Programmer avec MicroPython

Quelle bonne idée que de vous intéresser à MicroPython ! Il s'agit d'une adaptation du langage Python pour programmer les cartes à microcontrôleurs et les systèmes embarqués. Ce livre donne les clés pour vous mettre en route dans la création de projets uniques pour systèmes embarqués grâce à un langage aussi efficace que compact. Si vous connaissez Python en tant que programmeur, enseignant ou simple autodidacte, vous êtes paré pour cette joyeuse aventure ! Depuis vos tout premiers pas avec MicroPython jusqu'au développement de projets complets, l'auteur de ce livre vous propose un voyage fabuleux dans la programmation des systèmes embarqués. Il présente d'abord quatre modèles de cartes à microcontrôleurs fonctionnant avec MicroPython, puis montre comment ce langage exploite les fonctions matérielles que sont les entrées-sorties, les communications sans fil, le son et la musique, et le contrôle d'un robot. Découvrez MicroPython sur quatre cartes (PyBoard, BBC micro : bit, Adafruit Circuit Playground Express et ESP8266/ESP32). Prenez en mains une plate-forme de création pour concevoir et réaliser des systèmes embarqués répondant à des problèmes concrets issus du monde réel. Maîtrisez les effets visuels, dialoguez avec l'utilisateur au moyen de boutons et du toucher capacitif, produisez de la musique et exploitez la synthèse vocale. Découvrez les protocoles de communication UART, SPI et IC. Explorez les capacités d'émission-réception par ondes radio. Adoptez de bonnes pratiques pour bien gérer l'espace mémoire limité d'un système embarqué.

Partir à la découverte de la programmation, ça vous intéresse ? Cela tombe bien, puisque c'est l'objectif de ce livre ! Qui plus est, nous vous proposons d'apprendre en mettant immédiatement en pratique les instructions et concepts qui vous seront présentés. Comment allons-nous nous y prendre ? Toutes les activités concrètes qui vous seront proposées prendront appui sur une carte BBC micro : bit. C'est cette carte qui, reliée à votre ordinateur, accueillera les programmes que vous rédigerez. Certains programmes fonctionneront sur la carte elle-même, comme par exemple la création d'un dé magique ou d'un chronomètre. D'autres feront appel à des éléments extérieurs comme des maquettes de feu de carrefour ou de barrière d'accès, ou encore un petit véhicule robot. Pour vous permettre de réaliser sereinement vos premiers pas dans le domaine de la programmation, nous avons choisi d'utiliser dans un premier temps un outil de programmation graphique, avant de passer dans un second temps au langage MicroPython.

Le robot mBot2 présente les mêmes atouts que son petit frère le mBot : facilité d'apprentissage, qualités éducatives et robustesse. Mais il est encore plus performant, grâce à sa carte CyberPi basée sur un processeur ESP32, et plus complet avec toute une panoplie de nouveaux éléments : bandeau de DEL, écran couleur, capteur RCB, microphone, 10 sorties mBuild... Pouvant être programmé en mBlock 5, langage visuel dérivé de Scratch, ou en MicroPython, il permet d'acquérir de manière ludique des compétences en programmation graphique, pilotage de robots et objets connectés. Dominique Nibart s'appuie sur sa grande expérience d'enseignant pour proposer dans ce livre 46 activités de difficulté croissante permettant de prendre en main et d'exploiter tout le potentiel du robot mBot2. Chaque activité va a l'essentiel en présentant une problématique simple, voire un algorigramme du problème posé, et un exemple de programme. Aucune connaissance préalable n'étant requise, il sera donc facile d'apprendre les principes de base du codage grâce à cet ouvrage concret et pratique. En complément, tous les programmes présentés sont téléchargeables sur l'extension web du livre.

Ce livre s'adresse à toute personne qui souhaite apprendre à programmer la carte Micro : Bit aussi bien avec le langage MakeCode, constitué de blocs, qu'avec MicroPython, langage plus textuel. Il intéressera alors autant les professeurs des écoles ou de technologie et les animateurs que les parents souhaitant initier leurs enfants au codage, ou encore tous ceux qui sont à la recherche d'une carte facile à programmer pour créer des objets interactifs ou connectés. Après une présentation des différentes cartes et des langages de programmation les plus couramment utilisés pour les programmer, les chapitres qui suivent décrivent en détail l'utilisation et la programmation de la carte Micro : Bit, avec des exemples de code systématiquement présentés en MakeCode et en MicroPython. D'abord utilisée seule, la carte est ensuite reliée aux composants électroniques les plus classiques (boutons poussoirs, capteurs, LED, buzzer...) avant d'être connectée à différents modules et cartes d'extension (LED adressables, relais, détecteur à ultrasons, Joystick, écran LCD...). Un chapitre est entièrement consacré aux moteurs et aux robots (télécommandés, détecteurs d'obstacle, suiveurs de ligne...) avec de nombreux exemples. Le lecteur disposera également de toutes les informations permettant de fabriquer son propre robot avec une carte de contrôle et quelques moteurs fixés sur un châssis. Dans la suite du livre, d'autres cartes, utilisées fréquemment en milieu scolaire, sont présentées telles que Arduino, Makey Makey, Ozobot, PyBoard et Circuit Playground Express ; cette dernière constituant une alternative intéressante à la carte Micro : Bit. Pour finir, le dernier chapitre regroupe les principales fonctions du langage MicroPython (avec la bibliothèque Micro : Bit) permettant ainsi au lecteur de vérifier facilement la syntaxe de son code. Les sketchs utilisés dans les exemples du livre sont disponibles en téléchargement sur le site www.editions-eni.fr.

Le Raspberry Pi Pico et le Pico Wireless (incluant un module Wi-Fi et Bluetooth) fonctionnent nativement sous MicroPython et ont rapidement trouvé leur place auprès des Makers mais aussi des grands acteurs de l'électronique et de l'industrie. Ce livre permet de découvrir et de maîtriser le langage MicroPython (Python sur microcontrôleur) pour programmer les cartes Raspberry Pi Pico et Pico Wireless. Il guide le lecteur de façon didactique dans la mise en oeuvre des cartes Pico, sans oublier d'explorer la prise de contrôle de composants électroniques que l'on peut y raccorder. Chapitre après chapitre, le lecteur part donc à la découverte des Raspberry Pico et Pico Wireless, réalise des montages électroniques simples et utilise des techniques avancées telles que la manipulation de différents capteurs et interfaces, des sorties PWM et analogique ou d'un bus I2C. Il peut ainsi apprendre par exemple à allumer une LED, activer un relais, commander des moteurs ou encore acquérir des données environnementales et afficher des informations sur un écran à cristaux liquides. Avec ce livre, les Makers pourront facilement trouver de quoi adapter leur savoir-faire Arduino sur MicroPython, ceux qui ne le sont pas encore pourraient fort bien le devenir, les programmeurs ajouteront sans peine une nouvelle corde à leur arc, les ingénieurs bâtiront de nouveaux ponts entre différents domaines du savoir, l'électronicien découvrira un outil pour produire rapidement des prototypes et les pédagogues pourront conjuguer facilement théorie et expérimentation. Enfin, les utilisateurs de la carte MicroPython Pyboard originale se sentiront en terrain connu.

Ce livre s'adresse à toute personne qui souhaite découvrir comment capturer des données télémétriques d'une maison (température, humidité, pression atmosphérique, luminosité) et les présenter dans une interface web sous forme de tableaux de bord. L'auteur s'appuie pour cela sur les possibilités offertes par le langage Python, le nano-ordinateur Raspberry Pi et le framework Flask. Bien qu'appliqué au Raspberry Pi, le contenu du livre est suffisamment universel pour être exploité sur d'autres plateformes telles que des ordinateurs. Pour tirer le meilleur profit de la lecture de ce livre, des notions de programmation orientée objet et quelques rudiments sur le langage Python et en électronique sont nécessaires. Une première expérience avec le Raspberry Pi et est également souhaitée. Les points technologiques du livre sont isolés et vulgarisés avant d'être intégrés dans un projet global qui sert de fil conducteur à la prise en main et l'exploitation des différentes technologies étudiées. L'auteur commence par présenter la collecte de données à l'aide de composants basés sur les microcontrôleurs ESP8266 et ESP32 programmés avec MicroPython. Il détaille ensuite la centralisation de ces données à l'aide d'un broker MQTT fonctionnant sur un Raspberry Pi. Dans la suite du livre, le lecteur découvre comment une base de données SQLite 3 permet d'offrir un stockage persistant des données et comment elle peut être exploitée par une application Flask pour produire des tableaux de bord sur mesure. En marge d'une solution Python, les objets ESP et le broker MQTT peuvent être réutilisés avec InfluxDB et Grafana. Le lecteur découvrira alors InfluxDB, une base de données TimeSeries optimisée pour la capture de gros volumes de données temps réel. Le greffon Telegraph permettra de capturer les données envoyées sur le broker MQTT pour les injecter dans InfluxDB. Enfin, l'outil Grafana permettra de consulter ces données sous forme de graphiques et visualisations attrayants. A l'issue de ce livre, le lecteur disposera de bases solides pour créer sereinement une grande variété de solutions, plus ou moins sophistiquées, en fonction de ses besoins.