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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)

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