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Raspberry Pi AI camĂ©ra, une camĂ©ra dopĂ©e Ă  l’intelligence artificielle Ă  80€ !

Caméra AI Raspberry Pi

Visiblement la fondation Raspberry Pi n’est pas à l’abri de l’engouement pour l’intelligence artificielle !

DĂ©but juin, la maison mĂšre Raspberry avait ainsi annoncĂ© le lancement du Raspberry Pi AI Kit, une extension pour le Raspberry Pi 5 visant Ă  ajouter une unitĂ© de calcul dĂ©diĂ©e Ă  l’intelligence artificielle, la fondation annonce aujourd’hui le lancement de la Raspberry Pi AI Camera, une camĂ©ra embarquant une puce dĂ©diĂ©e au traitement de l’image par intelligence artificielle.

Reconnaissance d'objets avec la Raspberry Pi AI Camera

Faisons donc un petit tour d’horizon de cette nouvelle camĂ©ra, en commençant par ses caractĂ©ristiques techniques, avant de revenir rapidement sur l’utilitĂ© d’une camĂ©ra avec de l’intelligence artificielle embarquĂ©e.

Le capteur Sony IMX500, au cƓur de l’image et de l’intelligence artificielle.

Comme vous le savez sĂ»rement, Raspberry Pi et Sony entretiennent un lien privilĂ©giĂ©, les micro-ordinateurs britanniques Ă©tant assemblĂ©s dans l’usine Galloise du gĂ©ant Japonais. C’est donc assez naturellement que la fondation est allĂ© chercher du cĂŽtĂ© de la division photo de Sony pour trouver le capteur photo au cƓur de sa nouvelle camĂ©ra.

Les couches d'un capteurs IMX500

LĂ  ou le Sony IMX500 sort du lot, c’est qu’il ne s’agit pas simplement d’un capteur photo, mais Ă©galement d’une unitĂ© dĂ©diĂ©e au traitement de l’image par intelligence artificielle.

Ainsi, en plus de proposer une image 12 mĂ©gapixels, avec une rĂ©solution de 4056×3040 pixels Ă  10 images par secondes, ou 2028×1520 pixels Ă  30 images par secondes, ce capteur est Ă©galement dotĂ© d’un processeur dĂ©diĂ© au traitement de l’image (Image Signal Processor), ainsi que d’une mĂ©moire SRAM embarquĂ©e, lui permettant de traiter les donnĂ©es directement sur la puce sans avoir Ă  les transfĂ©rer vers l’extĂ©rieur.

C’est donc le capteur de Sony qui constitue ainsi la partie image mais Ă©galement l’intelligence artificielle de cette nouvelle camĂ©ra dĂ©diĂ©e au Raspberry.

Le microcontrÎleur maison RP2040 à la rescousse pour gérer les réseaux de neurones !

Pour Ă©pauler le capteur de chez Sony cette camĂ©ra vient Ă©galement embarquer un microcontrĂŽleur RP2040, dĂ©veloppĂ© par la fondation elle mĂȘme, et qui sera en charge du stockage et de la gestion du firmware, mais surtout des modĂšles de rĂ©seaux neuronaux que vous pourrez uploader sur la camĂ©ra.

Le RP2040 conçu et fabriqué par la fondation viendra épauler le capteur de Sony

La fondation prĂ©cise d’ailleurs que contrairement au Kit AI, cette camĂ©ra sera compatible avec toutes les versions du Raspberry Pi et devrait s’intĂ©grer facilement avec les bibliothĂšques et outils logiciels existants, et qu’il sera possible d’uploader nos propres modĂšles d’intelligence artificielle, soi via le protocole I2C pour les plus ancienne version du Raspberry, soi via un protocole maison plus rapide pour le Raspberry 5.

Au final, une camĂ©ra avec de l’intelligence artificielle embarquĂ©e, Ă  quoi ça sert ?

Nous ne rentrerons pas ici dans la question de savoir si nous avons vraiment besoin de camĂ©ras dopĂ©es Ă  l’IA, si l’IA est une vraie rĂ©volution ou un nuage de fumĂ©e, etc., Nous nous concentrerons ici sur le fait d’expliquer les utilisations possibles de ces nouvelles technologies.

Quelle différence entre traitement classique et traitement embarqué ?

Pour comprendre l’utilitĂ© d’une camĂ©ra avec de l’intelligence artificielle embarquĂ©e, il faut donc d’abord comprendre la diffĂ©rence de traitement « traditionnel Â» de l’image par intelligence artificielle, et son traitement lors de l’utilisation d’une camĂ©ra embarquant ces technologies. Pour ça, rien ne vaut un schĂ©ma !

Différence entre une caméra classique et une caméra IA
À gauche le traitement classique, Ă  droite le traitement avec une camĂ©ra IA.

Comme le montre le schĂ©ma ci-dessus, le traitement d’une image par une camĂ©ra IA diffĂšre principalement par la partie du systĂšme en charge du traitement des donnĂ©es. LĂ  ou une camĂ©ra classique prend une image, la transmet Ă  l’ordinateur (ici le Raspberry Pi), qui devra ensuite effectuer les calculs pour analyser l’image via des rĂ©seaux neuronaux, une camĂ©ra IA effectue en interne ces diffĂ©rents traitements.

Ainsi, le traitement au niveau de la camĂ©ra permet de gagner du temps en Ă©vitant les transferts, de rĂ©duire la charge de calcul du processeur principal et, grĂące Ă  la spĂ©cialisation du processeur de traitement de l’image, d’optimiser le calcul par l’utilisation de technologies dĂ©diĂ©es.

À quels usages rĂ©els faut-il nous attendre ?

S’il est encore un peu tĂŽt pour prĂ©dire les usages prĂ©cis qui seront fait de cette camĂ©ra par la communautĂ©, il est probable que l’on observe principalement des usages liĂ©s Ă  la classification et la reconnaissance d’objets, l’analyse de mouvements, etc., comme le montre la vidĂ©o ci-dessous.

Il est Ă©galement probable que cette camĂ©ra voit une adoption importante dans un cadre de la recherche acadĂ©mique, de produits bon marchĂ© ou de solutions de surveillance DIY, ceci grĂące Ă  un coup rĂ©duit et un format « prĂȘt Ă  l’emploi Â» simple d’utilisation.

Il est en tous cas probable que nous observions une nette sĂ©paration de la communautĂ© en deux tranches, les concepteurs/chercheurs et les utilisateurs, le domaine de l’IA au delĂ  du simple rĂŽle de consommateur restant encore, au moins pour le moment, rĂ©servĂ© Ă  des utilisateurs trĂšs avancĂ©s.

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Le Raspberry Pi 5 sort fin octobre et sera jusqu’à trois fois plus puissant !

Photo du Raspberry Pi 5

Cela fait des annĂ©es qu’on l’attendait, mais ça y est : le Raspberry Pi 5 arrive, et il promet de trĂšs belles performances !

Dans un billet de blog en date du 28 septembre, la fondation Raspberry Pi a annoncĂ© la sortie pour fin octobre du Raspberry Pi 5, prĂšs de 4 ans aprĂšs la sortie du Raspberry Pi 4. Et si cette nouvelle version a pris du temps, c’est que les Ă©volutions sont nombreuses.

Nous vous proposons donc un petit tour des nouveautés introduites avec cette nouvelle version du micro-ordinateur.

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Commander le Raspberry Pi 5 !

Le point qui fĂąche, le Raspberry Pi 5 sera nettement plus cher !

Avant de parler technique, il nous semble que le premier point Ă  aborder est celui du prix. En effet, et pour la premiĂšre fois, la fondation semble s’éloigner significativement du prix historique de 35$ qui a toujours Ă©tĂ© celui du Raspberry Pi (au moins pour sa version minimum).

Le Raspberry Pi 5 est donc annoncé au prix de 60$ pour sa version 4GB de RAM et de 80$ pour sa version 8GB, plus les taxes locales. Une hausse du prix trÚs significative sur laquelle la fondation a gardé le silence (ou presque) dans son billet de blog.

Photo du nouveau Raspberry Pi 5
Le nouveau Raspberry Pi 5 dans sa version 8GB

Ce choix nous interroge forcĂ©ment, le principe mĂȘme du Raspberry Pi Ă©tant celui d’une machine trĂšs bon marchĂ©, ce nouveau positionnement tarifaire a de quoi inquiĂ©ter, mais le Raspberry Pi 5 n’a probablement pas dit son dernier mot


Une version 1GB et 2GB à 35$ du Raspberry Pi 5 serait-elle déjà dans les tiroirs ?

Si vous trouvez cette hausse de prix trop importante, rassurez-vous, nous pouvons d’ors et dĂ©jĂ  prĂ©dire avec quasi certitude que les versions 1GB et 2GB devraient bientĂŽt ĂȘtres annoncĂ©es par la fondation, et nous avons dĂ©jĂ  une idĂ©e du prix !

En effet, mĂȘme si rien n’a Ă©tĂ© Ă©crit noir sur blanc dans le billet de blog original, une photo en gros plan d’un composant du Raspberry Pi 5 laisse apparaĂźtre sur la gauche une sĂ©rie de 4 emplacements pour souder des rĂ©sistances permettant de choisir entre 4 tailles de mĂ©moire RAM, 1GB, 2GB, 4GB et 8GB.

Gros plan sur le sélecteur de mémoire sur le Raspberry Pi 5
À gauche de la puce, on voit clairement le sĂ©lecteur entre les diffĂ©rentes tailles de mĂ©moire.

Il s’agit ici d’une technique de fabrication qui consiste a fabriquer plusieurs chemins Ă©lectriques et Ă  en choisir un en soudant une rĂ©sistance nulle ou en faisant un pont de soudure. Cette technique est souvent utilisĂ©e par les fabricants pour leur permettre de crĂ©er diffĂ©rentes versions d’un mĂȘme produit en faisant varier un seul composant sans avoir Ă  modifier le reste de la carte.

Il est donc relativement certain qu’une version 1GB et 2GB de RAM seront au programme quelque temps aprùs la sortie des versions 4GB et 8GB, cette fois avec un prix de 35$.

En attendant, il faudra rester sur le Raspberry Pi 4 pour les projets à petit budget


Plus qu’une simple mise à jour, une refonte complùte.

Assez parlé budget, parlons maintenant technique !

Plus qu’une simple mise à jour, le Raspberry Pi 5 s’annonce comme une refonte complùte de la plateforme Raspberry Pi, avec de nombreux changements permettant, d’aprùs la fondation, de doubler les performances !

Pour le public anglophone, la fondation a également publié une vidéo revenant sur ces différentes nouveautés.

Eben Upton, CEO de la Raspberry Pi Fondation présente le Raspberry Pi 5

Pour les plus pressĂ©s d’entre vous, voici les diffĂ©rents Ă©lĂ©ments prĂ©sentĂ©s comme des points clĂ©s par la fondation :

  • Processeur quad-core 64 bits Arm Cortex-A76 Ă  2,4 GHz
  • GPU VideoCore VII prenant en charge OpenGL ES 3.1 et Vulkan 1.2
  • Sortie vidĂ©o double HDMI 4Kp60
  • DĂ©codeur HEVC 4Kp60
  • Wi-Fi double bande 802.11ac
  • Bluetooth 5.0 / Bluetooth Low Energy (BLE)
  • Interface de carte microSD haute vitesse avec prise en charge du mode SDR104
  • 2 ports USB 3.0 prenant en charge des opĂ©rations simultanĂ©es Ă  5 Gbit/s
  • 2 ports USB 2.0
  • Ethernet Gigabit avec prise en charge PoE+ (nĂ©cessite un chapeau PoE+ sĂ©parĂ©, Ă  venir prochainement)
  • 2 transmetteurs camĂ©ra/affichage MIPI 4 voies
  • Interface PCIe 2.0 x1 pour les pĂ©riphĂ©riques rapides
  • Connecteur GPIO standard Raspberry Pi Ă  40 broches
  • Horloge en temps rĂ©el
  • Bouton d’alimentation

Nous allons revenir un peu plus en dĂ©tails sur ces diffĂ©rents points, et plus particuliĂšrement sur l’arrivĂ©e de 3 puces conçues spĂ©cialement pour (et parfois par) la fondation Raspberry Pi, dont certaines changent en profondeur la façon dont la fondation conçoit ses machines.

Un nouveau processeur 4 cƓurs 2.4GHz, le BCM2712 et un nouveau GPU.

La premiĂšre Ă©volution, classique et attendue, est le passage Ă  un nouveau processeur, le BCM2712. Il s’agit d’un processeur ARM 64 bits Ă  4 cƓurs cadencĂ©s Ă  2.4GHz et gravĂ©s en 16 nanomĂštres de chez Broadcom (le partenaire habituel de la maison mĂšre Raspberry Pi pour ce type de composant).

Gros plan sur le processeur du Raspberry Pi 5
Le nouveau processeur signé Broadcom et conçu sur mesure pour le Raspberry Pi 5

D’aprĂšs le constructeur, ce nouveau processeur devrait offrir au Raspberry Pi 5 des performances jusqu’à trois fois supĂ©rieures Ă  son prĂ©dĂ©cesseur, mais Ă©galement une consommation Ă©lectrique rĂ©duite pour une tĂąche Ă©quivalente.

En plus du processeur, le GPU du Raspberry Pi 5 fait Ă©galement peau neuve avec l’arrivĂ©e du Broadcom’s VideoCore VII, qui permettra de supporter deux Ă©crans en 4K 60 FPS, inclura un dĂ©codeur vidĂ©o 4K intĂ©grĂ© et devrait permettre une bande passante de 4267MT/s, contre 2000MT/s pour le Raspberry Pi 4.

Dernier point, la fondation annonce des drivers MESA open source pour le GPU et le support d’OpenGL ES 3.1 et Vulkan 1.2.

Gros changement, une nouvelle puce « RP1 Â» pour gĂ©rer les entrĂ©es/sorties

Probablement le plus gros changement technique, mĂȘme s’il n’est pas forcĂ©ment directement visible pour l’utilisateur, le Raspberry Pi 5 marque un changement majeur dans la conception de la plateforme Raspberry Pi avec l’arrivĂ©e d’une puce dĂ©diĂ©e Ă  la gestion des entrĂ©es/sorties.

Gros plan sur la nouvelle puce I/O RP1 du Raspberry Pi 5
La nouvelle puce RP1 sera chargée de gérer toutes les entrées/sorties !

Jusqu’à prĂ©sent, tous les flux liĂ©s aux entrĂ©es/sorties de la machine (USB, GPIO, etc.) Ă©taient gĂ©rĂ©s par le processeur du Raspberry Pi, parfois avec l’aide d’autres puces pour certaines parties spĂ©cialisĂ©es (l’USB par exemple), mais fondamentalement le travail finissait toujours par revenir au processeur. Avec le Raspberry Pi 5, la fondation marque un changement majeur et introduit une nouvelle puce sur sa machine, dĂ©diĂ©e exclusivement au traitement des entrĂ©es/sorties.

Cette nouvelle puce, baptisĂ©e RP1, a Ă©tĂ© conçue directement par la fondation par la mĂȘme Ă©quipe qui a Ă©tĂ© en charge du microcontrĂŽleur RP2040 utilisĂ© au sein du Raspberry Pi Pico, asseyant un peu plus le tournant pris par la fondation ces derniĂšres annĂ©es, celui de concepteur de puces et non plus seulement d’assembleur.

Ce changement est important, car il modifie fondamentalement la façon dont la fondation conçoit ses machines, rendant le processus d’évolution vers de nouvelles versions plus souples et moins coĂ»teuses. De plus, le fait de ne plus avoir Ă  gĂ©rer les I/O devrait dĂ©barrasser le processeur d’une partie de sa charge de travail, permettant d’utiliser au mieux les capacitĂ©s de chaque puce.

Temps rĂ©el et bouton power, une nouvelle puce pour la gestion de l’énergie !

En plus de ce nouveau processeur/GPU, de la puce dĂ©diĂ©e aux I/O, le Raspberry Pi 5 voit aussi l’arrivĂ©e d’une troisiĂšme puce, cette fois-ci, dĂ©diĂ©e Ă  la gestion de l’alimentation Ă©lectrique du Raspberry Pi, la Renesas DA9091, fruit de la collaboration entre la fondation Raspberry Pi et la sociĂ©tĂ© Renesas.

Cette puce sera dĂ©diĂ©e Ă  la gestion de l’énergie au sein du Raspberry Pi 5 (c’est cette puce qui sera en charge de transformer la tension d’entrĂ©e en toutes les diffĂ©rentes tensions nĂ©cessaires aux diffĂ©rents composants du Pi), mais pas seulement. GrĂące Ă  la collaboration directe avec Renesas, la fondation a pu intĂ©grer Ă  la puce une horloge temps rĂ©el (RTC) ainsi que la gestion d’un bouton « Power Â», lequel sera dĂ©sormais intĂ©grĂ© directement sur le Raspberry Pi 5, comme sur les ordinateurs classiques.

Gros plan sur le bouton power du Raspberry Pi 5
Un bouton power sera accessible sur le bord du Raspberry Pi 5 !

Il s’agit lĂ  de deux fonctionnalitĂ©s rĂ©clamĂ©es de longue date par la communautĂ©. L’horloge temps rĂ©el Ă©tant utile, voire parfois nĂ©cessaire, pour de nombreux domaines de Ă©lectronique (notamment la rĂ©alisation de drones, les tĂ©lĂ©coms, certains protocoles de communication, ou encore des systĂšmes de pilotages de moteurs, etc.), et le bouton power Ă©tant un Ă©lĂ©ment de l’expĂ©rience utilisateur auquel le grand public est habituĂ© et dont l’absence dĂ©routait souvent les novices.

Par ailleurs la fondation a annoncĂ© que l’horloge temps rĂ©el pourrait ĂȘtre alimentĂ©e par une batterie, ce qui devrait simplifier la rĂ©alisation de systĂšmes Ă  trĂšs faible consommation Ă©nergĂ©tique et destinĂ©s Ă  ĂȘtre totalement allumĂ©s/Ă©teints selon un cycle prĂ©cis.

Qui dit nouveau Raspberry Pi dit nouveaux accessoires !

Si le Raspberry Pi 5 conserve globalement le format « carte de crĂ©dit Â» des produits prĂ©cĂ©dents, certains connecteurs ont disparu, bougĂ© ou ont Ă©tĂ© ajoutĂ©s.

Gros plus sur la nouvelle connectique du Raspberry Pi 5
Le port jack disparaßt et les ports caméra/display réunis cÎte à cote, un port UART apparaßt.

Pour résumer rapidement les différentes évolutions du coté des connecteurs :

Suppressions :

  • La prise vidĂ©o composite Ă  quatre pĂŽles et la prise audio analogique (port jack). À noter nĂ©anmoins, la partie vidĂ©o composite reste accessible via deux pads de cuivre sur le Raspberry Pi 5. On regrettera que le port jack n’ai pas subit le mĂȘme traitement


Ajouts :

  • Deux connecteurs FPC (Flexible Printed Circuit) Ă  quatre voies, remplaçant l’ancienne prise jack et le connecteur de camĂ©ra. Ces interfaces MIPI permettent la connexion de camĂ©ras CSI-2 ou d’affichages DSI.
  • Un connecteur FPC plus petit, fournissant une voie PCI Express 2.0 pour les pĂ©riphĂ©riques haute vitesse.
  • Deux trous de montage pour un dissipateur thermique.
  • Connecteurs JST pour la batterie RTC, le dĂ©bogage ARM et l’UART, ainsi que pour le contrĂŽle PWM d’un ventilateur.

Modifications :

  • Le connecteur Ethernet Gigabit est revenu Ă  sa position classique dans le coin infĂ©rieur droit de la carte, avec un connecteur PoE Ă  quatre broches, ce qui rompt la compatibilitĂ© avec les chapeaux PoE et PoE+ existants.

Pour s’adapter Ă  ces diffĂ©rents changements, certains accessoires ont Ă©tĂ© mis Ă  jour.

Un nouveau boßtier, avec ventilateur intégré !

Probablement l’accessoire qui intĂ©ressera le plus d’utilisateurs, un nouveau boĂźtier dĂ©diĂ© au Raspberry Pi 5 sera disponible et intĂ©grera par dĂ©faut un ventilateur, lequel viendra se connecter directement au nouveau connecteur dĂ©diĂ© sur le Pi !

Le nouveau boitier officiel pour le Raspberry Pi 5

AnnoncĂ© Ă  10$ avec le ventilateur, ce boĂźtier semble extrĂȘmement bien conçu, permettant notamment d’empiler plusieurs boĂźtiers les uns au dessus des autres, le tout pour un prix extrĂȘmement abordable. La fondation prĂ©cise Ă©galement que le design historique a Ă©tĂ© revu pour permettre de mettre et de retirer le raspberry sans avoir Ă  sortir la carte SD au prĂ©alable, un dĂ©tail certes, mais du confort de vie en plus !

Une nouvelle alimentation Ă©lectrique 5V 5A pour les tĂąches intensives.

Plus surprenant cette fois-ci, la fondation annoncé également une nouvelle alimentation 5V qui devrait fournir 25 watts, le tout pour 12$.

D’aprĂšs les explications fournies par la fondation, mĂȘme si le Raspberry Pi 5 devrait ĂȘtre beaucoup moins gourmand en Ă©lectricitĂ©, Ă  tĂąche Ă©quivalente, et chauffer nettement moins, la trĂšs importante augmentation de la puissance de calcul signifie que dans des cas d’usages extrĂȘmes sa consommation pourrait monter jusqu’à 12W contre 8W pour le Pi 4, obligeant la fondation Ă  limiter le courant dĂ©diĂ© aux port USB Ă  600mA.

Photo de l'alimentation 25W pour le Raspberry Pi 5
La nouvelle alimentation 25W sera surtout utile pour des installations utilisant beaucoup l’USB.

La nouvelle alimentation devrait ĂȘtre dĂ©tectĂ©e par le firmware du Raspberry Pi et augmenter le courant dĂ©diĂ© aux ports USB Ă  1600mA. Ce produit ne devrait donc s’adresser qu’aux utilisateurs souhaitant Ă  la fois effectuer des tĂąches trĂšs gourmandes et gĂ©rer des pĂ©riphĂ©riques USB eux aussi gourmands (disques durs externes par exemple).

De notre cotĂ© ce systĂšme de dĂ©tection firmware/hardware de l’alimentation ne nous rĂ©jouit pas, la technique Ă©tant souvent la porte ouverte aux abus des constructeurs (coucou Apple). La fondation a nĂ©anmoins prĂ©cisĂ© qu’il serait possible pour les utilisateurs de configurer le Pi 5 pour dĂ©sactiver la limite de courant sur les alimentations non officielles, l’honneur est sauf donc.

Un « HAT Â» pour connecter des disques dur SSD M.2 sortira en 2024 !

La fondation a annoncĂ© la sortie pour dĂ©but 2024 de ce qui sera probablement l’accessoire le plus novateur et qui promet de modifier le plus radicalement l’expĂ©rience Raspberry Pi. Il s’agit d’un HAT qui viendra se brancher sur le nouveau connecteur PCI Express 2.0 du Raspberry Pi 5 et proposer un port M.2, ce qui devrait permettre d’utiliser des disques NVMe SSD (et tout autre accessoire Ă  la norme M.2).

Photo du prototype du HAT PCI/M.2 du Raspberry Pi 5
Prototype actuel du HAT PCI vers M.2, le produit final aura probablement une apparence un peu différente.

Si la nouvelle est si importante, c’est que cela signifie potentiellement qu’il serait possible d’utiliser enfin le Raspberry Pi avec un disque dur plutît qu’une carte SD, tout en profitant de toute la vitesse que les disques modernes peuvent offrir.

Nous attendons donc avec impatience des nouvelles sur ce futur accessoire pour l’instant encore Ă  l’étape de prototype et dont le prix n’a pas encore Ă©tĂ© annoncĂ©.

Quelques autres accessoires un peu plus spécialisés.

Enfin, la fondation a prĂ©sentĂ© d’autres accessoires plus spĂ©cialisĂ©s :

  • Un dissipateur thermique avec ventilateur Ă  utiliser sans boĂźtier et destinĂ© aux charges trĂšs intensives, annoncĂ© Ă  5$.
  • De nouveaux cĂąbles nappes pour les camĂ©ras et Ă©crans permettant de brancher les formats classiques aux nouveaux connecteurs « mini Â», entre 1$ et 3$ selon la longueur du cĂąble.
  • Une batterie externe pour alimenter l’horloge temps rĂ©el du Raspberry Pi, 5$.
  • Un nouveau HAT pour alimenter le Raspberry Pi en ethernet, encore Ă  l’étape de prototype et prĂ©vu pour 2024. Le prix n’est pas encore annoncĂ©.

Que ce soit cĂŽtĂ© performances ou Ă©volutions, le Raspberry Pi 5 s’annonce prometteur !

AnnoncĂ© comme deux Ă  trois fois plus performant, ouvrant la voie Ă  de nouveaux usages et changeant radicalement la conception interne de la carte, le Raspberry Pi 5 s’annonce comme une Ă©tape majeure de l’histoire du Raspberry Pi.

Et mĂȘme si son prix de lancement (70€ tout de mĂȘme chez nous) risque d’en refroidir certains, il y a fort Ă  parier que la fondation nous annoncera d’ici quelques temps une version 1GB et 2GB renouant ainsi avec son prix historique de 35€.

De notre coté nous sommes impatient de voir ce que la communauté fera de ce nouvel outil !

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Utiliser un lecteur d’empreinte digitale avec le Raspberry Pi.

Photo d'un lecteur R307 connecté à un Raspberry Pi Zéro

Jusque lĂ  rĂ©servĂ©s Ă  Hollywood et aux entreprises les plus sĂ©curisĂ©es, ces derniĂšres annĂ©es les lecteurs d’empreinte ont dĂ©barquĂ© dans notre vie quotidienne via nos smartphones, et l’intĂ©rĂȘt portĂ© par l’industrie Ă  ces capteurs les rend aujourd’hui accessibles Ă  tout un chacun.

Dans ce tutoriel nous allons voir comment nous pouvons utiliser un lecteur d’empreinte digitale, ici le modùle R307 de l’entreprise GROW, avec le Raspberry Pi.

Le but sera donc de connecter le lecteur d’empreinte R307 au Raspberry Pi afin de pouvoir vĂ©rifier l’identitĂ© d’une personne via son empreinte digitale, et de dĂ©clencher un programme en cas de reconnaissance de l’empreinte, ceci afin de vous permettre, par exemple, de crĂ©er un systĂšme d’authentification, ou de porte sĂ©curisĂ©e !

Le matĂ©riel nĂ©cessaire pour utiliser un lecteur d’empreinte digitale avec le Raspberry Pi.

Avant de passer Ă  la suite, faisons la liste du matĂ©riel qui vous sera nĂ©cessaire pour crĂ©er votre lecteur d’empreinte digitale Ă  base de Raspberry Pi. Vous aurez donc besoin du matĂ©riel suivant :

À noter qu’il s’agit ici uniquement du matĂ©riel pour la partie lecteur d’empreinte, si vous souhaitez par exemple utiliser ce lecteur pour crĂ©er un systĂšme de porte connectĂ©e, alors vous aurez besoin du matĂ©riel adaptĂ© pour cette autre partie, comme un relais 12V, un verrou Ă©lectronique, une alimentation Ă©lectrique 12v.

Pourquoi avoir choisi un lecteur d’empreinte digitale optique et plus spĂ©cialement le modĂšle R307 ?

Cet article fait directement suite Ă  deux articles thĂ©oriques sur la lecture d’empreinte digitale. Le premier article s’intĂ©ressant Ă  comment fonctionne un lecteur d’empreinte, et le second Ă  comment fonctionne l’analyse et la reconnaissance d’empreintes digitales. Si le sujet vous intĂ©resse et que vous souhaitez comprendre au mieux le fonctionnement d’un lecteur d’empreinte, nous vous conseillons de commencer par lire ces deux articles.

Avec les diffĂ©rentes technologies disponibles, pourquoi avons-nous choisis d’utiliser un lecteur d’empreinte optique, et pourquoi spĂ©cialement le R307 de GROW ?

Photo d'un lecteur d'empreinte R307
Le lecteur d’empreintes R307 est un lecteur optique simple à utiliser.

Si nous avons choisis un lecteur d’empreinte optique, c’est parce que ce type de lecteur nous semble convenir Ă  un plus large Ă©ventail de situations.

Ce type de capteur, de par sa conception, ne nĂ©cessite pas de contact direct entre le doigt et le capteur Ă©lectronique. Il est donc globalement possible d’isoler totalement la partie Ă©lectronique de l’environnement, et de ne laisser exposĂ© que la plaque de verre, laquelle ne craint aucune intempĂ©rie et pourra facilement ĂȘtre nettoyĂ©e en cas de pluie, Ă©claboussures, etc, voir pourquoi pas remplacĂ©e en cas de dommages plus importants.

Ce type de capteur est Ă©galement moins sensible aux problĂšmes d’empreintes « sales Â», et notamment aux problĂšmes d’humiditĂ© (doigt mouillĂ© en cas de pluie, transpiration en cas de tempĂ©ratures Ă©levĂ©es comme en ce moment, etc.).

Quand au choix du module R307 plutĂŽt qu’un autre, ce sont les facteurs suivants qui ont motivĂ© notre choix : le module est trouvable trĂšs facilement et pour un prix abordable ; le module est bien documentĂ© par le fabricant (vous trouverez la documentation ici) ; il est directement compatible avec le Raspberry Pi ; le R307 supporte le stockage des empreintes digitales et leur vĂ©rification en interne, idĂ©al pour une utilisation simplifiĂ©e ; il supporte aussi la rĂ©cupĂ©ration des empreintes brutes, idĂ©al pour une utilisation avancĂ©e ; il existe une bibliothĂšque Python open-source pour interagir avec le module.

Comment connecter le lecteur d’empreinte digitale R307 au Raspberry Pi.

Quand vous touchez au port GPIO du Raspberry Pi, pensez toujours à débrancher le Raspberry avant toute manipulation, un court circuit est vite arrivé !

La premiĂšre Ă©tape de ce tutoriel va ĂȘtre de connecter notre lecteur d’empreintes digitales au Raspberry Pi, et pour cela nous allons commencer par consulter la documentation fournie par le constructeur, le « datasheet Â», et particuliĂšrement ce que l’on appelle le « pinout Â», c’est-Ă -dire la position et l’ordre des diffĂ©rents connecteurs.

Diagramme du circuit comparé à une photo du circuit réel.
À gauche le schĂ©ma fournis par le constructeur, Ă  droite une image du circuit Ă  l’arriĂšre du lecteur.

En lisant un peu la documentation et en observant ce schĂ©ma, on se rend rapidement compte de deux choses. PremiĂšrement que le lecteur communique via une connexion de type « serial Â», comme l’indique notamment la prĂ©sence d’un port TXD (Transmit Data) et RXD (Receive Data). DeuxiĂšmement que le module peut ĂȘtre alimentĂ© soit en 5V, soit en 3.3V.

Le Raspberry Pi dispose à la fois de ports 3.3V et 5V, dans notre cas nous allons faire le choix d’alimenter le lecteur en 5V.

Nous allons donc brancher le module de la façon suivante :

Lecteur R307Raspberry Pi (numérotation physique)
Pin 1 – 5VPin 2 – 5V
Pin 2 – GNDPin 6 – GND
Pin 3 – TXDPin 10 – UART0 RXD
Pin 4 – RXDPin 8 – UART0 TXD
Pin 5 – TOUCHNon connectĂ©
Pin 6 – 3.3VNon connectĂ©
Tableau de connexion entre les ports du lecteur R307 et ceux du Raspberry Pi.

Dans la pratique faire le branchement peut ĂȘtre un peu plus compliquĂ© que prĂ©vu. En effet, le module utilise un connecteur micro JST avec un pas beaucoup plus petit que les connecteurs 1.27mm que nous utilisons d’habitude. Par dĂ©faut le module est souvent fourni par les vendeurs avec un connecteur JST femelle d’un cĂŽtĂ© et des cĂąbles sans connecteur de l’autre cĂŽtĂ©. Vous allez donc devoir ajouter des ports GPIO pour pouvoir connecter le module Ă  votre Raspberry.

L’idĂ©al est d’utiliser une pince Ă  sertir pour les connecteur JST et GPIO, ce qui permet alors d’ajouter proprement un connecteur au pas 1.27mm au bout des fils du connecteur de base.

Si vous ne possĂ©dez pas ce type de matĂ©riel, pas de panique, vous pouvez toujours couper un cĂąble Dupont femelle, et utiliser un fer Ă  souder pour le raccorder au cĂąble de base. Si vous en avez, n’hĂ©sitez pas Ă  ajouter un bout de gaine thermorĂ©tractable pour protĂ©ger la soudure des contacts Ă©lectriques involontaires. À dĂ©faut, un bout de scotch est dĂ©jĂ  une premiĂšre protection.

Schéma de branchement du Pi Zero au lecteur d'empreintes R307
La couleur des fils correspond chez moi Ă  ceux fournis avec le module, il est possible que cela varie selon les fournisseurs.

Installer les librairies Python pour le lecteur d’empreinte R307 et configurer le Raspberry Pi.

Maintenant que nous avons branchĂ© le lecteur d’empreinte, et avant de passer au code pour utiliser le lecteur d’empreinte, nous allons devoir installer les librairies Python utilisĂ©es pour contrĂŽler le lecteur d’empreinte digitale, ainsi que configurer le Raspberry Pi pour activer le port sĂ©rie.

Nous allons donc commencer par mettre à jour la liste des dépÎts et nous assurer que Python3 et PIP3 soient installés sur le Raspberry Pi. Pour cela, lancez simplement la commande ci-dessous et attendez la fin :

sudo apt update -y && sudo apt install -y python3 python3-pip

Installer la librairie PyFingerprint pour contrĂŽler le lecteur R307

Pour contrĂŽler le lecteur d’empreinte digitale, nous allons utiliser une librairie dĂ©veloppĂ©e par Bastian Raschke (merci Ă  lui). Et comme Python est un langage merveilleux, il nous suffit pour cela d’utiliser PIP, le gestionnaire de paquets de Python, en lançant la commande ci-dessous :

sudo pip3 install pyfingerprint

Activer le port série du Raspberry Pi

DerniĂšre Ă©tape avant de passer au code, nous devons activer le port sĂ©rie du Raspberry Pi afin de pouvoir communiquer avec le lecteur d’empreinte. En effet, par dĂ©faut le port sĂ©rie est dĂ©sactivĂ©, et sur les modĂšles les plus rĂ©cents il est potentiellement employĂ© pour la communication bluetooth.

Pour commencer nous allons ajouter l’utilisateur actuel Ă  la liste des utilisateurs ayant le droit d’utiliser le port sĂ©rie. Pour cela, lancez la commande ci-dessous :

sudo usermod -a -G dialout $(whoami)

Ensuite, nous pouvons activer le port série, pour cela je vous renvoie à notre tutoriel pour activer le port série du Raspberry Pi.

Si vous ne l’avez pas fait, redĂ©marrer le Raspberry Pi pour vous assurer que toutes les modifications ont Ă©tĂ© prises en compte.

Nous allons maintenant pouvoir passer Ă  la derniĂšre Ă©tape, le code !

Le code pour enregistrer, vérifier et extraire une empreinte digitale avec le R307.

Pour la derniĂšre Ă©tape de ce tutoriel, nous allons rĂ©aliser quatre programmes qui vous permettrons d’enregistrer une nouvelle empreinte dans la mĂ©moire du lecteur, de supprimer une empreinte de la mĂ©moire du lecteur, de lire une empreinte digitale et de vĂ©rifier si elle correspond Ă  une empreinte stockĂ©e dans le lecteur, et enfin de prendre et de tĂ©lĂ©charger la photo d’une empreinte.

Photo du lecteur avec les LEDs activées.
Quand le lecteur cherche à lire une empreinte les LEDs bleues s’allument.

Ces quatre programmes sont relativement simples, mais suffisamment fonctionnels pour pouvoir ĂȘtre utilisĂ©s tels quels, notamment grĂące Ă  l’appel automatique vers des scripts externes. Vous pouvez bien Ă©videmment les modifier pour les adapter Ă  vos besoins.

Nous n’allons pas nous attarder sur le code lui mĂȘme, d’abord parce que ce serait trĂšs long, ensuite parce qu’il nous semble assez simple et assez largement commentĂ© pour ĂȘtre compris par toute personne sachant un minimum dĂ©velopper en Python. Si vous ne connaissez pas Python et que vous souhaitez apprendre les bases rapidement, je vous invite Ă  consulter notre cours pour apprendre les bases de Python.

L’ensemble du code est disponible ici sur notre GitHub, pour l’installer il vous suffit donc de le tĂ©lĂ©charger et de le dĂ©compresser. Vous pouvez le faire manuellement, ou bien directement via la ligne de commande ci-dessous :

wget https://github.com/RaspbianFrance/raspberry-pi-fingerprint-r307/archive/refs/heads/main.zip -O ~/fingerprint.zip && unzip ~/fingerprint.zip -d ~/fingerprint && rm ~/fingerprint.zip && cd ~/fingerprint

Enregistrer une nouvelle empreinte digitale dans la mémoire du lecteur.

Comme nous l’avons dit au dĂ©but de cet article, le R307 possĂšde une mĂ©moire interne qui lui permet de stocker une empreinte digitale (en fait un template de l’empreinte, voir notre article sur le traitement des empreintes digitales).

Si cette solution n’est pas forcĂ©ment la plus adaptĂ©e dans le cadre d’un grand nombre d’utilisateurs, c’est en revanche une solution trĂšs simple Ă  mettre en place et trĂšs adaptĂ©e pour une utilisation Ă  plus petite Ă©chelle.

Pour enregistrer une nouvelle empreinte, il vous suffit de lancer le script enroll.py, il vous sera alors demandĂ© de placer votre doigt sur le lecteur d’empreinte, ceci deux fois de suite pour assurer une bonne qualitĂ© de l’image enregistrĂ©e.

Supprimer une empreinte de la mémoire interne du lecteur.

La mĂ©moire interne du R307 permet le stockage de 1000 empreintes, Ă  priori vous devriez donc avoir de quoi voir venir. NĂ©anmoins, vous pouvez avoir besoin de supprimer des empreintes digitales du module, par exemple pour rĂ©voquer l’accĂšs d’une personne.

Pour cela, vous pouvez lancer le script delete.py, qui vous demandera le numĂ©ro de l’empreinte Ă  supprimer.

Rechercher et vérifier si une empreinte digitale correspond à une empreinte sauvegardée.

C’est probablement la fonctionnalitĂ© qui vous intĂ©resse le plus, lire une empreinte et vĂ©rifier si elle correspond Ă  une empreinte dĂ©jĂ  enregistrĂ©e dans le systĂšme. Comme nous l’expliquons dans notre article sur le traitement, l’analyse et de la recherche d’empreintes digitales, sachez qu’une empreinte digitale n’est jamais reconnue de façon parfaite, comme l’est par exemple un mot de passe, mais plutĂŽt avec un score de correspondance plus ou moins haut.

Correspondance de point clé d'une empreinte.
La reconnaissance d’une empreinte n’est pas juste une comparaison parfaite, mais bien une dĂ©tection de similitudes.

Pour cela, vous pouvez lancer le script verify.py. Contrairement aux autres scripts qui se lancent une seule fois, ce script continuera de tourner dans une boucle infinie jusqu’à ce que vous l’arrĂȘtiez manuellement en faisant Ctrl + C.

À chaque tour de boucle, le script vous demandera de placer un doigt sur le lecteur, et attendra jusqu’à dĂ©tecter une empreinte. Une fois que le script aura capturĂ© une empreinte, il va chercher parmi toutes les empreintes dĂ©jĂ  enregistrĂ©es dans le lecteur si l’une d’elle correspond Ă  la nouvelle empreinte.

Si aucune empreinte ne correspond, que l’empreinte est trop sale, etc., le programme dĂ©clenchera alors le script on_match_failed.sh situĂ© dans le mĂȘme dossier que le programme de base.

À l’inverse, si une empreinte correspondante est trouvĂ©e, le programme dĂ©clenchera alors le script on_match_success.sh et lui passera deux paramĂštres :

  • Le premier paramĂštre sera la position dans la mĂ©moire interne de l’empreinte correspondante.
  • Le second paramĂštre sera le score de confiance dans l’empreinte. Plus ce score est Ă©levĂ©, plus la confiance est forte.

Il vous suffit donc de modifier les script bash pour dĂ©clencher l’évĂ©nement de votre choix selon qu’une empreinte a Ă©tĂ© reconnue ou non !

TĂ©lĂ©charger la photo brute d’une empreinte

Si vous envisagez de crĂ©er un systĂšme dans lequel des photos brutes d’empreintes sont Ă©changĂ©es et stockĂ©es, je vous encourage fortement Ă  lire notre article sur le traitement des empreintes digitales, et particuliĂšrement le chapitre traitant des risques liĂ©s au stockage de ce type de donnĂ©es. Une empreinte brute qui fuite, ce n’est pas comme un mot de passe, ça ne peut pas se changer !

Un des intĂ©rĂȘts du R307 c’est qu’il permet de rĂ©cupĂ©rer la photo brute d’une empreinte, telle que capturĂ©e par le lecteur.

Capture d'Ă©cran YouTube d'une empreinte.
Un bon exemple de chose à ne pas faire, poster une photo brute de son index sur Youtube


Si cela a peu d’intĂ©rĂȘt pour les usages les plus simples, cela permet en revanche de crĂ©er des systĂšmes plus complexes dans lesquels il est possible de centraliser les images pour les faire analyser par un autre logiciel que celui du lecteur, ou encore pour crĂ©er un systĂšme de synchronisation permettant de gĂ©rer une flotte complĂšte de lecteurs.

Pour lire une empreinte digitale et sauvegarder sa photo, vous pouvez utiliser le script download_image.py en lui passant en paramĂštre le nom du fichier dans lequel sauvegarder l’empreinte. Le fichier gĂ©nĂ©rĂ© sera une image au format BMP.

Conclusion

Vous savez dĂ©sormais comment utiliser un lecteur d’empreinte digitale avec votre Raspberry Pi.

Il ne vous reste plus qu’à intĂ©grer ce lecteur Ă  vos projets. Pour cela il vous suffit de modifier les scripts on_match_success.sh et on_match_failed.sh pour dĂ©clencher les actions de votre choix, ou bien vous inspirer de ce code de base pour crĂ©er un systĂšme plus complexe !

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Lire l'article complet : Utiliser un lecteur d’empreinte digitale avec le Raspberry Pi.

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Camera Module 3, un nouveau module caméra 12 MP à 25$ pour le Raspberry Pi.

Photo du module camera pi 3

LancĂ©e dans une relative discrĂ©tion, la troisiĂšme rĂ©vision du module officiel de camĂ©ra pour le Raspberry Pi, annoncĂ© sous le nom Camera Module 3, vient mettre Ă  jour l’offre vidĂ©o autour du raspberry. Au programme, nouvelles fonctionnalitĂ©s, meilleure rĂ©solution et auto-focus. Petit tour d’horizon des nouveautĂ©s proposĂ©es.

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Passage d’un capteur de 8 Ă  12 MĂ©ga Pixels pour une meilleure rĂ©solution.

PremiĂšre Ă©volution et sans doute la plus notable pour les non initiĂ©s, le passage d’un capteur Sony IMX219 de 8 MP qui Ă©quipait jusqu’à prĂ©sent le Raspberry Pi Camera V2, Ă  un nouveau capteur, toujours de chez Sony, le IMX708, cette fois de 12 MP.

Pour rappel, le nombre de mégapixels correspond au nombre de photo-récepteurs (des récepteurs de lumiÚre) présents physiquement sur le capteur. Une augmentation du nombre de mégapixels en conservant la taille du capteur devrait donc entrainer une meilleure résolution et se traduire par une image plus nette.

Vidéo de présentation du nouveau module Pi Camera 3.

Comme par le passé, en plus du module de base, deux déclinaisons sont également proposées.

Une premiĂšre nommĂ©e NoIR, sans filtre infrarouge et destinĂ©e Ă  filmer dans le noir, en y ajoutant des LEDs ou projecteur infrarouge. Et une seconde, baptisĂ©e Wide, qui proposera un optique grand angle pour filmer avec un angle de vue de 120° au lieu de 70° de base du module. Les deux options pouvant ĂȘtre combinĂ©es.

Plus que des mégapixels, une plage dynamique élargie, pour une meilleure luminosité.

S’il s’agit d’une mesure trĂšs connue du grand public, le nombre de mĂ©gapixels n’est, Ă©videmment pas le seul aspect qui dĂ©termine la qualitĂ© d’un capteur photo. Ainsi, ce nouveau capteur devrait apporter une autre amĂ©lioration bienvenue, une plus grande plage dynamique.

Pour simplifier, la plage dynamique ou « Dynamic Range Â», correspond Ă  la diffĂ©rence maximale de luminositĂ© qu’un capteur peut enregistrer lors d’une mĂȘme prise de vue.

Image avec une large plage dynamique.
GrĂące Ă  une plage dynamique large, comme sur cette photo, il est possible de capturer beaucoup d’informations et en post traitement de retrouver Ă©normĂ©ment de dĂ©tails sur l’image.
(Image de base Ă  gauche, image aprĂšs post traitement Ă  droite).

Une meilleur plage dynamique signifie donc des photos plus lisibles, avec une restitution plus fidĂšle des ombres et, dans une certaine mesure, des couleurs.

Le Camera Module 3 dispose enfin de l’autofocus !

Grosse nouveautĂ© par rapport aux versions prĂ©cĂ©dentes, le camĂ©ra pi 3 ajoute le support, attendu de longue date, de l’autofocus.

Si le module camĂ©ra du raspberry est globalement une trĂšs bonne solution en terme de rapport qualitĂ©/encombrement/prix, l’absence d’autofocus a toujours Ă©tĂ© un des gros manques de ce module.

Ainsi, si filmer une scĂšne Ă  mi-distance donnait gĂ©nĂ©ralement de trĂšs bons rĂ©sultats, il Ă©tait assez compliquĂ© de filmer des plans avec des objets se rapprochant et s’éloignant de l’objectif, ou de filmer des gros plan macro.

Caméra officielle de la Raspberry Pi
Sur les anciennes versions du Pi Camera, il Ă©tait possible, mĂȘme si risquĂ©/dĂ©conseillĂ©, de dĂ©visser lĂ©gĂšrement la lentille pour modifier le focus et notamment pour faire des gros plans macros.

S’il fallait pour l’instant adapter le focus via des rĂ©glages logiciels, ou manuellement en vissant et dĂ©vissant la lentille de la camĂ©ra, au risque d’abimer le capteur, il ne sera dĂ©sormais plus nĂ©cessaire de recourir Ă  ces diffĂ©rentes astuces, l’auto-focus se chargeant lui mĂȘme de la mise au point.

Les utilisateurs conserveront Ă©videmment la possibilitĂ© de « forcer Â» un focus particulier au niveau logiciel.

Augmentation du nombre d’images par seconde en mode vidĂ©o

DerniÚre amélioration notable, le Pi Camera 3 permettra désormais de filmer en 50 FPS en Full HD, contre 25 FPS sur la version précédente.

Si cette amĂ©lioration sera probablement assez anecdotique pour des usages industriels (encore que certains cas puissent en tirer profit) ou de vidĂ©o surveillance, la chose sera tout Ă  fait utile pour les personnes dĂ©sireuses d’utiliser le Raspberry Pi et sa camĂ©ra pour un usage davantage tournĂ© vers l’artistique.

Reste à voir si le traitement du flux vidéo et la capacité de calcul du raspberry suivent les 50 images par seconde.

Au final, une mise Ă  jour simple mais efficace, qui devrait trouver sa place.

En conservant la mĂȘme recette et en se basant sur les acquis tout en amĂ©liorant l’existant, la fondation propose un produit simple mais efficace, qui devrait rapidement trouver sa place et remplacer tout en douceur les produits prĂ©cĂ©dents.

Le prix reste inchangĂ©, Ă  25$. La taille du module reste la mĂȘme (il sera lĂ©gĂšrement plus Ă©pais), ce qui permet donc d’utiliser les boitiers, et autres supports physiques des gĂ©nĂ©rations prĂ©cĂ©dentes.

Boitier pi zero avec camera
Les boitiers dédiés ou embarquant une caméra, comme celui du Raspberry Pi Zero seront toujours compatibles.

Enfin, en ajoutant l’auto-focus, la fondation vient rĂ©gler ce qui Ă©tait le dernier gros point noir de son module et propose un produit qui devrait rĂ©pondre Ă  la vaste majoritĂ© des besoins.

Vous pouvez dÚs à présent retrouver le Pi Camera 3 en vente, que ce soit chez des vendeurs tiers, ou directement chez kubii.fr.

Notez cet article.

Lire l'article complet : Camera Module 3, un nouveau module caméra 12 MP à 25$ pour le Raspberry Pi.

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Article introductif 2/2, comment fonctionne l’analyse, la recherche et la reconnaissance d’empreinte digitale ?

Analyse d'une empreinte digitale.

Petit rappel, cet article est le second de notre sĂ©rie introductive sur la lecture d’empreinte digitale et fait suite Ă  notre premier article intitulĂ© un lecteur d’empreintes digitales, comment ça marche ? Nous vous invitons Ă  le lire avant celui-ci pour une comprĂ©hension optimale.

Le troisiùme article, cette fois-ci sous la forme d’un tutoriel plus technique, porte quand à lui sur l’utilisation du lecteur d’empreintes R307 avec le Raspberry Pi. Cette introduction faite, passons à l’article !

Maintenant que nous avons fait le tour des diffĂ©rentes technologies pour l’acquisition des empreintes, il nous reste Ă  comprendre comment il est possible d’analyser et de reconnaĂźtre deux empreintes similaires.

À priori, on pourrait imaginer que la comparaison de deux empreintes est une tĂąche trĂšs simple. AprĂšs tout, ne suffit-il pas de superposer les deux images pour voir si elles correspondent ? Et bien en fait non, dans un monde parfait dans lequel chaque capture d’image serait parfaite et ou chaque empreinte resterait toujours la mĂȘme, cela fonctionnerait effectivement, mais ce n’est hĂ©las pas comme ça que les choses se passent !

Comparaison de deux empreintes
L’analyse d’une empreinte digitale, ne consiste pas simplement Ă  superposer deux images. En effet, il s’agit ici de la mĂȘme empreinte, et pourtant mĂȘme si elles se ressemblent les deux images sont en fait complĂštement diffĂ©rentes.
Source : Le Hong, Hai & Nguyễn, HoĂĄ & Nguyen, Tri-Thanh. (2016). A Complete Fingerprint Matching Algorithm on GPU for a Large Scale Identification System.

Lors de la capture d’une empreinte, celle-ci n’est jamais parfaite, l’empreinte n’est jamais capturĂ©e dans son intĂ©gralitĂ©, la capture peut avoir quelques dĂ©fauts, le capteur (ou mĂȘme l’empreinte elle-mĂȘme) peut ĂȘtre sale. L’empreinte peut aussi avoir un peu changĂ© (une coupure, des travaux manuels qui ont abĂźmĂ© quelques sillons, etc.). Sans compter que pour que l’image soit toujours la mĂȘme, il faudrait que la pression appliquĂ©e par l’utilisateur lors de la lecture de l’empreinte soit, elle aussi, toujours exactement la mĂȘme.

Vous l’aurez compris, la tĂąche est plus complexe que prĂ©vue, et comparer deux empreintes, ne revient en fait pas Ă  comparer deux images telles quelles. En fait, la reconnaissance d’empreinte n’est absolument pas comme un mot de passe pour lequel on cherche une correspondance exacte. Dans le cas de la reconnaissance d’empreinte, tout est une question de taux de ressemblance, de probabilitĂ©, de motifs et de points de repĂšres.

Le premier niveau de reconnaissance, le motif des empreintes.

Dans la reconnaissance d’empreinte, comme dans beaucoup de domaines liĂ©s Ă  l’informatique d’ailleurs, on parle en fait de plusieurs niveaux de reconnaissance, chaque niveau supplĂ©mentaire permettant une correspondance plus prĂ©cise, mais gĂ©nĂ©ralement aussi plus complexe.

Au dĂ©but de cet article nous avons expliquĂ© qu’une empreinte Ă©tait en fait un ensemble de sillons arrangĂ©s gĂ©nĂ©ralement selon l’un de ces trois motifs, arche, spirale ou boucle, vous vous souvenez ? Et bien ce type de motif, c’est dĂ©jĂ  un premier niveau de reconnaissance d’une empreinte digitale !

Le niveau le plus simple de reconnaissance consiste à extraire le point central autour duquel se construit l’empreinte, puis à en extraire le motif.

Alors Ă©videment, Ă  premiĂšre vue ce niveau 1 ne parait pas bien prĂ©cis. Avec un simple calcul on en dĂ©duit que chaque empreinte Ă  au minimum 1 chance sur 20 (5%, le pourcentage de motif « arche Â») de correspondre Ă  n’importe quelle autre empreinte. Et c’est absolument vrai, mais n’allez pas pensez pour autant que ce niveau 1 de la reconnaissance est inutile, loin de lĂ  !

Bien sĂ»r, si vous avez dĂ©jĂ  deux empreintes connues et que vous souhaitez simplement les comparer, cela n’a pas beaucoup d’intĂ©rĂȘt, le taux d’erreur serait beaucoup trop important. Mais maintenant, imaginez la situation suivante, vous avez d’un cĂŽtĂ© une empreinte appartenant Ă  une personne inconnue, par exemple une empreinte retrouvĂ©e sur une scĂšne de crime, et de l’autre une base de donnĂ©es de plusieurs centaines de milliers d’empreintes, par exemple un registre de police. Votre objectif, retrouver dans cette base de donnĂ©es la personne Ă  laquelle appartient cette empreinte.

Et bien, d’un seul coup, ce niveau 1 devient trĂšs intĂ©ressant ! En effet, dĂ©terminer le type d’empreinte est un travail simple, trĂšs rapide, et dont le rĂ©sultat peut sans problĂšme ĂȘtre calculĂ© dĂšs l’enregistrement de l’empreinte puis stockĂ© directement Ă  cĂŽtĂ© de l’empreinte de base sans devoir ĂȘtre recalculĂ©e Ă  chaque fois. Il s’agit donc d’un critĂšre sur lequel le travail de tri prendra moins d’une seconde pour le dernier des ordinateurs du dernier des commissariats du dernier village du bout du monde. À une Ă©poque, il s’agit mĂȘme d’un travail de tri qui aurait Ă©tĂ© possible manuellement par une petite Ă©quipe de moustachus armĂ©s d’une machine Ă  cafĂ© en ordre de marche !

Hors, ce premier tri vous permet dĂ©jĂ  d’éliminer de 40% Ă  95% des suspects, vous libĂ©rant le temps nĂ©cessaire Ă  la rĂ©alisation des vĂ©rifications plus poussĂ©es du niveau suivant !

Par ailleurs, ce niveau 1 ne se rĂ©sume pas seulement au motif, mais Ă©galement Ă  son orientation, au doigt ciblĂ©, etc ! Oui, 5% des empreintes ont un motif d’arche, mais combien d’empreintes ont un motif arche, penchĂ© de 12° dans le sens horaire, sur le pouce gauche ? Et si vous possĂ©dez plusieurs empreintes Ă  chercher en mĂȘme temps, la liste se rĂ©duit encore !

Je ne crois pas que les lecteurs d’empreinte numĂ©rique aient jamais utilisĂ© le niveau 1 de la reconnaissance comme un critĂšre de reconnaissance suffisant, et si cela a jamais Ă©tĂ© le cas, ça ne l’est plus depuis longtemps. Mais le niveau 1 reste employĂ©, non pas comme un moyen de reconnaissance formel, mais bien comme un systĂšme de tri ultra rapide !

Le deuxiĂšme niveau de reconnaissance, les minuties.

Quand on parle de reconnaissance d’empreinte, on parle en fait gĂ©nĂ©ralement de ce niveau 2, lequel se base sur l’analyse de ce que l’on appelle des « minuties Â».

Nous l’avons dit, une empreinte c’est un ensemble de sillons arrangĂ©s selon un schĂ©ma. En thĂ©orie, une empreinte digitale, ça devrait donc ressembler Ă  l’image ci-dessous Ă  gauche, un ensemble de lignes bien parallĂšles suivant un schĂ©ma parfait. Dans les faits, une empreinte digitale, ça ressemble plutĂŽt Ă  l’image de droite.

Fausse empreinte et vrai empreinte.
À gauche une empreinte thĂ©orique, sans dĂ©faut, Ă  droite une vraie empreinte.

Certains sillons se rejoignent, d’autres se crĂ©ent au milieu de nul part, certains s’arrĂȘtent, il y a des coupures, des sillons qui bifurquent, etc. Au final on compte au moins 11 types de « dĂ©fauts Â» diffĂ©rents et notables, parmi lesquels les plus remarquables sont les bifurcations (et leurs variantes), les fins et dĂ©buts de crĂȘtes, les Ăźlots, et les coupures de crĂȘtes.

ReprĂ©sentation (un peu discutable, je l’admet) des diffĂ©rents types de minuties.

Tous ces dĂ©fauts sont appelĂ©s des « minuties Â», et ce sont ces minuties qui vont nous servir Ă  identifier une empreinte. Pour cela, on va noter l’emplacement de toutes les minuties visibles dans notre empreinte, leur type, leur orientation, et on va dresser une sorte de carte de leur positionnement relatif les unes par rapport aux autres.

Par exemple, on pourrait dire que la minutie A, est une interruption de crĂȘte, Ă  un angle de 12°, et que la minutie B est un Ăźlot de 5 pixels, Ă  un angle de 17°, et que la minutie B est situĂ©e Ă  25 pixels sur une ligne Ă  32° au dessus de la minutie A. Il s’agit ici d’une mĂ©thode de reprĂ©sentation relativement simple, mais des mĂ©thodes beaucoup plus poussĂ©es sont utilisĂ©es et font intervenir des notions de mathĂ©matiques et de gĂ©omĂ©trie que je ne maĂźtrise absolument pas, si le sujet vous intĂ©resse, voici un exemple de papier scientifique sur le sujet.

Exemple de minuties vue par un logiciel.
De gauche Ă  droite, l’image de base, l’image avec l’extraction des sillons, l’image avec uniquement les crĂȘtes, et enfin l’emplacement de diffĂ©rentes minuties.

Source : Minutiae-based Fingerprint Extraction and Recognition, Naser Zaeri, 2010.

Au moment de comparer une empreinte, ce sont donc ces minuties qui vont ĂȘtres extraites et analysĂ©es. Comme nous l’avons dit plus tĂŽt, l’image d’une empreinte n’est jamais une copie parfaite de celle-ci, et de nombreux dĂ©fauts peuvent perturber l’image. C’est pour cette raison que les minuties sont stockĂ©es comme des rĂ©fĂ©rences les unes par rapport aux autres, avec un niveau Ă©levĂ© de redondance. De façon Ă  pouvoir ĂȘtre reconnues, non pas dans un cadre toujours identique, mais bien les unes par rapport aux autres, peu importe le cadre.

Par ailleurs, l’algorithme de correspondance ne va pas chercher une correspondance de toutes les minuties, ni une correspondance totale, car l’image d’une empreinte digitale Ă©tant toujours incomplĂšte et de qualitĂ© variable, certaines minuties seront toujours manquantes. L’algorithme va donc plutĂŽt chercher une correspondance suffisamment bonne et sur un nombre suffisamment Ă©levĂ© de minuties pour calculer un score de fiabilitĂ© quand Ă  la correspondance des deux empreintes.

Un troisiÚme niveau, plus rarement utilisé.

En plus du deuxiĂšme niveau, un troisiĂšme niveau de reconnaissance est possible. Celui-ci se base majoritairement sur la dĂ©tection des pores de la peau, ainsi que les formes individuelles des crĂȘtes, leur taille, leur orientation.

Exemple de pores dans une empreinte digitale.
Différents types de minuties, avec à droite des pores, minuties de niveau 3.
Source : Zhang et al., 2011

Ce niveau de dĂ©tection reste aujourd’hui relativement rare, notamment car il demande des capteurs de trĂšs haute qualitĂ©, des empreintes trĂšs propres, etc., parce-que que le niveau 2 reste suffisant pour la vaste majoritĂ© des usages, et parce qu’ajouter davantage de minuties augmente de façon finalement peu utile l’espace nĂ©cessaire au stockage des donnĂ©es.

Un dernier défi, le stockage et la recherche des empreintes.

Si nous savons maintenant comment une empreinte est analysĂ©e afin de pouvoir ĂȘtre comparĂ©e, il reste un dĂ©fi de taille, le stockage de ces empreintes. LĂ  encore, on pourrait se dire que la solution est simple, il nous suffit de stocker les photos originales des empreintes.

Effectivement, la chose est faisable, aprĂšs tout, stocker les empreintes de 10 millions de personnes, Ă  raison de 10 empreintes par personnes, et pour des fichiers de 256*256 pixels, cela reprĂ©sente, environ 3 Ko par empreinte, sans aucune compression, c’est-Ă -dire 30 Ko par personne, soit 300 Go, un petit disque dur. Il serait donc tout Ă  fait possible sur le plan technique de stocker toutes ces images, et c’est d’ailleurs Ă  priori ce que fait la justice.

Seulement, tout l’intĂ©rĂȘt d’une base d’empreintes ce n’est pas simplement de stocker les empreintes, mais bien de pouvoir rechercher des empreintes Ă  l’intĂ©rieur de cette base ! Si nous stockons uniquement nos empreintes sous forme de photos, nous sommes obligĂ©s de refaire le processus de calcul pour chaque image de la base Ă  chaque recherche d’empreinte. Autant vous le dire tout de suite, ce serait trĂšs long et trĂšs cher.

Par ailleurs, si on peut espĂ©rer (on a le droit de rĂȘver) qu’un Ă©tat est capable, dans un cadre centralisĂ©, de stocker de façon sĂ©curisĂ©e ce type de donnĂ©es hautement sensibles sur le plan de la vie privĂ©e, qu’en est-il pour des entreprises privĂ©es, toujours prĂȘtes Ă  vendre nos donnĂ©es personnelles, et pour des objets hautement dĂ©centralisĂ©s et par nature dĂ©robables physiquement, comme les tĂ©lĂ©phones ?

Photo d'Edward Snowden
Personnellement, je ne ferais pas non plus tellement confiance Ă  l’état pour utiliser et stocker correctement nos donnĂ©es


Pour ces diffĂ©rentes raisons, la plupart du temps les empreintes ne sont en fait pas (ou pas uniquement) stockĂ©es sous forme d’images, mais sous forme de signature, gĂ©nĂ©ralement dĂ©signĂ©e comme un « template Â». Cette signature contient habituellement un certain nombre de minuties (souvent uniquement les X plus importantes, ceci pour rĂ©duire le poids de la signature), lesquelles sont reprĂ©sentĂ©es selon leurs diffĂ©rentes propriĂ©tĂ©s selon un encodage adaptĂ©. Il peut exister diffĂ©rents formats de template, avec certains formats propriĂ©taires, mais globalement et malgrĂ© quelques critiques, la norme ISO/IEC 19794-2 semble ĂȘtre ce que nous avons de plus proche d’un standard reconnu en la matiĂšre.

GrĂące Ă  cette reprĂ©sentation simplifiĂ©e, l’ensemble du traitement relatif Ă  l’extraction des donnĂ©es est effectuĂ© une seule fois puis stockĂ©, ne laissant plus Ă  faire que le travail de comparaison et de calcul du taux de correspondance. Ainsi, en combinant des techniques de recherche rapide de niveau 1 et en stockant une partie du travail de niveau 2, il devient possible de faire des recherches dans de grands volumes de donnĂ©es dans des temps qui restent raisonnables.

Par ailleurs, cette forme de stockage permet de limiter les risques en cas de vol des donnĂ©es, car mĂȘme s’il est thĂ©oriquement possible de recrĂ©er une empreinte qui produira une signature valide Ă  partir d’une signature donnĂ©e, il semble pour l’heure impossible de reconstruire une empreinte parfaitement similaire Ă  l’originale Ă  partir de cette signature par essence incomplĂšte.

Représentation des données relatives à une minutie.
Extraction des donnĂ©es d’une minutie.

De nombreux lecteurs d’empreintes sont capables d’effectuer directement ces traitements pour ne transmettre Ă  l’ordinateur connectĂ© que le template final, voir de sauvegarder en interne les templates et d’effectuer la recherche de correspondances directement en interne.

Mais au final, les empreintes digitales sont-elles vraiment fiables ?

Comme nous l’avons vu, contrairement Ă  une vĂ©rification par mot de passe pour laquelle on obtient une rĂ©ponse boolĂ©enne, avec une comparaison qui sera soit vraie, soit fausse, une empreinte retournera plutĂŽt une probabilitĂ©, un taux de confiance quand Ă  la correspondance de deux empreintes.

En matiĂšre d’empreinte et de traitement numĂ©rique, il n’existe jamais de certitude absolue, il nous appartient de fixer un seuil que nous considĂ©rerons comme adaptĂ© selon nos besoins. Ce seuil sera nĂ©cessairement un compromis entre le niveau de certitude, le temps de traitement et le taux de faux nĂ©gatifs, c’est Ă  dire d’empreintes qui auraient du correspondre, mais sont considĂ©rĂ©es comme diffĂ©rentes par le lecteur, par exemple en raisons de dĂ©fauts dans l’image capturĂ©e.

Ce seuil peut et dois donc varier selon les besoins, il est la plupart du temps adaptable soit par l’utilisateur soit par le constructeur de l’appareil.

Déverrouiller son téléphone sous la pluie, une de ces choses si simples qui vous donnent envie de voir le monde brûler dans des hurlements


Pour dĂ©verrouiller votre tĂ©lĂ©phone ou votre porte de maison, certes, la sĂ©curitĂ© est importante. Mais, si cela vous permet d’ouvrir sous la pluie avec le doigt un peu humide, il est prĂ©fĂ©rable que votre empreinte soit considĂ©rĂ©e comme valide avec seulement 7 points correspondants et risques de faux positif de 0.00001%, plutĂŽt que de passer la nuit dehors avec un taux d’erreur 10 fois plus faible.

Pour qu’une empreinte soit valide dans une affaire criminelle en revanche, on peut estimer qu’une fiabilitĂ© trĂšs forte est la rĂšgle primordiale, quitte Ă  utiliser une fiabilitĂ© plus faible lors des phases de recherches pour limiter la puissance de calcul nĂ©cessaire, et donc le temps de recherche, et faire un second examen par la suite.

En France, le systĂšme judiciaire considĂšre qu’il faut 12 minuties suffisamment proches de l’originale pour dĂ©clarer que deux empreintes correspondent. Ce chiffre reprĂ©sente globalement assez bien la moyenne en Europe. Aux USA en revanche, la barre est fixĂ©e Ă  8. Enfin, les français se souviendront du cas dit du « faux Xavier Dupont de LigonnĂšs Â», quand un homme avait Ă©tĂ© arrĂȘtĂ© Ă  tort Ă  Glasgow, les enquĂȘteurs ayant dĂ©tectĂ© une concordance partielle de ses empreintes avec celles de l’homme en fuite. Les enquĂȘteurs n’avaient en fait que 5 points de correspondance


Par ailleurs, il est Ă  notĂ© que des attaques sur les lecteurs d’empreintes ont non seulement Ă©tĂ© thĂ©orisĂ©es, mais Ă©galement dĂ©montrĂ©es et exploitĂ©es. Les capteurs les plus performants peuvent ĂȘtre dotĂ©s de contre-mesures de sĂ©curitĂ© plus ou moins efficaces, mais oui, dans une certaine mesure, le truc de la colle qu’on voit dans les films fonctionne vraiment. Pour plus d’infos sur le sujet, je vous conseille l’excellente vidĂ©o de Scilabus sur le sujet.

La vidĂ©o de Scilabus sur le sujet est vraiment intĂ©ressante, d’ailleurs toutes les vidĂ©os de Scilabus sont intĂ©ressantes.

Enfin, l’empreinte digitale souffre, en comparaison Ă  un mot de passe de bonne qualitĂ©, de certains dĂ©fauts, parmi lesquels on peut citer : l’impossibilitĂ© de changer son empreinte digitale (par exemple en cas de vol du fichier contenant l’empreinte originale) ; l’impossibilitĂ© de transmettre son empreinte digitale Ă  une autre personne en cas de besoin ; la possible altĂ©ration de l’empreinte digitale (par exemple en cas de blessure grave) ; l’existence physique de l’empreinte digitale qui permet sont utilisation illĂ©gitime par la contrainte ou la ruse.

J’espĂšre que cet article vous aura intĂ©ressĂ© et permis de mieux comprendre le processus complexe derriĂšre la reconnaissance d’empreinte. Je vous retrouve dans quelques semaines pour le dernier article de notre sĂ©rie, avec cette fois un article plus technique pour apprendre Ă  utiliser un lecteur d’empreinte digitale avec le Raspberry Pi. D’ici lĂ  soyez sage, et ne jouez pas avec la colle !

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Lire l'article complet : Article introductif 2/2, comment fonctionne l’analyse, la recherche et la reconnaissance d’empreinte digitale ?

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Vous pourrez de nouveau acheter le Raspberry Pi à 35€ facilement en 2023 ! Mais le Pi Zero sera un peu plus cher.

La bonne nouvelle a été annoncée samedi 12 décembre par Eben Upton, PDG de la fondation Raspberry Pi, dans ce billet de blog.

AprĂšs 2 ans d’un marchĂ© touchĂ© de plein fouet par la crise des semi-conducteurs, entrainant une pĂ©nurie permanente et rendant quasiment impossible d’acheter un Raspberry Pi, l’horizon semble s’éclaircir enfin, et la fondation Raspberry a mĂȘme annoncĂ© prĂ©voir un retour Ă  la normale Ă  partir de mi 2023 !

Petit stock mis en vente pour Noël, retour à la normale du marché en 2023 et augmentation du prix du Raspberry Pi Zero, on fait le tour !

DĂ©jĂ  100 000 exemplaires du Raspberry Pi disponibles pour les fĂȘtes de fin d’annĂ©e.

Comme pour tous les produits Ă©lectroniques, NoĂ«l et la fin d’annĂ©e marquent une Ă©norme augmentation des volumes d’achats pour le Raspberry Pi. Depuis 2 ans hĂ©las, le marchĂ© est fortement marquĂ© par les pĂ©nuries de composants, et dans le cas du Raspberry Pi cela s’est malheureusement traduit par la quasi impossibilitĂ© de trouver des produits Ă  un prix acceptable.

Pour NoĂ«l le Raspberry Pi risque d’ĂȘtre encore difficile Ă  trouver mais quelques stocks arrivent.

Si cette année encore il sera probablement trÚs difficile de trouver un Raspberry Pi à mettre au pied du sapin, Ben Upton a néanmoins annoncé que la fondation était parvenue à mettre de cÎté un peu plus de 100 000 exemplaires du Raspberry Pi, réparti entre les modÚles suivants : Zero W, 3A+ et les variantes 2GB et 4GB du Raspberry Pi 4.

HĂ©las, 100 000 exemplaires cela reste assez peu, et il est probable que ceux-ci aillent, comme souvent, en prioritĂ© au marchĂ© Anglophone. Si vous souhaitez offrir un Raspberry Pi pour NoĂ«l, vous aurez donc intĂ©rĂȘt Ă  surveiller de prĂȘt les stocks chez kubii.fr et chez Amazon ou il est possible que certains revendeurs Ă©coulent une partie des stocks sur le marchĂ© secondaire, en espĂ©rant que le prix restera raisonnable.

Reprise progressive puis totale du marché Raspberry Pi attendue à partir de 2023.

Plus encore que l’annonce des 100 000 unitĂ©s Ă  venir, le vrai cadeau de NoĂ«l cette annĂ©e cĂŽtĂ© Raspberry Pi c’est l’annonce par la fondation d’un retour Ă  la normale du marchĂ© pour 2023 !

Pour pouvoir faire face aussi bien que possible Ă  la crise des semi-conducteurs qui touche tout le milieu tech, la fondation a Ă©tĂ© obligĂ©e de rĂ©partir sa trop faible production entre le marchĂ© Ă  destination des professionnels et constructeurs, et celui Ă  destination des particuliers. L’accent ayant bien sĂ»r Ă©tĂ© mis sur les professionnels, lesquels avaient des besoins bien plus critiques.

Mais la fondation a annoncĂ© hier que, malgrĂ© un retard encore important dans son carnet de commandes Ă  destination des professionnels, elle prĂ©voyait d’augmenter graduellement la part de production dĂ©diĂ©e aux particuliers durant l’annĂ©e 2023.

Un Raspberry Pi sur la chaine d'assemblage.
La production des Raspberry Pi va reprendre en 2023 et une plus grande part sera dédiée aux particuliers !

La fondation a ainsi indiquĂ© ĂȘtre parvenue Ă  sĂ©curiser de larges volumes de production de composants (probablement les System On Chip), qui devraient lui permettre de revenir Ă  un niveau de production permettant de retrouver un marchĂ© Ă©quilibrĂ© et sain, avec plusieurs centaines de milliers de Raspberry Pi disponibles Ă  la vente Ă  tout moment !

La reprise sera Ă©videmment progressive, mais la fondation pense que la situation devrait rester tendue durant le premier quart de 2023, avant de revenir peu Ă  peu Ă  un volume de production comparable Ă  l’avant Covid-19 durant le second quart, et enfin de revenir Ă  un marchĂ© totalement fluide sans la moindre pĂ©nurie Ă  partir de la seconde moitiĂ© de 2023 !

Les premiers modĂšles Ă  revenir devraient ĂȘtre les Zero et Zero W, suivi des produits peu utilisĂ©s par les industriels, comme le PI 3A+, et enfin le Raspberry Pi 4 et tous les modĂšles plus anciens encore produits !

Le prix du Raspberry Pi Zero va augmenter temporairement de 5$ !

Petite note moins joyeuse dans ce flot de bonnes nouvelles, la fondation a indiquĂ© qu’elle allait augmenter temporairement le prix de la gamme Zero (Raspberry Pi Zero W et Raspberry Pi Zero). En effet, la pĂ©nurie a entrainĂ© une augmentation du coup des composants, et la fondation ne pouvait plus vendre la gamme Zero Ă  son prix d’origine sans perdre d’argent, la marge originale Ă©tant dĂ©jĂ  extrĂȘmement faible


La fondation n’a pas indiquĂ© si elle prĂ©voyait de revenir au prix d’origine une fois les prix des composants revenus Ă  la normale, comme elle l’avait fait par le passĂ©. A ce stade il semblerait donc, sauf annonce future contraire, que cette augmentation soit dĂ©finitive.

Deux bonnes nouvelles sont néanmoins à noter sur le front du Pi Zéro.

PremiĂšrement, avec l’augmentation du prix et Ă  partir du retour Ă  la normale durant le second quart de 2023, il ne devrait plus y avoir de limitation sur les volumes d’achats du Pi Zero ! Une nouveautĂ© qui sera la bienvenue, puisque avant mĂȘme la pĂ©nurie gĂ©nĂ©ralisĂ©e, le Pi Zero Ă©tait dĂ©jĂ  dans une situation de sous-production chronique.

DeuxiĂšmement, le Raspberry Pi Zero 2 ne devrait, lui, pas ĂȘtre touchĂ© par cette augmentation !

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Article introductif 1/2, un lecteur d’empreinte digitale, comment ça marche ?

Ces derniers temps, nous avons eu l’occasion de travailler un peu sur la reconnaissance d’empreinte digitale, et nous allons publier, dans les semaines qui viennent, un article sur l’utilisation d’un lecteur d’empreinte digitale avec le Raspberry Pi.

Lors de la rĂ©daction de cet article plus technique, il nous est apparu intĂ©ressant de rĂ©diger deux premiers articles introductifs et plus thĂ©oriques, ceci afin de prĂ©senter Ă  nos lecteurs les plus curieux le fonctionnement d’un lecteur d’empreinte digitale, et plus particuliĂšrement de rĂ©pondre Ă  deux questions : comment le lecteur peut-il lire l’empreinte digitale, et comment fait-il pour savoir si deux empreintes sont similaires ?

Cet article est donc le premier de cette introduction thĂ©orique au fonctionnement d’un lecteur d’empreintes digitales et sera suivi en temps voulu par un second article traitant de la reconnaissance des empreintes, avant de faire place Ă  un troisiĂšme et dernier article plus technique, sur l’utilisation concrĂšte d’un lecteur d’empreintes avec un Raspberry Pi.

Pour commencer, c’est quoi une empreinte digitale ?

Bon, Ă  priori j’imagine que vous savez globalement ce qu’est une empreinte digitale
 Mais prenons tout de mĂȘme un moment pour dĂ©finir quelques points.

Une empreinte digitale c’est ce motif que tous les ĂȘtres humains, sauf la reine d’Angleterre, qui comme chacun le sait est en fait un lĂ©zard reptilien mangeur d’enfant, et maladies ou mutations gĂ©nĂ©tiques rares, ont au bout des doigts.

Évidemment tout le monde sait aujourd’hui que les empreintes digitales sont uniques Ă  chaque individu (oui, mĂȘme pour des jumeaux), et la chose est en fait connue depuis l’antiquitĂ©, puisqu’on retrouve des traces d’utilisation de l’empreinte digitale comme moyen de signature chez les scribes de Babylonien aux alentours de -5000 av. J.-C, et que la pratique s’est retrouvĂ©e tout au long des siĂšcles.

Ancien sceau chinois en argile avec empreinte digitale.
Un sceau chinois avec une empreinte digitale.

Bien sĂ»r aujourd’hui la notion d’empreinte digitale nous renvoie immĂ©diatement Ă  son utilisation dans le cadre de la police scientifique. En effet, depuis la fin du XIXĂšme siĂšcle les empreintes digitales ont Ă©tĂ© un moyen d’identification des individus dans le cadre des enquĂȘtes de police, et ont longtemps Ă©tĂ© considĂ©rĂ©es, jusqu’à l’apparition des technologies de prĂ©lĂšvement, d’extraction et de sĂ©quençage de l’ADN, comme la preuve scientifique ultime de l’identitĂ© d’une personne, et potentiellement donc de son implication dans un crime ou dĂ©lit.

Pour aller un peu plus loin et afin de pouvoir nous servir de ces termes par la suite, prenons encore un peu de temps pour décrire une empreinte digitale.

Une empreinte digitale est constituĂ©e de sillons, avec un partie creuse, la vallĂ©e, et une partie haute, la crĂȘte. Ces sillons sont gĂ©nĂ©ralement (95% des cas), arrangĂ©s selon 3 motifs distincts, la boucle (~60% des cas), la spirale (~30% des cas) et l’arche (~5% des cas). Un individu peut avoir 1, 2, 3, et parfois plus motifs rĂ©partis entre ses (normalement) 10 doigts.

3 exemples d'empreintes digitales, une de chaque type.
Les diffĂ©rents types d’empreintes.

Ces premiers points sur les empreintes digitales Ă©tant dĂ©finis (nous aborderons certains points plus poussĂ©s quand nous nous intĂ©resserons Ă  la reconnaissance des empreintes), nous pouvons passer Ă  la premiĂšre question technique qui nous intĂ©resse, le fonctionnement d’un lecteur d’empreinte digitale !

C’est quoi un lecteur d’empreinte digitale ?

Pour commencer, prenons quelques paragraphes pour expliquer ce qu’est un lecteur d’empreinte digitale et comment ça fonctionne.

Vision hollywoodienne du lecteur d'empreintes.
Hollywood est formel, un lecteur d’empreinte ça lis toujours toute la main, c’est toujours bleu, sauf quand c’est rouge, ça laisse l’image de la main aprĂšs, et si possible ça fait des bruits de type rigolos et appartenant Ă  la sous-catĂ©gorie dite du bip bip.

Un lecteur d’empreinte digitale, comme son nom l’indique, est un appareil Ă©lectronique visant Ă  lire, Ă  capturer, une empreinte digitale. ConcrĂštement, le rĂŽle minimum de cet appareil est donc de retranscrire dans un format numĂ©rique lisible par un ordinateur, une empreinte digitale physique, c’est-Ă -dire de reproduire les crĂȘtes et les vallĂ©es d’une empreinte.

GĂ©nĂ©ralement ces modules proposent, en plus de la fonction d’acquisition dĂ©crite prĂ©cĂ©demment, d’autres fonctions telles que le traitement de l’image, le stockage des empreintes et, bien sĂ»r, la comparaison d’empreintes digitales. Nous reviendrons sur ces diffĂ©rentes fonctions plus en dĂ©tails plus tard.

Comment un lecteur d’empreinte digitale fonctionne-t-il et quelles sont les diffĂ©rentes technologies employĂ©es ?

Du point de vue technique, les lecteurs d’empreintes digitales visent tous, dans un premier temps, Ă  gĂ©nĂ©rer une image (gĂ©nĂ©ralement en noir et blanc ou en nuances de gris) d’une empreinte digitale.

Si tous les lecteurs d’empreintes cherchent Ă  gĂ©nĂ©rer une image, ils emploient en revanche pour cela des techniques diffĂ©rentes, qui ont toutes pour point commun de chercher Ă  dĂ©tecter les crĂȘtes et les vallĂ©es de l’empreinte digitale afin de transformer le rĂ©sultat final en une image.

Pour obtenir ce résultat, on peut distinguer au moins 5 grandes catégories de lecteurs.

Les lecteurs optiques

Les lecteurs optiques utilisent un systĂšme de camĂ©ra et d’éclairage pour prendre une photo de l’empreinte. La technique est finalement trĂšs semblable Ă  ce que vous pouvez faire quand vous regardez vous-mĂȘme vos empreintes.

Lecteur optique d'empreintes digitales.
Émission de lumiùre, vitre sur laquelle poser le doigt, ici on a typiquement affaire à un lecteur optique.

GrĂące aux ombres et aux diffĂ©rences de couleurs entre les crĂȘtes et les vallĂ©es de votre empreinte, particuliĂšrement mises en contraste par un Ă©clairage gĂ©nĂ©ralement Ă  45°, l’image capturĂ©e peut ensuite ĂȘtre analysĂ©e pour en extraire les motifs de votre empreinte.

C’est une technologie relativement historique et c’est probablement l’image que la plupart d’entre nous se faisait du lecteur d’empreinte (en dehors du clichĂ© hollywoodien de la main bleu ou rouge sur un Ă©cran de contrĂŽle holographique), avant que la technologie ne dĂ©barque dans nos smartphones.

C’est ce type de lecteur que nous utiliserons avec le Raspberry Pi, et plus prĂ©cisĂ©ment ce lecteur ci.

Les lecteurs capacitifs passifs

Les lecteurs capacitifs (passifs) utilisent la diffĂ©rence de capacitĂ© Ă©lectrique entre la peau et l’air. La surface de ces lecteurs et composĂ©e de centaines ou de milliers de petites cellules Ă©lectroniques capables de dĂ©tecter la diffĂ©rence de capacitĂ© Ă©lectrique des matĂ©riaux Ă  leur contact. Quand vous pressez votre doigt contre la surface votre peau est en contact direct avec celle-ci sur les crĂȘtes de votre empreinte, mais dans les vallĂ©es une fine couche d’air isole votre peau de la surface. En dĂ©tectant la capacitĂ© de chaque cellule, le capteur peur alors reformer une image des sillons de votre empreinte !

Lecteur d'empreinte capacitif sur un téléphone.
Les lecteurs Ă  l’arriĂšre des tĂ©lĂ©phones sont typiquement des lecteurs capacitifs passifs.

C’est cette technologie qui est aujourd’hui massivement employĂ©e dans nos portables, ou sur les lecteurs de nos ordinateurs, tablettes, ou les systĂšmes de double authentification, car c’est la technologie qui offre la meilleure capacitĂ© de miniaturisation (au passage, n’hĂ©sitez pas Ă  lire notre article sur les limites de la miniaturisation).

Les lecteurs à champs électriques, aussi appelés capacitifs actifs.

Ces lecteurs sont relativement comparables aux lecteurs capacitifs passifs, mais utilisent Ă  la place un champs Ă©lectrique qui parcours les couches internes de la peau, lesquelles prĂ©sentent des conductances Ă©lectriques variables, entraĂźnant des variations dans le champs Ă©lectrique des crĂȘtes et des vallĂ©es de l’empreinte. LĂ  encore des cellules capables de mesurer ces diffĂ©rences de champs forment la surface du capteur et permettent de retranscrire l’emprunte.

Ici on a visiblement affaire à un lecteur capacitif actif, avec la barre conductrice métallique en bas du capteur.

Cette technologie est aujourd’hui moins utilisĂ©e, car plus complexe et contraignante Ă  mettre en Ɠuvre que les lecteurs capacitifs passifs pour un rĂ©sultat finalement assez proche. MĂȘme s’ils peuvent sembler assez semblables aux lecteurs passifs, il est possible de reconnaĂźtre ces lecteurs car il est nĂ©cessaire lors de leur utilisation de toucher un point conducteur (le plus souvent une barre en mĂ©tal en bas du lecteur) qui est chargĂ©e de transmettre le champs Ă©lectriques dans le doigt.

Globalement les lecteurs capacitifs passifs semblent donc ĂȘtre une bien meilleure alternative.

Les lecteurs thermiques

Probablement mes lecteurs prĂ©fĂ©rĂ©s, sur le papier, parce que je trouve leur fonctionnement drĂŽle et improbable. Bonus, j’ai dĂ©couvert en Ă©crivant cet article que cette technologie a Ă©tĂ© inventĂ©e par un français, Jean-François Mainguet, lequel a un super site sur le sujet !

Ces lecteurs utilisent des matĂ©riaux pyroĂ©lectriques, c’est Ă  dire qui ont la capacitĂ© d’émettre un faible courant lorsque leur tempĂ©rature varie, pour dĂ©tecter des changements de tempĂ©rature. Comme pour les lecteurs capacitifs passifs, une fine couche d’air est piĂ©gĂ©e entre votre peau et la surface du lecteur quand vous pressez votre doigt Ă  sa surface. L’air Ă©tant un trĂšs bon isolant thermique, la tempĂ©rature Ă  surface du lecteur va donc changer beaucoup plus rapidement lĂ  ou votre peau touche directement le lecteur (les crĂȘtes de l’empreinte), et plus lentement lĂ  ou ils ne sont pas en contact (les vallĂ©es). GrĂące aux nombreuses cellules pyroĂ©lectriques, le capteur peur alors reformer votre empreinte !

Lecteur d'empreinte thermique du thinkpad.
Le lecteur d’empreinte par balaiement des Thinkpad Ă©tait probablement un capteur thermique.

MĂȘme si je trouve leur fonctionnement trĂšs amusant, ces lecteurs tendent aujourd’hui fortement Ă  disparaĂźtre car jugĂ©s peu pratiques. En premier lieu le temps de dĂ©tection de l’empreinte est assez court, car la tempĂ©rature Ă  la surface du lecteur va rapidement atteindre un Ă©quilibre, ne permettant plus de dĂ©tecter l’empreinte. Ensuite, parce qu’en raison des coĂ»ts de fabrication ces lecteurs ont souvent Ă©tĂ© construits sous forme de barres nĂ©cessitant de faire glisser le doigt pour lire l’empreinte, ce qui est considĂ©rĂ© comme moins pratique.

À noter quand mĂȘme que ces lecteurs offrent l’avantage d’ĂȘtre relativement petits tout en Ă©tant trĂšs simples Ă  intĂ©grer dans un produit Ă  la construction moins millimĂ©trĂ©e que celle d’un smartphone.

Les lecteurs Ă  ultra-sons

DerniĂšre technologie Ă  prĂ©senter, les lecteurs Ă  ultra-sons, qui utilisent la diffĂ©rence de rĂ©sistance au passage des sons (impĂ©dance acoustique) entre les crĂȘtes de l’empreinte, qui touchent directement le capteur, et les vallĂ©es qui sont sĂ©parĂ©es par notre Ă©ternelle couche d’air.

LĂ  encore, la surface du capteur est constituĂ©e de nombreuses cellules qui vont Ă  la fois jouer le rĂŽle d’émetteur et de capteurs des ultrasons, permettant pour chaque cellule de dĂ©tecter la distance entre sa surface et l’objet le plus proche, ce qui lui permet donc de dĂ©tecter les vallĂ©es et les crĂȘtes de notre empreinte.

Capteur d'empreinte Ă  ultrasons
L’arrivĂ©e des lecteurs d’empreintes digitales sous les Ă©crans des appareils donne un Ă©lan nouveau aux lecteurs Ă  ultrasons.

Si ces capteurs sont historiquement beaucoup plus chers Ă  produire, les avancĂ©es rĂ©centes dans le domaine de la micro-Ă©lectronique des ultra-sons, notamment portĂ©es par les recherches mĂ©dicales, a largement rĂ©duit les coĂ»ts de ces technologies. Aujourd’hui cette technologie qui a longtemps Ă©tĂ© considĂ©rĂ©e comme trop chĂšre et moins intĂ©ressante que les capteurs capacitifs passifs revient en force, notamment avec l’apparition de capteurs d’empreintes situĂ©s sous les Ă©crans des tĂ©lĂ©phones.

Les techniques varient, mais tout fini en images !

AprĂšs ce petit tour d’horizon des diffĂ©rentes technologies disponibles, vous pouvez constater que si les techniques varient, le rĂ©sultat final est lui toujours le mĂȘme, une image, gĂ©nĂ©ralement en nuances de gris, de l’empreinte digitale d’origine. Mais maintenant il s’agit de savoir quoi en faire


Cela tombe bien, ce sera justement le sujet du prochain article de cette sĂ©rie qui sortira dans quelques semaines et qui traitera de l’analyse, de la comparaison et de la recherche des empreintes digitales ! Alors abonnez-vous Ă  la newsletter pour ne pas rater la suite, et Ă  dans quelques semaines !

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Créer un compte utilisateur et un mot de passe par défaut pour le Raspberry Pi.

Photos d'un cadenas

En avril 2022 la fondation Raspberry Pi a annoncĂ© que pour des raisons de sĂ©curitĂ©, le compte utilisateur pi et le mot de passe raspberry qui Ă©taient jusqu’à prĂ©sent dĂ©finis par dĂ©faut lors de l’installation d’un Raspberry Pi avec Raspberry Pi OS seraient dĂ©sormais dĂ©sactivĂ©s.

Si la prĂ©sence d’un compte par dĂ©faut Ă©tait effectivement discutable du point de vue de la sĂ©curitĂ©, car ouvrant la voie Ă  des attaques automatisĂ©es visant les Ă©quipements mal configurĂ©s, cela Ă©tait en revanche bien pratique pour les utilisateurs. Dans ce tutoriel nous allons donc voir comment dĂ©finir un utilisateur et un mot de passe pour le Raspberry Pi, d’abord lors de l’installation de Raspberry Pi OS sur la carte SD, puis aprĂšs l’installation de Raspberry Pi OS, si vous avez oubliĂ© de dĂ©finir le mot de passe lors de la crĂ©ation de la carte SD.

Pour ce tutoriel vous aurez uniquement besoin :

DĂ©finir le mot de passe utilisateur au moment d’installer Raspberry Pi OS

Dans un premier temps, nous allons voir comment dĂ©finir le mot de passe de l’utilisateur lors de l’installation de Raspberry Pi OS (anciennement Raspbian) sur la carte SD.

Pour installer notre OS sur la carte SD, nous allons utiliser le logiciel Raspberry Pi Imager, auquel nous avons déjà consacré un article.

Vous pouvez donc insĂ©rer votre carte SD dans votre ordinateur, lancer le logiciel Raspberry Pi Imager, et cliquer le bouton pour choisir l’OS de votre choix, dans le cas prĂ©sent Raspberry Pi OS. Une fois que vous avez choisi l’OS, vous pouvez voir qu’un bouton avec une icĂŽne d’engrenage apparaĂźt en bas Ă  droite du logiciel.

Capture d'écran de Pi Imager avec le bouton des réglages avancés.
Aprùs le choix de l’OS un engrenage apparaüt.

En cliquant sur cette icĂŽne vous pourrez alors accĂ©der Ă  la fenĂȘtre des options avancĂ©es, laquelle vous permettra de choisir d’activer ou non un serveur SSH, de configurer un rĂ©seau Wi-Fi, mais surtout, et c’est ce qui nous intĂ©resse, de crĂ©er un compte utilisateur et un mot de passe par dĂ©faut.

Cochez donc la case « Set username and password Â», et rentrez le nom utilisateur et le mot de passe de votre choix dans les champs « Username Â» et « Password Â». Dans mon cas j’utilise gĂ©nĂ©ralement le compte pi et le mot de passe raspberry, par habitude, mais vous pouvez tout Ă  fait utiliser le mot de passe de votre choix.

Petit point Ă  considĂ©rer tout de mĂȘme, si vous n’utilisez pas un clavier QWERTY, n’oubliez pas qu’il est possible lors de votre premiĂšre connexion que le clavier du Pi ne soit pas dans votre langue habituelle, essayez donc, au moins pour la premiĂšre installation, d’éviter les accents et autres caractĂšres spĂ©ciaux ou rĂ©gionaux


FenĂȘtre des options avancĂ©s de Pi Imager.
Cochez la case « Set username and password Â» et renseignez le nom d’utilisateur et le mot de passe de votre choix.

AprĂšs cela, il ne vous reste plus qu’à cliquer sur le bouton de sauvegarde en bas des paramĂštres avancĂ©s, choisir la carte SD sur laquelle installer l’OS, et lancer l’écriture sur la carte.

Une fois l’écriture terminĂ©e, retirez la carte, insĂ©rez la dans le Raspberry Pi, branchez-le, et attendez jusqu’à la fin de l’installation, et voilĂ , votre compte utilisateur est prĂȘt !

Comment créer un compte utilisateur aprÚs la création de la carte SD et sans interface graphique !

Il arrive souvent que l’on oublie de crĂ©er le compte utilisateur lors de la crĂ©ation de la carte SD, que ce soit par mĂ©connaissance ou par simple distraction. Heureusement, il est toujours possible de dĂ©finir un compte utilisateur et un mot de passe par dĂ©faut aprĂšs la crĂ©ation de la carte SD, et ce sans avoir besoin d’interface graphique ou de clavier Ă  connecter au Raspberry Pi.

Attention nĂ©anmoins, la crĂ©ation d’un utilisateur via cette mĂ©thode n’est possible que jusqu’à ce que le compte par dĂ©faut ait Ă©tĂ© crĂ©Ă©. Une fois le compte par dĂ©faut crĂ©Ă© vous devrez impĂ©rativement passer par celui-ci et utiliser la commande rename-user.

Pour dĂ©finir le compte utilisateur par dĂ©faut, il vous suffit, en fait, de crĂ©er un fichier qui contiendra le nom de l’utilisateur Ă  crĂ©er, ainsi que le hash de son mot de passe, sĂ©parĂ©s par deux point.

La notion de hash correspond Ă  l’idĂ©e de prendre des donnĂ©es en entrĂ©e d’un algorithme, par exemple un mot de passe, et de gĂ©nĂ©rer en sortie une chaĂźne de caractĂšres d’une longueur fixe, et qui, idĂ©alement, aura les trois caractĂ©ristiques suivantes :

  • Être toujours la mĂȘme pour deux entrĂ©es similaires
  • Être toujours diffĂ©rente pour deux entrĂ©es diffĂ©rentes
  • Ne pas permettre de retrouver les donnĂ©es d’entrĂ©e
Représentation d'une fonction de hashage.
MĂȘme une variation d’un seul bit en entrĂ©e change complĂštement la signature de sortie.

GrĂące Ă  ces caractĂ©ristiques, il est possible de stocker une forme dĂ©rivĂ©e d’un mot de passe, qui pourra par la suite ĂȘtre comparĂ©e Ă  un mot de passe entrĂ©, mais qui ne permettra pas Ă  un attaquant qui rĂ©ussirait Ă  accĂ©der aux donnĂ©es stockĂ©es de retrouver le mot de passe original.

Si la notion de hash vous intĂ©resse, vous trouverez plus d’informations sur la page wikipedia dĂ©diĂ©e.

Il existe de trĂšs nombreuses fonctions de hachage, mais dans notre cas nous allons devoir hacher notre mot de passe dans un format qui corresponde Ă  celui du fichier /etc/shadow, lequel contient la liste des mots de passe utilisateurs dans les systĂšmes Linux.

Pour cela, vous pouvez utiliser directement la ligne de commande mkpasswd sous Linux, mais le plus simple sera probablement d’utiliser un outil en ligne comme mkpasswd.net en choisissant comme type de hash crypt-sha512.

Il ne vous reste alors plus qu’à crĂ©er un fichier nommĂ© userconf.txt dans la partition boot de la carte SD du Raspberry Pi, et d’y Ă©crire <username>:<hashed_password>, ou <username> sera le nom de l’utilisateur, et <hashed_password> le hash de son mot de passe, tel que obtenu via mkpasswd.

À titre d’exemple, voilĂ  ce que cela donne pour crĂ©er un utilisateur pi avec le mot de passe raspberry :

pi:$6$c70VpvPsVNCG0YR5$l5vWWLsLko9Kj65gcQ8qvMkuOoRkEagI90qi3F/Y7rm8eNYZHW8CY6BOIKwMH7a3YYzZYL90zf304cAHLFaZE0

Il ne vous reste plus qu’à rĂ©cupĂ©rer votre carte SD, l’insĂ©rer dans le Pi, attendre la fin du dĂ©marrage, et voilĂ , votre nouvel utilisateur est disponible !

Conclusion, fallait-il vraiment retirer le mot de passe par défaut ?

Nous espĂ©rons que cet article vous aura Ă©tĂ© utile, et qu’il sortira de l’embarras bien des dĂ©butants. À la rĂ©daction de cet article et suite Ă  notre utilisation du Pi depuis avril 2022, nous ne pouvons toutefois nous empĂȘcher d’avoir quelques doutes quand au bien fondĂ© de la suppression du mot de passe par dĂ©faut.

Ne pensez pas que nous ne soyons pas sensibles Ă  la question de la sĂ©curitĂ© informatique, bien au contraire. Et nous avons conscience que la prĂ©sence d’un mot par dĂ©faut peut-ĂȘtre vu comme un risque de sĂ©curitĂ©, spĂ©cialement dans le cadre d’attaques de masse automatisĂ©es. Mais nous pensons que la sĂ©curitĂ© ne devrait pas ĂȘtre un frein Ă  l’expĂ©rience utilisateur. Sans quoi elle ira de fait Ă  l’encontre du but initial, nous en voulons pour preuve l’enfer des mots de passe nĂ©cessitant 8 lettres, 5 chiffres, 2 caractĂšres spĂ©ciaux, 3 ornithorynque, 1 gnome enroulĂ© dans du jambon, 2 boites de raviolis et une incantation Ă  la lune chantĂ©e en mi-bĂ©mol, et grĂące auxquels il suffit aujourd’hui de regarder sur les post-it accrochĂ©s aux Ă©crans des secrĂ©taires du monde en entier pour accĂ©der Ă  toutes les donnĂ©es d’une entreprise


Hors, si la prĂ©sence d’un mot de passe par dĂ©faut peut-ĂȘtre vu comme un risque de sĂ©curitĂ©, ce risque restait faible dans le cadre d’une utilisation classique, c’est Ă  dire sur un rĂ©seau privĂ©, ceci d’autant plus que l’accĂšs SSH Ă  distance est dĂ©sactivĂ© par dĂ©faut.

La facilitĂ© d’utilisation apportĂ©e par la prĂ©sence d’un compte par dĂ©faut sur un produit avec lequel il n’est pas rare de multiplier les installations et rĂ©-installations Ă©tait, elle, un vrai point positif Ă  l’utilisation. D’autres solutions moins contraignantes et plus claires pour l’utilisateur dĂ©butant que la suppression pure et simple du compte par dĂ©faut nous semblaient plus adaptĂ©es.

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Lire l'article complet : Créer un compte utilisateur et un mot de passe par défaut pour le Raspberry Pi.

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Lancement du Raspberry Pi Pico W, un microcontrĂŽleur avec le Wi-Fi !

Photo du Raspberry Pi Pico W, ajout du Wi-Fi

En Janvier 2021, la fondation Raspberry Pi annonçait son arrivĂ©e dans le marchĂ© des microcontrĂŽleurs avec le Raspberry Pi Pico, un microcontrĂŽleur puissant Ă  seulement 4$. Aujourd’hui la fondation Raspberry Pi annonce le lancement d’une nouvelle version, le Pi Pico W, venant ajouter la connectivitĂ© Wi-Fi Ă  sa petite machine !

Petit tour d’horizon des nouveautĂ©s et des fournisseurs.

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Une précédente version trÚs bien accueillie par le public.

Avec le lancement du premier Raspberry Pi Pico la fondation avait rĂ©ussi un joli coup en offrant un produit simple d’accĂšs, petit, puissant, versatile et bon marchĂ©. Le Pi Pico rĂ©pondait donc aussi bien aux besoins des professionnels dĂ©sireux de trouver une solution clĂ© en main pour embarquer un microcontrĂŽleur relativement puissant, qu’à ceux des hobbyistes dĂ©sireux de se lancer plus avant dans l’électronique embarquĂ©e sans forcĂ©ment avoir Ă  passer par l’apprentissage du langage C ou la conceptions de circuits Ă©lectroniques trop avancĂ©s, tout en offrant une alternative encore plus abordable au cĂ©lĂšbre Arduino, le standard de facto en matiĂšre de microcontrĂŽleur grand public.

Un arduino Uno
L’Arduino Ă©tait et reste un standard aussi bien du grand public que de l’industrie en matiĂšre de carte microcontrĂŽleur.

Preuve que le Pi Pico rĂ©pondait Ă  un rĂ©el besoin, un an aprĂšs son lancement la fondation en a dĂ©jĂ  Ă©coulĂ© plus de 2 millions d’unitĂ©s, un chiffre impressionnant pour un produit qui, malgrĂ© toutes ses qualitĂ©s, concerne une communautĂ© plus experte que celle du Raspberry, et un marchĂ© sur lequel une offre standard et diversifiĂ©e Ă©tait dĂ©jĂ  largement accessible, Ă  la diffĂ©rence de la situation rencontrĂ©e lors du lancement des Raspberry Pi classiques.

Il convient nĂ©anmoins de noter que ce succĂšs a probablement Ă©tĂ© amplifiĂ© par une disponibilitĂ© du Pi Pico relativement irrĂ©prochable, dans un secteur touchĂ© de plein fouet par les pĂ©nuries de composants, pĂ©nuries dont le Raspberry Pi classique est d’ailleurs largement victime.

Avec l’ajout du Wi-Fi, le Raspberry Pi Pico W s’oriente plus que jamais vers l’IoT.

Avec ce nouveau Raspberry Pi Pico W, la fondation ajoute une puce Wi-Fi Ă  son microcontrĂŽleur, venant ainsi combler ce qui nous semblait ĂȘtre le dernier manque majeur du modĂšle prĂ©cĂ©dent, en simplifiant trĂšs largement son usage pour l’embarquĂ© et l’internet des objets.

En arrivant sur le marchĂ© des cartes microcontrĂŽleur, il est Ă©vident que la fondation se plaçait en concurrence avec l’Arduino, lequel est le standard historique Ă  la fois des hobbyistes, makers et hackers, comme des industriels cherchant une solution polyvalente et prĂȘte Ă  l’emploi en matiĂšre de carte microcontrĂŽleur.

Si le Pi Pico semblait avoir tout pour rĂ©ussir (une plus grande puissance ; un encombrement rĂ©duit ; un prix plus faible ; une plus grande simplicitĂ© d’utilisation ; moins de barriĂšres techniques Ă  l’entrĂ©e), il restait nĂ©anmoins un autre marchĂ© sur lequel il Ă©tait en retard, celui de l’internet des objets.

L'ESP32 un microcontrĂŽleur avec Wifi
L’ESP32, est aujourd’hui probablement la solution la plus utilisĂ©e en matiĂšre de microcontrĂŽleur avec Wi-Fi.

En effet, sur le papier le Pi Pico avait Ă  la fois un encombrement, un prix et une consommation Ă©lectrique suffisamment faibles pour ĂȘtre la base parfaite de tout objet connectĂ©, mais il lui manquait encore une chose, la connexion Ă  internet
 Une limitation d’autant plus complexe que l’ajout d’internet Ă  un microcontrĂŽleur qui en est originellement dĂ©pourvu est loin d’ĂȘtre une tĂąche aisĂ©e.

Historiquement la communautĂ© amateurs, mais aussi industrielle, s’est souvent tournĂ©e pour ce type de tĂąche vers les module ESP8266 et son successeur l’ESP32, soit en les utilisant seuls comme cƓur du systĂšme, soit en combinant avec un Arduino.

GrĂące Ă  l’ajout du Wi-Fi, le Raspberry Pi Pico W devrait donc dĂ©sormais non seulement entrer en concurrence avec l’Arduino, mais Ă©galement avec l’ESP32, en faisant dĂ©finitivement un outil de choix pour la crĂ©ation d’objets connectĂ©s nĂ©cessitant un accĂšs Ă  internet.

CÎté technique, comment ça fonctionne ?

Sur le plan technique l’ajout du Wi-Fi s’est fait via l’ajout sur le Raspberry Pi Pico d’une puce Wi-Fi CX43439 de chez Infineon, laquelle est embarquĂ©e sur le Pi Pico W sous un bouclier mĂ©tallique chargĂ© d’éviter les interfĂ©rences, point important pour les professionnels car permettant de rĂ©duire les coĂ»ts liĂ©s aux certifications de conformitĂ©s sur les Ă©missions radio.

La puce Wi-Fi est sous le bouclier métallique à gauche de la carte.

Point trĂšs intĂ©ressant Ă  noter, la puce Wi-Fi d’Infineon offre le support du Bluetooth et du Bluetooth Low-Energy. Si ces fonctionnalitĂ©s ne sont pas activĂ©es au lancement du produit, la fondation a indiquĂ© qu’elle pourrait les activer dans de futures mises Ă  jour.

CĂŽtĂ© logiciel, des mises Ă  jours sont disponibles dĂšs Ă  prĂ©sent, notamment une image UF2 avec le support du rĂ©seau pour les utilisateurs de MicroPython et une mise Ă  jour du Pico SDK pour les dĂ©veloppeurs C. Une documentation trĂšs dĂ©taillĂ©e sous la forme d’un guide intitulĂ© « Connecting to the Internet with Raspberry Pi Pico W Â» est Ă©galement disponible pour les deux langages.

D’aprĂšs ces documents, lister les rĂ©seaux Wi-Fi et s’y connecter ne devrait donc pas prendre plus d’une dizaine de lignes en Python (en C, on imagine qu’il faudra probablement crĂ©er 300 pointeurs et organiser le transport de chaque bit par pigeon voyageur, une opĂ©ration donc relativement simple comparĂ©e au fait d’écrire un helloworld.c sans faille de sĂ©curité ).

Comme Ă  son habitude, la fondation a Ă©galement veillĂ© Ă  conserver la forme actuelle du Pi Pico afin de permettre le passage direct de l’ancienne Ă  la nouvelle version.

Un Raspberry Pi Pico H et Pico WH en bonus, avec des connecteurs GPIO déjà soudés.

Dernier point à noter, en plus du lancement du Pico W, la fondation a également lancé le Pico H à 5$ qui est tout simplement un Raspberry Pi Pico classique avec des connecteurs GPIO déjà soudés à la carte, comme cela avait été le cas pour le Pi Zero et le Pi Zero H.

Photo d'un Raspberry Pi Pico H avec ses ports GPIO soudés.
Le Raspberry Pi Pico H avec ses ports GPIO soudés et visiblement conçus sur-mesure pour la fondation.

Un Pico WH sera disponible d’ici quelques temps Ă  7$ et ajoutera les connecteurs GPIO prĂ©-soudĂ©s au nouveau Pico W.

Quelle disponibilitĂ© prĂ©voir et oĂč peut-on acheter le Raspberry Pi Pico W ?

Contrairement aux Raspberry Pi classiques, le Pi Pico W, comme son prĂ©dĂ©cesseur, a Ă©tĂ© conçu et lancĂ© durant la pĂ©nurie de composants Ă©lectroniques, et la fondation semble avoir fait particuliĂšrement attention Ă  pouvoir assurer la production et la livraison de ces machines. S’il faut en croire l’expĂ©rience passĂ©e du Raspberry Pi Pico, nous ne devrions donc pas avoir de rupture de stock.

Quant Ă  acheter le Raspberry Pi Pico W, vous pouvez vous le procurer dĂšs maintenant chez notre partenaire kubii.fr ou bien ici chez Amazon.

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La miniaturisation infinie n’existe pas, ou pourquoi l’informatique atteindra bientît ses limites.

Photo d'ordinateurs assemblés en forme de ville.

Aujourd’hui plutĂŽt qu’un des habituels tutoriels et autres articles d’actualitĂ©s habituellement publiĂ©s ici, je vous propose plutĂŽt une rĂ©flexion, une analyse sur le sujet suivant : La loi de Moore est mourante, le progrĂšs de la puissance informatique touche Ă  sa fin et le Raspberry Pi Zero 2 W en est une illustration.

Cet article est donc davantage un article de fond, une explication et une analyse des limites auxquelles semble devoir se confronter l’industrie Ă©lectronique. Bien que ne nĂ©cessitant pas de connaissances techniques, scientifiques ou Ă©conomiques, il demande nĂ©anmoins probablement un peu plus d’attention que les articles habituellement publiĂ©s ici.

Dans cet article, je commencerai donc par revenir sur le nouveau produit lancĂ© par la fondation, le Raspberry Pi Zero 2 W et sur ses Ă©volutions vis Ă  vis du modĂšle prĂ©cĂ©dent. Par la suite, je chercherai Ă  dresser un modĂšle et Ă  proposer un cadre de rĂ©fĂ©rence offrant des aspects similaires, afin de permettre d’analyser et de thĂ©oriser les difficultĂ©s, les raisons et les enjeux de ces amĂ©liorations. À partir de ce modĂšle et de ce cadre de rĂ©fĂ©rence, je m’attacherai Ă  analyser les techniques mises en Ɠuvre pour apporter ces amĂ©liorations, et ce que ces techniques nous disent de l’état d’avancement du Raspberry Pi. Enfin, je conclurai cet article en commençant par montrer comment les propos dĂ©veloppĂ©s pour le cas particulier du Raspberry Pi peuvent ĂȘtre Ă©largis au reste de l’industrie Ă©lectronique, avant d’offrir des pistes de rĂ©flexions sur ce vers quoi semble tendre le futur de cette industrie, pour terminer en interrogeant les dĂ©cisions que nous pourrions alors ĂȘtres amenĂ©s Ă  prendre.

Mais avant de rentrer dans l’analyse et la thĂ©orie, et Ă  des fins de contexte, revenons dans un premier temps sur le nouveau modĂšle de Raspberry Pi qui servira d’exemple concret tout au long de cet article.

Le Raspberry Pi Zero 2 W, qu’est-ce et qu’est-ce qui change ?

Le Raspberry Pi est un micro-ordinateur de la taille d’une carte bleu, qui est bien connu des amateurs d’informatique. Historiquement, la gamme « Zero Â» du Raspberry Pi correspond Ă  des machines plus petites, consommant moins d’électricitĂ©, et vendues Ă  un prix plus bas (5€ ou 10€) que les autres modĂšles de Raspberry Pi. Cette gamme est donc naturellement considĂ©rĂ©e comme Ă©tant destinĂ©e Ă  l’informatique embarquĂ©e, Ă  la domotique, Ă  l’IoT et de façon plus gĂ©nĂ©rale aux applications nĂ©cessitant peu de puissance de calcul et une consommation Ă©lectrique ainsi qu’un espace physique rĂ©duits.

Le 18 Octobre 2021, la fondation Raspberry Pi a annoncĂ© le lancement d’un nouveau modĂšle, le Raspberry Pi Zero 2 W, une Ă©volution du Raspberry Pi Zero W.

Nouveau modĂšle, nouveau processeur, mĂȘme mĂ©moire vive


Avec ce nouveau modĂšle, la fondation affiche la volontĂ© d’amĂ©liorer la puissance de sa gamme dĂ©diĂ©e Ă  l’embarquĂ©e, sans offrir de nouvelles fonctionnalitĂ©s. Il s’agit donc de permettre Ă  ses ordinateurs mono-carte d’entrĂ©e de gamme de gagner en puissance, sans pour autant modifier la cible technique et commerciale du produit.

Cette stratĂ©gie est classique et correspond globalement Ă  l’évolution naturelle d’un produit issu de l’industrie informatique dont la forme est dĂ©jĂ  ancrĂ©e et aboutie. On est donc dans le cadre d’une Ă©volution, comme le passage des disques dur 512 Go Ă  1 To, par opposition Ă  une rĂ©volution, comme le passage des disques dur Ă  plateau aux disques SSD.

La principale nouveautĂ© avec ce modĂšle est l’arrivĂ©e, Ă  la place de l’ancien processeur monocƓur Ă  architecture ARM11, d’un processeur quad-core Ă  architecture ARM53, basĂ© sur l’architecture du Raspberry Pi 4 et le processeur du Raspberry Pi 3.

Si ce nouveau processeur quad-core devrait offrir des gains importants en matiĂšre de puissance de calcul et donc de performances (la fondation annonce une multiplication par 5 des performances pour les applications multi-thread), on ne pourra s’empĂȘcher de remarquer que la mĂ©moire vive, elle, n’a pas Ă©tĂ© revue Ă  la hausse, ce qui est pourtant la norme avec ce type d’évolution.

Cette stagnation de la RAM n’a pas manquĂ© d’interroger les consommateurs et les observateurs mĂ©diatiques mais, vous allez le voir, elle n’a rien d’un hasard et semble pointer une sorte d’impasse vers laquelle se dirige doucement la fondation Raspberry Pi, comme le reste de l’industrie.

Prix, Encombrement, Puissance, une question d’équilibre.

Avec un nouveau modĂšle clairement axĂ© sur la puissance plutĂŽt que sur les nouvelles fonctionnalitĂ©s, beaucoup se demandent pourquoi la fondation a choisi de n’intĂ©grer « que Â» 512 Mo de RAM sur le Pi Zero 2 W. En fait, il y a fort Ă  parier que la fondation n’a pas tellement eu le choix


D’aprĂšs l’article de blog accompagnant la sortie de ce nouveau modĂšle, augmenter la puissance du Pi ZĂ©ro semble en effet avoir Ă©tĂ© des plus compliquĂ©s. En cause ? Une sorte d’équivalent Ă©lectronique de la crise du logement de nos grandes villes : plus il y a de monde, moins il y a de place et moins il y a de place, plus c’est cher


En 1982 dĂ©jĂ , puis en 2010 avec sa suite, le film Tron reprĂ©sente l’intĂ©rieur d’un ordinateur et d’un programme informatique comme une ville, ancrant cette image dans l’inconscient collectif.
Un concept qui peut Ă©galement ĂȘtre retrouvĂ© en partie au sein du livre « Snow Crash Â», en français « Le samouraĂŻ virtuel Â», Ă  l’origine de la notion de mĂ©tavers dont on entend beaucoup parler en ce moment.

Petite modĂ©lisation simplifiĂ©e de la thĂ©orie de l’encombrement Ă  l’usage de l’industrie Ă©lectronique.

Un ordinateur mono-carte comme le Raspberry Pi, c’est plein de composants Ă©lectroniques, reliĂ©s entre eux sur un seul circuit imprimĂ©.

Si nous faisons abstraction des principes de fonctionnement interne, nous pouvons considĂ©rer qu’un composant offre un service dans une certaine quantitĂ© (vitesse de calcul, capacitĂ© de stockage, type de connectique et vitesse de transfert). Appelons cela de la « Puissance Â».

Pour fournir cette puissance, le composant va imposer 3 contraintes, que l’on pourrait aussi modĂ©liser comme l’utilisation d’un stock de ressources : il consomme de l’énergie ; il prend de la place ; il doit ĂȘtre reliĂ© aux autres composants. Appelons l’ensemble de ces contraintes « Encombrement Â», une notion qui peut ĂȘtre Ă  rapprocher de celle abordĂ©e au sein de la thĂ©orie de l’encombrement.

Dans les faits de nombreuses autres contraintes peuvent ĂȘtre associĂ©es aux composants, comme des plages de tensions Ă©lectriques, une sensibilitĂ© Ă©lectromagnĂ©tique, une plage de tempĂ©ratures d’utilisation, une vitesse de fonctionnement, une Ă©mission de chaleur, etc. Mais pour faire un modĂšle, c’est-Ă -dire une reprĂ©sentation approximative mais suffisamment bonne de la rĂ©alitĂ© pour nous permettre de la manipuler et de l’analyser dans un cadre donnĂ©, nous pouvons nous limiter Ă  ces 3 contraintes. Les autres contraintes pouvant souvent ĂȘtre reprĂ©sentĂ©es par ces 3 contraintes de base, comme l’émission de chaleur qui se traduit classiquement sous forme de contraintes de consommation d’énergie et de place.

Enfin, un composant va avoir un coĂ»t monĂ©taire, un prix, que nous appellerons donc avec beaucoup d’imagination« Prix Â».

Je pense que vous l’aurez vu venir, il y existe un rapport direct entre Puissance, Encombrement et Prix. Pour simplifier, on pourrait modĂ©liser ce rapport sous la forme Prix = Puissance / Encombrement. Ou pour l’exprimer d’une façon plus comprĂ©hensible encore : plus la puissance augmente pour le mĂȘme encombrement, plus c’est cher.

À puissance Ă©gale, en payant un composant plus cher, il est souvent possible de diminuer son encombrement, et Ă  l’inverse, en utilisant un composant plus encombrant, il est possible de le payer moins cher.

Comme on sature une ville, on sature un ordinateur.

Si nous prenons une ville, chacun sait qu’elle ne peut Ă©tendre sa taille Ă  l’infini, a minima parce que le territoire dont nous disposons n’est pas infini. Chacun sait aussi que plus une ville offre de potentiel Ă©conomique, culturel, etc., plus elle est considĂ©rĂ©e comme attractive, et plus nombreux sont les gens Ă  vouloir y vivre. Il en rĂ©sulte habituellement qu’une fois la taille maximale de la ville atteinte, par l’effet de contraintes de nature gĂ©ographiques, historiques, politiques ou tout simplement structurelles (rĂ©seaux de transports, temps de trajets, etc.), celle-ci se met Ă  transformer et optimiser son habitat.

ConcrĂštement, cela se traduit habituellement de la façon suivante, le nombre des logements augmente tandis que leurs surfaces individuelles diminuent, et que le prix pour une mĂȘme surface grimpe. Ou, dit plus simplement, chacun sait qu’on loue ou que l’on achĂšte Ă  Paris un appartement de 9m2 le prix d’une maison de 150m2 dans la Creuse.

Mais chacun sait aussi que cette optimisation atteint naturellement une limite, laquelle est habituellement imposĂ©e par l’espace minimal nĂ©cessaire Ă  un habitat ― que cet espace soit fixĂ© par la loi ou simplement dĂ©rivĂ© de contraintes physiques et d’habitabilitĂ© ―, par l’exclusion de la partie de la population constituĂ©e des classes sociales ne pouvant plus payer le prix des logements, par la saturation des rĂ©seaux de transports, ou plus gĂ©nĂ©ralement par un mĂ©lange des trois, la ville Ă©tant alors qualifiĂ©e en français de « Capitale Â».

C’est que, de mĂȘme qu’il n’existe pas de croissance infinie, il n’existe pas non plus de diminution infinie, et comme il en va des villes, il en va des ordinateurs.

Un ordinateur mono-carte n’est pas si diffĂ©rent d’une ville. Lui aussi ne peut pas s’étendre Ă  l’infini, Ă©tant limitĂ© par les dimensions du circuit imprimĂ© porteur. Lui aussi dispose d’un Ă©quivalent aux logements, commerces et habitants, les composants Ă©lectroniques, qui, comme leurs Ă©quivalents urbains, consomment tous un peu d’encombrement. Lui aussi doit avoir un rĂ©seau de transport, les pistes de cuivre. Et l’on pourrait encore trouver d’autres comparaisons, comme le traitement des eaux usĂ©es d’une ville, qui semble trouver un reflet dans la question de la dissipation thermique des composants Ă©lectroniques.

Montage d'une carte mĂšre qui se transforme en ville.
Ville ou carte mĂšre ?

Vous vous en doutez, le chemin suivi par un ordinateur ressemble, lui aussi, Ă  celui d’une ville : l’optimisation de l’habitat. De mĂȘme que se rĂ©duit la taille des appartements, se rĂ©duit la taille des composants. Et comme augmente le prix au mĂštre carrĂ© des appartements Ă  mesure que leur surface diminue, augmente le prix des composants Ă  puissance Ă©gale, Ă  mesure que l’encombrement diminue.

LĂ  aussi existe, comme pour celle des habitats, une limite Ă  l’optimisation des composants. De mĂȘme qu’un habitant ne peut pas vivre dans un appartement plus petit que lui, certains composants nĂ©cessitent un espace minimal (par exemple pour dissiper la chaleur Ă©mise). D’une façon similaire Ă  celle par laquelle les rĂ©seaux de transports finissent par ĂȘtre saturĂ©s, on en arrive Ă  ne plus avoir la place de relier des composants. Et comme l’augmentation des prix finit par rendre l’habitation inaccessible au plus grand nombre, l’augmentation des coĂ»ts des composants les plus performants empĂȘche leur utilisation standard.

Et le Raspberry Pi dans tout ça ?

Vous l’aurez compris, toute la difficultĂ© pour la fondation Raspberry Pi est donc de trouver l’équilibre entre l’encombrement du Raspberry Pi Zero 2 W (sa taille, sa consommation Ă©lectrique, etc.), sont prix et sa puissance.

Aujourd’hui cet Ă©quilibre est Ă  sa limite, et la fondation ne peut pas ajouter plus de RAM, principalement parce que la rĂ©serve d’encombrement disponible sur un Pi Zero, et notamment sa composante d’espace physique, est dĂ©jĂ  presque totalement Ă©puisĂ©e.

Le stock d’encombrement du Raspberry Pi Zero est fixe, il ne peut pas changer. Les dimensions de la carte doivent rester les mĂȘmes, le nombre de couches de cuivre est limitĂ© pour des raisons Ă©conomiques, la consommation Ă©lectrique ne peut pas, ou Ă  peine, augmenter.

Pour augmenter la puissance, la seule solution semble alors ĂȘtre une augmentation du prix. C’est d’ailleurs en partie ce que la fondation a fait, puisque ce nouveau modĂšle coĂ»te 5€ de plus que le prĂ©cĂ©dent, soit une augmentation de tout de mĂȘme 50 %


Mais lĂ  encore, l’augmentation du prix n’est pas une solution magique. D’abord parce qu’il faut que le produit reste achetable par une masse suffisante d’utilisateurs. Ensuite parce que, l’augmentation du prix est une consĂ©quence, et non une cause, de la diminution de l’encombrement, laquelle, nous l’avons vu, ne saurait ĂȘtre illimitĂ©e.

La solution Ă  cette crise du logement Ă©lectronique ? Une sortie par le haut, pour le moment


La situation de saturation que nous avons dĂ©crite n’est pas une nouveautĂ© apparue avec la Raspberry Pi Zero 2 W, mais elle existait dĂ©jĂ  depuis le premier modĂšle du Raspberry Pi Zero. Mais alors, avec un encombrement saturĂ© et un prix encadrĂ©, comment la fondation a-t-elle pu augmenter la puissance du Pi Zero ?

En matiĂšre technologique, quand ce qui Ă©tait impossible devient possible, une fois le mensonge Ă©hontĂ© mis de cotĂ©, il ne reste que l’innovation technologique. Reprenons notre comparaison immobiliĂšre.

Tout un chacun l’aura observĂ©, quand une ville ne peut plus optimiser la taille de ses logements, et que s’étendre sur le territoire devient impossible, celle-ci se met alors Ă  dĂ©couvrir la troisiĂšme dimension et commence Ă  se dĂ©velopper verticalement.

Photo des grattes-ciel de Chicago.
Chicago est un bon exemple de ville que des limites géographiques fortes (le lac Michigan) ont poussé au développement vertical.

Ce développement à la verticale peut se faire dans deux sens, soit en creusant, soit en construisant des bùtiments plus hauts.

MĂȘme si des villes souterraines existent, et que les souplex semblent fleurir partout oĂč cela est possible, creuser reste une solution rarement retenue pour la constructions de bĂątiments, et est plutĂŽt utilisĂ©e pour les rĂ©seaux de transports. Une situation, nous le verrons, lĂ  encore assez similaire avec celle des circuits imprimĂ©s.

Augmenter la hauteur des bĂątiments reste donc la solution privilĂ©giĂ©e la trĂšs vaste majoritĂ© du temps. Cette solution relĂšve du point de vue architecturale d’une innovation technique, et elle connaĂźt bien Ă©videmment des limites, qu’il s’agisse de limites techniques, physiques, logistiques ou tout simplement de coĂ»ts. Et comme toute innovation technique, elle devient plus accessible techniquement et Ă©conomiquement avec le temps, ce qui participe Ă  augmenter son utilisation et sa rentabilitĂ©.

Si nous revenons au secteur informatique, la solution retenue par la fondation, et par l’industrie en gĂ©nĂ©ral, est sans surprise la mĂȘme, investir la verticale, et lĂ  aussi deux solutions sont possibles, creuser ou empiler.

Exploiter l’espace souterrain des circuits imprimĂ©s.

Dans le cadre de l’informatique, bĂątir en sous-terrain prend deux formes bien distinctes. Puisque les circuits imprimĂ©s sont classiquement des plaques d’environ un millimĂštre d’épaisseur, constituĂ©es habituellement de rĂ©sine Ă©poxy isolante et d’une ou plusieurs couches de cuivre conducteur, ces plaques sont susceptibles de prĂ©senter deux faces accessibles pouvant recevoir des composants Ă©lectroniques, la face supĂ©rieure et la face infĂ©rieure.

Sur cette coupe d'un circuit imprimé on distingue 4 couches de cuivre.
Sur cette coupe d’un circuit imprimĂ© on distingue 4 couches de cuivre, un chiffre qui peut ĂȘtre considĂ©rĂ© comme relativement standard aujourd’hui.

Creuser peut alors, en premier lieu, ĂȘtre le fait d’utiliser la face infĂ©rieure du circuit en plus de la face supĂ©rieure pour souder des composants. On parle alors de circuit « double-sided Â» ou double-face en français. C’est une solution qui augmente sensiblement l’espace disponible, en allant au maximum jusqu’à le doubler, mais qui ne permet en revanche pas, ou pas totalement, de rĂ©pondre Ă  d’autres aspect de l’encombrement, comme la consommation Ă©lectrique. Bien-sĂ»r, rĂ©aliser un circuit double face implique des opĂ©rations d’assemblage plus complexes que d’utiliser un simple face, ce qui augmente mĂ©caniquement le coĂ»t du circuit.

Mais creuser peut aussi s’apparenter, comme pour une ville, Ă  rĂ©partir le rĂ©seau de transport, ici les pistes de cuivre sur plusieurs niveaux. C’est lĂ  la principale utilisation du dĂ©veloppement « sous-terrain Â» des circuits imprimĂ©s. Pour cela, plusieurs couches de cuivre sont empilĂ©es et sĂ©parĂ©es par des couches d’isolant, puis reliĂ©es entre elles aux endroits nĂ©cessaires par la rĂ©alisation de trous, nommĂ©s « vias Â», qui seront ensuite rendus conducteurs par le dĂ©pĂŽt d’une couche de cuivre.

ModÚle 3D d'un circuit imprimé multi-couche.
Illustration d’un circuit imprimĂ© Ă  6 couches, reliĂ©es entre elles par diffĂ©rents type de vias. Source : altium.com

C’est que le problĂšme du branchement des composants entre eux se heurte Ă  deux principales difficultĂ©s, la rĂ©sistance Ă©lectrique des pistes de cuivre et leurs croisements.

Le problĂšme de la rĂ©sistance, c’est que le cuivre n’est pas un conducteur parfait, et l’électricitĂ© en passant fait chauffer le cuivre. Pour diminuer cet effet, il est nĂ©cessaire de raccourcir les pistes, et d’augmenter leur largeur. Mais plus le nombre de composants est grand, plus il devient difficile de trouver des pistes courtes pour les relier, et plus les pistes sont larges, moins on peut en mettre dans un espace donnĂ©. En augmentant le nombre de couches, on simplifie leur tracĂ© et on augmente la surface totale de cuivre disponible.

Le problĂšme des croisements, c’est qu’il n’est pas possible sur une seule couche de cuivre en deux dimensions de faire se croiser des routes, celles-ci Ă©tant conductrices. Il devient alors nĂ©cessaire d’introduire une troisiĂšme dimension par l’ajout d’une ou plusieurs couches de cuivre. Plus il y aura de couches de cuivre, plus il sera simple de faire se chevaucher des routes, notamment en dĂ©diant certaines couches Ă  un type particulier de signal Ă©lectrique. Évidemment, plus les couches sont nombreuses, plus le circuit est complexe Ă  produire et donc cher.

Aujourd’hui il n’y a plus guùre que les PCB produits par des particuliers pour n’utiliser qu’une seule couche de cuivre. L’industrie quant à elle utilise au minimum 2 couches de cuivre, et jusqu’à 6 dans des usages grand public.
Les produits issus de la haute industrie peuvent mĂȘme, dans des cas extrĂȘmes, recourir Ă  une centaine de couches.

Aujourd’hui, la famille des Raspberry Pi Zero exploite dĂ©jĂ  largement la rĂ©partition verticale du routage, avec un PCB qui semble contenir 6 couches de cuivre.

En revanche, les Raspberry Pi Zero n’utilisent qu’une seule face du circuit imprimĂ© pour monter des composants. De cette façon, la chaĂźne de production est simplifiĂ©e, presque entiĂšrement automatisĂ©e et ne nĂ©cessite pas l’étape plus complexe de retournement du circuit. C’est pour cette raison que les pins GPIO du Raspberry Pi ne sont pas livrĂ©s soudĂ©s.

Une solution pour permettre l’ajout de plus de RAM serait donc d’ajouter ou de dĂ©placer des composants existants sur la face infĂ©rieure du Raspberry Pi Zero, pour libĂ©rer l’espace nĂ©cessaire Ă  une puce de RAM supplĂ©mentaire. Cependant une telle modification impliquerait un changement du form-factor du Raspberry Pi Zero, susceptible d’introduire des incompatibilitĂ©s avec certains matĂ©riels physiques, ainsi qu’une augmentation du coĂ»t de production.

Pour l’instant la fondation semble donc avoir rejetĂ© l’idĂ©e de modifier le form-factor du Pi Zero et de passer Ă  un format double-sided. À l’avenir ― et sauf Ă©volution technologique majeure ou diminution drastique du coĂ»t de la RAM sur certaines solutions technologiques actuelles â€• cette solution risque pourtant de s’avĂ©rer la seule possible si la fondation veut augmenter la mĂ©moire vive de sa machine.

Construire des gratte-ciels de composants Ă©lectroniques.

Puisqu’il n’est pas possible d’augmenter la capacitĂ© d’encombrement par le dessous, il ne reste alors qu’une solution Ă  la fondation, gagner de la place par le haut en empilant les Ă©tages de composants.

Figurez-vous que c’est dĂ©jĂ  ce que font les versions prĂ©cĂ©dentes de la Raspberry Pi Zero et de la Raspberry Pi 1, en utilisant une technologie appelĂ©e Package On Package, ou PoP. Comme son nom l’indique, cette technologie consiste Ă  empiler un composant (package dĂ©signe le composant, soit l’ensemble de la puce de silicium et du boĂźtier permettant son isolation et sa connexion), sur un autre composant. C’est une technologie relativement rĂ©cente, puisqu’elle n’est utilisĂ©e dans un produit industriel que depuis 2004 avec la PSP de Sony (devinez dans l’usine de qui sont produites les Raspberry Pi), et qui n’a vraiment connu une utilisation massive qu’avec l’avĂšnement des smartphones, nĂ©cessitant une mĂ©moire vive importante dans un volume rĂ©duit.

Jusqu’à prĂ©sent, c’est grĂące Ă  la technologie PoP que la fondation pouvait intĂ©grer la puce de mĂ©moire vive au dessus de son processeur dans les Raspberry Pi Zero, permettant ainsi de crĂ©er la carte avec les dimensions que nous lui connaissons.

Illustration du fonctionnement de la technologie PoP.
jusqu’à prĂ©sent, la technologie PoP Ă©tait utilisĂ©e pour permettre d’empiler la RAM par-dessus du processeur.

Cependant, comme vous pouvez le constater sur le schĂ©ma ci-dessus, l’utilisation de la technologie PoP implique que le composant infĂ©rieur soit suffisamment fin et petit pour pouvoir ĂȘtre placĂ© entre les billes de soudure reliant le composant supĂ©rieur et le PCB servant de support. Et il se trouve que la fondation n’est pas la seule qui cherche Ă  amĂ©liorer le rapport puissance / encombrement en passant Ă  la verticale. Broadcom, le fabricant des System On Chip fournissant notamment le processeur de la Raspberry Pi fait de mĂȘme, et avec son nouveau processeur, le System On Chip du Raspberry Pi Zero 2 W n’est plus suffisamment fin pour permettre le PoP.

Pour permettre le passage au nouveau processeur tout en conservant la mĂȘme mĂ©moire vive, la fondation a donc dĂ» utiliser un autre procĂ©dĂ©, le System In Package, ou SiP, qui consiste Ă  superposer deux puces de silicium au sein d’un mĂȘme boĂźtier, il s’agit lĂ  encore d’une technique assez rĂ©cente et qui ne semble rĂ©ellement utilisĂ©e par l’industrie que depuis quelques annĂ©es.

Ici les deux « die Â», c’est-Ă -dire les puces de silicium nues sont directement empilĂ©es avec un film isolant entre les deux.

Cependant, comme PoP, la technologie SiP a elle aussi ses limites, la plus importante étant la nécessiter de créer une puce dédiée.

En effet, lĂ  ou la technologie PoP exploite des composants prĂ©-existants en les empilant sur un substrat qui n’est jamais qu’un mini-PCB trĂšs fin, rendant cette solution relativement accessible. La technologie SiP, elle, nĂ©cessite la crĂ©ation d’un nouveau composant dĂ©diĂ© et fabriquĂ© sur mesure, une opĂ©ration beaucoup plus complexe, rĂ©alisable uniquement par quelques entreprises de pointe. Cette technologie est donc plus coĂ»teuse, moins souple, implique un prototypage nettement plus compliquĂ© et est, par nature, rĂ©servĂ©e Ă  des entreprises disposant de volumes de commande importants et de liens privilĂ©giĂ©s avec des entreprises majeures des semi-conducteurs, comme c’est Ă©videmment le cas de la fondation avec son partenaire Broadcom


Mais mĂȘme si la technologie SiP a pu repousser certaines limites, lĂ  encore il n’existe pas de croissance infinie. Comme il n’est pas possible de faire des immeubles de 2 000 Ă©tages, il n’est pas possible d’empiler une infinitĂ© de puces de silicium. Sans mĂȘme parler de l’épaisseur qu’auraient les composants, l’occupation d’espace physique n’est qu’une des composantes de l’encombrement, la quantitĂ© d’électricitĂ© consommĂ©e, l’émission de chaleur, le nombre de connexions sont autant de limites qui finissent toutes, tĂŽt ou tard, par devenir insurmontables que ce soit pour des raisons de coĂ»ts ou des raisons physiques.

La fondation l’a d’ores et dĂ©jĂ  dit, actuellement un modĂšle du Raspberry Pi Zero qui respecte le mĂȘme form-factor et qui embarque plus de mĂ©moire RAM semble exclu. Les puces de silicium nues de plus de 512 Mo de RAM n’existent pas, et empiler davantage de puces est aujourd’hui technologiquement trop compliquĂ© et coĂ»teux.

La dissipation thermique est Ă©galement un problĂšme. La fondation a pu, par l’ajout de pistes de cuivre, amĂ©liorer la dissipation thermique afin de permettre d’évacuer la chaleur supplĂ©mentaire gĂ©nĂ©rĂ©e par le nouveau processeur, mais lĂ  encore, cette solution touche Ă  ses limites.

Le Raspberry Pi Zero 2 W dans sa forme actuelle semble arriver aux limites de la puissance atteignable Ă  ce prix et dans cette forme.

Pour augmenter sa puissance il faudra donc augmenter son prix ou son encombrement (consommer plus d’électricitĂ©, augmenter la taille du produit, etc.). Ou bien aller chercher les amĂ©liorations et la plus-value ailleurs, dans la rĂ©duction de la consommation Ă©lectrique, dans la spĂ©cialisation via le retrait de fonctionnalitĂ©s au profit d’autres, etc.

Ce qu’il est important de comprendre, c’est que le Raspberry Pi Zero, loin d’ĂȘtre une exception, un cas particulier, est en fait l’illustration de la situation dans laquelle se trouve l’industrie de l’électronique des semi-conducteurs toute entiĂšre.

La croissance infinie n’existant pas, bientît la loi de Moore prendra fin.

Toute personne s’étant intĂ©ressĂ© Ă  l’informatique connaĂźt normalement la « loi de Moore Â», loi empirique formulĂ©e en 1965 par Gordon Earle Moore (lequel devait devenir 3 ans plus tard co-fondateur d’Intel), et qui voudrait que la puissance des processeurs double tous les ans ou tous les deux ans Ă  coĂ»t comparable.

Si cette loi s’est jusqu’à aujourd’hui montrĂ©e assez juste, c’est en partie parce que l’industrie s’y est accrochĂ©e avec une tĂ©nacitĂ© forçant l’admiration, n’hĂ©sitant pas Ă  consentir d’énormes investissements dans la recherche pour maintenir le rythme, effort Ă©conomique qui n’a pu ĂȘtre consenti que parce que supportĂ© financiĂšrement par l’augmentation constante et effrĂ©nĂ©e de l’informatisation de nos sociĂ©tĂ©s. Et en partie parce que l’industrie et la presse ont souvent, par idĂ©ologie, intĂ©rĂȘt ou simple mĂ©connaissance, pris soin d’oublier la notion de « coĂ»t comparable Â».

Pourtant et depuis quelques annĂ©es dĂ©jĂ , un ralentissement se fait sentir, et le discours des constructeurs change, s’orientant moins sur la puissance et davantage vers une diminution de la consommation Ă©lectrique, l’amĂ©lioration des performances par la spĂ©cialisation des circuits imprimĂ©s pour des tĂąches prĂ©cises (intelligence artificielle, traitements graphiques, etc.), ou vers des bonds technologiques, comme l’informatique quantique.

Courbe illustrant l’évolution des semi-conducteurs depuis 1970.

Si la courbe du nombre de transistors par puce continue de suivre la loi de Moore jusqu’en 2015 (tendance qui tend dĂ©sormais Ă  disparaĂźtre), on observe en revanche clairement que les gains de performance thermique et de vitesse d’horloge diminuent depuis 2005 en allant vers une stagnation aux alentours de 2015. SimultanĂ©ment le nombre de transistors par dollar suit une courbe plus lente avant de totalement stagner voir de rĂ©gresser Ă  partir de 2012.

Il semblerait que nous nous approchions chaque jour un peu plus des limites physiques de cette croissance, et que sa fin soit imminente. Depuis 2010 le progrĂšs des micro-processeurs semble ralentir Ă  l’échelle de toute l’industrie, les frĂ©quences des processeurs semblent bloquĂ©es depuis 2015 par l’apparition d’effets quantiques, la finesse de gravure se dirige dans la mĂȘme direction, et la « International Technology Roadmap for Semiconductors Â», qui avait jusque lĂ  guidĂ© l’industrie en se basant trĂšs largement sur la loi de Moore a Ă©mis sa derniĂšre feuille de route en 2016, appelant Ă  s’en dĂ©tacher.

Nous ne respections dĂ©jĂ  plus la loi de Moore en en ignorant la notion de coĂ»t, bientĂŽt nous ne la respecterons plus tout court. En fait, d’aprĂšs de nombreux prĂ©visionnistes, dont Moore lui mĂȘme, la « loi de Moore Â» devrait prendre fin aux alentours de 2025.

Sans surprise, comme nos villes ont, en dernier recours, extrait Ă  la verticale les derniers mĂštres carrĂ©s utilisables. De mĂȘme les constructeurs de semi-conducteurs ne pouvant plus miniaturiser, arrachent-ils dĂ©sormais, et dĂ©jĂ  depuis quelques temps, les derniĂšres amĂ©liorations de performances par la crĂ©ation de puces de silicium en trois dimensions. HĂ©las, une fois la verticale totalement conquise, il n’y aura plus d’autres dimensions physiques accessibles


Nos villes semblent dĂ©sormais ĂȘtres saturĂ©es et ne pas pouvoir accueillir plus de population, amenant nos sociĂ©tĂ©s Ă  remettre en cause un modĂšle d’ultra-urbanisation qui les a longtemps guidĂ©es et Ă  repenser notre rapport au territoire, au travail, au transport.

En cela, comme en tout le reste, il me semble y avoir fort Ă  parier que l’industrie des semi-conducteurs et Ă  travers elle toute l’industrie informatique, suive le modĂšle de nos villes. BientĂŽt, nous aurons tirĂ© toute la puissance brute que nous pouvions espĂ©rer extraire d’un morceau de silicium. Pour la premiĂšre fois depuis 1965, l’évolution des vitesses de calcul ne sera plus dĂ©pendante d’une Ă©volution si ce n’est prĂ©dictible, au moins estimable, mais d’une rĂ©volution technologique qui pourrait ne jamais venir.

Il va alors nous falloir repenser notre rapport Ă  la puissance de calcul et Ă  son optimisation, comme nous repensons notre rapport au territoire et Ă  la centralisation. Nous allons devoir optimiser d’autres aspects de l’encombrement trop longtemps nĂ©gligĂ©s, comme la consommation Ă©lectrique, la dissipation voir la rĂ©utilisation de la chaleur. Nous devrons optimiser la fabrication pour diminuer les coĂ»ts et la consommation de ressources afin de rĂ©duire les prix.

Ou alors, simplement, nous satisfaire de notre puissance de calcul disponible, aprĂšs tout, peut-ĂȘtre dĂ©jĂ  suffisante. Accepter que nous n’avons pas nĂ©cessairement besoin de calculer plus, de partager plus, de surveiller plus, de prĂ©dire toujours et toujours plus, toujours plus vite. Accepter que toute limite n’appelle pas, forcĂ©ment, Ă  ĂȘtre dĂ©passĂ©e. Que parfois, s’arrĂȘter est non seulement nĂ©cessaire, mais souhaitable, profitable, raisonnable.

Il n’y a pas de miniaturisation infinie, pas plus qu’il n’y a de croissance infinie. En un monde fini, seuls les fous et les Ă©conomistes peuvent croire en de telles choses.

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Lire l'article complet : La miniaturisation infinie n’existe pas, ou pourquoi l’informatique atteindra bientît ses limites.

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Le Raspberry Pi en rupture de stock Ă  cause du covid !

Puce de silicium gravée

Si vous vous intĂ©ressez un peu au secteur de l’électronique, vous avez forcĂ©ment remarquĂ© ou entendu parler des ruptures de stock sur de nombreux produits, PS5, cartes graphiques, ordinateurs, etc. Si vous avez voulu acheter un Raspberry Pi depuis novembre, vous savez qu’il faut aussi compter notre micro-ordinateur prĂ©fĂ©rĂ© dans la liste des produits introuvables.

Nous en avons nous mĂȘme fait l’expĂ©rience en travaillant sur le logiciel RaspiSMS, une solution SaaS et open source d’envoi de SMS par internet, par API ou par carte SIM. En voulant commander des Raspberry Pi pour le projet, impossible, rupture de stock gĂ©nĂ©ralisĂ©e !

Mais alors, pourquoi le Raspberry Pi est-il en rupture de stock, quelles rĂ©ponses la fondation Raspberry Pi a-t-elle prĂ©vues, oĂč et quand sera-t-il possible de racheter des Raspberry Pi et quels modĂšles seront disponibles ?

Pourquoi le Raspberry Pi est-il en rupture de stock ?

Vous en avez peut-ĂȘtre entendu parlĂ©, il y a actuellement une pĂ©nurie des semi-conducteurs, c’est-Ă -dire des puces Ă©lectroniques qui composent nos ordinateurs (transistors, processeurs, mĂ©moire vive, unitĂ©s graphiques, etc.).

L’industrie des semi-conducteurs est une industrie de pointe, nĂ©cessitant des Ă©quipements de production hautement spĂ©cialisĂ©s et des coĂ»ts de R&D Ă©normes. Ainsi, il existe dĂ©jĂ  assez peu d’entreprises concevant des puces Ă©lectroniques, et il existe encore moins d’entreprises qui les produisent, ceux que l’ont appelle les « fondeurs Â». Il s’agit donc d’un marchĂ© ultra mondialisĂ© et qui a Ă©tĂ© touchĂ© de plein fouet par les difficultĂ©s d’échanges, d’organisation et de transport dĂ©coulant du covid.

Mais plus que les perturbations de la chaĂźne de production, c’est bien l’explosion soudaine de la consommation, avec notamment l’explosion des ventes d’ordinateurs portables, de tablettes, etc. suite aux confinements et Ă  l’arrivĂ©e massive du tĂ©lĂ©travail qui a entraĂźnĂ© la pĂ©nurie de composants que nous connaissons aujourd’hui.

Part de marchĂ© des ventes d’ordinateurs portable au premier trimestre 2021.

Cette explosion de la consommation a entraĂźnĂ© l’impossibilitĂ© rĂ©elle ou supposĂ©e pour les fournisseurs de puces de rĂ©pondre Ă  l’augmentation de la demande, entraĂźnant Ă  son tour : une augmentation des prix ; une frĂ©nĂ©sie d’achat et de stockage, par des acheteurs, provoquant une augmentation des prix et une rupture des stocks ; la priorisation de la production des produits de pointe (utilisĂ©s dans les ordinateurs et tablettes dernier cri et offrant de plus gros bĂ©nĂ©fices financiers au dĂ©triment des produits plus anciens.

Le Raspberry Pi Ă©tant un micro-ordinateur trĂšs peu cher, il est donc touchĂ© de plein fouet, puisque sa marge Ă©tant faible, il est plus sensible Ă  l’augmentation des coĂ»ts et qu’il repose en partie sur l’utilisation de technologies plus anciennes et donc moins chĂšres. ConsĂ©quence, la fondation ne trouve plus de puces pour produire le Raspberry Pi, ou bien Ă  des prix trop Ă©levĂ©s.

Comment la fondation Raspberry Pi a-t-elle réagit ?

Dans un billet de blog en anglais du 20 octobre 2021, la fondation explique la situation actuelle et les rĂ©ponses qu’elle compte donner.

Dans cet article, la fondation revient sur les difficultĂ©s de production qu’elle a rencontrĂ©es en 2021, pĂ©riode pendant laquelle elle n’a pu produire que 7 millions de Raspberry Pi, un nombre insuffisant pour rĂ©pondre aux demandes croissantes du marchĂ©, notamment pour le Raspberry Pi ZĂ©ro et le Raspberry Pi 4 dans sa version 2 Go.

Nouveau Raspberry Pi 4 version 8 Go.
La Raspberry Pi 4 a Ă©tĂ© sujette Ă  des ruptures de stocks rĂ©guliĂšres tout au long de l’annĂ©e 2021.

La fondation explique Ă©galement qu’elle s’attend Ă  rencontrer le mĂȘme type de difficultĂ©s pour l’ensemble de l’annĂ©e 2022 (globalement les acteurs du marchĂ© s’attendent Ă  voir les effets de la pĂ©nurie de semi-conducteurs durer jusqu’en 2023). Ces difficultĂ©s devraient toucher plus spĂ©cialement les versions du Raspberry Pi reposant sur une technologie de gravure en 40 nanomĂštres, Ă  savoir tous les modĂšles prĂ©cĂ©dents le Raspberry Pi 4.

Concernant les Raspberry Pi 4 et les autres modĂšles reposant sur une gravure en 28 nanomĂštres, la fondation se montre plus rassurante, et s’attend a avoir assez de puces en 28 nm pour la production des 12 mois Ă  venir. Difficile toutefois de savoir si la production sera Ă  mĂȘme de rĂ©pondre rĂ©ellement aux besoins du marchĂ©.

Une augmentation temporaire du prix du Raspberry Pi 4 dans sa version 2 Go et le retour de la version 1 Go.

En fĂ©vrier 2020 la fondation avait annoncĂ© arrĂȘter la production du Raspberry Pi 4 dans sa version 1 Go et diminuer le prix de la version 2 Go de 45$ Ă  35$.

Avec l’augmentation actuel le du prix des puces, la fondation explique ne plus ĂȘtre en mesure de produire de façon rentable le modĂšle 2 Go avec une commercialisation Ă  35$. Le prix du Raspberry Pi 4 dans sa version 4 Go va donc temporairement repasser Ă  45$, et la version Ă  1 Go de mĂ©moire vive va ĂȘtre temporairement rĂ©-introduite au prix historique de 35$, ceci pour permettre aux utilisateurs industriels d’avoir le choix entre ces produits.

La fondation prĂ©cise bien qu’il s’agit lĂ  d’une mesure temporaire, et que le prix retrouvera son cours normal dĂšs que la situation du marchĂ© le permettra.

Priorisation des puces en 40 nanomĂštres pour les Raspberry Pi 3B, et les computes modules 3 et 3+.

Enfin, la fondation a annoncé que les stocks de puces en 40 nanomÚtres seront réservés en priorité pour la production des Raspberry Pi 3B, des Compute Module 3 et des Compute Module 3+.

De son cĂŽtĂ© la production des modĂšles 3B+ sera considĂ©rĂ©e comme moins prioritaire. Et les industriels qui utilisent un modĂšle 3B+ dans un de leur produit et qui ont investi dans des tests de conformitĂ© rĂ©seau pour la puce Wi-Fi du Raspberry Pi 3B+ sont encouragĂ©s, s’ils souhaitent limiter au maximum les ruptures de stocks, Ă  migrer vers le Raspberry Pi 4, dont la puce Wi-Fi est similaire Ă  celle du 3B+.

ConcrĂštement, oĂč et quand pourra-t-on de nouveau trouver le Raspberry Pi ?

À court terme il sera encore difficile d’obtenir le Raspberry Pi pendant quelques temps, et ce quelque soit le vendeur, la fondation ne parvenant tout simplement pas Ă  produire suffisamment de machines pour rĂ©pondre Ă  la demande.

Vous trouverez potentiellement des Raspberry Pi 4 sur Amazon, mais attendez-vous Ă  des prix trĂšs importants, de nombreux vendeurs jouant sur la raretĂ© des produits. La meilleure solution est donc d’aller vĂ©rifier rĂ©guliĂšrement.

En France notre partenaire kubii.fr s’efforce de stocker des Raspberry Pi dĂšs qu’ils le peuvent, et vous pourrez y prĂ©commander certains modĂšles pour ĂȘtre livrĂ© dĂšs que des unitĂ©s seront disponibles.

Enfin, selon vos projets vous pouvez peut-ĂȘtre envisager de vous rabattre sur un simple microcontrĂŽleur, le Raspberry Pi Pico, plus simple, n’étant pas aussi durement touchĂ© par les pĂ©nuries et Ă©tant trouvable sans soucis sur Amazon.

De notre cotĂ© nous nous attendons Ă  voir un dĂ©but de vrai rĂ©-approvisionnement du marchĂ© d’ici fin janvier dĂ©but fĂ©vrier avant d’espĂ©rer pouvoir retrouver un marchĂ© un peu plus stable aux alentours d’avril mai.

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Le Raspberry Pi Zero 2 W, la puissance du Raspberry Pi 3, la taille du Raspberry Pi ZĂ©ro !

Le nouveau Raspberry Pi Zero 2 W

Le 28 octobre la fondation Raspberry Pi a annoncĂ© la commercialisation d’un nouveau modĂšle, le Raspberry Pi Zero 2 W, une dĂ©clinaison de son Raspberry Pi ZĂ©ro remis au goĂ»t, et surtout Ă  la puissance, du jour pour un prix d’environ 15€.

Dans cet article nous allons voir les nouveautĂ©s apportĂ©es par ce modĂšle, le public visĂ© et oĂč vous procurer ce nouveau Raspberry Pi.

OĂč acheter le Raspberry Pi ZĂ©ro 2 W et quels stocks attendre ?

Quand un nouveau modĂšle de Raspberry Pi arrive sur le marchĂ©, c’est souvent un peu la guerre pour rĂ©ussir Ă  se le procurer. Par le passĂ© cela s’est avĂ©rĂ© encore plus vrai concernant le Raspberry Pi Zero et Zero W, dont les faibles prix poussent plus facilement Ă  l’achat de plusieurs unitĂ©s par personne. Si vous ajoutez Ă  cela la pĂ©nurie actuelle de semi-conducteurs, il est donc probable qu’obtenir ce nouveau modĂšle soit des plus compliquĂ©.

La fondation a elle mĂȘme dĂ©clarĂ© ĂȘtre touchĂ©e par la crise des semi-conducteurs et indique prĂ©voir une production totale de 200 000 unitĂ©s en 2021 et 250 000 unitĂ©s dans la premiĂšre moitiĂ© de 2022, les ruptures de stock sont donc effectivement, au moins au dĂ©but, Ă  prĂ©voir.

Actuellement, le produit ne semble trouvable en France que chez notre partenaire Kubii.fr, et les stocks ont tendance Ă  ĂȘtre en rupture.

Vous pouvez trouver le produit vendu chez Kubii sous trois formes :

Kit Raspberry Pi 2 W version "starter"
Le Kit « Starter Â» Raspberry Pi Zero 2 W en vente chez Kubii

Nous avons pu constater qu’il y avait moins de rupture de stock sur les kits que sur le Raspberry Pi seul. Certes, ces produits sont plus chers, mais une fois inclus le coĂ»t de la carte MicroSD, des cĂąbles et potentiellement de l’alimentation, qui seront de toutes façon nĂ©cessaires pour utiliser le Raspberry Pi, les prix sont tout mĂȘme assez proches.

Pour l’instant Kubii est le seul revendeur disponible en France, mais il est probable que l’on trouve rapidement des vendeurs tiers sur Amazon, n’hĂ©sitez donc pas Ă  vĂ©rifier les stocks lĂ  bas aussi.

Vérifier la disponibilité chez Kubii Vérifier la disponibilité chez Amazon

Quelles nouveautés comparé aux Raspberry Pi Zero W ?

Si vous connaissez un peu le Raspberry Pi, vous connaissez sans doute l’ancĂȘtre de ce nouveau modĂšle, le Raspberry Pi ZĂ©ro W, sur lequel nous avions Ă©crit un article en son temps.

Pour ceux qui ne seraient pas familiers avec le concept, la gamme « Zero Â» de Raspberry correspond Ă  des machines plus petites et Ă  la consommation Ă©lectrique plus faible que le Raspberry Pi normal. Si cela implique Ă©videmment des performances moins Ă©levĂ©es, le prix est lui aussi nettement en dessous de celui d’un Raspberry Pi classique.

Différence de taille entre les Raspberry Pi.
Pour avoir une idée de la différence de taille, à gauche un des premier modÚle de Raspberry Pi, à droite un Raspberry Pi Zéro.

Historiquement, le Raspberry Pi Zero W est une Ă©volution du Raspberry Pi Zero qui ajoutait essentiellement une antenne Wi-Fi. Le Pi Zero 2 W est donc lui une Ă©volution du Pi Zero W, Ă©volution qui cette fois porte davantage sur la puissance de la machine.

Un nouveau processeur 4 cƓurs, pas si nouveau que ça !

La principale diffĂ©rence entre le Raspberry Pi Zero W et le Pi Zero 2 W se situe au niveau du processeur. LĂ  ou le Pi Zero W offrait un processeur ARM11 monocƓur cadencĂ© Ă  1 GHz, le nouveau Pi Zero 2 W utilise un SoC Broadcom BCM2710A1, un quad-core 64-bit ARM53 cadencĂ© lui aussi Ă  1 GHz par un lĂ©ger underclocking.

Ce nouveau « System On Chip Â» n’est toutefois pas si nouveau que ça, puisqu’il s’agit en fait de la mĂȘme base que celui du Raspberry Pi 3, adaptĂ© Ă  une architecture ARM53 !

VidĂ©o d’introduction de la nouvelle Raspberry Pi Zero 2 W.

Le passage Ă  un processeur 4 cƓurs devrait donc donner un bon coup de boost au Raspberry Pi Zero 2 W. Si les gains de performances sur les applications monocƓurs semblent difficiles Ă  estimer prĂ©cisĂ©ment, la fondation annonce une puissance de calcul multipliĂ©e par 5 sur les applications recourant au multi-threading.

Ce gain de puissance devrait donc ouvrir de nombreux nouveaux usages, mĂȘme si la RAM Ă  512 Mo restera probablement un obstacle Ă  une utilisation demandant plus de puissance.

Une connectique un peu mise Ă  jour, notamment avec le Bluetooth 4.2.

CÎté connectique, nous pouvons également voir quelques évolutions, avec :

  • Le passage du Bluetooth 4.0 au 4.2, lequel devrait essentiellement apporter une vitesse un peu plus Ă©levĂ©e, une consommation Ă©lectrique un peu plus faible, et potentiellement le support d’internet par Bluetooth, mĂȘme si cela semble peut utile sur une carte disposant dĂ©jĂ  du Wi-Fi.
  • Le passage du port camĂ©ra de CSI Ă  CSI-2. Un changement qui ne fera probablement pas de grosses diffĂ©rences, les usages vidĂ©o Ă©tant surtout limitĂ©s par la mĂ©moire vidĂ©o et RAM, mĂȘme si le nouveau processeur pourrait, lui, permettre une meilleure compression et donc ouvrir de nouveaux usages vidĂ©os pour le Raspberry Pi ZĂ©ro 2 W.

Rien de renversant de ce cÎté là donc.

En bonus, un nouveau chargeur officiel.

En plus d’un nouveau Raspberry Pi, la fondation a Ă©galement annoncĂ© la sortie d’une nouvelle alimentation Ă©lectrique officielle.

Ce nouveau chargeur est globalement une reprise de l’alimentation du Raspberry Pi 4 dont le port USB-C a Ă©tĂ© remplacĂ© par un port USB mini, et dont l’intensitĂ© est limitĂ©e Ă  2.5 ampĂšres Ă  la place de 3.

La nouvelle alimentation du Raspberry Pi Zero 2 W, aussi compatible avec les modÚles pré Raspberry Pi 4.

Si ce chargeur est bien entendu destinĂ© Ă  alimenter un Raspberry Pi ZĂ©ro 2 W, il pourra Ă©galement ĂȘtre utilisĂ© sans soucis avec tous les autres Raspberry Pi antĂ©rieurs au 4, c’est-Ă -dire tous ceux utilisant un port USB mini plutĂŽt que USB-C.

Le prix annoncĂ© est de 8$ et l’alimentation est actuellement trouvable ici chez Kubii.fr pour un peu plus de 8€.

Voir le prix chez Kubii

À noter Ă©videmment que nous ne sommes pas ici chez Apple, et qu’aucune puce ou fausse incompatibilitĂ© ne vous empĂȘche d’utiliser Ă  la place un autre chargeur USB mini en 5V 2.5A si vous en possĂ©dez dĂ©jĂ  un.

Au final, quel est notre avis sur le Raspberry Pi Zero 2 W ?

D’aprĂšs nous, ce nouveau Raspberry Pi Zero 2 W ne reprĂ©sente pas une rĂ©volution du Pi Zero comme a pu l’ĂȘtre le l’ajout du Wi-Fi avec le Pi Zero W, ni un must-have comme ont pu l’ĂȘtre d’autres modĂšles.

Ceci Ă©tant dit, il s’agit d’une Ă©volution technique complexe qui apporte une plus-value honnĂȘte, permettant Ă  la gamme Zero du Raspberry de se mettre Ă  jour et d’offrir de nouveaux usages pour l’électronique embarquĂ©e.

À ce prix, avec les caractĂ©ristiques techniques actuelles et sauf besoins particuliers en matiĂšre de connectique, ce modĂšle vient presque totalement remplacer et pour un prix plus faible l’ensemble des modĂšles « A Â» du Raspberry Pi, ainsi que l’ensemble des modĂšles traditionnels prĂ©cĂ©dents le Raspberry Pi 2B.

On regrettera nĂ©anmoins que la RAM ne soit pas passĂ©e Ă  1 Go, ce qui aurait Ă©tĂ© trĂšs apprĂ©ciable et aurait vraiment permis Ă  ce nouveau modĂšle de remplacer presque totalement tous les modĂšles prĂ© Raspberry Pi 4 en proposant des performances supĂ©rieures ou quasi identiques pour une vaste majoritĂ© d’usages.

Sachez que nous prĂ©voyons d’ailleurs dans les jours Ă  venir un petit article afin d’expliquer comment la fondation Raspberry Pi a pu augmenter la puissance du Pi Zero W, pourquoi elle n’a pas intĂ©grĂ© plus de 512 Mo de RAM et pourquoi cela ne devrait pas arriver avant un petit moment.

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