Matériel Open Source – Tendances et évolutions

28.11.2023

6 minutes

Le secteur du matériel informatique open source (OSH) s'est fortement développé ces dernières années. Ces petites plateformes se démarquent notamment en termes de flexibilité et d'efficacité énergétique. Avec de tels mini-systèmes, vous mettez en œuvre des projets dans le domaine de l'IoT et de l'edge computing. Il s'agit également de plateformes de développement très bon marché et l'open source facilite le développement d'applications.

Evolution du matériel informatique open source
Exemples de matériel informatique open source
Systèmes individuels basés sur le matériel open source

Extension du matériel open source : câbles, convertisseurs et adaptateurs
Projets basés sur le matériel open source
Futur du matériel open source

Matériel Open Source – Tendances et évolutions

Le matériel informatique open source (OSH) a pris son envol au début des années 2010. Les progrès techniques ont permis une miniaturisation accrue. C'est ainsi que sont apparus différents ordinateurs monocarte qui présentaient en même temps de nombreuses fonctionnalités. Une caractéristique principale de ces systèmes est leur compacité. En effet, les plateformes ont parfois la taille d'une carte de crédit, voire même plus petites.

En même temps, le matériel open source vous offre en principe les mêmes fonctions qu'un PC ordinaire. Les plateformes sont compatibles avec les standards connus comme USB, HDMI ou les cartes SD. Les ordinateurs monocarte sont également équipés d'interfaces correspondantes. En termes de performances, les mini-systèmes se situent naturellement à un niveau inférieur. En revanche, ces petites plateformes sont très économes en énergie.

Le matériel open source a également évolué au fil des développements et des progrès techniques. Les fournisseurs ont surtout élargi les fonctionnalités. Ainsi, les nouvelles plateformes sont nettement plus puissantes et conçues pour un plus grand nombre d'applications. En outre, la gamme va des plateformes de développement spécialisées aux systèmes offrant des fonctions similaires à celles d'un PC.

Il existe un certain nombre de fabricants dédiés qui se spécialisent dans le domaine du matériel open source. Raspberry Pi et Arduino sont particulièrement connus. Chez Arduino, le modèle Nano 33 BLE Sense est un exemple d'environnement de développement compact et flexible. La carte électronique particulièrement petite est directement équipée d'une série de capteurs. Ses fonctionnalités vont donc bien au-delà de celles des ordinateurs classiques. Out of the box, ce système d'Arduino peut mesurer la pression atmosphérique, la température ou l'humidité de l'air dans l'environnement.

Le modèle Pico W de Raspberry Pi fait également partie des variantes particulièrement compactes parmi les ordinateurs monocarte. Raspberry Pi a conçu cette plateforme pour la combiner avec des cartes de développement. Il suffit d'enficher les ordinateurs monocarte sur ces dernières pour construire un système doté de toutes les fonctions supplémentaires nécessaires. C'est pourquoi Raspberry Pi Pico W est équipé de nombreuses interfaces, dont I2C, SPI et une série d'interfaces E/S programmables.

Le Banana Pi BPI-M4 Pro appartient à la catégorie des ordinateurs monocarte puissants. La plateforme offre un processeur 64 bits à huit cœurs et jusqu'à deux Go de mémoire vive. Le Wi-Fi et le Bluetooth sont directement intégrés sur la carte. En outre, les interfaces HDMI, USB et réseau Ethernet sont disponibles. La Banana Pi BPI-M4 Pro dispose même d'une mémoire permanente sous forme de flash eMMC rapide de huit Go. C'est un exemple de plateforme très puissante qui vous offre des fonctions comparables à celles d'un PC classique.

Ordinateur monocarte - Matériel Open Source

Une caractéristique particulière de ce matériel est sa grande flexibilité en ce qui concerne la construction de systèmes individuels. Vous assemblez les ordinateurs monocarte selon un principe modulaire. Au centre se trouve généralement un SoC (System-on-a-Chip) ou système sur une puce.

La platine elle-même est en fait toujours livrée sans boîtier. Cela vous permet de personnaliser et d'étendre la plateforme. Chez Conrad, vous trouverez les boîtiers appropriés pour Raspberry Pi, Arduino et autres systèmes. En outre, vous avez le choix entre de nombreuses cartes d'extension. Celles-ci vous permettent d'ajouter les fonctions souhaitées aux mini-systèmes.

Ces cartes d'extension incluent par exemple des modules radio et de transmission. Ils donnent à votre système exactement les interfaces de communication dont vous avez besoin. La communication sans fil joue un rôle central dans le domaine de l'edge computing et des ordinateurs monocarte. Ainsi, les systèmes supportent entre autres le Wi-Fi et le Bluetooth. De nombreuses cartes sont également équipées de Gigabit Ethernet ou vous pouvez obtenir des cartes d'extension avec les connexions correspondantes.

En outre, vous trouverez également chez Conrad un grande gamme de kits de mesure, compatibles avec les ordinateurs monocarte. Il s'agit notamment de capteurs ou de modules de caméra. Avec ces kits, vous créez des solutions qui ont des fonctions différentes de celles des systèmes informatiques ordinaires. Les plateformes restent très compactes grâce aux petits composants. Vous pouvez profiter de cet avantage lorsque vous construisez des systèmes que vous contrôlez à l'aide des ordinateurs monocarte.

Les robots sont un domaine de plus en plus intéressant. L'IoT, l'intelligence artificielle et les robots sont ici souvent utilisés de manière combinée. Vous pouvez ainsi créer l'unité de commande et de communication d'un robot avec les ordinateurs monocarte. Toutes les autres fonctions sont intégrées via des interfaces. Une commande à distance complète est même possible de cette manière. Un fonctionnement autonome à l'aide de l'IA et de l'apprentissage automatique est également envisageable avec un logiciel adapté.

La caractéristique principale des plateformes est qu'elles sont très ouvertes. La technique est donc conçue pour que vous puissiez procéder à des adaptations individuelles. Pour cela, il est toujours nécessaire de travailler avec des adaptateurs et des convertisseurs. Il existe aujourd'hui une large offre de ces accessoires. Vous trouverez bien sûr des convertisseurs, des adaptateurs et d'autres accessoires pour les différentes plateformes OSH chez Conrad.

Avec le convertisseur approprié, vous assurez par exemple l'alimentation électrique des systèmes. L'OSH peut ainsi fonctionner avec des sources de tension de 5, 7,5 ou 12 volts. Avec le bon convertisseur, vous veillez à connecter la plateforme à une alimentation électrique existante.

En outre, vous trouverez des adaptateurs pour les interfaces des plateformes. Le nombre d'interfaces sur les cartes est souvent limité par manque de place ou des variantes miniatures sont disponibles. Un adaptateur de micro HDMI type D vers HDMI A standard permet de raccorder un écran normal. Vous trouverez des adaptateurs similaires pour USB, GPIO, RS232 et d'autres interfaces.

Les plateformes open source présentent d'excellentes caractéristiques pour certains domaines d'application. C'est notamment le cas pour le développement de solutions propres dans le domaine du cloud computing et de l'edge computing. Ici, la compacité ainsi que la faible consommation d'énergie sont les arguments clés. Il est ainsi possible d'utiliser les plateformes pour des tâches simples, comme le contrôle permanent de capteurs ou la collecte d'informations sur l'environnement. Les ordinateurs à part entière sont surdimensionnés pour de telles tâches et trop chers à entretenir.

En tant que cartes de développement, les ordinateurs monocarte sont en outre intéressants en raison de leur ouverture aux sources. Cela facilite le développement d'applications individuelles pour ces plateformes. Ce n'est qu'à l'aide du logiciel approprié que l'OSH peut être utilisé pour des tâches spécifiques. De plus, les plateformes sont compatibles avec les systèmes d'exploitation les plus divers. Les systèmes basés sur Unix comme Ubuntu, Arch Linux, Debian ou FreeBSD sont les plus utilisés. Avec Raspbian, il existe en outre un système d'exploitation spécialement conçu pour Raspberry Pi. En outre, Windows 10 peut également fonctionner sur les plateformes les plus récentes, comme le Raspberry Pi 2. Même l'installation d'Android est possible, de sorte que vous pouvez même utiliser des applications mobiles de manière native sur les ordinateurs monocarte.

Les connecteurs GPIO constituent en outre une particularité de ces systèmes. Cela fait définitivement de ces plateformes des cartes de développement multifonctions. Les connecteurs GPIO sont par exemple présents sur Banana Pi et Raspberry Pi. Ces connecteurs peuvent être affectés de manière universelle et sont programmables. Il est ainsi possible d'intégrer des éléments électriques, par exemple une LED, ou encore des boutons-poussoirs, dans la plateforme. Les systèmes commandent ces éléments ou reçoivent des informations par ce biais.

Ces options polyvalentes, combinées aux progrès techniques, ouvrent de plus en plus de possibilités d'utilisation. L'utilisation de l'intelligence artificielle avec des applications développées individuellement offre justement d'énormes options. Dans de nombreux domaines, ces mini-systèmes se sont en outre déjà établis. C'est par exemple le cas pour la commande d'imprimantes 3D basées sur l'open source ou dans le domaine de la nanotechnologie.

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L'importance du matériel informatique open source a énormément augmenté ces dernières années. C'est justement dans le domaine industriel que ces solutions sont de plus en plus utilisées. Il y a des raisons claires à cela. D'une part, l'augmentation des performances et des fonctions a créé de nombreuses nouvelles possibilités d'utilisation. Ainsi, des solutions comme Arduino et Raspberry Pi peuvent commander un large éventail d'applications. D'autre part, l'OSH est la solution optimale dans de nombreux scénarios en raison de sa plateforme flexible et open source.

De plus, l'OSH est aussi un moteur d'innovation. En tant que carte de développement, l'environnement est très bon marché. En même temps, il est très facile de développer des applications pour ces plateformes. Pour les applications de cloud computing et d'edge computing, l'OSH est un choix idéal.

Il ne faut pas non plus sous-estimer le thème de la durabilité. De plus en plus d'entreprises accordent de l'importance à des facteurs tels que l'efficacité énergétique et une technologie respectueuse de l'environnement. Dans ce domaine, le matériel open source économe marque également des points. D'une part, parce que les plateformes sont elles-mêmes économes. D'autre part, parce qu'elles peuvent faire partie de solutions innovantes et efficaces sur le plan énergétique. L'OSH réunit donc les conditions optimales pour faire partie intégrante de l'infrastructure informatique des entreprises à l'avenir.