Ce que vous pouvez faire avec un module de calcul 4

Le Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4) est une fantastique petite carte et un demi-frère du Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4). la famille Raspberry Pi 4 dont nous avons parlé la semaine dernière.

L'année dernière, nous avons publié un article sur les bases du Compute Module 4 ici. Mais il s'est passé tellement de choses au cours de l'année et demie écoulée que nous avons voulu parler du Compute Module 4 et de tout ce que vous pourrez faire avec lui en 2023.

Après tout, les Compute Modules sont conçus pour les personnes qui souhaitent fabriquer leur propre circuit imprimé personnalisé. Et Raspberry Pi produit également des cartes IO officielles pour vous aider à vous lancer dans cette entreprise !

Nombreux sont ceux qui les ont réservés aux fabricants et aux passionnés. Ils disent par exemple : "Ahhh, les modules de calcul sont réservés à l'industrie". Et c'est un point de vue raisonnable, bien sûr, car les fabricants et les passionnés ne fabriquent pas toujours leurs propres cartes de circuits imprimés.

Mais dans cet article, je veux démontrer qu'il y a encore beaucoup de choses que VOUS pouvez faire avec un Raspberry Pi Compute Module 4.

Certes, avant de commencer, je dois dire que les projets du module 4 de Compute ne sont pas typiquement adaptés aux débutants. Cependant, si vous avez la détermination nécessaire, ils vous seront très utiles dans de nombreux projets !

L'histoire

Tout d'abord, il convient de faire un rapide historique des offres de Compute Module de Raspberry Pi.

Le module de calcul initial a été dévoilé en 2014 par Raspberry Pi Ltd.

Comme je l'ai mentionné plus haut, l'idée derrière le Compute Module était de créer quelque chose d'un peu plus personnalisable et d'un peu plus résistant. De cette façon, les gens et les entreprises peuvent créer les circuits imprimés qu'ils veulent tout en bénéficiant de la puissance de calcul du Raspberry Pi.

Vous pouvez donc utiliser le matériel et le logiciel du Raspberry Pi dans votre propre système et sous votre propre forme.

En outre, les modules de calcul disposent d'interfaces d'entrée-sortie supplémentaires et peuvent être dotés d'une mémoire flash spéciale.

Le Compute Module 1 a été suivi du Compute Module 3 et du Compute Module 3 Lite. Le Compute Module 3+ et le Compute Module 3+ Lite ont suivi.

Le 3+ correspondait à la mise à jour du Raspberry Pi 3 B vers le Raspberry Pi 3 B+. Il s'agissait principalement d'augmenter l'horloge du CPU de 1200 MHz à 1400 MHz et d'améliorer les capacités du réseau.

Les versions Lite sont des modules dépourvus de mémoire flash eMMC.

Puis, le 19 octobre 2020, le Raspberry Pi Compute Module 4 est sorti.

Caractéristiques du CM4

Tout comme le Raspberry Pi 4, le Compute Module 4 est super puissant, surpassant le Compute Module 3+ dans pratiquement tous les domaines.

Tout comme le Raspberry Pi 4, il utilise la puce Broadcom BCM2711, avec un système sur puce (SoC) quadricœur ARM Cortex-A72 (ARM v8) 64 bits cadencé à 1,5 GHz.

Il partage également les variations de SDRAM LPDDR4-3200 avec ECC, ce qui signifie que vous pouvez obtenir un modèle avec 1 Go, 2 Go, 4 Go ou même 8 Go de RAM.

Le Compute Module 4 peut également embarquer un Cypress CYW43455 pour le WiFi et le Bluetooth. Si vous êtes intéressé par le WiFi 2,4 GHz ou 5,0 GHz et le Bluetooth 5.0 ou BLE, c'est l'option qu'il vous faut.

Il prend une alimentation unique de +5V et peut ensuite alimenter des périphériques de 600mA à +3,3V et +1,8V.

A l'arrière du CM4, vous pouvez voir deux connecteurs carte à carte de 100 broches. Ce sont les connexions principales pour relier le CM4 au circuit imprimé de votre choix.

Enfin, une dernière chose à noter est que le Compute Module 4 sera produit au moins jusqu'en janvier 2031. La production du Raspberry Pi 4 n'étant garantie que jusqu'en janvier 2026, la différence de fiabilité est particulièrement évidente.

Compute Module vs. Raspberry Pi

Quelle est la différence entre un Raspberry Pi 4 et un Compute Module 4 ?

Un Compute Module n'est-il pas simplement un Raspberry Pi sans les ports ?

Oui et non. Il y a trois choses essentielles qu'un CM4 peut vous apporter :

• Mémoire flash eMMC
• une interface PCIe
• un branchement d'antenne externe

Il vaut la peine de se pencher brièvement sur ces trois aspects.

eMMC signifie embedded MultiMediaCard (carte multimédia intégrée). Il s'agit d'un type de mémoire flash non volatile couramment utilisé dans les petits appareils tels que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs monocartes comme le Compute Module 4.

Le CM4 possède une puce de stockage eMMC intégrée dont la capacité peut varier. Comme je l'ai mentionné plus haut, les Compute Module Lites ne sont pas livrés avec un stockage eMMC. Mais ce qui est important, c'est que l'eMMC est beaucoup plus rapide et plus fiable que les cartes micro SD dont vous avez besoin pour un Raspberry Pi typique.

PCIe signifie Peripheral Component Interconnect Express. Il s'agit d'une interface à grande vitesse permettant de connecter des composants matériels à l'intérieur d'un ordinateur. Le module de calcul 4 prend en charge PCIe par le biais de ses broches GPIO (General-Purpose Input/Output).

Cela signifie que vous pouvez connecter des périphériques PCIe externes au CM4, tels que des disques SSD (Solid State Drives), des cartes graphiques ou d'autres cartes d'extension. Le PCIe permet d'obtenir des taux de transfert de données incroyablement élevés.

Dépôt GitHub PCIe de Jeff Geerling

Passons maintenant à l'antenne externe, qui peut être connectée au CM4 pour améliorer les capacités de communication sans fil.

Bien entendu, certaines variantes du Compute Module 4 sont dotées de fonctionnalités Wi-Fi et Bluetooth intégrées.

Cependant, pour améliorer la connectivité sans fil et la portée, vous pouvez attacher une antenne externe aux connecteurs d'antenne du CM4.

Outre ces trois grandes distinctions, deux autres caractéristiques notables distinguent le Compute Module d'un Raspberry Pi 4 standard.

Il est également plus résistant à la température. La température de fonctionnement du Raspberry Pi 4 est comprise entre 0°C et 50°C. La température de fonctionnement du Compute Module 4 est comprise entre -25°C et 80°C. C'est évidemment une énorme différence.

Toutefois, si vous souhaitez tester le CM4 à des températures de fusion, je suppose que vous pouvez consulter le site suivant Dissipateur thermique Waveshare CM4.

Vous avez peut-être aussi remarqué dans notre article "Tout ce qu'il faut savoir sur le Raspberry Pi 4"Le Raspberry Pi 4 est passé d'une vitesse d'horloge par défaut de 1,5 GHz à 1,8 GHz le 9 novembre 2021.

Cette mise à niveau ne s'appliquait toutefois pas au CM4. Comme l'explique Eben clarifié dans les commentaires de l'article:

Je dois mentionner une chose qui manque au CM4 par rapport au Raspberry Pi 4 : l'USB 3.0. Bien que le Raspberry Pi 4 ait deux ports USB 3.0, vous n'en aurez aucun avec le CM4. C'est donc un inconvénient certain.

Variantes du CM4

L'une des particularités du Compute Module 4 est qu'il est possible d'obtenir 32 variantes différentes de la carte.

En fonction de vos besoins, vous pouvez décider si vous voulez le WiFi ou non, combien de RAM vous voulez, et combien de mémoire eMMC vous voulez.

Souhaitez-vous une connexion sans fil ? Oui ou non ?

Quelle quantité de RAM souhaitez-vous ? 1GB, 2GB, 4GB, ou 8GB ?

Voulez-vous de l'eMMC ? Si oui, voulez-vous 8GB, 16GB, 32GB ?

Encore une fois, c'est ce qui est formidable avec le CM4, vous pouvez vraiment le personnaliser en fonction de vos spécifications exactes.

Module de calcul Lite

À ce stade, vous êtes peut-être curieux de savoir ce qu'est le Compute Module Lite. Si vous n'obtenez pas un Compute Module 4 avec eMMC, qu'utilise-t-il comme mémoire ?

Dans le cas du Compute Module 4 Lite, vous aurez besoin d'une carte micro SD. C'est pourquoi la carte d'E/S officielle du Compute Module 4 dispose d'un emplacement pour carte micro SD.

Et si vous souhaitez connecter le CM4 à une autre carte, vous devrez vous assurer que vous pouvez y insérer une carte micro SD.

La carte CM4IO

Maintenant que nous avons éclairci ce point, parlons de la carte I/O officielle - la carte CM4IO.

La carte CM4IO est une carte d'interface open-source qui vous permet de jouer avec toutes les caractéristiques et fonctions du Compute Module.

L'idée est donc que vous puissiez attacher votre CM4 à la carte et tester tout ce que le module de calcul peut faire avant de concevoir votre propre circuit imprimé.

Permettez-moi d'aborder les spécifications de la carte CM4IO, car elles sont nombreuses.

Tout d'abord, vous disposez d'une prise d'alimentation externe (+12V, +5V), de deux ports HDMI de taille normale, de deux ports USB 2.0 et d'un port Gigabit Ethernet RJ45 avec prise en charge de l'alimentation par Ethernet (PoE).

Vous disposez également d'un port Micro USB, d'un connecteur de ventilateur standard, d'un emplacement pour carte Micro SD (au cas où vous auriez opté pour le CM4 Lite) et d'un connecteur PCIe (Génération 2).

De plus, la carte CM4IO possède deux connecteurs d'affichage MIPI DSI et deux connecteurs de caméra MIPI CSI. Elle est également parfaitement configurée pour le Raspberry Pi HAT standard et dispose d'une horloge en temps réel avec une prise de batterie.

Je dois mentionner ici qu'il s'agit d'une carte assez grande, 160 mm x 90 mm, mais c'est uniquement parce qu'elle contient tout ce que l'on peut souhaiter pour une carte d'entrée-sortie.

Raspberry Pi Ltd. a également eu la gentillesse de rendre la carte open-source, comme je l'ai mentionné plus haut. Vous pouvez donc télécharger les fichiers sources et les modifier pour répondre aux spécifications souhaitées (et éventuellement réduire la taille de la carte !).

Projets

Voici donc la question à un million de dollars : Qu'est-ce qui peut vous avec le module de calcul 4 ?

Évidemment, si vous avez un projet qui pourrait bénéficier d'un stockage eMMC, d'une interface PCIe ou d'une antenne WiFi, il peut être judicieux d'utiliser un Compute Module 4 plutôt qu'un Raspberry Pi 4, par exemple.

Mais je veux vous montrer neuf projets vraiment fantastiques que d'autres ont déjà réalisés spécifiquement avec le Compute Module 4.

Certains de ces projets sont à code source ouvert et d'autres, malheureusement, ne le sont pas.

Mais tous ces projets ne manqueront pas de piquer votre curiosité et de vous donner l'envie de construire !

Projet #1 : Une imprimante 3D pour module de calcul

Le premier projet est une imprimante 3D qui utilise le Compute Module 4 comme contrôleur central. Le CM4 est donc relié à un circuit imprimé qui contrôle toutes les fonctions de l'imprimante.

Vous pouvez en voir un exemple avec Sigmoïde S7P de Pascal Wistinghausen. Un projet similaire est disponible à l'adresse suivante élément14.

L'inconvénient est qu'aucun des deux n'est open-source. Vous devrez donc faire preuve de créativité et concevoir votre propre circuit imprimé. Mais vous pouvez au moins vous en inspirer !

Projet #2 : Module de calcul NAS

Le stockage en réseau, ou NAS, est un cas d'utilisation très courant pour le CM4, principalement en raison du PCIe 2.0 à une voie dont j'ai parlé plus haut.

Là encore, le PCIe permet de transférer les données très rapidement et facilement, de sorte que vous pouvez transformer votre module de calcul en votre propre nuage personnel.

Contrairement aux exemples d'imprimantes 3D, ce projet est disponible gratuitement en ligne. ce dépôt CM4 NAS sur GitHub. Le dépôt comprend les fichiers de circuits imprimés. Il vous suffit donc de les télécharger pour obtenir le vôtre auprès d'un fabricant de circuits imprimés.

Projet #3 : Un module de calcul TV Stick

Utilisez-vous votre Raspberry Pi comme centre multimédia ou pour jouer à des jeux RetroPie ?

Dans ce cas, vous devriez transformer votre Compute Module 4 en TV Stick. Vous pouvez obtenir la même puissance qu'avec votre Raspberry Pi et le brancher directement sur votre moniteur ou votre téléviseur.

Ne vous souciez pas du câble HDMI, car la carte le branchera pour vous. Vous pouvez trouver un exemple ici.

Malheureusement, celui-ci n'est pas non plus open-source. Mais ce projet ne manquera pas de faire travailler vos méninges.

Projet #4 : Une caméra stéréoscopique pour module de calcul

En ce qui concerne les projets à source ouverte, il s'agit d'un projet vraiment fantastique.

Grâce au module de calcul 4, vous pouvez créer des photos en 3D, enregistrer des vidéos stéréoscopiques ou même fabriquer des robots avec des systèmes d'exploitation embarqués. Tout cela est possible grâce au StereoPi avec le StereoPi v2 PoE Shield.

Le StereoPi n'est pas très éloigné d'un autre microscope stéréo open-source, le Stereo Ninja. C'est ce qui fait l'intérêt de l'accès à la caméra MIPI CSI avec le CM4.

Vous pouvez vraiment l'utiliser avec des caméras stéréoscopiques.

Projet #5 : Mise à niveau matérielle d'un module de calcul

L'une de mes entreprises préférées est MNT pour son engagement en faveur du matériel à code source ouvert. Par exemple, ils créent des ordinateurs portables qui sont entièrement open-source et librement disponibles pour être modulés et personnalisés.

À cette fin, ils partagent constamment les façons dont les gens transforment leurs produits. Le Compute Module 4 est l'un des dispositifs vers lesquels certains se sont tournés. Le CM4 vous offre un moyen simple et peu coûteux d'effectuer les tâches suivantes mettre à niveau votre matériel.

Et, bien sûr, vous n'avez pas besoin d'un appareil MNT pour utiliser le CM4.

Mais inspirez-vous-en pour mettre à jour le matériel de votre appareil !

Projet #6 : Serveur local IoT à module de calcul

Une chose que l'on peut faire avec un Compute Module 4 est de l'utiliser dans un serveur domotique. Et ici, il n'y a probablement rien de plus connu que cela Assistant(e) à domicile jaune. Ce projet très intéressant a débuté sous la forme d'une carte de circuit imprimé personnalisée financée par la foule.

Ils proposent un serveur domotique open-source qui fonctionne sur le CM4. Vous pouvez donc le consulter et l'utiliser comme point de départ.

Projet #7 : Un module de calcul Cyberdeck

Si vous êtes un lecteur assidu de ce blog, vous savez que chez pi3g nous avons une véritable passion pour les cyberdecks, c'est pourquoi nous avons publié de nombreux articles sur des cyberdecks géniaux :

• Cyberdeck pour radioamateurs
• Clavier mécanique Cyberdeck
• Terminal Cyberdeck
• Cyber-Tape-Deck
• Mini Cyberdeck

Pour les non-initiés, je dois préciser que les cyberdecks sont généralement des ordinateurs portables conçus pour être à la fois utiles et esthétiques. Ils sont en quelque sorte des ordinateurs portables cyberpunk.

Alors que certains se tournent vers les Raspberry Pis standard pour leurs projets de cyberdeck, d'autres ont montré qu'il était possible d'améliorer la qualité de l'eau et de l'air. vous pouvez créer un cyberdeck très cool avec un Compute Module 4.

Projet #8 : Une grappe de modules de calcul

C'est en fait l'une des utilisations les plus populaires des modules de calcul.

Si vous souhaitez faire fonctionner simultanément plusieurs Raspberry Pis à usage unique, vous pouvez envisager de construire une grappe de modules de calcul (Compute Module Cluster). Une grappe est constituée d'un certain nombre de Raspberry Pis reliés les uns aux autres.

Les clusters peuvent être utilisés pour un certain nombre de raisons - informatique distribuée, serveurs web, un Docker Swarm, une passerelle pour l'IoT, ou vous pourriez utiliser un cluster Compute Module comme serveur NAS. Vous pourriez également l'utiliser pour l'apprentissage automatique ou les tests d'application. Vraiment, les options sont illimitées.

L'exemple le plus connu d'une grappe de modules de calcul est certainement le Turing PiVous pouvez donc consulter ce document si vous souhaitez obtenir plus de détails.

Projet #9 : Un ordinateur modulaire Compute Module

Mon projet préféré avec le module de calcul 4 est le suivant Pockit - un ordinateur portable modulaire. Il s'articule autour d'une carte sur laquelle vous pouvez ajouter des modules magnétiques.

Vous pouvez déplacer ces modules pour créer, par exemple, une console de jeu portable, une carte LED ou même un NAS multi-SSD. Il s'agit encore d'un travail en cours, mais vous pouvez visionner une vidéo de démonstration ici :

Ce ne sont là que neuf des dizaines de projets que vous pouvez créer avec le Raspberry Pi Compute Module 4. Maintenant que vous vous sentez inspiré, vous pouvez commencer à travailler sur votre prochain projet CM4 !

Où puis-je m'en procurer un ?

Si vous n'en avez pas encore, découvrez notre société sœur, buyzero.de.

Vous y trouverez des Compute Modules et des Raspberry Pis de toutes sortes en stock.

De plus, nous sommes un revendeur agréé de Raspberry Pis. Vous bénéficiez donc d'une garantie totale sur leur authenticité et leur qualité.

Conclusion

Ce que je voulais dire dans cet article, c'est qu'il y a des choses que l'on peut faire avec le Raspberry Pi Compute Module 4.

Il ne s'agit pas seulement d'un produit destiné à l'industrie, mais aussi d'un produit avec lequel les fabricants et les passionnés peuvent jouer.

Cette petite carte est super utile et super puissante. Elle a la force d'un Raspberry Pi 4, mais elle est bien plus durable et bien plus fiable.

En fin de compte, le Compute Module 4 est un excellent appareil pour votre prochain projet !