TPs Raspberry Pi & Linux

TPs Raspberry Pi Linux - 3 Projets | BTS Electronique

💡

TP1 : GPIO Python - LED et Bouton

Controle des GPIO avec RPi.GPIO et gpiozero

🎯 Objectifs

Configurer les GPIO en entree/sortie
Utiliser les bibliotheques RPi.GPIO et gpiozero
Gerer les evenements et interruptions
Creer un systeme de controle LED par bouton

Schema de câblage

    Raspberry Pi GPIO                    Composants
    ┌─────────────────┐
    │  3.3V (Pin 1)   ├────────────────┐
    │                 │                 │
    │  GPIO17 (Pin 11)├───[220Ω]───LED──┤
    │                 │                 │
    │  GPIO27 (Pin 13)├───[Bouton]──────┤
    │                 │                 │
    │  GND (Pin 6)    ├─────────────────┘
    └─────────────────┘

    Note: GPIO27 avec resistance pull-up interne activee

Code avec RPi.GPIO

#!/usr/bin/env python3
# TP1 : LED et Bouton avec RPi.GPIO

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# Configuration
LED_PIN = 17
BUTTON_PIN = 27

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)
GPIO.setup(BUTTON_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

# Variable d'etat
led_state = False

def button_callback(channel):
    global led_state
    led_state = not led_state
    GPIO.output(LED_PIN, led_state)
    print(f"LED: {'ON' if led_state else 'OFF'}")

# Detection d'evenement avec anti-rebond
GPIO.add_event_detect(BUTTON_PIN, GPIO.FALLING, 
                      callback=button_callback, 
                      bouncetime=300)

print("Appuyez sur le bouton (Ctrl+C pour quitter)")

try:
    while True:
        time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
    print("\nNettoyage GPIO...")
finally:
    GPIO.cleanup()

Code avec gpiozero (plus simple)

#!/usr/bin/env python3
# Version gpiozero - plus Pythonique

from gpiozero import LED, Button
from signal import pause

led = LED(17)
button = Button(27)

# Le bouton controle la LED
button.when_pressed = led.toggle

print("Appuyez sur le bouton...")
pause()  # Attendre indefiniment

Exercices

Faire clignoter une LED a frequence variable
Creer un chenillard avec 4 LEDs
Implementer un compteur d'appuis affiche dans le terminal

📜

TP2 : Scripts Bash - Automatisation Linux

Scripts systeme, monitoring et tâches planifiees

🎯 Objectifs

Écrire des scripts Bash pour automatiser des tâches
Utiliser les variables, conditions et boucles
Planifier des tâches avec cron
Creer un script de monitoring systeme

Script : Monitoring Systeme

#!/bin/bash
# TP2 : Script de monitoring systeme
# Usage: ./monitor.sh

# Couleurs
RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
YELLOW='\033[1;33m'
NC='\033[0m'

echo -e "${GREEN}====== MONITORING RASPBERRY PI ======${NC}"
echo "Date: $(date)"
echo ""

# Temperature CPU
TEMP=$(vcgencmd measure_temp | cut -d= -f2 | cut -d\' -f1)
echo -e "🌡️  Temperature CPU: ${YELLOW}${TEMP}°C${NC}"

# Utilisation CPU
CPU=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2}' | cut -d% -f1)
echo -e "⚙️  Utilisation CPU: ${YELLOW}${CPU}%${NC}"

# Memoire RAM
MEM_TOTAL=$(free -m | awk '/Mem:/ {print $2}')
MEM_USED=$(free -m | awk '/Mem:/ {print $3}')
MEM_PCT=$((MEM_USED * 100 / MEM_TOTAL))
echo -e "💾 Memoire RAM: ${YELLOW}${MEM_USED}MB / ${MEM_TOTAL}MB (${MEM_PCT}%)${NC}"

# Espace disque
DISK=$(df -h / | awk 'NR==2 {print $5}')
echo -e "💿 Espace disque utilise: ${YELLOW}${DISK}${NC}"

# Uptime
UPTIME=$(uptime -p)
echo -e "⏱️  Uptime: ${YELLOW}${UPTIME}${NC}"

# Adresse IP
IP=$(hostname -I | awk '{print $1}')
echo -e "🌐 Adresse IP: ${YELLOW}${IP}${NC}"

# Alerte si temperature > 70°C
if (( $(echo "$TEMP > 70" | bc -l) )); then
    echo -e "${RED}⚠️  ALERTE: Temperature elevee!${NC}"
fi

echo -e "${GREEN}======================================${NC}"

Script : Backup automatique

#!/bin/bash
# Script de backup avec rotation

BACKUP_DIR="/home/pi/backups"
SOURCE_DIR="/home/pi/projets"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
BACKUP_FILE="backup_${DATE}.tar.gz"

# Creer le dossier de backup si necessaire
mkdir -p "$BACKUP_DIR"

# Creer l'archive
tar -czf "${BACKUP_DIR}/${BACKUP_FILE}" "$SOURCE_DIR"

# Garder seulement les 5 derniers backups
ls -t "${BACKUP_DIR}"/backup_*.tar.gz | tail -n +6 | xargs -r rm

echo "Backup cree: ${BACKUP_FILE}"

Configuration Cron

# Éditer crontab
crontab -e

# Exemples de tâches planifiees:

# Monitoring toutes les heures
0 * * * * /home/pi/scripts/monitor.sh >> /var/log/monitor.log

# Backup quotidien a 3h du matin
0 3 * * * /home/pi/scripts/backup.sh

# Redemarrage hebdomadaire (dimanche a 4h)
0 4 * * 0 sudo reboot

🌐

TP3 : Serveur Web Flask + GPIO

Interface web pour controler le Raspberry Pi

🎯 Objectifs

Installer et configurer Flask
Creer une interface web responsive
Controler les GPIO via HTTP
Afficher les donnees capteurs en temps reel

Installation

# Installer Flask et dependances
pip3 install flask gpiozero

# Structure du projet
projet/
├── app.py
├── templates/
│   └── index.html
└── static/
    └── style.css

Code : app.py

#!/usr/bin/env python3
# TP3 : Serveur Web Flask + GPIO

from flask import Flask, render_template, jsonify, request
from gpiozero import LED, CPUTemperature
import psutil
import os

app = Flask(__name__)

# Configuration GPIO
leds = {
    'led1': LED(17),
    'led2': LED(27),
    'led3': LED(22)
}

@app.route('/')
def index():
    return render_template('index.html')

@app.route('/api/led/<led_id>/<action>')
def control_led(led_id, action):
    if led_id in leds:
        if action == 'on':
            leds[led_id].on()
        elif action == 'off':
            leds[led_id].off()
        elif action == 'toggle':
            leds[led_id].toggle()
        return jsonify({'status': 'ok', 'led': led_id, 'state': leds[led_id].is_lit})
    return jsonify({'status': 'error'}), 404

@app.route('/api/status')
def get_status():
    cpu = CPUTemperature()
    return jsonify({
        'temperature': round(cpu.temperature, 1),
        'cpu_percent': psutil.cpu_percent(),
        'memory_percent': psutil.virtual_memory().percent,
        'disk_percent': psutil.disk_usage('/').percent,
        'leds': {k: v.is_lit for k, v in leds.items()}
    })

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0', port=5000, debug=True)

Template : index.html

<!-- templates/index.html -->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Raspberry Pi Control</title>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <style>
        body { font-family: Arial; background: #1a1a2e; color: #fff; 
               text-align: center; padding: 20px; }
        .card { background: #16213e; border-radius: 15px; padding: 20px; 
                margin: 15px auto; max-width: 400px; }
        .btn { padding: 15px 30px; margin: 5px; border: none; 
               border-radius: 10px; font-size: 16px; cursor: pointer; }
        .btn-on { background: #3fb950; color: white; }
        .btn-off { background: #f85149; color: white; }
        .stat { font-size: 24px; color: #00f5d4; }
    </style>
</head>
<body>
    <h1>🍓 Raspberry Pi Control</h1>
    
    <div class="card">
        <h2>📊 Systeme</h2>
        <p>🌡️ Temperature: <span class="stat" id="temp">--</span>°C</p>
        <p>⚙️ CPU: <span class="stat" id="cpu">--</span>%</p>
        <p>💾 RAM: <span class="stat" id="mem">--</span>%</p>
    </div>
    
    <div class="card">
        <h2>💡 LEDs</h2>
        <div>
            <button class="btn btn-on" onclick="led('led1','on')">LED1 ON</button>
            <button class="btn btn-off" onclick="led('led1','off')">LED1 OFF</button>
        </div>
        <div>
            <button class="btn btn-on" onclick="led('led2','on')">LED2 ON</button>
            <button class="btn btn-off" onclick="led('led2','off')">LED2 OFF</button>
        </div>
    </div>

    <script>
        function led(id, action) {
            fetch('/api/led/' + id + '/' + action);
        }
        
        function updateStatus() {
            fetch('/api/status')
                .then(r => r.json())
                .then(data => {
                    document.getElementById('temp').textContent = data.temperature;
                    document.getElementById('cpu').textContent = data.cpu_percent;
                    document.getElementById('mem').textContent = data.memory_percent;
                });
        }
        
        setInterval(updateStatus, 2000);
        updateStatus();
    </script>
</body>
</html>

Criteres d'evaluation

Critere	Points
TP1 : GPIO Python fonctionnel	/6
TP2 : Scripts Bash + Cron	/6
TP3 : Serveur Web Flask	/8
Total	/20

TPs Raspberry Pi & Linux

TP1 : GPIO Python - LED et Bouton

🎯 Objectifs

Schema de câblage

Code avec RPi.GPIO

Code avec gpiozero (plus simple)

Exercices

TP2 : Scripts Bash - Automatisation Linux

🎯 Objectifs

Script : Monitoring Systeme

Script : Backup automatique

Configuration Cron

TP3 : Serveur Web Flask + GPIO

🎯 Objectifs

Installation

Code : app.py

Template : index.html

Criteres d'evaluation

Formulaire de contact