Les kits de développement entièrement équipés simplifient l'enseignement STIAM et le prototypage pour les pros et les makers

Les kits de développement pour ordinateurs monocartes (SBC) fournissent des options matérielles et logicielles supplémentaires afin d'augmenter leurs fonctionnalités pour les enseignants, les makers et les concepteurs professionnels. Ils sont souvent spécifiques à un projet, ce qui signifie que les modules complémentaires sont destinés à développer une application particulière comme la robotique, la domotique, la surveillance de capteurs, etc. Ils sont de plus en plus populaires en raison de leur facilité d'utilisation, de leur disponibilité et de leur faible coût.

Les kits de développement permettent aux utilisateurs de commencer à intégrer du matériel et des logiciels dans des projets existants ou nouveaux en ayant peu ou pas besoin d'acheter des modules complémentaires après coup. Ces modules complémentaires offrent des fonctionnalités accrues et peuvent inclure des microcontrôleurs, des capteurs, des relais, des moteurs, des LED, des haut-parleurs, des boutons/interrupteurs, des montages d'essai et des câbles. Les fournisseurs de kits les regroupent souvent pour répondre à des projets spécifiques en fournissant des modules complémentaires comme des servomoteurs, des caméras et des équipements de navigation pour la robotique, ou des capteurs de température, d'humidité et de précipitations pour la surveillance environnementale à distance. Les configurations matérielles sont aussi nombreuses que les kits, chacune contenant les composants nécessaires à la mise en œuvre rapide et efficace des projets.

Ces kits peuvent également inclure des logiciels conçus pour être utilisés avec l'ordinateur monocarte et son système sur puce (SoC) ou microcontrôleur intégré, ce qui facilite la programmation des conceptions avec peu ou pas d'expérience en la matière. Ces logiciels se présentent souvent sous la forme d'environnements de développement intégrés (IDE), de kits de développement logiciel (SDK) et d'interfaces de programmation par glisser-déposer (ou visuelles) qui permettent aux utilisateurs de programmer en faisant glisser des actions et des fonctions sous forme de blocs ou d'icônes. Certains fournisseurs incluent même des supports d'apprentissage sous forme de guides, de vidéos et d'instructions détaillées pour faciliter encore davantage la programmation.

En gardant tout cela à l'esprit, examinons plusieurs kits de développement populaires, proposés par Arduino, Seeed Studio et Taoglas, et voyons comment ils contribuent à l'enseignement, à la conception d'applications pour l'Internet des objets (IoT) et aux applications de télédétection sans fil, respectivement.

Kit éducatif STIAM complet

Le kit de programmation AKX00002 CTC 101 d'Arduino a été conçu pour l'enseignement des sciences, technologies, ingénierie, arts et mathématiques (STIAM), et inclut une boîte à outils avec plus de 25 projets et expériences avec accès en ligne à des supports pédagogiques (Figure 1). Le kit contient jusqu'à 700 composants, dont six cartes de développement Arduino 101 équipées du Bluetooth, d'une unité de mesure inertielle (IMU), de 14 broches d'entrée/sortie (E/S) numériques et d'un connecteur USB pour la communication série et le téléchargement de croquis, et bien plus encore.

Figure 1 : Le kit de programmation AKX00002 CTC 101 d'Arduino est conçu pour l'enseignement STIAM et inclut suffisamment de matériel pour plus de 25 projets. (Source de l'image : Arduino)

Il inclut également six shields Arduino. Il s'agit de cartes d'extension qui offrent des fonctionnalités supplémentaires, notamment des capteurs, des moteurs et d'autres technologies permettant d'améliorer les projets. Le kit inclut également plus de dix montages d'essai, des composants électroniques (capteurs, LED, condensateurs, diodes, boutons), des modules plug-and-play, des batteries, des câbles, des webcams, des cartes SD, des haut-parleurs, et bien plus encore.

L'IoT avec les modules Raspberry Pi et Grove

Seeed Studio et Microsoft ont collaboré pour développer le kit Microsoft IoT Grove afin de faciliter le développement rapide de projets IoT à l'aide des modules complémentaires Raspberry Pi (non inclus) et Grove de Seeed. Ces modules sont similaires aux cartes d'interface (shields) d'Arduino, mais sont particulièrement simples à utiliser avec l'ordinateur monocarte Pi grâce au nouveau système de connexion plug-and-play. Le kit inclut un module GrovePi+ entièrement compatible avec les cartes Raspberry Pi B/B+/A+/2, et exécute le système d'exploitation Windows 10 IoT Core pour faciliter le développement d'applications. Il contient également un écran tactile de cinq pouces, un module de relais, un capteur de température/d'humidité et un capteur de distance à ultrasons.

Figure 2 : Le kit Microsoft IoT Grove est conçu pour les projets IoT utilisant les modules complémentaires Raspberry Pi (non inclus) et Grove, pour une connectivité et un prototypage rapides. (Source de l'image : Seeed Studio)

Le matériel supplémentaire inclut une barre LED, un capteur d'angle rotatif, un buzzer, un capteur sonore, un capteur de lumière, un bouton, un rétroéclairage LCD RVB, un câble micro USB et 10 câbles Grove. Microsoft fournit également des tutoriels détaillés pour se familiariser avec les fonctionnalités de la plateforme et des modules Grove, afin de faciliter le développement des projets.

Détection sans fil et gestion du cloud

Pour les projets IoT qui nécessitent une détection sans fil, une collecte de données et une gestion basée sur le cloud, le kit de démarrage EDGE IoT ELC.10B de Taoglas est doté de fonctionnalités adaptées. Ce kit est un ensemble complet de communication sans fil avec une plateforme de gestion basée sur le cloud dans un pack facile à utiliser qui propose des capteurs intégrés, cellulaires et Bluetooth, et deux options de positionnement par satellite : le système global de navigation par satellite (GNSS) multibande et la cinématique en temps réel (RTK). De plus, il est livré préconfiguré avec un abonnement cellulaire actif basé sur les besoins de l'utilisateur, ce qui facilite le déploiement. L'accès se fait via une plateforme de gestion basée sur le cloud, de sorte que les projets sont accessibles partout.

Figure 3 : Le kit de démarrage EDGE IoT ELC.10B apporte des options de connectivité sans fil aux projets IoT avec une gestion basée sur le cloud. (Source de l'image : Taoglas)

Le kit ELC-10B est livré avec la plateforme logicielle d'analyse en temps réel Edge Insights de Taoglas, basée sur le cloud, qui offre une gestion du réseau, des capteurs, de la sécurité et des données.

Le GNSS avec capacité RTK recueille des données de positionnement précises en quelques minutes et dispose d'une pile de sécurité IoT complète, de la gestion de l'alimentation et des dispositifs, et de données en tant que service (DaaS). La plateforme est dotée de nombreux capteurs, notamment de capteurs de température/d'humidité, d'un accéléromètre, d'un gyroscope, d'un magnétomètre, ainsi que de capteurs de lumière et d'air. Elle offre également une prise en charge cellulaire pour LTE, 3G, 2G, Cat-M et NB-IoT, ce qui lui permet de fonctionner dans le monde entier.

Conclusion

Il ne s'agit là que de quelques exemples des kits de développement actuellement disponibles pour aider les enseignants, les makers et les concepteurs à apprendre à utiliser rapidement des ordinateurs monocartes. Il est important de noter que les kits peuvent varier considérablement en fonction du projet. Cela dit, le choix du meilleur kit se résume aux exigences et aux ensembles de fonctionnalités qui facilitent le plus l'apprentissage des étudiants et permettent de répondre aux besoins des concepteurs.