Модуль расширения X100 для Raspberry Pi. Делаем модуль расширения для Raspberry Pi с Arduino на борту
Когда не хватает мощности Arduino, на помощь мейкеру приходит тяжелая артиллерия в виде микрокомпьютеров Raspberry Pi . Чаще всего “малиновые пироги” или “малинки”, как их еще называют, используются в задачах обработки видео, аудио информации и сложных коммуникаций. В этой статье мы познакомимся с Raspberry, узнаем, что такое микрокомпьютер, какие модели сегодня актуальны и как можно использовать это устройство в своих проектах.
С помощью Raspberry Pi можно сделать умного робота, распознающего своего хозяина или домашний сервер умного дома, передающего по WiFi или Ethernet. Вы можете подключить к микрокомпьютеру датчики, двигатели, реле и многое другое. Таким образом, сферы применения Raspberry и Arduino в DIY проектах сильно пересекаются.
Что такое одноплатные микрокомпьютеры?
Микрокомпьютер – это устройство, имеющего архитектуру полноценного компьютера, но отличающееся своими размерами. Сегодня на рынке представлены сотни(!) различных моделей (включая клоны Raspberry) от десятков производителей и этим рынок одноплатников существенно отличается от рынка обычных компьютеров, на котором между лидерами давно уже распределены все доли рынка.
Микрокомпьютеры чаще всего создаются под конкретные задачи, они не могут конкурировать с обычными компьютерами, уступая им в мощности и удобстве. Но зато они более дешевы, просты, имеют компактный размер и потребляют меньше энергии. Это делает микрокомпьютер важным элементом мобильных автоматизированных систем.
Raspberry Pi является сегодня наиболее известным представителем семейства одноплатных микрокомпьютеров. Это достаточно дешевая и доступная плата начального уровня, которую можно купить во множестве интернет-магазинов. Азиатские производители создали большое количество клонов (Orange Pi, Banana Pi и другие), которые можно использовать в своих проектах. И другим очень важным преимуществом “малинки” является огромное сообщество разработчиков, занимающихся развитием архитектуры и программного обеспечения. Выпущено множество книг, учебных пособий, операционных систем и удобных инструментов, существенно облегчающих начинающим начало работы с системой. Поэтому именно с этим микроконтроллером рекомендуется начинать работу тем, кому уже стал “мелковат” ардуино.
Что такое Raspberry Pi?
Raspberry Pi представляет собой недорогой компьютер размером с кредитную карту, который присоединяется к монитору ПК или телевизору и использует стандартную клавиатуру и мышь. Внешне компьютер представляет собой небольшую четырехслойную печатную плату с USB, HDMI и другими разъемами, слотом для Micro SD, а также гребенкой контактов GPIO. Корпус, карту памяти, клавиатуру, мышь, монитор, блок питания нужно приобретать дополнительно.
При помощи “малинки” можно научиться программировать на языках Scratch и Python. Изначально микрокомпьютер разрабатывался с целью применения для обучения в школах и университетах, поэтому для него существует множество программных пакетов и даже специальная операционная система для детей.
Ключевой особенностью Raspberry является возможность присоединения к нему внешних устройств и управления ими с помощью различных программных пакетов (наиболее популярным является Python). Всевозможные датчики, светодиоды, двигатели, реле и другие электронные компоненты могут подключаться через GPIO контакты так же, как к Arduino. Поэтому мы можем существенно расширять функционал микрокомпьютера, создавая из него рабочую станции для каждого конкретного проекта.
История появления Raspberry
Разработчиком прибора является британская фирма Raspberry Pi Foundation. Первый образец был представлен Дэвидом Брэбеном в мае 2011 года. Начало производства первой партии модели В датируется январем 2012 годом. С тех пор ежегодно компьютер модернизировался, и в продажу поступали более совершенные компьютеры.
История выпуска моделей:
- 29 февраля 2012 года – старт продаж Model В.
- 14 декабря 2012 года – начало производства модели Raspberry Pi «A».
- 14 июля 2014 года – выпуск третей версии Raspberry Pi «B+».
- 2 февраля 2015 года – выпуск Raspberry Pi «2B».
- 26 ноября 2015 года – выпуск нового микрокомпьютера Raspberry Pi Zero, оснащенного несмонтированным разъемом GPIO.
- 29 февраля 2016 года – выпуск модели Raspberry Pi 3, отличающейся 64-битным процессором, наличием WI-FI и Bluetooth.
- 28 февраля 2017 года – модернизированная версия Raspberry Pi Zero W с WI-FI и Bluetooth.
Распиновка платы Raspberry Pi model A+
Model A+ является бюджетной версией платы Raspberry Pi. Устройство выпущено в 2014 году на замену оригинальной Model A. Плата представлена на рисунке ниже.
В отличие от предыдущей модели А+ обладает следующими характеристиками:
- Большим количеством выходов GPIO – теперь их стало 40.
- Micro SD-разъемом.
- Пониженное потребление энергии – линейные регуляторы напряжения были заменены на переключающиеся регуляторы, и это позволило сэкономить энергию.
- Усовершенствованная аудиосистема – в плате присутствует отдельный источник питания с пониженным шумовым уровнем.
- Уменьшенный форм-фактор – композитный аудиовыход встроен 3,5-мм аудиовыход, наличие крепежных отверстий, USB-разъем расположен на краю платы.
Распиновка представлена на рисунке
1, 17 контакты – питание 3,3 В.
2, 4 контакты – напряжение питания 5 В. Подключено напрямую к входному напряжению платы.
3 – выход SDA (один из I2C-пинов на плате).
5 – SCl (также одни из I2C-выходов на плате).
6, 9, 14, 20, 25,30, 34, 39 – Земля. Все заземляющие контакты соединены, можно использовать любой выход, который ближе к оставшимся элементам.
8 – TXD, один из 2 UART-выходов, отвечающий за передачу данных. UART-контакты обычно используют для взаимосвязи Ардуино и Raspberry Pi. Важно правильно соединять платы, так как Pi питается от напряжения 3,3 В, а ардуино – от 5 В.
10 – RXD, выход для UART, отвечающий за прием данных.
11, 13, 15, 16, 18, 22, 29, 3, 32, 33, 36, 37 – зарезервированные контакты.
12 – PCM_C вывод, который используется совместно со специальным ШИМ-методом. Обеспечивает прямой доступ к памяти.
19, 38 – MOSI-контакты.
21, 35 – MISO-контакты.
23, 40 – SCLK-контакты.
24, 26 – CS0 и CS1 выходы.
27,28 – ID_SD, зарезервированы для I2C коммуникации с энергонезависимой памятью.
Плата Raspberry Pi Model A+ используется в проектах, в которых важно поддерживать низкое энергопотребление и где не требуется наличие интерфейса Ethernet.
Плата Raspberry Pi 3 model B
Raspberry Pi model B является наиболее распространенной платой. По сравнению со своим предшественником Pi 2 Model B обладает 64-битным процессором ARM Cortex-A53 и встроенным Wi-Fi и Bluetooth. Плата имеет 1 ГБ оперативной памяти, которая делится с графической системой. Способов применения платы множество – с их помощью можно создавать игровые приставки, охранные системы, планшеты и прочие электронные устройства.
Для подключения наушников и колонок имеется 3,5-миллимитровый разъем. Также имеется 4 USB-выхода, к которым можно присоединять периферию. Подключение различных модулей осуществляется через 15-пиновые слоты:
- DSI – предназначен для присоединения дисплея;
- CSI-2 – присоеднинение камеры через интерфейс MIPI.
Для низкоуровневых интерфейсов используются выходы:
- Общего назначения – 40 портов ввода/вывода;
- UART;
- Входы питания и земля.
Для коммуникации используются интерфейсы Ethernet, Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1. В качестве жесткого диска плата использует microSD-карту с установленной на ней операционной системой. Карту памяти лучше использовать объемом в 8 ГБ. Raspberry Pi model B использует операционную систему Linux.
Питание устройства осуществляется адаптером на 5 В через USB разъем или выходы питания. Специальный выключатель питания отсутствует на Raspberry Pi, чтобы включить устройство, достаточно просто подключить кабель питания.
Плата Raspberry Pi model Zero
Серия плат model Zero отличается от своих предшественников меньшими размерами. Существует 2 вида плат этого вида – model Zero и новая версия Zero W. Вторая отличается только наличием Wi-fi и Bluetooth на борту.
Технические характеристики Raspberry Zero:
- 512 МБ оперативной памяти;
- Одноядерный процессор ARMv6Z ARM1176JZF-S с тактовой частотой 1 ГГц;
- Мини HDMI порт;
- 2 микро USB порта, один для подключения к компьютеру;
- Wi-Fi 802.11n;
- Bluetooth 4.1
Расположение выходов и распиновка представлены на рисунке. Плата оснащена 40 портами входа-выхода общего назначения, UART, I2C, SPI, выходами питания 3,3 В и 5 В и землей. Важно отметить, что разъем не припаян и требуется самостоятельный монтаж.
Новая модель Zero W использует microSD, в отличие от старшей модели, которая использует miniSD для работы. Флеш-карта используется в качестве носителя, ее объем должен быть не менее 2 ГБ. Питание платы осуществляется при помощи 5-вольтового адапрета через пины питания или микро-USB вход.
Из недостатков можно отметить малую скорость выполнения по сравнению с Raspberry Pi 3 model B. Но по сравнению с B Zero обладает меньшими размерами, что позволяет использовать его в миниатюрных разработках. Используется Raspberry Pi model Zero в тех же сферах, что и остальные компьютеры этого семейства. Плата может быть оснащена периферийными устройствами, блоком питания, экраном. С помощью этих микрокомпьютеров создаются системы видеонаблюдения, игровые системы, бытовые приборы. Наличие Wi-Fi и Bluetooth позволяет расширить диапазон применения. Одновременно с выпуском Raspberry Pi model Zero W компания представила линейку корпусов для компьютера. Корпусы оснащены отверстием для разъема GPIO и установки камеры.
Сравнение моделей Raspberry Pi
Оперативная память
Платы Model A и Model A+ обладают наименьшим объемом памяти – всего 256 МБ. Model B до октября 2012 года также обладала объемом в 256 МБ, после объем был увеличен до 512 МБ, как и у Model B+. В плате Raspberry Pi 3 – наибольший размер памяти, 1 ГБ.
USB порты
Платы Model A и Model A+ оснащены одним портом USB 2.0, в версии Model B количество портов увеличено до двух, а в Model B+ и Pi 3 до четырех. Наиболее заметные изменения у Raspberry Pi Zero – в ней появился один разъем 1 Micro USB OTG.
Аудиовыходы
По этому параметру также отличается модель Raspberry Pi Zero – в этой плате 3,5-миллиметровый джэк, HDMI заменен на многоканальный HD звук через HDMI.
Формат карты памяти
Для моделей A и B использовались карты памяти SD / MMC / SDIO. Все последующие модели используют MicroSD карту.
Количество портов
Модели A и B оснащены 26-выводным GPIO разъёмом, в следующих моделях это число увеличено до 40.
Потребление энергии
Самым энергосберегающим устройством является Raspberry Pi Zero – она использует всего 160 мА. Наибольшее потребление энергии – у платы Raspberry Pi 3 (800 мА-2.5 мА,4 Вт). Первая модель А потребляет 300 мА (1,5 Вт), модели B, A+, B+ требуют порядка 600-700 мА.
Размеры
Самое миниатюрное устройство – Raspberry Pi Zero, его габариты 65.0 x 30.0 мм x 5мм. Немного больше модель А+, у которой размеры равны 65.0 x 56.0 мм x 12мм. Остальные платы обладают примерно одинаковым размером 85.0 x 56.0 мм x 17мм.
Где купить Raspberry Pi
Благодаря огромной популярности микрокомпьютеров Raspberry Pi их можно приобрести в любой точке мира в любом магазине. Но официальными продавцами считаются только 2 европейские фирмы – это «RS Components» и «Element 14». Обе фирмы поставляют мини-компьютеры в упаковках с различным дизайном, но товары от обоих поставщиков сделаны в Англии.
Со временем появились и китайские аналоги, которые можно купить на AliExpress. Сразу же возникает вопрос о подлинности этих гаджетов. Анализ китайской и английской версии можно провести, сравнив их рабочие характеристики, производительность процессора, памяти.
Процессор в оригинальной английской версии работает немного быстрее китайского аналога, то же самое касается и оперативной памяти. Отличия в работе минимальны, из чего можно сделать вывод, что китайская версия Raspberry Pi не хуже по своим рабочим параметрам.
Примеры проектов с Raspberry Pi
Управление портативной метеостанцией. При помощи Raspberry Pi можно реализовать устройство, которое будет записывать все метеоданные – скорость ветра, температуру, осадки. Можно запрограммировать устройство на автообновление сайта с погодными условиями.
Цифровая фоторамка. При помощи Raspberry P можно самостоятельно изготовить рамку для фотографий, сэкономив при этом примерно половину стоимости. Фоторамка – это медиа-панель, которая управляется Raspberry P. Рамку можно модернизировать – она будет показывать не только фотоснимки, но и дату и время, воспроизводить аудиозаписи, показывать прогноз погоды.
Система автоматизации в доме. Если совместить Raspberry Pi с Ардуино и программой Node.js, можно создать эффективный способ управления всеми электронными устройствами в доме. Вариантов работы много – автоматическое включение и выключение света при помощи датчика освещения, включение/выключение телевизора, регулирование температурного режима в доме.
При помощи платы Raspberry Pi можно реализовывать самые разные проекты – от музыкальных инструментов до фотоаппаратов и планшетов. Причем использование этой платы может существенно снизить стоимость самодельного прибора.
Raspberry Pi - одноплатный компьютер размером с банковскую карту, изначально разработанный как бюджетная система для обучения информатике. Разрабатывается Raspberry Pi Foundation. Всего за пять лет было продано более 15 миллионов устройств Raspberry Pi
Raspberry Pi, 2006
История появления устройств Raspberry Pi начинается в 2006 году, когда появляется прототип ценой $25. На плате установлен микроконтроллер Atmel ATmega644 с частотой 22.1Мгц, и 512K SRAM памяти. 19 из 32 контактов используются для доступа к памяти. Плата может выводить изображение с разрешением 320 × 240 на дисплей.
Raspberry Pi 1 Model B, 2012
Вскоре появляется следующее поколение, размером с кредитную карту и ценой в 35 долларов. Заявленные характеристики:
- Broadcom BCM2835 700MHz ARM1176JZFS с FPU и видео сопроцессором Videocore 4
- Декодер H.264 high-profile с производительностью 1Gpixel/s, 1.5Gtexel/s или 24GFLOPs с фильтрацией текстур и DMA инфраструктурой.
- Объем памяти: 256MB (позднее появилась модификация 512MB)
- Сеть: 10/100-BaseT Ethernet port
- Поддержка порта
- Порты 2.0 в количестве 2 штук
- Порт RCA video
- Слот для SD карты
- Питание через порт microUSB
- Выход аудио: 3.5mm audio out jack
- Размер: 85.6 x 53.98 x 17мм
Raspberry Pi 1 Model A, 2013 год
Следующее поколение выглядело как шаг в сторону доступности и имело следующие характеристики:
- Broadcom BCM2835 700MHz ARM1176JZFS процессор с FPU и Videocore 4 GPU
- Поддержка Open GL ES 2.0, аппаратное ускорение OpenVG и 1080p3D
- Высокопроизводительный графический процессор H.264 способен обрабатывать поток до 1Gpixel / s, 1.5Gtexel / s или 24GFLOP с фильтрацией текстур и инфраструктурой DMA.
- Порт HDMI
- Один порт USB 2.0
- Порт видео RCA
- Слот для SD-карт
- Питание через разъем microUSB
- 3,5-мм аудиовыход
- Возможность подключения камеры
- Размер: 85.6 x 53.98 x 17mm
Raspberry Pi Compute Module, 2014 год
Размеры платы уменьшились, чтобы поместиться на плате размером с модуль памяти. Решение для разработчиков прототипов. Плата имеет тот же чип Broadcom 2835 на базе ARM, что и Raspberry Pi 1 и 512 МБ SDRAM, а также 4 ГБ флэш-памяти eMMC. Модуль представляет собой 200-контактную плату на основе форм-фактора Jedec SODIMM.
Raspberry Pi 1 Model B+
Обновление версии Raspberry Pi Model B - больше мощности, больше USB-портов, более универсальные входные / выходные контакты для расширения возможности платы, аккуратный макет и лучший звук.
- Чип: Broadcom BCM2835 Архитектура SoCCore: ARM11CPU: 700 МГц Процессор приложений с низкой мощностью ARM1176JZFS
- GPU: двухъядерный видеопроцессор VideoCore IV®. Обеспечивает Open GL ES 2.0, аппаратное ускорение OpenVG и высокопроизводительное декодирование H.264 1080p30. Производительность до 1Gpixel / s, 1.5Gtexel / s или 24GFLOP с фильтрацией текстур и инфраструктурой DMA.
- Память: SDRAM 512 МБ
- Операционная система: загрузка с карты Micro SD, работающая под управлением операционной системы Linux. Доступны различные операционные системы на базе Linux, включая NOOBS, Raspbian, Pidora, OpenELEC, RaspBMC. Также доступна Risc OS.
- Ethernet: 10/100 BaseT
- Видеовыход: HDMI (версия 1.3 и 1.4), композитный RCA (PAL и NTSC)
Raspberry Pi 1 Model A+, 2014 год
Миниатюрная версия Raspberry Pi 1 Model A, потребляющая меньше энергии, имеет более универсальные входные / выходные контакты для расширения, использует Micro SD, а не SD и предлагает лучший звук.
- Чип: Broadcom BCM2835 SoC
- Core: архитектура ARM11
- Процессор: 700 МГц с низким энергопотреблением ARM1176JZFS
- GPU: двухъядерный видеопроцессор VideoCore IV. Обеспечивает Open GL ES 2.0, аппаратное ускорение OpenVG и высокопроизводительное декодирование H.264 1080p30. Поток до 1Gpixel / s, 1.5Gtexel / s или 24GFLOP с фильтрацией текстур и инфраструктурой DMA.
- Память: 256 МБ SDRAM
- Размеры: 65 мм x 56 мм / 2,5 "x 2,25"
- Питание: разъем Micro USB 5V, 2A
- Нет Ethernet
- Аудио выход: 3,5 мм разъем, HDMI
- USB: 1 разъем USB 2.0
- Видеовыход: HDMI и композитный
- Звук: стерео / стерео (через 3,5 мм кабель)
- Память: 256MB
- Операционная система: использует слот для карт памяти microSD для загрузки ОС. Доступны различные операционные системы на базе Linux , включая NOOBS, Raspbian, Pidora, OpenELEC, RaspBMC. Также доступно RiscOS.
Raspberry Pi 2 Model B, 2015 год
Raspberry Pi 2 привнес мощность четырехъядерного процессора и 1 ГБ памяти. Отныне появилась возможность запустить ОС Windows 10 IoT Core и Ubuntu.
- 900 МГц четырехъядерный процессор Broadcom BCM2836 с 1 ГБ оперативной памяти DDR2
- Видеосистема VideoCore IV 3D
- Интерфейс ввода/вывода общего назначения : разъем 40-контактный 2,54 мм: 2x20. 27 контактов GPIO, а также линии питания +3,3 В, +5 В и GND
- Слот Micro SD
- Несколько портов: четыре USB-порта, полноразмерный HDMI, четырехполюсный стерео выход и композитный видеопорт. Порт камеры CSI и порт дисплея DSI
- 10/100 BaseT Ethernet
- Источник питания Micro-USB 5V, 2A
- Размеры: 85 x 56 x 17 мм
Raspberry Pi Zero, 2015 год
Несмотря на стоимость в 5 долларов, Pi Zero способна на большее, чем Pi Model B, которая продавалась в 2012 году за 35 долларов.
Плата имеет тот же одноядерный ARM-процессор, что и первая модель B, но она немного быстрее. Системная память остается неизменной.
- Система BCM 2835 на чипе 1 ГГц
- 512 МБ ОЗУ
- micro-SD
- мини-HDMI
- Два порта micro USB - один для питания и один для данных
- Интерфейс ввода/вывода общего назначения : разъем 40-контактный 2,54 мм: 2x20. 27 контактов GPIO, а также линии питания +3,3 В, +5 В и GND
- Совместимость с существующими дополнениями HAT
- Размеры: 65 мм x 30 мм x 5 мм
Raspberry Pi 3 Model B, 2016 год
Raspberry Pi 3 впервые предлагает поддержку ряда . Это первый Pi, основанный на 64-разрядном чипсете и включающий и Bluetooth-соединение. Новейший и быстрый чипсет на 50% лучше, чем у Raspberry Pi 2, и примерно в десять раз лучше, чем оригинальный одноядерный Raspberry Pi в многопоточном CPU (к примеру, в SysBench)
- Чипсет: Broadcom BCM2837
- Процессор: 1,2 ГГц четырехъядерный 64-битный ARM-cortex A53
- Ethernet: 10/100 (максимальная пропускная способность 100 Мбит / с)
- USB: четыре USB 2.0 с передачей данных 480 Мбит / с
- Хранение: карта MicroSD или через USB-накопитель
- Беспроводная связь: 802.11n Беспроводная локальная сеть (максимальная скорость передачи / приема 150 Мбит/с), Bluetooth 4.1
- Графика: 400MHz VideoCore IV
- Память: 1 ГБ LPDDR2-900 SDRAM
- Интерфейс ввода/вывода общего назначения : разъем 40-контактный 2,54 мм: 2x20. 27 контактов GPIO, а также линии питания +3,3 В, +5 В и GND
- Видео: полноразмерный порт HDMI
- Аудио: комбинированный аудиовыход 3,5 мм / композитный видеосигнал
- Интерфейс камеры (CSI)
- Интерфейс дисплея (DSI)
Raspberry Pi 3 Model B+ , 2018 год
Новая Raspberry Pi 3 Model B + является самой мощной разработкой, как в плане производительности процессора, так и в плане скорости Wi-Fi.
Новая плата является более гибкой версией модели Raspberry Pi 3 Model B, использующей многие из тех же спецификаций, но процессор разогнан до 1,4 ГГц (увеличение на 16,7%).
В дополнение к более быстрому процессору, новая плата имеет улучшенную возможность подключения, добавлена поддержка двухдиапазонного 802.11b / g / n / ac Wi-Fi - фактически почти в три раза увеличена пропускная способность Wi-Fi. Увеличена и скорость Ethernet порта.
- Процессор: Broadcom BCM2837B0, четырехъядерный A53 (ARMv8) 64-бит SoC @ 1,4 ГГц
- Память: 1 ГБ LPDDR2 SDRAM
- Возможности подключения: 2,4 ГГц и 5 ГГц IEEE 802.11 b / g / n / ac Wi-Fi, Bluetooth 4.2, BLE. Гигабитный Ethernet через USB 2.0 (максимальная пропускная способность 300 Мбит/с).
- USB: 4 x 2.0
- Интерфейс ввода/вывода общего назначения : разъем 40-контактный 2,54 мм: 2x20. 27 контактов GPIO, а также линии питания +3,3 В, +5 В и GND
- Видео и звук: 1 x полноразмерный порт HDMI, порт дисплея MIPI DSI, порт камеры MIPI CSI, 4-полюсный стерео выход и композитный видеопорт.
- Мультимедиа: декодирование H.264, MPEG-4 (1080p30), кодировка H.264 (1080p30); OpenGL ES 1.1, 2.0 графика
- Поддержка SD-карт: формат microSD для ОС и хранения данных
- Входная мощность: 5 В / 2,5 А постоянного тока через разъем microUSB, через GPIO или питание через Ethernet (PoE).
- Рабочая температура 0 - 50 ° C
Сводная таблица:
| Версия | Дата выхода | Процессор | Частота | Ядер | ОЗУ | GPIO | USB | Ethernet | WiFi | Bluetooth | Цена |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | февраль 2013 | ARM1176JZ-F | 700 МГц | 1 | 256 Мб | 26 пинов | 1 порт | $20 | |||
| A+ | ноябрь 2014 | ARM1176JZ-F | 700 МГц | 1 | 256 Мб | 40 пинов | 1 порт | $25 | |||
| B | апрель 2012 | ARM1176JZ-F | 700 МГц | 1 | 512 Мб | 26 пинов | 2 порта | есть | $35 | ||
| B+ | июнь 2014 | ARM1176JZ-F | 700 МГц | 1 | 512 Мб | 40 пинов | 4 порта | есть | $25 | ||
| 2B | февраль 2015 | ARM Cortex-A7 | 900 МГц | 4 | 1 Гб | 40 пинов | 4 порта | есть | $35 | ||
| Zero | ноябрь 2015 | ARM1176JZ-F | 1 ГГц | 1 | 512 Мб | 40 пинов | 1 порт | $5 | |||
| 3B | февраль 2016 | ARM Cortex-A53 x64 | 1,2 ГГц | 4 | 1 Гб | 40 пинов | 4 порта | есть | 802.11n | 4.1 | $35 |
| Zero W | февраль 2017 | ARM1176JZ-F | 1 ГГц | 1 | 512 Мб | 40 пинов | 1 порт | 802.11n | 4.0 | $10 | |
| 3B+ | март 2018 | ARM Cortex-A53 x64 | 1,4 ГГц | 4 | 1 Гб | 40 пинов | 4 порта | Gigabit | 802.11.b/g/n/ac | 4.2 | $35 |
Официально поддерживаемые операционные системы:
- Raspbian рекомендуется для всех тех, кто только начинает знакомиться с Raspberry Pi
- Pidora - Fedora для Raspberry Pi
- OpenELEC медиапроигрыватель Kodi с открытым исходным кодом на базе Linux
- OSMC (проект Open Source Media Center - ранее известен как Raspbmc ) медиапроигрыватель с открытым исходным кодом на базе Kodi Media Center и Debian GNU/Linux
- RISC OS - «родная» ОС для RISC-процессоров (к которым относятся процессоры АRМ)
- поддержка Windows 10 для Raspberry Pi 2B
Для установки операционной системы используется инструмент NOOBS. Также можно скачать образ операционной системы и развернуть его на SD-карточку.
Оставьте свой комментарий!
Этот одноплатный компьютер, первая версия которого была представлена в 2011 г., набирает обороты и его популярность превзошла все ожидания. Сегодня попробуем разобраться, что такое Raspberry Pi и одноплатные компьютеры вообще, зачем они нужны, в чем их преимущества по сравнению с традиционными компьютерами, что нужно, чтобы начать работать с Raspberry Pi и где купить Raspberry Pi . А дальше вас ждет серия уроков по Raspberry Pi для начинающих и интересные идеи по использованию устройства в роботах и робототехнике.
Raspberry Pi – одноплатный компьютер, то есть различные части компьютера, которые обычно располагаются на отдельных платах, здесь представлены на одной.
Первый проект будущей Raspberry Pi был представлен в 2011 г., промышленное производство началось в 2012 г. В названии продукта объединены Raspberry — малина и Pi — число Пи. Изображение малины стало логотипом проекта.
Изначально проект создавался как образовательный, Raspberry Pi отлично подходит для изучения основ электроники — все видно, доступно и цена не велика. На сайте проекта присутствует весомый с подробными инструкциями и методиками. Raspberry Pi Foundation постоянно акцентирует внимание на обучающих возможностях компьютера, в их официальном твиттере вы найдете огромное множество юных счастливых обладателей устройства и их достижения.
Для чего нужны одноплатные компьютеры?
Одноплатные компьютеры обычно небольшого размера, энергоэффективны и имеют относительно небольшую стоимость. Все это относится и к Raspberry Pi. Многие пользователи используют Raspberry Pi как сервер, ведь она потребляет мало энергии и совершенно бесшумна. Благодаря небольшому размеру ее можно встроить в различные корпусы и использовать, например, как мозг для робота. Поэтому проект «Занимательная робототехника» и обратился к рассмотрению этого устройства. В целом с Raspberry Pi можно сделать основную массу всего того, что вы делаете на обычном настольном компьютере, но с некоторой спецификой, в основном связанной с несовместимостью со многими операционными системами.
Выглядит Raspberry Pi так, размер платы схож с кредитной картой:
Плата Raspberry Pi
Сегодня Raspberry Pi популярен не только в обучении, но и среди взрослых и вполне серьезных дяденек, которые создают иногда такие вот безумные проекты — всего каких-то 64 Raspberry Pi, немного -деталей и супер-компьютер готов!
Немного технических деталей Raspberry Pi
Размеры Raspberry Pi: 85,6x56x21 мм, вес 45 г.
RaspberryPi выпускается в двух версиях — A и B. Версия В на сегодняшний день более популярна.
Сравнение версий и основные характеристики Raspberry Pi:
- Процессор ARM11,Broadcom BCM2835,700 МГц;
- Оперативная память — 256 Мб у А, 512 Мб у В;
- USB входы/выходы — 1 у А, 2 у В;
- SD вход;
- RCA выход (“тюльпан”);
- HDMI выход;
- Ethernet вход/выход — есть только у В;
- Audio выход;
- GPIO контакты.
Как видно, Raspberry Pi имеет только оперативную память. В качестве постоянной памяти предполагается использование SD-карт.
Стоимость и где купить Raspberry Pi?
Официальный дилер и некоторые другие интернет-магазины в России продают модель B в районе 2300-2500 рублей + доставка.
Самый экономичный способ купить Raspberry Pi в России — это по-прежнему крупные китайские интернет-магазины (я сам делаю именно так).
По состоянию на момент написания статьи модель B на сайте AliExpress стоит $44 , на DealExtreme — $49. И там, и там бесплатная доставка. Если нет времени ждать посылку из Китая — рекомендуем интернет-магазины и DESSY .
Цены этих магазинов постоянно меняются, появляются какие-то скидки и спецпредложения. Сам я заказывал на DealExtreme недавно за $54 и тогда это было лучшее предложение. Поэтому, если вы раздумываете о покупке, то текущий вариант на AliExpress очень выгодный.
Что касается работы почты и таможни, то от заказа до получения в этот раз у меня прошло чуть меньше месяца. Предыдущие посылки из Китая приходили недели за три. Т.е. сроки вполне адекватные.
Плата была упакована в картонную фиременную коробку, интернет-магазин дополнительно упаковывает в противоударный пакет, поэтому поломаться в дороге ничего не должно.
Что еще нужно для начала работы с Raspberry Pi?
Чтобы начать работу с Raspberry Pi помимо самой платы вам понадобиться:
- SD-карта, с которой вы загрузите операционную систему; производитель рекомендует использовать карту от 8 до 32 Gb, реально работают и на меньших картах;
- монитор или телевизор с разъемами HDMI, DVI или RCA («тюльпан») (VGA не подходит), и, соответственно, кабель HDMI-HDMI, HDMI-DVI или RCA-RCA;
- USB-клавиатура;
- USB-мышь.
Я подключил Raspberry Pi к 24-дюймовому телевизору, выглядит это так (сама Raspberry Pi выделена овалом):
Raspberry Pi, подключенная к телевизору
Raspberry Pi поставляется без ОС, ее нужно скачать с сайта производителя и загрузить на SD, что мы опишем подробнее в следующей статье. Так же продаются SD-карты с уже закачанной туда ОС. Я особого смысла в этом не вижу.
Некоторое время назад появилась в моем распоряжении плата Raspberry Pi3. Ее возможности действительно впечатляют: и быстрый четырехядерный процессор, и встроенные аппаратные кодеки/декодики аудио/видео/jpeg, сеть Ethernet/WIFI, USB2, HDMI… Прямо настоящий компьютер. Очень круто, что есть разъем GPIO, который позволяет разным умельцам подключать что-то свое нестандартное и особенное. Существует огромное число различных плат расшрения, которые устанавливаются на этот разъем: дисплеи, светодиодные экраны, адаптеры для двигателей, платы АЦП…
Я хотел бы немного рассказать об FPGA плате Марсоход2RPI, которая, как и другие платы расширения, подключается к разъему GPIO распберри, и добавляет нашему микрокомпьютеру совершенно новые свойства.
Плата довольно проста. На ней установлены:
- FPGA Cyclone IV EP4CE6E22C8
- логических элементов 6272;
- встроенная память 270Кбит;
- Умножителей 15 (18x18);
- PLL 2;
- Четыре светодиода;
- Три кнопки;
- Кварцевый генератор 100Мгц;
- Возможность установки чипа EPCS4 (для случая, если плата будет использоваться автономно);
- Разъем JTAG (для случая, если плата будет использоваться автономно);
- Два 40 пиновых разъема на каждом по 28 пользовательских GPIO - разъемы совместимые с Raspberry;
- Один 40 пиновый разьем для подключения к Raspbery, на котором можно использовать 24 или 20 GPIO (в зависимости от того, установлен чип EPCS4 или нет).
Так можно подключить плату Raspberry Pi2/ Pi3:
А вот так Pi-zero:
Возможно (но это не точно), эту же плату расширения можно будет использовать с OrangePi.
Самое первое применение этой платы, которое приходит на ум - это увеличение количества GPIO сигналов в два раза: был один разъем, а стало два. Нужно только создать и загрузить в ПЛИС нужный проект, ну и управлять входами выходами придется каким-то особым образом, тут вариантов много: последовательный порт, SPI, GPIO, можно задействовать DMA…
Загружать ПЛИС платы Марсоход2RPI можно прямо из Raspberry через JTAG сигналы, которые, конечно, отображаются в GPIO
- tck → GPIO7
- tms → GPIO0
- tdi → GPIO11
- tdo ← GPIO1
Вот тут как раз видеодемонстрация:
Самый первый «тестовый» проект для платы Марсоход2RPI уже готов, хотя пока не очень впечатляет своей функциональностью. Первый проект для ПЛИС - это обычно всегда «моргание светодиодом», такой своего рода «hello World!» мира микроконтроллеров и FPGA.
Его исходники можно взять на github: github.com/marsohod4you/m2rpi_first
Но и тут, даже в этом простом случае уже есть взаимодействие ПЛИС и микрокомпьютера. Из raspberry можно посылать через последовательный порт в ПЛИС байты, которые меняют скорость моргания светодиода. Более того, первый «тестовый проект» ПЛИС принимает байт из последовательного порта, модифицирует его (добавляет единицу), и отправляет назад. Конечно, довольно примитивное, но уже взаимодействие двух систем ПЛИС и процессора.
Видеодемонстрация:
Это мой первый опыт доступа к ПЛИС из Raspberry. Я думаю, что было бы интересно попробовать делать действительно сложные проекты, как, например, захватывать в распберри кадры от видеокамеры и передавать их по DMA в ПЛИС для обработки. Думаю интересных проектов с этой платой расширения может быть много.