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Formation IoT Développer vos objets connectés avec Raspberry Pi et Arduino en Python et C++

Domaine : Développement et méthodes

DURÉE
4 jour(s)

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PROGRAMME DE FORMATION
IoT Développer vos objets connectés avec Raspberry Pi et Arduino en Python et C++

Avant-propos - But des TP

Apprentissage automatique par machine learning, sans fil et pilotable depuis Internet ou un téléphone via Wifi et Bluetooth.
Les capteurs seront pilotés par des Arduinos et la box, qui rassemblera les données, ouverte au Web, sera pilotée par un Raspberry Pi

Introduction

Qu'est-ce que l'IoT ?
Historique
Les nano-ordinateurs
Le Raspberry Pi
Les microcontrôleurs
L'Arduino
Les différentes approches en fonction du besoin
Les communications sans fils (XAN, LAN, PAN, HAM, IoT...)

Raspberry Pi

Présentation
Les différents ports Hardware : GPIO, USB...
Les différents modèles
Les extensions et capteurs via HAT, GPIO...

Raspbian

L'OS Raspbian
Installation
Configuration initialie et mise à jour
Les bases de Linux
Configuration de l'accès distant

Programmation du Raspberry en Python

Mise en place des librairies de programmation Python 3 via apt-get et PIP
Présentation de Python
Installation de l'environnement de développement
Programmation de traitements simples
Débogage
Communication via Wifi et HTTP
Mise en place d'un serveur HTTP REST avec Flask
Communication via Bluetooth
Mise en place d'un client Bluetooth Android avec PyBluez

Arduino

Présentation des différents types d'Arduino
L'Arduino Uno
Présentation du hardware
Le microcontrôleur ATMega
Les extensions et capteurs via Bridge et les I/O
Rappels des bases de l'électricité, la loi de Ohm, l'effet Joule...
Alimentation de l'Arduino, puissance, chute de tension
Les entrées / sorties numériques
Les entrées / sorties analogiques
Calcul de la tension et de l'intensité nécessaire

Mise en oeuvre des modules Arduino

Les modules Arduino
Le câblage virtuel avec Tinkercad
Câblage numérique en sortie : la led
Câblage numérique en entrée : le bouton poussoir
Câblage analogique : le capteur de température et la led fading
Le système Grove
La carte Seeduino
Mise en place d'un capteur de température, d'humidité et de pression, et d'une led
Présentation d'un microcontrôleur STM32 Nucleo

Programmer l'Arduino avec C++

Installation de l'environnement de développement Arduino IDE
Programmation d'un traitement simple en C
Programmation numérique en I/O
Programmation analogique
Les librairies
Programmation d'un capteur de température, d'humidité et de pression, et d'une led
Le porte Série et son débogage

Les communications filaires

L'UART Arduino et Software Serial
Les communications filaires
Les ports UART Rx Tx
Le port USB
Le connecteur RS232
Programmation d'une liaison série
Le module Ethernet

Les communications sans fils classiques

Les communications sans fils
L'infra rouge
Le bluetooth
ZigBee
Z-Wave
RF 433Mhz
Wifi

Communication filaire Raspberry - Arduino

Mise en place d'une communication Série via RS232 et USB
Mise en place d'une communication Ethernet
Mise en place d'un client-serveur TCP/IP

Communication sans fil Bluetooth

Présentation des différentes versions et protocoles BT
Le PAN (Personal Area Network)
Le Bluetooth RFCOMM
Programmation d'un Bluetooth Arduino en C en mode maître et esclave
Le protocole AT
Les ports BT
Programmation Raspberry BT avec PyBluez
Communication Raspberry et Arduino vers Android
Communication Raspberry - Arduino via BT
Le BlueTooth Low Energy
Programmation d'un BLE

Communication sans fils Raspberry - Arduino

Le LAN (Local Area Network) et le WAN (Wide Area Network)
Programmation d'un accès HTTP - Wifi en C sur Arduino
Communication HTTP - WAN sur Raspberry
La norme JSON
Communication Wifi - REST Raspberry - Arduino
Le HAN (Home Area Network)
Programmation ZigBee et Z-Wave

Communication multi-thread

Problème de communication avec plusieurs devices
Arduino OneWire
La programmation multi-thread avec Theading
Le call-back

Protocoles IoT

Le défi des protocoles IoT
LoRaWan
Programmation LoRa
Communication basse consommation avec LoRa avec le Raspberry
SigFox

Programmation de modules avancés

Le problème des modules supérieurs à 5v et 0.7A : le relais de puissance
Mise en place d'un afficheur 7 barres
Mise en place d'un afficheur multi lignes

Programmations avancées

Mise en place d'une programmation avancée Python pour des traitements rapides
L'algèbre linéaire avec Numpy
Programmation d'une transformée de Fourier
Programmation orientée objet C++ et Arduino
Pilotage d'objet par machine learning sur Raspberry par SKLearn
Exécution d'un réseau de neurones MLP

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