Publié le 17 septembre 2021 - par

Une framboise dans la pointeuse

Avec sa popularité, le PI est sorti depuis longtemps des garages de makers et du rayon des jouets pour franchir les portes de nombreuses entreprises. Il est souvent utilisé pour de la formation, du prototypage, comme client léger et même parfois dédié à des tâches d’automatisation ou de terminaison de toutes sortes. Depuis les tout premiers modèles, j’essaie de profiter de ses avantages (et surtout de son faible cout) pour répondre à des besoins précis. Bien sur pour des projets perso, mais aussi dans le cadre de mon boulot.

je vais donc vous présenter un de ces petits projet à usage pro. Si j’ai utilisé des Raspberry PI, ce n’est spécialement par gout pour la framboise. C’était tout simplement à mon sens le meilleur choix pour faire un prototype. Et si je vous en parle aujourd’hui, c’est parce que c’est son anniversaire. Mis en service en septembre 2020,  il fête donc un 1 an. Ce qu’il est intéressant de constater, c’est que les 6 prototypes construits l’an passé sont devenu des appareils d’usage quotidien pour toutes les personnes d’une petite entreprise.

Le projet

Il s’agit d’une solution de pointage horaire (présences , postes de travail, affaires). Il existe bien sur des solutions toutes faites, mais de tout ce que j’avais consulté, aucune n’était en mesure de répondre simplement à nos besoins. Soit elles ne pouvaient faire que la moitié du boulot et à l’autre extrême, nous avions à faire à des usines à gaz hors de prix.  J’ai donc développé en interne cette solution. Comme chaque projet doit avoir un nom, j’ai appelé celui-là Chronos . Je ne détaillerais pas ici toute la solution, mais qui dit pointage dit pointeuse. C’est la que le Raspberry PI fait son apparition. Je voulais des pointeuses avec identification rfid, un écran et des boutons pour permettre de valider différents choix. Le premier prototype était un esp8266 auquel j’avais connecté un lecteur mrfc522, un clavier numérique 12 touches et un lcd 4×20. Très vite limité, je suis ensuite passé sur un PI 3.

Le premier prototype PI

Fabrication

Les pointeuses PI sont composées de :

  • Un Raspberry PI (3 ou 4)
  • Un module lecteur RFID SPI mrfc522
  • Un bloc d’alimentation  5v 3A
  • Un petit ventilateur 5v

Le raccordement au port GPIO du PI est assuré par un petit circuit imprimé sur lequel on trouve un transistor et une paire de résistance pour piloter le ventilo et une led d‘alive. Le cout de revient pour une pointeuse complète est de l’ordre de ~150€ en incluant le boitier et la connectique.

Prototype 2

Le second prototype avec un PI 4 et un cablage un peu plus propre

5 prototypes 2 finis

5 prototypes prêt à rejoindre le premier

L’électronique

Bien que ce ne soit que du prototype, le petit circuit imprimé à pour rôle de permettre un câblage un peu plus sur avec une seule connectique entre le PI et les accessoires. Pour ce genre de circuit simple je ne fais pas de schéma de principe et le typon est dessiné à la volé (perso j’utilise DipTrace sous Windows)

En composant il y a :

  • 1 résistance pour la led (R1 330o)
  • 1 résistance de base pour le transistor (R2 2Ko)
  • 1 transistor BC337 (npn) pour le ventilo
  • 1 diode de roue libre (D1) 1n4148
  • 1 connecteur 40 broches

Les + de chaque accessoire sont repérer sur le typon avec les marquages suivant.

  • Pwr : Alimentation du PI 5v 3A
  • Scr : Vers alimentation 5v pour l’écran
  • Led : Vers led d’alive (clignote quand on peut passer un badge rfid)
  • Fan : Vers petit ventilateur 5v
  • Rfid : Vers module lecteur RFID rc522 SPI (attention au calage suivant les modèles)

 

Les pins du lecteur rfid sont les suivantes (en partant de celle marquée + sur le typon)

  • VCC -> (+3.3v) -> PI pin 17
  • MOSI -> (Master Out Slave In) -> PI pin 19
  • MISO -> (Master In Slave Out) -> PI pin 21
  • CLK -> (Clock) -> PI pin 23
  • SDA -> (Chip Select 0) -> PI pin 24
  • RST -> (Reset) -> PI pin 22
  • GND -> (ground -) -> PI pin 20

La pin IRQ du module mrfc522 n’est pas câblée. La led est pilotée par le GPIO17 (PI pin 11) et le ventilo par la GPIO27 (PI Pin 13)

Les programmes

Coté programme, tout été développé sous Windows en C# avec Visual Studio 2019 et .Net. Dans un premier temps avec .NET Core 3, puis migré en .NET 5. L’application des pointeuses sur les PI, est une application Blazor Server qui tourne dans Chromium en mode kiosk. Il y a peu de promo autour Visual Studio, du C# et de .NET pour développer pour le PI, Pourtant tout ca est accessible gratuitement et offre des possibilités énormes avec un niveau de performance et de productivité hallucinant . De plus, .NET dispose de tout ce qu’il faut  pour profiter pleinement du port GPIO avec System.Device.Gpio et même un package de binding tout prêt pour un très large éventail de composants et modules.

Blazor

Blazor

Pour les services (appli de gestion, serveur api etc.), ils ont été déployés d’abords sur une vm locale puis sur un vps quelque part dans le cloud. Mais pendant la phase de développement, tout tournait sur un seul et même PI.

Fiabilité

Parfois, je reboot ces pointeuses quand j’apporte des améliorations ou des nouvelles fonctionnalités aux différents programmes. Hormis ça, elles tournent H24 sans broncher et même dans des ateliers plutôt hostiles pour de l’électronique low-cost (poussières, larges écarts de température, humidité, utilisateurs viking  …). Ma véritable crainte était surtout la fiabilité de l’écran tactile, mais jusque là, rien à redire.

Top

Un top de 98 jours

En une année complète d’exploitation, je n’ai eu aucun plantage ou problème avec ces pointeuses. Je vais donc en construire 10 de plus pour une autre société un peu plus grande (~100 personnes).

Finalement

Le tout a donc été mis en service en septembre 2020.  Au départ pour test dans une petite entreprise qui compte une vingtaine de salariés. Ces salariés sont répartis sur 4 ateliers et 2 services de bureau. A aujourd’hui, plus de 16000 pointages ont été effectués sur 6 pointeuses PI par ~35 personnes différentes. La pointeuse la plus sollicitée compte près de  6750 opérations à elle toute seule.

Page admin pointeuse

Page d’administration et de surveillance d’une pointeuse PI dans l’application de gestion.

Les données de présences sont exploitées tous les jours par le service RH (paie, congé, absence …). Les données de postes de travail alimentent des tableaux de bord de performances et de prix de revient.

Conclusion

Alors bien sur, le PI n’est pas un élément indispensable dans cette solution. Les pointages peuvent être fait sur des pc, des tablettes, des smartphones etc. Je pourrais même utiliser des pointeuses du commerce et les adapter à la solution. Mais après une année d’exploitation, je constate que mes ‘ProtoPi’ font parfaitement le boulot et ne sont pas si moche que ca. Je ne vois donc pas de raison de dépenser plus pour très certainement avoir moins.

Share Button

11 réflexions au sujet de « Une framboise dans la pointeuse »

  1. François MOCQ

    Bonjour Robert
    merci pour ce bel exemple d’utilisation du Raspberry Pi en entreprise 🙂
    J’ai travaillé dans les années 1980 sur des terminaux de pointage dans une gde entreprise
    des cartes 6800 reliées à un IBM série 1… une autre époque 😀
    cdt
    francois

    Répondre
  2. Bud 'Robert' Spencer Auteur de l’article

    @Francois : C’est toujours avec plaisir. En fait c’est l’annonce de ta conférence du 23 Septembre ‘Raspberry Pi dans l’industrie’ qui m’a donnée l’idée de présenter ici quelques petits projets ‘boulot’. Parfois, j‘en parle un peu sur le forum, mais c’est toujours sur des sujets bien précis notamment de méthode de programmation qui n’intéresse pas forcément beaucoup de monde. En les présentant sur le blog cela peu peut être toucher plus de gens et leur donner des idées d’exploitation du PI sans être noyés dans trop de technique (ps : le premier système de pointage que j’ais développé pour cette entreprise utilisait des 5250 connectés en twinax à un as400 ,comme tu dis, une autre époque 😉 )

     

    @HIND IKNI Le circuit imprimé est vraiment très simple et son rôle est surtout d’avoir un câblage ‘propre’ entre tous les éléments.  J’ai encore le dessin du typon et les références des différents composants. Je regarde dans la semaine pour éditer le billet et ajouter quelques précisions là-dessus.

     

    @ionner : Bonne remarque.  Je vais ajouter un fil entre une des vis de fixation de l’écran et la borne ground de l’alimentation pour ces protos et en tenir compte pour les prochains modèles. Pour le POE, j’ai prévu d’essayer parce que l’alimentation me prend pas mal de place et me limite dans le choix du boitier.

    Répondre
  3. maussion samuel

    Bonjour, est ce possible d’échanger ensemble sur votre projet.
    Je pense que votre solution pourrait m’aider techniquement a solutionner une des miennes notamment la partie blazor.

    Au plaisir d’échanger avec vous entre tech/dev

    Répondre
  4. Ping : Une framboise dans la bascule - Framboise 314, le Raspberry Pi à la sauce française....

  5. Orou

    Merci pour cet article très intéressant.

    Je suis aussi tenté d’utiliser la framboise pour des petits projets connecté dans mon entreprise. Mais j’ai lu dans de nombreux article le manque de fiabilité sur le long terme des supports de stockage SD pour le rpi.

    Avez-vous des astuces pour palier à ce problème ?

    Ne serait-il pas préférable d’utiliser des computer module ? Mais quelle carte support à bas coût utiliser ?

    J’avais aussi remarqué des automates industriels “ouvert” à base de RPI module mais à un prix plus haut comme par exemple https://revolutionpi.com/revolution-pi-series/

    Répondre
    1. François MOCQ

      Bonjour
      merci pour votre commentaire
      effectivement à terme les cartes SD peuvent poser des soucis mais si vous prenez des cartes de marque et de bonne qualité vous réduisez les risques…
      Avec des cartes EVO haut de gamme vous tablez sur 2 à 3 ans sans souci
      sinon optez pour un SSD en USB3 selon vos besoins un 128Go ce n’est pas très cher… https://www.framboise314.fr/boot-du-raspberry-pi-4-sur-un-disque-ssd-en-usb3/

      Après effectivement le Raspberry Pi Indus c’est le CM4 et il y a des cartes comme le carte de la Fondation
      https://fr.rs-online.com/web/p/raspberry-pi/2064868
      avoir si elle répond à vos besoins

      Pour les automates il y a de nombreuses marques (j’ai fait une conférence la dessus récemment 🙂 )
      https://www.info-chalon.com/articles/2021/09/28/63737/retour-en-images-de-la-conference-industries-et-technologies-les-cas-d-application-de-raspberry-pi-a-l-usinerie/

      Les Kunbus ou Industrial Shields ont l’avantage d’être déjà “durcis” et adaptés au monde industriel. En plus on a la plupart des bus
      qui sont dispo (CAN, RS232, RS485, RS422, Profibus…)
      Ils intègrent des cartes analogiques, des extensions d’E/S numériques, une UPS et une horloge RTC +…
      c’est ce qui explique la différence de prix

      N’hésitez pas si vous avez des questions
      cdt
      françois

      Répondre

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Complétez ce captcha SVP *

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.