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Les PC miniatures embarqués

Au pays du DIY (Do It Yourself), voici les cartes mini-PC embarqués que je trouve les plus intéressantes...

A découvrir : Pyduino

la librairie qui vous permet de programmer votre miniPC comme une carte Arduino... et bien plus encore !
Vous en avez rêvé ? www.mon-club-elec.fr l'a fait !

Quel mini-PC choisir pour le Do It Yourself ? (Décembre 2014)

Voici le classement www.mon-club-elec.fr des mini-PC pour la réalisation d'applications Do It Yourself.
On ne vous raconte pas d'histoires, et ici c'est pas un blog "d'après ce qu'on dit"... : on les a tous testés et utilisés en vrai !


Le pcDuino offre le meilleur compromis prix / facilité de mise en oeuvre / rapidité d'exécution (c'est "presque" (à 75%) comme sur un poste fixe en accès VNC). Avec son bornier Arduino-like,ses 18 broches E/S, ses 6 broches analogiques, ses 6 broches PWM... c'est une base très agréable à utiliser. Les utilisateurs d'Arduino se sentiront en terrain connu ! Avec sa mémoire NAND intégrée, l'exécution est bien plus rapide (x3 environ) qu'avec un Raspberry Pi. Support complet et facile des fonctions multimédia (webcam, audio in/out, voix..) C'est sur cette base que je développe prioritairement la librairie Pyduino : des dizaines de codes d'exemples "clé en main" sont disponibles.

Utilisé avec Pyduino, le pcDuino est le mini-PC qui permet de développer à la "vitesse de la lumière" ses projets DIY !


Le mini-PC qui a ouvert le bal, le RaspberryPi , bien que moins cher à l'achat, nécessite une carte SD pour optimiser la fluidité qui ne sera pas au rendez-vous malgré tout (impression de revenir quelques années en arrière...). Son bornier "brut de décoffrage" n'est pas pratique à prendre en main, il ne dispose pas de broches analogiques, n'a qu'une seule PWM. Bien que disponible depuis seulement 1 an et demi, le Raspberry Pi apparaît déjà comme une base "historique". A réserver aux petits projets nécessitants peu de ressources. Même si l'aspect "communautaire" rassure certains, il faut savoir que le Raspberry Pi n'est qu'un système Gnu/Linux : il est facile de transposer les procédures sur les autres bases.

Le lien au Raspberry Pi est particulier, presque affectif... C'est le premier du genre, offre des possibilités déjà intéressantes, mais est lent à l'usage... vite limité.Quelques bons points (jack audio out). Manquent certains points importants : un bornier GPIO pas pratique, pas de broches analogiques, pas de mémoire NAND...


La Cubieboard 2 , avec son processeur dualCore, en un mot, "dépote" côté fluidité d'exécution une fois le système installé en mémoire NAND : on a vraiment l'impression de travailler sur un poste fixe, même en accès VNC ! C'est plus cher par contre (2 fois le prix du RaspberryPi). On dispose ici de 4Go de mémoire NAND, soit le double du pcDuino ce qui laisse de la marge pour l'installation des paquets. Noter que les fonctions multimédia (webcam..)sont compliquées à installer...Par contre, son double bornier "brut de décoffrage" de 96 broches (!) n'est pas très pratique à prendre en main. Il y a cependant de quoi faire : plusieurs I2C, SPI et UART, broches analogiques, broches PWM et même sortie VGA sur bornier. A réserver à des projets spécifiques nécessitant de "grosses" ressources et aux utilisateurs "expérimentés"... ayant du temps à perdre...

La Cubieboard 2 laisse un sentiment mitigé : d'un côté, la fluidité est au rendez-vous, de l'autre l'installation d'un système opérationnel n'est pas simple, connecteur de GPIO peu pratique... le tout pour plus cher ! Manque de maturité (Août 2013).

1.  Le pcDuino (Juin 2013 - Déc 2014 )


1.1  Le pcDuino v3 Nano (Octobre 2014)

Synthèse des caractéristiques


  • CPU : ARM Cortex A7 Dual Core (Allwinner A20) @ 1Ghz
  • RAM : 1Go
  • Supp. Masse : Mémoire NAND intégrée 4Go ou carte micro-SD (->32Go)
  • GPU : OpenGL ES2.0, OpenVG 1.1 Mali 400 core

  • Système compatible : Lubuntu (portage ARM)

  • Son : HDMI, out : 1 sortie Jack 3.5, in : --
  • vidéo : HDMI

  • Réseau : Eth 10/100 + sans étage wifi intégré
  • USB : 1 ports USB + 1 port micro-USB OTG
  • Récepteur Infra-rouge
  • Connecteur SATA pour disque dur !

  • GPIO : 14 E/S en 3.3V – Bornier identique à Arduino (connecteur droit femelle de part et d'autre)
  • Entrées Analogiques : 2 x 6 bits en 0-2V et 4 x 12 bits en 0-3.3V
  • Sorties analogiques : 2 x PWM hardware
  • Comm. Sérielles : 1xI2, 1xSPI, 1xUART

  • Alim. : micro USB en 5V@700mA (Alim 5V@2A conseillée)

  • Autre : Fonction "Ethernet par USB" permettant un accès VNC par USB ?

  • LE PRIX : <40€ seulement !!

Le pcduino v3 Nano, c'est un mini-PC complet, aussi petit qu'une carte Arduino, intégrant un CPU dual-Core, avec 4Go de NAND, 1Go RAM... pour 40€ seulement !! Et on retrouve tout ce qu'on s'attend à avoir sur un mini-PC : broches E/S Arduino, Broches analogiques, PWM, I2C, SPI, UART... ainsi que Ethernet, SD-Card, carte Audio, HDMI, USB, IR... et même SATA inclus ! Seul le wifi n'est pas au rendez-vous, mais c'est logique sur ce modèle low-cost et un simple dongle permettra de l'ajouter au besoin.

Le pcduino v3 Nano fait sauter le seul obstacle persistant à cette gamme de mini-PC "superéquipé" : le PRIX est ici celui d'un Raspberry Pi ou d'une carte Arduino + shield Ethernet... en ayant beaucoup beaucoup mieux ! En clair, ce mini-PC rassemble toute la maturité de 2 ans d'évolution des mini-PC... pour 10€ seulement de plus qu'une carte Arduino et permettant de se passer de la plupart des shields normalement nécessaire avec Arduino (SD, Ethernet, etc... donc une vraie économie tout en élevant la performance pour tout ce qui est enregistrement de donnée, réseau, etc...)

Ben là, si vous n'êtes pas encore convaincu... je sais plus quoi dire... Passez votre chemin !
(Novembre 2014)

1.2  Le pcDuino v3 (Mai 2014)

Synthèse des caractéristiques


  • CPU : ARM Cortex A7 Dual Core (Allwinner A20) @ 1Ghz
  • RAM : 1Go
  • Supp. Masse : Mémoire NAND intégrée 4Go ou carte micro-SD (->32Go)
  • GPU : OpenGL ES2.0, OpenVG 1.1 Mali 400 core

  • Système compatible : Lubuntu (portage ARM)

  • Son : HDMI, out : 1 sortie Jack 3.5, in : --
  • vidéo : HDMI

  • Réseau : Eth 10/100 + étage wifi intégré
  • USB : 1 ports USB + 1 port micro-USB OTG
  • Récepteur Infra-rouge
  • Connecteur SATA pour disque dur !

  • GPIO : 14 E/S en 3.3V – Bornier identique à Arduino (connecteur droit femelle de part et d'autre)
  • Entrées Analogiques : 2 x 6 bits en 0-2V et 4 x 12 bits en 0-3.3V
  • Sorties analogiques : 2 x PWM hardware
  • Comm. Sérielles : 1xI2, 1xSPI, 1xUART

  • Alim. : micro USB en 5V@700mA (Alim 5V@2A conseillée)

  • Autre : Fonction "Ethernet par USB" permettant un accès VNC par USB

Avec le pcDuino v2, on retrouve tout ce que l'on a aimé sur le v2 : mini-PC avec une connectique E/S identique à Arduino intégrée , alimentable en 5V / 700mA, intégrant une carte graphique, un port éthernet, un port USB 2.0.... et un étage wifi intégré, le tout pour un coût avoisinant les 70€ ! La vraie différence se situe côté puissance de calcul puisque l'on dispose ici d'un dual-core et une gestion plus simple du système avec 4Go de mémoire NAND qui met plus à l'aise ! Un petit bémol avec la perte de quelques broches E/S et de 4 broches PWM... mais 2 petites nouveautés vraiment intéressantes : la présence d'un connecteur SATA pour un disque dur et d'une prise audio Jack 3.5mm ! Probablement le meilleur mini-PC du moment (Juillet 2014) !

1.3  Le pcDuino v2 (Janvier 2014)

Synthèse des caractéristiques


  • CPU : ARMv7 Cortex A8 (Allwinner A10) @ 1Ghz
  • RAM : 1Go
  • Supp. Masse : Mémoire NAND intégrée 2Go ou carte micro-SD (->32Go)
  • GPU : OpenGL ES2.0, OpenVG 1.1 Mali 400 core

  • Système compatible : Lubuntu (portage ARM)

  • Son : HDMI, out : --, in : --
  • vidéo : HDMI

  • Réseau : Eth 10/100 + étage wifi intégré
  • USB : 1 ports USB + 1 port micro-USB OTG

  • GPIO : 18 E/S en 3.3V – Bornier identique à Arduino (connecteur droit femelle de part et d'autre)
  • Entrées Analogiques : 2 x 6 bits en 0-2V et 4 x 12 bits en 0-3.3V
  • Sorties analogiques : 6 x PWM hardware (2 broches « fast » en 520Hz – 8 bits et 4 broches « slow » en 5Hz – 20 niveaux)
  • Comm. Sérielles : I2C, SPI, UART

  • Alim. : micro USB en 5V@700mA (Alim 5V@2A conseillée)

Le pcDuino v2 est un mini-PC façon RaspberryPi avec une connectique E/S identique à Arduino intégrée : pour faire simple, c'est une sorte de mini-PC et une carte Arduino rassemblés ensemble. Un peu plus grand que le Raspberry-Pi, cette carte intègre un véritable PC miniature (base ARMv7 compatible Ubuntu), alimentable en 5V / 700mA, intégrant une carte graphique, un port éthernet, un port USB 2.0.... et un étage wifi intégré, le tout pour un coût avoisinant les 70€ ! Un mini-PC de plus... mais celui-là a plusieurs atouts dans son jeu : une mémoire NAND de 2Go intégrée qui donne au système une fluidité bien plus grande que le RaspberryPi, 6 broches analogiques intégrées, comme sur l'Arduino, ainsi que I2C, SPI, PWM... Avec son wifi intégré et son système Ubuntu immédiatement opérationnel, c'est incontestablement le meilleur mini-PC du moment (Décembre 2013) !

1.4  Le pcDuino v1 (juin 2013)

Synthèse des caractéristiques


  • CPU : ARMv7 Cortex A8 (Allwinner A10) @ 1Ghz
  • RAM : 1Go
  • Supp. Masse : Mémoire NAND intégrée 2Go ou carte micro-SD (->32Go)
  • GPU : OpenGL ES2.0, OpenVG 1.1 Mali 400 core

  • Système compatible : Lubuntu (portage ARM)

  • Son : HDMI, out : --, in : --
  • vidéo : HDMI

  • Réseau : Eth 10/100
  • USB : 2 ports USB + 1 port micro-USB OTG

  • GPIO : 18 E/S en 3.3V – Topographie « Arduino-like »
  • Entrées Analogiques : 2 x 6 bits en 0-2V et 4 x 12 bits en 0-3.3V
  • Sorties analogiques : 6 x PWM hardware (2 broches « fast » en 520Hz – 8 bits et 4 broches « slow » en 5Hz – 20 niveaux)
  • Comm. Sérielles : I2C, SPI, UART

  • Alim. : micro USB en 5V@700mA (Alim 5V@2A conseillée)

Le pcDuino est un mini-PC façon RaspberryPi avec une connectique E/S "Arduino-like" intégrée : pour faire simple, c'est une sorte de mini-PC et une carte Arduino rassemblés ensemble. Un peu plus grand que le Raspberry-Pi, cette carte intègre un véritable PC miniature (base ARMv7 compatible Ubuntu), alimentable en 5V / 700mA, intégrant une carte graphique, un port éthernet, deux ports USB 2.0.... le tout pour un coût avoisinant les 60€ ! Un mini-PC de plus... mais celui-là a plusieurs atouts dans son jeu : une mémoire NAND de 2Go intégrée qui donne au système une fluidité bien plus grande que le RaspberryPi, 6 broches analogiques intégrées, comme sur l'Arduino, ainsi que I2C, SPI, PWM... Le mini-PC que l'on attendait tous est arrivé ! Voici comment utiliser la "bête" en toute simplicité !

2.  RaspberryPi (Octobre 2012)


Synthèse des caractéristiques


  • CPU : ARMv6@700MHz - Broadcom 2835
  • RAM : 256Mo (version A) / 512 Mo (version B)
  • Supp. Masse : Carte SD standard (->32Go)
  • GPU : OpenGL ES 2.0,
  • Système compatible : Raspbian (portage ARM de Debian Wheezy)

  • Son : HDMI, out : jack 3,5mm, in : --
  • vidéo : HDMI, RCA

  • Réseau : Eth 10/100/1000
  • USB : 2 ports USB

  • GPIO : 8 E/S en 3.3V (jusqu'à 17...) - Connecteur non compatible Arduino
  • Entrées Analogiques : NON
  • Sorties analogiques : 1 x PWM hardware (!)
  • Comm. Sérielles : I2C, SPI, UART

  • Alim. : micro USB en 5V@400mA (Alim 5V@1A conseillée)

Le RaspberyPi est une carte électronique tout juste un peu plus grande qu'une carte de crédit, d'un poids de 45g, et qui intègre un véritable PC miniature (base ARM), alimentable en 5V / 400mA, intégrant une carte son, une carte graphique, un port éthernet, deux ports USB 2.0.... le tout pour un coût avoisinant les 30€ seulement ! L'intérêt majeur du RaspberryPi est l'utilisation en embarqué, couplé notamment avec une carte Arduino. En quelques minutes, sur un petit robot ou tout autre projet, il devient possible d'ajouter la lecture de fichier sons, la synthèse vocale, le retour vidéo, la programmation à distance d'Arduino ! Voici comment utiliser la "bête" en toute simplicité !

3.  Cubieboard 2 (Août 2013)


Synthèse des caractéristiques


  • CPU : Dual Core CPU ARM Cortex-A7 (Allwinner A20) @ 1Ghz
  • RAM : 1Go
  • Supp. Masse : Mémoire NAND intégrée 4Go ou carte micro-SD (->32Go)
  • GPU : OpenGL ES2.0, OpenVG 1.1 Mali 400 Dualcore

  • Système compatible : Debian Wheezy (portage ARM)

  • Son : HDMI, out : jack, in : jack
  • vidéo : HDMI, VGA sur bornier droit

  • Réseau : Eth 10/100
  • USB : 2 ports USB + 1 port micro-USB OTG

  • Bornier : "Brut de décoffrage" en 2 connecteurs droits mâles de 2 rangées
  • GPIO : 96 E/S en 3.3V
  • Entrées Analogiques : oui x6 - à préciser
  • Sorties analogiques : ??
  • Comm. Sérielles : I2C, SPI, UART

  • Alim. : miniJack en 5V@2A conseillée


4.  Comparatif des mini-PC : le match pcDuino / RaspberryPi

Le RaspberryPi

Le pcDuino

La faible différence de prix, voir le prix inférieur si on considère les broches analogiques, au vu de la bien meilleure fluidité ainsi que des meilleures performances du système font du pcDuino le meilleur choix du moment ( www.mon-club-elec.fr - Juin 2013)

En bref


  • Un peu lent à l'usage en accès distant VNC
  • Bornier E/S "compliqué" à utiliser
  • Pas d'entrées analogiques, ---
  • 1 voie PWM hardware
  • Capture vidéo 320x240 : 10 fps
  • Carte SD obligatoire, en classe 10 si possible (+ cher)
  • Pas cher
  • Vraiment fluide en accès distant VNC grâce à mémoire NAND intégrée
  • Bornier E/S "Arduino-like" facile à utiliser
  • 6 entrées analogiques +++
  • 6 voies PWM hardware, avec mêmes numéro de broches que Arduino !
  • Capture vidéo 320x240 : 30 fps !
  • Carte SD non obligatoire ! (mémoire NAND interne de 2Go)
  • Un peu plus cher... mais tellement mieux !

Prix


  • 37€ la carte
  • + Carte SD obligatoire - classe 10 (10 à 15€)
  • +/- carte Arduino pour mesures analogiques (+20€)

Total opérationnel : 50€ +/- 20€ si broches analogiques

  • 59€ la carte
  • + pas besoin carte SD obligatoire
  • + pas besoin carte Arduino pour broches analogiques

Total opérationnel : 59€ broches analogiques incluses

Système


  • CPU : ARMv6@700MHz - Broadcom 2835
  • RAM : 256Mo (version A) / 512 Mo (version B)
  • Supp. Masse : Carte SD standard (->32Go)
  • GPU : OpenGL ES 2.0,
  • CPU : ARMv7 Cortex A8 (Allwinner A10) @ 1Ghz
  • RAM : 1Go
  • Supp. Masse : Mémoire NAND intégrée 2Go ou carte micro-SD (->32Go)
  • GPU : OpenGL ES2.0, OpenVG 1.1 Mali 400 core

OS


  • Système compatible : Raspbian (portage ARM de Debian Wheezy)
  • Système compatible : Lubuntu (portage ARM)

Multimédia


  • Son : HDMI, out : jack 3,5mm, in : --
  • vidéo : HDMI, RCA
  • Son : HDMI, out : --, in : --
  • vidéo : HDMI

Connectique Système


  • Réseau : Eth 10/100/1000
  • USB : 2 ports USB
  • Réseau : Eth 10/100
  • USB : 2 ports USB + 1 port micro-USB OTG

Matériels


  • Raspbian supporte clé wifi "out of the box
  • Raspbian supporte webcam "out of the box"
  • Nécessite clé-wifi spécifique
  • Supporte webcam "out of the box"

Alimentation


  • Alim. : micro USB en 5V@400mA (Alim 5V@1A conseillée)
  • Alim. : micro USB en 5V@700mA (Alim 5V@2A conseillée)

Entrées/Sorties sur bornier


  • GPIO : 8 E/S en 3.3V (jusqu'à 17...) - Connecteur compliqué non compatible Arduino
  • Entrées Analogiques : NON
  • Sorties analogiques : 1 x PWM hardware
  • Comm. Sérielles : I2C, SPI, UART
  • GPIO : 18 E/S en 3.3V – Topographie « Arduino-like »
  • Entrées Analogiques : 2 x 6 bits en 0-2V et 4 x 12 bits en 0-3.3V
  • Sorties analogiques : 6 x PWM hardware (2 broches « fast » en 520Hz – 8 bits et 4 broches « slow » en 5Hz – 20 niveaux)
  • Comm. Sérielles : I2C, SPI, UART

Test d'utilisation


  • Lancement système :
  • Bogomips : 697.95
  • Fps capture vidéo 320x240 : 10 fps
  • Freq. max. ON/OFF broche E/S : 100 Hz (mais accès via shell)
  • Estimation écriture carte SD :
  • Installation Paquet : durée +25% avec carte SD classe 10 (à multiplier x1.8 ou x2.5 si classe 6 ou 4)
  • Lancement système :
  • Bogomips : 1001.88
  • Fps capture vidéo 320x240 en retour VNC : 29 fps
  • Freq. max. ON/OFF broche E/S : 5555 Hz
  • Estimation écriture NAND : 90µs
  • Installation paquet : durée référence = 1