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Jean-Marc Biechy est prof d'électronique et d'informatique à l'Institution Saint-Jean de Colmar et il vient de m'envoyer un truc qui m'a scotché. Avec ses élèves, il bidouille des projets Arduino, et plutôt que d'empiler des bouts de code à chaque nouveau montage, il a fait un choix un peu fou : écrire son propre système d'exploitation en partant de zéro pour un microcontrôleur.

Ça s'appelle IoToS, pour Internet of Things micro Operating System, et ça transforme un Arduino UNO R4 ou un ESP32/8266 en vrai petit nœud réseau avec un accès en ligne de commande qui ressemble vachement à du bon vieux terminal Linux.

Vous branchez la carte, vous ouvrez un terminal série (ou un Telnet sur le port 23), et là vous tapez des commandes comme ping, tracert, netstat, dir, ip ou dhcp on tout ça directement sur Arduino.

Ce qui est chouette avec son approche c'est qu'elle est pédagogique car un Arduino tout nu, c'est un automate avec un setup() qui s'exécute une fois, une loop() qui tourne en boucle à l'infini, et basta.

Et à l'autre bout du spectre, vous avez de vrais OS temps réel (RTOS), souvent trop gros ou trop austères pour intéresser un élève de Bac Pro. Et entre les deux, y'avait rien qui faisait vraiment le pont entre l'automate et un vrai petit OS avec sa ligne de commande.

Jean-Marc a donc créé ce chaînon manquant en découpant son code exactement comme un OS. Un Boot Firmware avant le setup, un Load Driver qui gère la connexion réseau et l'écran, un Kernel qui n'est autre que la loop(), un CLI dans un fichier shell_Cmdline.h, et des applis par-dessus.

La bestiole embarque donc un serveur web AJAX qui sert des pages HTML depuis une carte MicroSD, un serveur FTP pour balader les fichiers via FileZilla, une synchro NTP et un datalogger CSV horodaté. Le tout sur un noyau coopératif, sans RTOS, le code métier de votre projet étant compilé dans le même firmware.

Et c'est là qu'on mesure le boulot d'orfèvre puisque ce firmware complet tient dans 142 Ko, soit 54% de la flash de l'UNO R4, et il reste près de 19 Ko de RAM libre sur les 32. Caser un shell réseau, un serveur web et du FTP là-dedans sans tout faire planter, c'est pas donné à tout le monde, le mec est doué !

Et avec cette base, ses élèves montent des prises IP commandables au navigateur, une caméra de surveillance sur LilyGo déclenchée par un détecteur de mouvement, une station météo consultable en ligne, une alarme PIR qui envoie un mail, de la gestion de chauffage à distance, ou du pilotage de LED RVB et de projecteurs DMX par Ethernet.

La prise IP sert d'ailleurs de système minimal de référence, et le reste, vous pouvez l'étendre en ajoutant vos propres commandes CLI et vos pages web dans les fichiers .h prévus pour.

Jean-Marc raconte y avoir passé environ 2000 heures de code et de tests, juste pour voir si c'était possible d'en écrire un tout seul. Il est parti de bibliothèques existantes (LittleFS, ping, FTP, dir) qu'il a patiemment fait discuter ensemble... Faut dire que recoder un OS de zéro pour le plaisir d'apprendre , c'est un sport à part entière et malheureusement, trop peu de gens d'y essayent.

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