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.

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.

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.

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.

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.

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.