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Une étude sur la dissipation du Raspberry Pi 4

Par Pierre Lecourt

Beaucoup d’utilisateurs ont constaté que leur Raspberry Pi 4 posait des soucis de dégagement de chaleur dès leur acquisition. Si, dans la plupart des cas, cela ne pose qu’un problème de confort en rendant la carte plus chaude qu’à l’accoutumée, il arrive également que celle-ci ne fonctionne pas exactement comme prévu.

Car l’homme est ainsi fait, si on lui propose plus de performances… Il va s’en servir. Quand la Raspberry Pi 4 est arrivée, elle a ouvert une nouvelle gamme de possibilités en terme de calcul et certains se sont empressés de les utiliser. Bien loin des usages classiques, l’idée de piloter des systèmes de calculs assez lourds et surtout sur de longues périodes, a germé. Et c’est là que les vrais problèmes sont arrivés.

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La consommation des différents RPi du 1B+ au 4B

Si vous utilisez un Raspberry Pi 4 pour piloter un média center classique ou un projet de robotique, vous ne risquez pas grand chose de ce côté. La carte avale ce genre de programmes sans broncher. Par contre si vous utilisez la carte pour de la surveillance visuelle avec détection de mouvement par exemple, et cela 24H/24 ert 7J/7, la problématique est différente. Un système comme motionEyeOS permet de transformer une carte de développement en centrale de vidéosurveillance accessible depuis n’importe quel poste. La distribution permet de détecter les mouvements et de prendre des clichés ou des films avec le capteur associé ou une camera réseau puis de les stocker. Ce genre de travail peut être très gourmand en ressources surtout si on pousse les curseurs assez loin en terme de nombre d’images analysées par seconde.

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Les températures en Stress Test d’un Pi2B face à un Pi 4B

C’est exactement ce qu’a voulu faire Gaven MacDonald comme il l’explique sur Young Coder. Et il s’est heurté à un problème assez rapidement, son Raspberry Pi 4 chauffe et, évidemment Throttle. C’est à dire que le SoC qui fait les calculs sur la carte monte tellement haut en température qu’il se met en protection en baissant sa fréquence et, mécaniquement, ses performances.

Pour éviter cela, il “suffit” de le refroidir. Ce qui n’est pas forcément la tâche la plus aisée puisque les système de ventilation actives peuvent se révéler bruyants et les systèmes passifs moins efficaces. Jusqu’ici,j’ai surtout lu des avis d’utilisateurs présentant leur solution en la partageant au reste du monde. Ce qui est très bien et positif, mais rares ont été les tests aussi poussés que ceux de Gaven MacDonald qui a testé non seulement des solutions actives et passives mais également plusieurs d’entre elles.

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Pour les solutions actives, le résultat est sans surprises, avec un petit ventilateur directement posé sur la carte, la température baisse considérablement. C’est évidemment encore bien meilleur en combinant ce ventilateur à une plus grande surface d’échange grâce à l’ajout d’un dissipateur. Avec ce type de montage, les résultats sont excellents.

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Les trois courbes ci-dessus montrent bien le résultat de l’usage de cette solution ventilée. Avec juste un dissipateur posé sur le SoC, la température monte sans cesse jusqu’à la fin du test. Cette solution semble vouée à atteindre le moment où la puce se mettra en berne pour se protéger. Les deux autres courbes montrent au contraire un arrêt de la montée en température avec un plateau situé à 54°C pour la solution uniquement composée du ventilateur et un autre à 42/43°C pour la solution ajoutant un dissipateur à ailettes dans l’équation. On divise ici par deux la température du SoC par rapport à la solution d’origine.

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Mais ce n’est pas ce qui ma le plus intéressé dans l’approche de ce test, cette idée de ventiler la carte pour la refroidir est évidente mais elle induit une dépense supplémentaire et surtout perd le côté passif du fonctionnement de la solution.

L’autre partie du test a consisté à monter sur la carte différents dissipateurs. Et le truc intéressant dans cette approche est qu’il s’agit de dissipateurs recyclés. Issus de divers appareils classiques comme des cartes mètres. Des dissipateurs de chipsets notamment. 6 solutions ont été montées sur la Raspberry Pi4, aucune n’a demandé d’injecter un centime supplémentaire. Si il a fallut parfois jouer des coudes pour faire la place nécessaire à l’emploi de ces modèles, ce n’est bien souvent qu’une solution faisant appel à votre matière grise pour contourner un problème d’encombrement plutôt qu’autre chose.

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Les résultats sont très encourageants. Si la solution “C” ne semble pas apporter grand chose, elle semble même être plus décorative qu’autre chose, la plupart des autres solutions ont une incidence directe dans la gestion de la chaleur par la carte. Le dissipateur en hauteur “E” est par exemple très suffisant, il permet de rester sous les 70°C pendant le test. Le modèle “B”, également en hauteur, fait également un assez bon travail. Ce genre de dissipateur peut se trouver facilement sur de veilles cartes mères mais également dans divers vieux appareils électroniques, ampli et autres, que l’on trouve parfois abandonnés dans la rue. Ils sont, en général, faciles à récupérer et feront parfaitement l’affaire. Le plus dur sera de les fixer à la puce de la Raspberry Pi 4 de manière efficace. Même si pour cela quelques gouttes de colle thermique peuvent être suffisantes. 

A noter également les excellents résultats du dissipateur de chipset “F” issu d’une carte mère Asus. Il s’agit d’un modèle qui déporte la chaleur que la puce dégage au moyen d’un caloduc vers des ailettes en cuivre situées plus loin. Cette distance permet de mieux dissiper la chaleur et non de l’accumuler. Les résultats sont bluffants puisque la température ne dépasse pas les 48°C passivement.  On trouve également ce genre de dissipateur assez facilement sur de vieux modèles de carte mère.

Si votre Raspberry Pi 4 chauffe et pose des soucis de performances, vous savez donc quoi faire. Il suffit de coiffer son SoC Broadcom d’un petit dissipateur assez haut pour l’aider a mieux dissiper la chaleur qu’il dégage. Pas besoin de dépenser une fortune, il suffit d’un peu de bon sens et d’huile de coude. Si toutefois vous rencontrez ce type de soucis et que vous cherchez une solution simple et efficace. Un châssis de dissipation à moins de 10€ comme celui-ci pourra également faire l’affaire. Car c’est le souci de ces solutions passives ou actives, elles empêchent en général une intégration dans les boîtiers conçus pour les Raspberry Pi.

Source : Gaven MacDonald sur Young Coder, Plus d’infos sur motionEyeOS via FanlessTech

Une étude sur la dissipation du Raspberry Pi 4 © MiniMachines.net. 2019

MutantC : un UMPC sous Raspberry Pi

Par Pierre Lecourt

A la différence des UMPC toutefois, ce MutantC ne propose pas de  batterie ce qui le limite dans son exploitation à la possibilité de se brancher au secteur. On pourra sans doute profiter d’une batterie externe en USB  pour alimenter le tout mais cela alourdit considérablement le projet. 

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MutantC est un projet très documenté que vous pourrez utiliser nativement avec un Rapsberry Pi classique et même un format Raspberry Pi Zéro. Notez que le Pi 4 n’est pas pris en compte pour des raisons de chauffe. Il serait possible de l’embarquer à condition de ventiler le boitier. Cela dit, il est tout à fait possible de profiter des fichiers 3D proposés pour imprimer le châssis de l’engin et de le modifier pour l’adapter à une autre carte de ce type : Asus Thinkerboard, Odroid ou autre.

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Dans le format proposé , le MutantC embarque un écran allant de 3.5″ à 4″, une Pi classique, un petit clavier de 43 boutons connecté à la Pi via un module Sparkfun Pro Micro (un Teensy devrait également faire l’affaire).

Une paire d’enceintes peut également être déposée dans le châssis, sur les côtés de l’écran. Toute la connectique de la carte Raspberry Pi est accessible facilement pour brancher divers équipements et il reste de la place pour ajouter une batterie dans le futur directement dans l’engin.

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Le principal intérêt de MutantC est dans son système d’écran qui peut être glissé vers le haut pour révéler son clavier. L’engin reste ainsi très compact et peut devenir beaucoup confortable à l’usage en utilisant son, petit clavier avec les puces.

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Le projet est en cours de développement, je le juge intéressant à suivre pour plein de raisons. D’abord pour son originalité mais aussi et surtout pour ce qu’il peut proposer dans le futur. Il est possible d’imaginer plein de variantes à cet engin. Une solution avec des gâchettes, un pointeur optique, une batterie, un clavier plus abouti… Même dans un format sédentaire, ce petit appareil me semble intéressant pour en piloter d’autres. Le MutantC peut être modifié pour devenir une centrale domotique simple et compacte à accrocher au mur ou piloter une machine CNC.

2019-10-14 10_02_23-minimachines.netLe Sony Vaio VGN-UX1XN

J’avoue que l’idée de retrouver un format UMPC de l’époque avec une carte Raspberry Pi comme moteur est assez intéressante. L’idée est donc à développer avec, peut être, un travail de recherche à faire pour trouver le clavier le plus adapté. Si un constructeur s’intéressait à cette idée et proposait un format de châssis exploitable avec clavier intégré pour glisser une carte Raspberry Pi-Like, avec une belle finition, il trouverait probablement pas mal de clients.

Toute la documentation est disponible sur https://mutantc.gitlab.io

MutantC : un UMPC sous Raspberry Pi © MiniMachines.net. 2019

TAMI – An intuitive approach to the learning of trigonometry

Par franzel
TAMI – An intuitive approach to the learning of trigonometry
TAMI (Tangible Mathematics Interface) is an interface that facilitates the learning of the basics of trigonometry. Comprised of a tabletop display and a series of physical controllers, users can manipulate mathematical parameters and see the results on-screen in real-time.

Mini SNES Pi Zero Nano : La console au nom plus long que le châssis

Par Pierre Lecourt

La carte Raspberry Pi Zero qui pilote ce projet est largement capable de faire tourner les jeux de la SNES et l’idée proposée par un certain “Nochii” est ici de condenser au maximum le matériel nécessaire pour retrouver ces titres dans une solution portable. Le résultat ? Cette Mini SNES Pi Zero Nano à fabriquer soi-même.

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Il vous faudra une carte Pi Zero donc mais également une imprimante 3D et quelques petites compétences en soudure pour construire l’ensemble. Rien de sorcier d’autant plus que les étapes sont assez bien décrites par l’auteur. 

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La console Mini SNES Pi Zero Nano est équipée d’une batterie 800 mAh et d’un petit accessoire écran 1.54 pouces en 240 x 240 pixels combiné avec une interface de boutons et de mini joysticks. Ce n’est pas un grand affichage mais il supporte le 480 x 480 pixels et c’est apparemment suffisant pour jouer avec les titres de cette console. Il suffira donc de positionner ce dispositif sur les broches de votre Pi Zero pour bénéficier non seulement de l’affichage mais également du contrôle de vos jeux. D’autres éléments sont nécessaires comme un interrupteur, une résistance SMD et un condensateur. Un petit haut parleur, un minuscule ampli et un système gérant la charge de la batterie via USB. Rien de très compliqué ni de très coûteux, tous les liens sont disponible sur la page Thingiverse du projet.

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Des images détaillant les étapes de la procédure et des fichiers téléchargeables sont également disponibles sur la page Thingiverse.

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Mis à part quelques soudures pour l’amplification du son et le raccordement des différents éléments (batterie, chargeur, haut parleur et ampli), il s’agit surtout d’assembler les pièces dans le châssis imprimé. Certaines soudures demanderont plus de soins que d’autres mais il n’y a rien de vraiment insurmontable dans l’ensemble.

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Les boutons à imprimer sont également disponibles de manière à construire une solution complète et agréable à utiliser.

Bref la Mini SNES Pi Zero Nano est un petit projet qui ne nécessite pas spécialement de compétences techniques particulières, parfait pour un premier projet de groupe autour de la solution Pi. La partie écran est compatible avec Raspbian et Retropie pour une installation facile du système. Il est bien entendu possible d’utiliser le dispositif pour d’autres usages que l’émulation SNES même si ce type d’écran 1.54″ n’offre pas énormément de lisibilité pour tous les usages.

Mini SNES Pi Zero Nano : La console au nom plus long que le châssis © MiniMachines.net. 2019

Piper Computer Kit 2 : Un PC en kit autour d’une Raspberry Pi3

Par Pierre Lecourt

Le Piper Computer Kit 2 est un engin original à destination des néophytes en informatique et en électronique. L’idée de base est de construire un PC avec une carte de développement Raspberry Pi mais d’aller au delà des usages classiques de ce type de machine.

Le format du Piper Computer Kit 2 est original même si il reprend largement les codes de la première version et fait immédiatement penser à l’univers des bornes d’arcade maison.

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Le Kit tel que livré

L’engin est livré à monter avec des panneaux en bois, découpés au laser, pour être assemblés afin de devenir un châssis. On y intégrera l’écran de 9 pouces livré qui est un 1024 x 1600 pixels très classique.

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Le plan de montage 

On y fixera la carte Raspberry Pi de son choix et on alimentera le tout avec une batterie 9000 mAh assez impressionnante. Tout se branche via des câbles livrés, le travail d’assemblage est à la portée d’un enfant avec la supervision d’un adulte et le risque de faire une erreur ou de rater la construction est quasi nul.

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Une fois terminée, la boite du Piper Computer Kit 2 peut se refermer pour protéger les éléments embarqués. Elle présente également quelques particularités.  Si un jeu Minecraft Rapsberry Pi édition est mis en avant par les concepteurs, c’est probablement plus comme une récompense immédiate à la réussite de l’assemblage de l’engin. On pourra connecter un clavier et une souris à la machine et lancer une partie pour voir que tout fonctionne.

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Mais l’objectif à moyen et long terme est différent pour le constructeur du projet. Le Piper Computer Kit 2 présente en effet des petites particularités. Sa carte Raspberry Pi n’est pas cachée dans les entrailles de l’engin mais reste au contraire très mise en avant par la solution. La volonté des créateurs du projet est de faire passer l’apprentissage du code et de l’électronique au premier plan des activités possibles avec cet engin.

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Un logiciel baptisé PiperCode est livré avec l’engin pour débuter cet enseignement en douceur. Des LEDs, buzzers, boutons et autres composants sont également livrés pour débuter des projets. Bien entendu, il sera possible de faire évoluer sa solution avec des solutions logicielles plus classiques comme Scratch ou Python par la suite.

Proposé à 299$ aux US le Piper Computer Kit 2 vient remplacer le Piper Computer Kit premier du nom encore disponible en France chez Amazon à un prix malheureusement bien trop élevé

Source : Liliputing

Piper Computer Kit 2 : Un PC en kit autour d’une Raspberry Pi3 © MiniMachines.net. 2019

Raspberry Pi SuperComputer : un cluster composé de 1060 Pi 3B+

Par Pierre Lecourt

L’objet est étrange1, cette armoire massive de mini cartes de développement embarque un nombre inhabituel de cartes. On croise en général des solutions multiples logiques comme 128, 512 ou 1024. Le choix de cette construction est lié à la place physiquement disponible dans le serveur et au fait que quelques cartes sont en surnombre, prête à fonctionner en cas de défaillance de l’une d’elles.

Oracle Raspberry Pi Supercomputer

Le Pi SuperComputer présenté à l’Oracle OpenWorld 2019 embarque donc des Raspberry Pi 3 B+ intégrés  grâce à des supports imprimés en 3D. Chaque Rack 2U embarque 21 cartes et des supports imprimés sur mesures à la fois pour les porter mais pour embarquer les hub USB qui les alimentent. La solution retenue n’a pas été de se servir de HAT PoE pour gérer les cartes. La dépense nécessaire pour absorber la chaleur émise par les HAT aurait été trop grande et cela permet également de mieux gérer la dépense en énergie. A la place les hub USB sont également mis en rack, supportés par  des éléments également imprimés en 3D. 

Oracle Raspberry Pi Supercomputer

La partie réseau a été confiée à des switches Ubiquiti UniFi de 48 ports qui permettent de faire travailler les 1060 cartes de concert. Enfin, pour être totalement honnête, la machine nécessite également un serveur de stockage central qui n’est pas sous Raspberry Pi. Un vieux serveur SuperMicro sous processeur Intel Xeon prend en charge le démarrage de l’ensemble ainsi que les données à stocker.

Oracle Raspberry Pi Supercomputer

Enfin, une solution composée de 9 écrans pilotés là encore par un bon vieux PC, permet de suivre l’activité de la machine. Ici avec 500 cartes allumées, l’affichage permet de suivre l’état de charge du Pi Supercomputer.

La grande question reste… A quoi ça sert ? D’abord à faire parler d’Oracle et, je suppose, à relaxer des ingénieurs qui aiment bien les casse-têtes. Ensuite, c’est encore une fois un super outil d’exercice pour apprendre à manipuler un gros cluster. Le Pi SuperComputer ne sera probablement pas un monstre de calcul mais permettra à Oracle de fournir un outil capable de faire tourner son Linux maison. Une fois connecté au réseau, il permettra à des partenaires, des chercheurs, des étudiants ou autres de se former sur un vrai cluster et non pas sur des solutions virtualisées. Et puis, comme le dit Servethehome à qui l’on doit les photos, c’est vraiment cool.

Raspberry Pi SuperComputer : un cluster composé de 1060 Pi 3B+ © MiniMachines.net. 2019

WiFi Impressionist – City as an electromagnetic landscape

Par Filip Visnjic
WiFi Impressionist – City as an electromagnetic landscape
Created by Richard Vijgen, 'WiFi Impressionist' is a field installation inspired by the cityscapes of William Turner that imagines the city as an electromagnetic landscape.

Aweigh – Open navigation system inspired by insect eyes

Par Filip Visnjic
Aweigh – Open navigation system inspired by insect eyes
Postgraduate designers from Imperial College and the Royal College of Art have developed an alternative positioning system based on the polarized vision of insects.

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