Formation Développeur Python Programmation Python en IoT pour Raspberry

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Objectifs pédagogiques

• Programmer efficacement en Python des applications IoT pour Raspberry Pi.

Niveau requis

Etre initié à la programmation structurée et avoir des connaissances sur l'architecture matérielle d'un PC et de Linux souhaitées.

Public concerné

Programmateurs et chefs de projets.

Programme

Jour 1

Présentation de Raspberry

• Architecture interne : RAM, CPU, Socket, Ethernet , GPIO (General Purpose Input/Output)...
• Système d'exploitation Linux : Raspbian, Debian...
• Périphériques et montages électroniques externes pour Raspberry Pi
• IDE (Integrated Development Environment) pour Python : PyDev, Thonny...

Exemples de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Prise en main de Raspberry
• Installation et configuration de l'IDE Python

Administration de Raspberry

• Gestion de sessions
• Gestion de fichiers
• Gestion de processus et logs
• Installation de logiciels
• Image et boot : Berryboot, Noobs et IMG
• Gestion de périphériques /dev et USB
• Système de fichiers : mount, /dev , /var, /home...
• Configuration réseau et gestion de services

Exemples de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Manipulation de fichiers : commandes de base
• Manipulation de processus : commandes de base
• Démarrage et arrêt du système : init, shutdown...
• Installation de logiciels
• Configuration réseaux et installation de services

Jour 2

Langage de programmation Pyhton

• Langage interprété
• Organisation d'un script ou module
• Exécution et passage d'argument en ligne de commande
• Accéder à une aide
• Commentaires et indentations
• Modèle mémoire : head et GC (Garbage Collector)
• Variables : déclarations et portée
• Types de données scalaires : int, str, float...
• Types agrégés : List, tableaux, set, queue, list, dict, chaine...
• Opérateurs : arithmétiques, logiques, relationnels, spéciaux...
• Instructions de contrôle : if / else, while, for...
• Notions des fonctions et passage d'arguments
• Gestion des exceptions : try / except / final

Exemples de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Création d'un premier programme Python, avec passages d'arguments
• Utilisation des variables et de ses types
• Exploitation des tableaux
• Utilisation des structures de contrôle principales de Python
• Création de fonctions et appel de celles-ci
• Ajout de la gestion des exceptions aux programmes réalisés durant la journée

Jour 3

Langage de programmation Python - Suite

• Création et utilisation de modules en Python
• Les expressions régulières en Python
• Gestion de modules (pip) : installation, création et importation
• Modules standards : OS, sys, random, string...
• Gestion de I/O : entrées / sorties standards, accès aux fichiers et redirections
• Particularités de la programmation Python sur Raspberry
• Programmation des GPIO (General Purpose Input/Output) Rasberry
• L'instruction "with" en Python
• Les arguments *args, **kargs

Exemples de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Création et utilisation de modules
• Utilisation des modules standards
• Accès aux fichiers depuis Python
• Pilotage par Python de montage électronique via GPIO

Aspect avancés du developpement Python sur Raspberry

• Traitements parallèles et concurrents en Python : les différences
• Traitements parallèles avec les threads en Python
• La programmation concurrente en Python
• Communication réseaux avec les sockets : TCP (Transmission Control Protocol) et UDP (User Datagram Protocol)
• Les WebSockets en Python et avantage des messages non sollicités

Exemples de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Mise en oeuvre du multi-threads en Python
• Mise en oeuvre de la communication via Sockets

Jour 4

La programmation orientée objet (POO)

• Les classes en Python
• Attributs et méthodes
• Les constructeurs
• Les instances
• Le paramètre self
• Héritage en Python
• Utilisation de super en Python
• Mise en œuvre du polymorphisme
• Les annotations
• Les classe d'exceptions
• La persistance avec pickle et json

Exemples de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Mise en oeuvre de la programmation objet en Python
• Création de classes, propriétés et méthodes
• Ajout de constructeurs
• Développement de l'héritage
• Exploitation du polymorphisme
• Ajout du traitement d'exception dans les classes

Conception d'interfaces graphiques

• Présentation de l'API de gestion graphique Tkinter
• Gestion
• Fenêtres
• Evènements souris / clavier
• Gadgets visuels
• Menus
• Boîtes de dialogues
• Texte
• Graphique vectoriel
• Problématique dite graphique et multi-thread

Exemples de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Réalisation d'une interface graphique avec Tkinter
• Intégration à l'interface des différents contrôles visuels et gestion programmatique de ceux-ci

Jour 5

Mise en oeuvre de Raspberry

• Rappels sur GPIO
• Affichage sur Raspberry
• Présentation de PWM (Pulse Width Modulation)
• Présentation de MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

Exemples de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Projet développé d'accès au GPIO depuis un programme Python
• Projet d'affichage de nombres aléatoires sur Raspberry
• Projet de contrôle de moteurs connectés à Raspberry, via PWM (Pulse Width Modulation)
• Projet d'échanges entre deux Raspberry, via le protocole MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

Modalités d’évaluation des acquis

L'évaluation des acquis se fait :

• En cours de formation, par des études de cas ou des travaux pratiques
• Et, en fin de formation, par un questionnaire d'auto-évaluation ou une certification (M2i ou éditeur)

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