Accessoires pour cartes de développement – connectivité cellulaire et vision 3D
Les accessoires pour cartes de développement permettent d'étendre une carte de développement ou un ordinateur monocarte (SBC, en anglais single-board computer) avec des fonctionnalités qui ne sont pas standard. Dans cette catégorie, vous trouverez deux groupes de produits : modules cellulaires HAT, qui offrent une connectivité 4G LTE et 5G, ainsi que des caméras de profondeur, qui permettent à l'appareil de mesurer la distance et de voir l'environnement en trois dimensions.
Ces accessoires sont utiles dans des projets où un prototype doit rapidement devenir un appareil fonctionnel : dans les systèmes IoT (Internet des objets), la robotique, la vision par ordinateur et les applications edge AI, c'est-à-dire le traitement des données par intelligence artificielle directement sur l'appareil, sans les envoyer dans le cloud.
Modules cellulaires HAT – connectivité LTE et 5G
HAT (en anglais Hardware Attached on Top) est un module monté directement sur le connecteur GPIO de la carte de développement. Le module cellulaire dans ce format donne à l'appareil un accès à Internet via le réseau de l'opérateur, sans câble Ethernet et sans dépendance au Wi-Fi. C'est une solution pour les appareils fonctionnant sur le terrain : capteurs environnementaux, terminaux dans les véhicules, automates, passerelles IoT ou stations de mesure à distance.
La gamme comprend des modules Teltonika CALYX pour Raspberry Pi : 4G, 5G et 5G RedCap. Les modules sont compatibles avec Raspberry Pi 4 et 5 et fonctionnent dans une plage de températures de -40 à +75°C.
4G LTE, 5G et 5G RedCap – quelles sont les différences
- 4G LTE – un standard éprouvé avec une large couverture, suffisant pour transmettre des données télémétriques, des notifications et gérer l'appareil à distance.
- 5G – une bande passante plus élevée et des latences plus faibles, utiles pour la transmission d'images vidéo, de gros paquets de données ou pour des applications nécessitant une réaction rapide.
- 5G RedCap – une variante de 5G conçue pour les appareils IoT. Elle offre une bande passante inférieure à celle de la 5G complète, mais consomme moins d'énergie et permet l'accès au réseau 5G dans des appareils plus simples et moins coûteux.
Lors du choix d'un module, vérifiez la couverture du standard choisi sur le site d'installation, la bande passante requise et la manière d'alimenter l'appareil. Pour faire fonctionner le module, une carte SIM et des antennes doivent être connectées aux ports du module.
Caméras de profondeur – vision 3D pour appareils
Une caméra de profondeur (caméra 3D) enregistre non seulement l'image, mais aussi la distance de chaque point par rapport à l'objectif. La série Intel RealSense utilise la stéréovision, c'est-à-dire deux capteurs fonctionnant de manière similaire aux yeux humains, soutenus par un projecteur infrarouge. Grâce à cela, l'appareil peut détecter des obstacles, mesurer des objets, reconnaître des gestes ou créer des cartes de l'environnement.
Les caméras se connectent via USB, ce qui facilite l'intégration avec des cartes de développement, des ordinateurs industriels et des stations de travail.
À quoi faire attention lors du choix d'une caméra de profondeur
- Plage de mesure – selon le modèle de la caméra de profondeur, elle fonctionne mieux dans une plage d'environ 0,3 à 6 m.
- Champ de vision – un large angle de vue permet de couvrir une plus grande surface avec une seule caméra, ce qui est important en robotique mobile et pour le monitoring des postes.
- Capteur IMU – mesure le mouvement et l'orientation de la caméra. Certaines versions avec IMU sont adaptées aux robots mobiles, drones et systèmes de cartographie de l'espace.
- Obturateur global – enregistre toute l'image simultanément, ce qui réduit les distorsions lors de mouvements rapides d'objets.
- Filtre infrarouge – les versions avec filtre laissant passer l'infrarouge réduisent l'impact des reflets lumineux et améliorent la mesure dans des scènes avec des motifs répétitifs.
Applications en entreprise
- IoT et télémétrie – appareils de mesure à distance, compteurs, passerelles de données et systèmes de surveillance d'installations qui transmettent des données via le réseau cellulaire.
- Robotique – navigation des robots mobiles, contournement d'obstacles et saisie d'objets par des bras robotiques.
- Vision par ordinateur – contrôle de qualité, mesure des dimensions des produits, comptage d'objets sur une ligne de production ou dans un entrepôt.
- Edge AI – analyse d'images 3D sur l'appareil et envoi uniquement des résultats via le réseau cellulaire, et non des données brutes.
Comment choisir des accessoires pour une carte de développement
Commencez par la compatibilité : vérifiez si l'accessoire prend en charge le modèle de votre carte, ses ports et son système d'exploitation. Ensuite, évaluez l'alimentation – les modules cellulaires et les caméras augmentent la consommation d'énergie, donc l'alimentation de la carte doit avoir une réserve de puissance adéquate. Prenez également en compte les conditions de travail, c'est-à-dire la température, la poussière et le lieu d'installation, ainsi que la disponibilité des drivers et bibliothèques logicielles (SDK), qui réduisent le temps de déploiement.
FAQ – questions fréquemment posées
Qu'est-ce qu'un module HAT et comment se fixe-t-il sur une carte de développement ?
HAT est un module d'extension monté directement sur le connecteur GPIO de la carte de développement, le plus souvent Raspberry Pi. Une fois installé et les drivers configurés, la carte acquiert une nouvelle fonctionnalité, par exemple la connectivité cellulaire. Le module CALYX n'a pas de connecteur GPIO en cascade, donc lors de la connexion de plusieurs modules, il se fixe tout en haut.
Quelle est la différence entre 5G RedCap et la 5G classique et LTE ?
5G RedCap est une version simplifiée de la 5G pour les appareils IoT. Elle a une bande passante inférieure à celle de la 5G complète, mais consomme moins d'énergie et utilise le réseau 5G. Par rapport à LTE, elle offre un accès à une infrastructure plus récente et des latences plus faibles.
Un module cellulaire nécessite-t-il une carte SIM et une antenne ?
Oui. Le module nécessite une carte SIM active avec un forfait de données ainsi que des antennes connectées à ses ports. Le type et le nombre d'antennes dépendent du modèle du module.
À quoi sert une caméra de profondeur et en quoi diffère-t-elle d'une caméra ordinaire ?
Une caméra de profondeur, en plus de l'image, mesure la distance de chaque point par rapport à l'objectif. Cela permet à l'appareil de détecter des obstacles, de mesurer des objets et de créer des cartes tridimensionnelles de l'environnement, ce qu'une caméra ordinaire ne permet pas.
Quelle caméra Intel RealSense choisir ?
D435 est un modèle polyvalent pour la plupart des applications. D435i a en plus un capteur IMU pour le suivi du mouvement, D435f – un filtre laissant passer l'infrarouge, qui réduit l'impact des reflets lumineux, et D455 avec IMU offre une mesure plus précise à plus grande distance (environ 0,6 à 6 m).
Peut-on connecter une caméra de profondeur à une carte de développement ?
Oui, les caméras Intel RealSense se connectent via USB. Avant d'acheter, il est conseillé de vérifier si la carte dispose d'un port USB suffisamment puissant et prend en charge le SDK du fabricant de la caméra.
