuter le Code

Vérifiez le dossier du capteur analogique :

ls nova-starter-kit/03_analog_sensor/

Installez la bibliothèque MCP3008 :

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_MCP3008.git
sudo python Adafruit_Python_MCP3008/setup.py install

Exécutez le script du capteur analogique :

sudo python nova-starter-kit/03_analog_sensor/main.py

La LED clignotera quatre fois et affichera température, humidité et luminosité.

cat nova-starter-kit/03_analog_sensor/main.py
cat nova-starter-kit/03_analog_sensor/myMCP.py

Leçon 4 — Déclencher avec un Bouton

Pour éviter les sessions SSH manuelles, nous câblerons un bouton pour déclencher les lectures de capteurs et configurerons le script pour s'exécuter automatiquement au démarrage.

Schéma de Câblage

Le câblage est simple — connectez le bouton à une broche GPIO et une résistance de tirage.

Rebranchez l'alimentation, attendez une minute, et rétablissez la connexion SSH.

Exécuter le Code

Vérifiez le dossier du bouton :

ls nova-starter-kit/04_button/

Exécutez le script du bouton :

sudo python nova-starter-kit/04_button/main.py

Le script attend dans une boucle infinie un appui sur le bouton. Appuyez sur CTRL+C pour arrêter.

cat nova-starter-kit/04_button/main.py

Exécuter le Code au Démarrage

Modifiez /etc/rc.local pour lancer le script au démarrage :

sudo nano /etc/rc.local

Ajoutez la ligne avant exit 0 :

sudo python /home/pi/nova-starter-kit/04_button/main.py &

Enregistrez, redémarrez :

sudo reboot

Après redémarrage, appuyer sur le bouton devrait déclencher quatre clignotements de LED.

Leçon 5 — Envoyer des Données via Wi-Fi

Maintenant, le script s'exécute au démarrage, mais nous voulons toujours voir les données localement. Nous transmettrons les relevés de capteurs vers le Data Engine de Hologram.

Si votre carte SIM n'est pas activée, faites-le sur dashboard.hologram.io/activate.

Sur le tableau de bord Hologram, ouvrez votre dispositif Nova, allez dans Configuration, cliquez sur « Show Router Credentials », générez une clé à 8 chiffres, et gardez-la à portée de main.

Modifiez le fichier d'identifiants :

sudo nano nova-starter-kit/credentials.json

Remplacez l'espace réservé par la clé générée.

Mettez à jour /etc/rc.local pour lancer le script cloud :

sudo nano /etc/rc.local
sudo python /home/pi/nova-starter-kit/05_cloud/main.py &

Redémarrez :

sudo reboot

Après quelques minutes, appuyer sur le bouton enverra les données dans le cloud. Vérifiez les résultats sur dashboard.hologram.io.

Visualisez le script cloud :

cat nova-starter-kit/05_cloud/main.py

Leçon 6 — Envoyer des Données via Cellulaire

Le déploiement dans des environnements sans Wi-Fi est simple. Après l'assemblage du Nova et l'insertion de la SIM, les deux LED sur le Nova indiquent la disponibilité du réseau.

Modifiez /etc/rc.local pour utiliser le script cellulaire :

sudo nano /etc/rc.local
sudo python /home/pi/nova-starter-kit/06_cellular/main.py &

Redémarrez :

sudo reboot

Vérifiez la transmission des données sur dashboard.hologram.io.

Visualisez le script cellulaire :

cat nova-starter-kit/06_cellular/main.py

Vous avez maintenant construit un robot capteur météo qui peut fonctionner dans le monde entier via le réseau cellulaire.

Source : Hologram Nova Starter Kit