En 2025, l'écosystème Raspberry Pi a mûri bien au-delà des cartes pour hobbyistes. Avec le Raspberry Pi 5 offrant des voies PCIe, des E/S haut débit et une puissance de calcul sérieuse, le Compute Module 5 (CM5) permettant des cartes porteuses personnalisées, et le RP2040/Pico 2 W alimentant des périphériques temps réel, les développeurs transforment des idées en matériel fiable. Ce guide vous présente les dix catégories de projets les plus populaires cette année - et pour chacune, il couvre les modules, accessoires, conception au niveau PCB & système, stratégie de construction et pièges à éviter.
Aperçu : Pourquoi les projets Raspberry Pi sont en plein essor en 2025
L'essor du matériel open-source, des capteurs abordables, de l'IA en périphérie (Edge AI) et de l'informatique basse consommation a positionné Raspberry Pi comme la plateforme de référence pour l'innovation en électronique. Grâce aux mises à niveau matérielles majeures du Pi 5 et à l'écosystème étendu des modules de calcul et microcontrôleurs, Raspberry Pi alimente désormais des projets bien au-delà de la portée des hobbyistes.
Quelques raisons clés de cette flambée incluent :
- Performance Abordable : Les CPU quadricore multi-threads du Pi 5 rivalisent avec les PC d'entrée de gamme.
- E/S Étendues : PCIe, HDMI 2.0, CSI/DSI et USB 3.0 ouvrent des possibilités de conception haut débit.
- Écosystème Modulaire : Les HATs, caméras, écrans, pilotes de moteur et modules de calcul facilitent l'intégration plus que jamais.
- Communauté Grandissante : Les dépôts open-source, les forums et les projets GitHub réduisent considérablement la courbe d'apprentissage.
- Conception Prête pour le Edge : Avec la prise en charge du NVMe, des accélérateurs IA et des profils basse consommation, le Raspberry Pi est idéal pour les déploiements intelligents en périphérie.
Que vous soyez étudiant, ingénieur, éducateur ou fondateur de startup, le Raspberry Pi offre une base stable pour des projets électroniques sérieux en 2025.
1. Hub domotique intelligent
Pourquoi c'est une catégorie phare : Contrôle local, confidentialité renforcée, ponts Matter/Thread/Zigbee et capacité à exécuter des tableaux de bord complets entièrement hors ligne.
Modules & Accessoires clés :
- Raspberry Pi 5 (4GB ou 8GB)
- Clé USB Zigbee/Thread ou HAT officiel
- HAT+ M.2 officiel pour connecter un disque NVMe pour les journaux et le stockage
- HAT UPS pour les arrêts gracieux et l'intégrité des données
- Boîtier en aluminium avec ventilateur de refroidissement actif pour des performances soutenues
Notes de conception PCB & Système : Lors de la conception d'une carte porteuse ou d'un HAT personnalisé pour la domotique, segmentez le PCB en trois zones : une entrée secteur haute intensité avec relais/triacs, une alimentation logique (5V/3.3V) et une zone RF pour Zigbee/Thread. La séparation physique et une partition minutieuse du plan de masse aident à minimiser la transmission du bruit. Protégez les lignes externes avec des diodes TVS et gardez la masse d'alimentation séparée des chemins de retour RF.
Stratégie de construction & Pièges : Commencez par prototyper sur un Pi 5 avec une carte microSD, déployez le système d'exploitation Home Assistant et intégrez vos appareils. Lorsque vous passez à une carte personnalisée, utilisez un disque NVMe pour les journaux au lieu de la carte SD. À éviter : les alimentations à découpage bon marché sans protection contre les surtensions ; négliger les capacités de mise à jour OTA du firmware ; entasser l'antenne RF près du ventilateur de refroidissement.
2. Console de jeux rétro / Appareil portable
Pourquoi c'est populaire : L'émulation est plus exigeante que jamais. Le Pi 5 apporte les performances nécessaires pour exécuter confortablement les titres PS2 et GameCube, appliquer des shaders modernes et produire en haute résolution. Le facteur de forme portable est aussi en plein essor.
Modules & Accessoires clés :
- Raspberry Pi 5
- Manettes de jeu basées sur USB ou GPIO
- Disque M.2 NVMe (via un adaptateur) pour des temps de chargement rapides
- Écran IPS 5-7″ (HDMI ou DSI)
- PCB personnalisé pour la gestion de batterie, le bouton d'alimentation et l'amplification audio
Notes de conception PCB & Système : Lors de la construction d'un appareil portable, le rail d'alimentation doit supporter 5V/4A, abaissé à partir d'une batterie Li-Po 2 cellules. Ajoutez une protection contre les surintensités et un indicateur de niveau de batterie. Placez le dissipateur thermique et le ventilateur stratégiquement pour maintenir le SoC en dessous de 60°C. Pour un format console, implémentez un bouton d'alimentation à verrouillage, un script d'arrêt sécurisé et un hub USB intégré.
Stratégie de construction & Pièges : Installez RetroPie sur Raspberry Pi OS, puis ajoutez des shaders et des mappages de contrôleur. À éviter : utiliser une carte microSD pour un stockage intensif (lent et peu fiable) ; ignorer la gestion thermique ; ne pas implémenter un mécanisme d'arrêt sécurisé, ce qui risque d'endommager votre système de fichiers.
3. Caméra de vision IA et d'inférence en périphérie
Pourquoi ça monte en flèche : Le Pi 5, associé à des modules IA supplémentaires ou à la caméra IA officielle, permet aux makers de construire des systèmes d'inférence locaux - détectant des personnes, des véhicules ou des défauts d'équipement sans dépendre du cloud.
Modules & Accessoires clés :
- Raspberry Pi 5
- Module caméra officiel 3 (Sony IMX708) ou un futur module caméra IA
- Coral Edge TPU (USB/PCIe) ou Hailo AI HAT+
- Disque NVMe pour l'enregistrement et le stockage rapides
- LED IR d'éclairage pour la vision nocturne
Notes de conception PCB & Système : Pour un projet de caméra IA, routez les voies CSI avec des paires différentielles appariées, placez une cage de blindage EMI sur le module caméra et découplez correctement les lignes d'alimentation. Si vous ajoutez un HAT+ M.2, assurez-vous que votre carte porteuse supporte correctement la voie PCIe x1. La conception thermique est critique car le SoC et le TPU génèrent tous deux une chaleur significative. Utilisez un plan de masse solide.
Stratégie de construction & Pièges : Exécutez des modèles TFLite ou ONNX avec OpenCV. Utilisez la capture vidéo déclenchée par le mouvement au lieu du streaming continu pour économiser les ressources. À éviter : placer un ventilateur directement sur la caméra (les courants d'air peuvent causer des distorsions d'image) ; stocker la vidéo sur la carte SD ; ignorer la mise en cache du modèle au démarrage pour des démarrages plus rapides.
4. Plateforme robotique (ROS 2)
Pourquoi c'est important : La robotique évolue vers des systèmes ouverts. La combinaison d'un Pi 5 exécutant ROS 2 avec un co-processeur Pico/RP2040 crée une plateforme robotique mobile abordable et hautement capable.
Modules & Accessoires clés :
- Raspberry Pi 5 / CM5
- Carte RP2040/Pico pour le contrôle bas niveau des capteurs et actionneurs
- Capteur IMU (BNO055), ToF ou LiDAR (YDLidar, RPLIDAR)
- Carte pilote de moteur (basée sur DRV8353 ou similaire)
- PCB porteuse compatible ROS 2 avec les connecteurs appropriés
Notes de conception PCB & Système : Séparez vos domaines d'alimentation : Batterie 24V → Pilotes de moteur 12V → Logique 5V. Utilisez une configuration de masse en étoile partant de la borne négative de la batterie. Placez les MOSFETs du pilote de moteur avec des vias thermiques et des dissipateurs. Isolez les masses analogiques des capteurs du bruit de puissance du moteur. Sur la carte porteuse, incluez un en-tête de débogage (SWD) et un commutateur de sélection de démarrage pour la récupération ROS.
Stratégie de construction & Pièges : Commencez par exécuter ROS 2 sur Raspberry Pi OS pour tester les capteurs et la navigation. Ensuite, concevez votre carte personnalisée. À éviter : câbler les moteurs directement sur le rail 5V du Pi ; utiliser une platine d'expérimentation pour le câblage principal ; oublier de prendre en compte les vibrations du châssis, qui peuvent affecter l'IMU.
5. Surveillance environnementale IoT & Passerelle
Pourquoi c'est tendance : Des capteurs abordables combinés à la puissance de traitement du Pi et aux outils de tableau de bord mettent une pile de données complète entre vos mains.
Modules & Accessoires clés :
- Pi 4/5 ou Zero 2 W (pour les nœuds distants basse consommation)
- Capteurs : SHT45 (temp/humidité), BME688 (environnemental), humidité du sol, CO₂
- Modem LoRa/4G optionnel pour les sites distants
- Boîtier classé IP, avec un panneau solaire et un contrôleur de charge pour une utilisation hors réseau
Notes de conception PCB & Système : Pour un nœud distant, concevez un PCB 2 couches avec un régulateur 3.3V à partir d'une entrée 12-24V, une déconnexion MOSFET pour le mode veille et des bornes à vis pour les entrées des capteurs. Ajoutez un circuit watchdog pour redémarrer automatiquement le Pi s'il ne répond plus. Utilisez des câbles blindés pour les réseaux de capteurs de plus de 30 cm.
Stratégie de construction & Pièges : Déployez une pile utilisant des scripts Python, MQTT, InfluxDB et Grafana, de préférence gérée avec Docker. À éviter : laisser le Pi alimenté par un adaptateur mural bon marché dans un boîtier extérieur ; oublier la condensation à l'intérieur du boîtier ; ne pas avoir de voie de mise à niveau pour les capteurs ou le firmware.
6. Mini NAS / Serveur domestique avec NVMe
Pourquoi c'est puissant : La voie PCIe du Pi 5 déverrouille les SSD NVMe, vous permettant de construire un serveur SMB/NFS basse consommation dans un encombrement réduit.
Modules & Accessoires clés :
- Raspberry Pi 5
- Carte adaptateur M.2 NVMe
- SSD NVMe (1TB+)
- Ethernet Gigabit (natif) et un adaptateur USB-C 2.5GbE optionnel
- Dissipateur thermique avec un pad thermique pour le SSD
Notes de conception PCB & Système : Assurez-vous que la carte adaptateur a un routage correct des voies PCIe et des condensateurs de découplage suffisants pour l'alimentation du SSD. Utilisez un dissipateur thermique et assurez-vous que le boîtier a une circulation d'air adéquate. Formatez le lecteur avec ext4 ou Btrfs et configurez des nettoyages de données périodiques. Pour la production, concevez une carte porteuse avec un slot M.2 intégré et un en-tête ON/OFF.
Stratégie de construction & Pièges : Installez Ubuntu Server ou Raspberry Pi OS, montez le lecteur NVMe, configurez Samba/NFS et mettez en place des scripts d'instantanés. À éviter : utiliser la carte SD pour un stockage intensif ; laisser le SSD surchauffer ; ne pas utiliser d'onduleur, surtout avec des charges d'écriture importantes.
7. Conception de HAT / Carte porteuse personnalisée
Pourquoi c'est une étape clé : Passer d'un "projet DIY" à un "matériel prêt pour le produit", un HAT ou une carte porteuse personnalisée change complètement la donne.
Modules & Accessoires clés :
- Compute Module 4/5 ou un Pi 5 avec son GPIO 40 broches
- PCB HAT/Porteuse avec les interfaces requises : HDMI, USB, Ethernet, Alimentation
- Modules supplémentaires : HAT PoE, HAT Audio, HAT Relais, HAT IA
- Outils de conception : KiCad ou Altium Designer
Notes de conception & PCB : Suivez les spécifications mécaniques officielles pour les HATs ou le CM4. Utilisez une impédance contrôlée pour les signaux haute vitesse comme USB et HDMI. Séparez les plans de masse analogique et numérique. Ajoutez une protection ESD sur tous les connecteurs externes. Préparez-vous pour les tests de conformité CE/EMC. Incluez une EEPROM pour l'auto-identification HAT.
Stratégie de construction & Pièges : Prototypez d'abord sur une carte standard, puis migrez la conception vers un PCB personnalisé. À éviter : mélanger les traces de moteur à haut courant avec les traces RF sensibles ; oublier d'inclure un en-tête de test JTAG/UART ; ne pas concevoir un mode service - vous le regretterez lors des réparations sur le terrain.
8. Passerelle Edge IA & Station d'analyse
Pourquoi c'est avancé : Ce projet chevauche la vision, l'IoT et l'analyse. Il implique le prétraitement local des données, n'envoyant que les événements critiques en amont pour réduire la bande passante et la latence.
Modules & Accessoires clés :
- Pi 5 avec un Coral Edge TPU ou un NPU mini-PCIe
- Entrée double caméra (via CSI ou USB)
- Disque NVMe pour le stockage des événements
- Une pile logicielle incluant Docker, MQTT et Grafana
Notes de conception PCB & Système : Concevez des voies haute vitesse pour le NPU et le SSD. Mettez en œuvre une solution thermique pour les cycles d'inférence répétés. Assurez-vous que l'alimentation est suffisamment robuste pour le module accélérateur. Le boîtier doit supporter un flux d'air tout en gardant le bruit gérable. Utilisez une RTC ou une alimentation de secours par batterie pour des déploiements edge fiables.
Stratégie de construction & Pièges : Mettez en œuvre un traitement piloté par les événements, pas un streaming constant. À éviter : laisser le Pi devenir une caméra stupide qui ne fait que transférer la vidéo ; remonter de la vidéo brute en amont ; ne pas avoir de mode de défaillance en cas de perte de réseau.
9. Instrumentation temps réel alimentée par RP2040/Pico
Pourquoi c'est critique : Cette architecture divise les tâches efficacement : le Pi gère les fonctions OS de haut niveau, tandis que le Pico (RP2040) gère les E/S déterministes et les routines critiques en temps.
Modules & Accessoires clés :
- Raspberry Pi 5 (hôte)
- Raspberry Pi Pico ou Pico 2 W (contrôleur)
- Carte personnalisée pour un front-end analogique ou le contrôle de moteur
- Port de débogage USB-C et un commutateur de basculement de démarrage
Notes de conception PCB & Système : Utilisez le Pico comme un co-processeur connecté via UART ou SPI. Gardez le plan de masse de la section analogique/capteurs séparé. Incluez un en-tête SWD pour le débogage. Le indicateur de niveau de batterie, le front-end ADC et les circuits de détection de courant doivent tous être sur un domaine d'alimentation indépendant.
Stratégie de construction & Pièges : Utilisez le Pico pour des tâches comme la lecture d'encodeurs et la génération de signaux PWM, tandis que le Pi gère l'interface utilisateur et la communication. À éviter : essayer d'effectuer des tâches temps réel sur le Pi seul ; mélanger des charges à haut courant sur le même domaine d'alimentation que le circuit analogique du Pico.
10. Cyberdeck portable / Appareil Linux portable
Pourquoi c'est tendance : Minimaliste, personnalisable et portable, les makers construisent des appareils portables et "cyberdecks" élégants autour du Pi.
Modules & Accessoires clés :
- Pi 5 ou Zero 2 W
- Écran IPS 5-7″ (HDMI/DSI)
- Batterie 18650 ou Li-Po avec une carte BMS
- Clavier ou gamepad personnalisé
- Boîtier fraisé CNC ou imprimé en 3D
Notes de conception PCB & Système : Concevez soigneusement le domaine d'alimentation de la batterie : Li-Po → UPS/BMS → rail 5V. Incluez un circuit d'arrêt contrôlé par le Pi. Un dissipateur thermique et un ventilateur sont essentiels pour le refroidissement actif. Gardez les traces HDMI/USB courtes et ajoutez un filtre EMI pour les modules sans fil. Placez la carte d'amplification audio interne près du haut-parleur.
Stratégie de construction & Pièges : Mappez les touches via les règles udev, implémentez un arrêt sécurisé sur le bouton d'alimentation et validez l'autonomie de la batterie. À éviter : un boîtier bon marché sans ventilation ; un BMS qui manque de circuits de protection ; ne pas inclure un commutateur de démarrage ou de récupération.
Fondamentaux de l'ingénierie & Bonnes pratiques PCB
- Alimentation & Mise à la terre : Utilisez une topologie de masse en étoile. Séparez l'alimentation moteur/relais de l'alimentation logique.
- Gestion thermique : Utilisez des dissipateurs thermiques et un refroidissement actif lorsque les modules (NVMe, Edge TPU) génèrent plus de 5W de chaleur.
- Layout Haute Vitesse : Pour PCIe, NVMe et HDMI, assurez une impédance contrôlée, un appariement des longueurs et une conception de via appropriée.
- Protection & EMI : Utilisez des diodes TVS sur les E/S externes, une protection ESD sur USB/HDMI et des perles de ferrite sur les alimentations à découpage.
- Maintenabilité : Ajoutez un UART de débogage, un en-tête JTAG/SWD, des pads de test et un commutateur de mode de démarrage.
- Voie de mise à niveau : Utilisez une conception modulaire (HATs, cartes porteuses) pour accommoder les futurs modules comme le CM5 ou les nouveaux HATs IA.
Conclusion
Ce ne sont pas des projets jouets - chacune de ces dix catégories peut évoluer vers de vrais systèmes maintenables. La plateforme Raspberry Pi comble le fossé entre le prototypage et la productisation. Quel que soit votre intérêt - domotique, jeux, IA, robotique, IoT ou serveurs - la clé est de choisir la bonne carte, de concevoir l'alimentation et les interfaces judicieusement, de construire sur des pratiques d'ingénierie solides et de se préparer à l'échelle. L'avenir de l'électronique basée sur Pi n'est pas seulement pour les hobbyistes - il est professionnel.
FAQ
Q1 : Quelles sont les principales améliorations de performances du Raspberry Pi 5 par rapport au Pi 4 ? A1 : Le Raspberry Pi 5 offre des performances CPU 2 à 3 fois supérieures à celles du Pi 4, ainsi qu'une vitesse de mémoire et d'E/S nettement plus rapide. Sa nouvelle fonctionnalité la plus critique est la voie PCIe 2.0, qui permet des périphériques haute vitesse comme les SSD NVMe et les accélérateurs IA, élargissant considérablement ses applications potentielles.
Q2 : Je suis débutant. Par quel projet devrais-je commencer ? A2 : Pour les débutants, la Station de surveillance environnementale IoT ou le Hub domotique intelligent sont d'excellents points de départ. Vous pouvez commencer par des capteurs et un logiciel simples et augmenter progressivement la complexité. Les deux types de projets sont soutenus par de grandes communautés et disposent de nombreux tutoriels.
Q3 : Quel est le facteur le plus important lors de la conception d'un PCB personnalisé pour un Raspberry Pi ? A3 : La gestion de l'alimentation et la stratégie de mise à la terre sont les facteurs les plus critiques. Une alimentation stable et propre est le fondement d'un système fiable. Pour les projets impliquant des signaux haute vitesse (comme PCIe ou HDMI), l'intégrité du signal (impédance contrôlée, traces appariées) est tout aussi importante. Enfin, ne négligez pas la maintenabilité - incluez toujours des en-têtes de débogage.
Q4 : Pourquoi n'est-il pas recommandé d'utiliser une carte microSD pour les projets à long terme ? A4 : Les cartes microSD ont des vitesses de lecture/écriture limitées et une durée de vie finie. Elles sont sujettes à la corruption et aux défaillances, en particulier dans les applications avec une journalisation ou une écriture fréquente de données. Pour les projets nécessitant une haute fiabilité et performance, comme un NAS ou une application IA, l'utilisation d'un SSD NVMe connecté via PCIe est fortement recommandée. [file content end]