Module d'extension X100 pour Raspberry Pi. Cartes d'extension intéressantes pour Raspberry Pi

30.04.2019

Électronique pour débutants

Dans notre hackspace, nous avons de nombreux Raspberry Pi différents, avec l'aide desquels nous apprenons aux enfants à programmer en Python, à fabriquer des robots et divers gadgets utiles. Bien entendu, nous faisons la même chose sur Arduino. Après trois années de vie en parfaite harmonie avec ces plateformes extrêmement différentes, nous avons eu plusieurs idées pour réaliser plus correctement un robot d'entraînement, en tenant compte des avantages et des inconvénients de chaque élément matériel. Toutes ces réflexions se sont matérialisées dans un nouveau dispositif, dont nous parlerons plus loin.

Essentiellement, nous avons conçu un module d'extension compatible Arduino pour le RPi qui contient un pilote de moteur et un régulateur de puissance. Il est clair que ce module est un contrôleur autonome pour un robot éducatif, mais c'est le sandwich RPi + Arduino qui démontre l'approche idéologiquement correcte de la création de robots. Poursuivez votre lecture pour voir à quoi ressemble cet objet, quelles sont ses caractéristiques et où il peut être utilisé.

Un peu d'histoire

4 ans se sont déjà écoulés depuis la sortie de la série Raspberry Pi Model B. À une époque, c'est le battage médiatique autour du RPi qui nous a en partie poussé à créer notre hackspace. Après tout, la première chose que nous avons commencé à faire a été d’enseigner la robotique aux enfants sur RPi. Après les premiers cours avec des lycéens de l'École informatique de l'Oural du nom de N.N. Krasovsky, nous avons commencé à réfléchir à notre propre atelier-laboratoire, ouvert à tous les malades.

Nos leçons se sont transformées en un cours de base, qui a ensuite été adapté à Arduino. La suite de ce cours aurait dû être des projets spécifiques dans lesquels les étudiants pourraient appliquer les connaissances acquises sur le fonctionnement des microcontrôleurs et de divers composants utiles. Nous avons consacré toute une série de projets éducatifs de ce type à la création de robots mobiles, tous deux basés sur Raspberry Pi et Arduino.

Notre premier robot basé sur RPi a été créé spécifiquement comme outil pour travailler avec les écoliers. Il s'agissait d'un robot à deux roues sur lequel les gars s'entraînaient à travailler avec des moteurs et divers types de capteurs, tout en se préparant aux compétitions. Un motoréducteur Tamiya a été utilisé comme châssis. Le pilote du moteur était le drv8833 de TI. La version pour le robot LineFollower comprenait deux capteurs de réflexion faits maison. Une planche à pain sans soudure de 400 points a été installée sur le pont supérieur du robot.

Le robot a bien fonctionné, c'est pourquoi, au fil du temps, la plate-forme a essayé différents kits de carrosserie. En plus de LineFollower, que nous appelons d'ailleurs un tracker à notre manière, le robot portait des capteurs de réflexion optique, des télémètres à ultrasons, dessinait avec un feutre sur du papier Whatman, et enfin, était contrôlé via wifi, transmettant une image d'une webcam.

Au fil du temps, il est devenu évident que le motoréducteur choisi n’était pas le plus populaire, et qu’il était également très bruyant. Le corps du robot ne répondait pas à tous les souhaits et n'était pas compatible avec les kits de construction courants. Et surtout, l'idée est née de créer un module d'extension pour RPi, qui soulagerait le robot des communications et des appareils « de routine » inutiles. Ainsi commença le projet de robot à roues nommé MR-K-1, suivi de MR-K-2. Dès le début, nous avons commencé à prévoir des trous de montage pour les deux plates-formes, et ci-dessous vous trouverez un modèle de robot avec Arduino à bord.

Il s'agit d'une modification pour une bataille dans laquelle des écoliers, contrôlant un robot via Bluetooth, tentent de faire éclater des ballons attachés à la voiture ennemie. Le châssis a été agrandi, le motoréducteur a été remplacé par un moteur chinois commun jaune (et parfois blanc). Le corps a été adapté au design multiplo, de sorte qu'il est désormais recouvert de trous carrés. Tout cela a duré plusieurs semaines. Mais les travaux sur le module d'extension ont pris un peu plus de temps. Et le problème n'était pas tant la complexité de mise en œuvre, mais le manque de temps, aggravé par le perfectionnisme :)

Module d'extension RPiDuino

Le principal développeur du module était Alexander Vasiliev, qui dirige le blog extrêmement utile alex-exe.ru. Au début du projet, il possédait déjà une vaste expérience dans le développement de pilotes de moteur, de stabilisateurs de puissance et de nombreux autres dispositifs intéressants pour la robotique. Il a été décidé d'appeler la carte RPiDuino, car elle était censée assurer une symbiose entre Raspberry Pi et Arduino.

Alors, ce que nous avons décidé de placer sur le tableau.

Le module était censé prendre le contrôle direct du pilote du moteur, des servos et des capteurs. Tout cela suppose la présence d'un microcontrôleur. Et comme nous fabriquons un robot éducatif et que ce contrôleur devrait être facilement flashé par nos écoliers, le choix s'est porté sur le célèbre atmega328 avec un bootloader arduino à bord. La présence d'atmega fait du module un contrôleur autonome pour contrôler les petits robots éducatifs.

Depuis qu'Atmega est apparu sur la carte, un pont USB-UART était également nécessaire, pour lequel nous avons installé CP2102. Un autre signe de compatibilité Arduino sont les connecteurs familiers sur les côtés de la carte, permettant de monter des modules d'extension sur le dessus.

Le module doit contrôler les moteurs, donc un pilote correspondant est apparu. Les pilotes modernes sont devenus de taille complètement microscopique, de sorte qu'ils peuvent facilement s'adapter à la carte sans trop endommager les composants voisins. Nous avons choisi le DRV8833 de Pololu, car nous avions déjà une certaine expérience avec eux. Le pilote est à deux canaux, avec un courant de fonctionnement de canal de 1A.

Enfin, un stabilisateur de tension était simplement nécessaire sur la carte. Initialement, il était prévu d'avoir une alimentation séparée pour la partie informatique et pour les servos, mais nous avons rencontré des problèmes mineurs d'implantation. Il ne reste donc qu'un seul régulateur, le LM2596, qui alimente le RPi, le microcontrôleur, la logique du pilote de moteur et les capteurs.

Un bouton d'alimentation et un buzzer ont également été trouvés sur le tableau. Avec l'aide de ce dernier, le robot se plaint de ses problèmes.

RPiDuino s'insère dans le connecteur GPIO du Raspberry Pi, comme tous les modules similaires. La communication entre atmega328 et RPi s'effectue via UART.

Les jambes GPIO restantes sont acheminées, vous pouvez donc les utiliser comme vous le souhaitez.

Tableau des fonctionnalités clés de RPiDuino

Nutrition
Tension d'alimentation	7,5-24 V (sans pilote de moteur) 7,5-10,5 V (avec pilote de moteur)
Courant d'entrée	De 0,5 à 4A, selon la charge, la tension d'alimentation, le driver du moteur
Stabilisateur de tension
Tension de sortie	5V
Courant de sortie : fonctionnement/maximum/crête	1,5A/2A/3A
Ondulation de la tension de sortie	1%
Connecteur d'alimentation	5,5x2,1 mm et bornier
Pilote de moteur
Tension d'alimentation	2,7-10,5V
Courant par canal de fonctionnement/crête	1A/2A
Fréquence PWM	50 kHz
Dimensions
Dimensions	85x56x22mm 85x56x33mm (avec connecteur pour RaspberryPi)
Poids	49g

Robot télécommandé basé sur RPi+RPiDuino

Une bonne démonstration des capacités du RPi est un robot télécommandé. Il peut montrer le travail coordonné de RPi et Arduino, où l'ancienne plate-forme gère le traitement du signal vidéo et l'interface utilisateur, et la seconde effectue ses tâches robotiques de routine.

Le robot dispose désormais d'une webcam prenant en charge matériellement la compression mjpg, connectée à un Raspberry via USB. Le robot se connecte au WiFi via un routeur USB TL-WN722N. Les moteurs sont renforcés, avec un ratio de 1:120. Les roues sont grandes avec du caoutchouc souple pour s'accrocher au linoléum de notre hackspace. Les encodeurs sur les moteurs aident à niveler les variations de poussée du moteur. Tout cela est alimenté par deux accus LiIon 18650.

Comment ça marche

Le RPiDuino exécute un programme qui écoute les commandes de mouvement de l'UART et renvoie de la télémétrie. Dans mes projets, j'utilise la bibliothèque SerialFlow, écrite pour mon premier quadricoptère. Le code du programme pour RPiDuino peut également être trouvé sur github.

Du côté du Raspberry Pi, tout est un peu plus compliqué. Tout d’abord, le robot est contrôlé via une interface web, nous avons donc dû mettre en place un petit serveur web en Python. L'écran de contrôle comporte des flèches pour définir la direction du mouvement, un contrôleur de vitesse, une télémétrie et une fenêtre pour afficher le flux de la webcam. Pour diffuser de la vidéo, j'utilise traditionnellement mjpg-streamer.

Si vous souhaitez répéter quelque chose de similaire sur votre robot, l'algorithme d'installation sera le suivant.
1) Installez mjpg-streamer et configurez la transmission du flux vidéo en http.
2) Installez le package pyserial.
3) Téléchargez et décompressez l'archive avec la partie serveur du programme de contrôle.
4) Téléchargez l'esquisse de contrôle sur le RPIDuino.
5) Configurez le wifi sur RPi.
6) Configurez l’exécution automatique du programme de contrôle sur le RPi.

RPiDuino et ROS

Une autre raison pour laquelle nous avions besoin de ce module d'extension est de montrer à nos étudiants le concept correct des robots. Maintenant, cela ressemble à ceci : « Écoutez, les gars, le robot a un ordinateur principal qui gère des calculs complexes. Il peut reconnaître des images, créer une carte en utilisant le lidar et le SLAM. Tout cela lui demande beaucoup de ressources, il ne peut donc plus contrôler avec sensibilité les roues d'un robot au sol, et Dieu nous en préserve, stabiliser le quadricoptère en vol. Pour ces opérations au niveau de la moelle épinière, il existe un autre ordinateur spécialisé dans des tâches simples et spécifiques et qui ne se laisse distraire par rien d'autre. Ces deux ordinateurs sont connectés par un bus de données, via lequel ils communiquent entre eux et avec d’autres modules.

C’est là qu’intervient le concept de ROS. Dans ce cas, le cœur du système s’exécute sur le RPi et le RPiDuino est le nœud ROS. D'ailleurs, nous avons déjà réalisé un petit package pour contrôler RPIDuino via ROS. Nous publierons bientôt un article séparé sur ce sujet.

La version bêta du module a bien fonctionné. Désormais, un petit nombre de planches peuvent être obtenues auprès de notre

Le Raspberry Pi est un ordinateur monocarte de la taille d'une carte bancaire, conçu à l'origine comme un système peu coûteux pour l'enseignement de l'informatique. Développé par la Fondation Raspberry Pi. Plus de 15 millions d'appareils Raspberry Pi ont été vendus en seulement cinq ans

Framboise Pi, 2006

L'histoire de l'apparition des appareils Raspberry Pi commence en 2006, lorsqu'un prototype à 25 $ est apparu. La carte dispose d'un microcontrôleur Atmel ATmega644 avec une fréquence de 22,1 MHz et de 512 Ko de mémoire SRAM. 19 des 32 broches sont utilisées pour l'accès à la mémoire. La carte peut afficher des images d’une résolution de 320 × 240.

Raspberry Pi 1 modèle B, 2012

La prochaine génération arrive bientôt, de la taille d’une carte de crédit et au prix de 35 $. Caractéristiques déclarées :

Broadcom BCM2835 700 MHz ARM1176JZFS avec FPU et coprocesseur vidéo Videocore 4
Décodeur H.264 haut de gamme avec des performances de 1 Gpixel/s, 1,5 Gtexel/s ou 24GFLOPS avec filtrage de texture et infrastructure DMA.
Capacité de mémoire : 256 Mo (plus tard une modification de 512 Mo est apparue)
Réseau : port Ethernet 10/100-BaseT
Prise en charge des ports
Ports 2.0 en quantité de 2 pièces
Port vidéo RCA
Emplacement pour carte SD
Alimentation via le port microUSB
Sortie audio : prise de sortie audio 3,5 mm
Taille: 85,6 x 53,98 x 17 mm

Raspberry Pi 1 modèle A, 2013

La prochaine génération ressemblait à une étape vers l’accessibilité et présentait les caractéristiques suivantes :

Processeur Broadcom BCM2835 700 MHz ARM1176JZFS avec FPU et GPU Videocore 4
Prise en charge d'Open GL ES 2.0, accélération matérielle OpenVG et 1080p3D
Le GPU H.264 hautes performances est capable de traiter jusqu'à 1 Gpixel/s, 1,5 Gtexel/s ou 24 GFLOP de flux avec filtrage de texture et infrastructure DMA.
Port HDMI
Un port USB 2.0
Port vidéo RCA
Emplacement pour carte SD
Alimentation via connecteur microUSB
Sortie audio 3,5 mm
Possibilité de connecter une caméra
Taille: 85,6 x 53,98 x 17 mm

Module de calcul Raspberry Pi, 2014

Les dimensions de la carte ont été réduites pour tenir sur une carte de la taille d'un module mémoire. Une solution pour les développeurs de prototypes. La carte possède la même puce Broadcom 2835 basée sur ARM que le Raspberry Pi 1 et 512 Mo de SDRAM, ainsi que 4 Go de mémoire flash eMMC. Le module est une carte à 200 broches basée sur le facteur de forme Jedec SODIMM.

Framboise Pi 1 modèle B+

Mise à niveau de la version Raspberry Pi modèle B : plus de puissance, plus de ports USB, des broches d'entrée/sortie plus polyvalentes pour étendre les capacités de la carte, une disposition plus soignée et un meilleur son.

Puce : Broadcom BCM2835 Architecture SoCCore : ARM11CPU : processeur d'application basse consommation 700 MHz ARM1176JZFS
GPU : processeur vidéo double cœur VideoCore IV®. Fournit Open GL ES 2.0, l’accélération matérielle OpenVG et le décodage H.264 1080p30 hautes performances. Performances jusqu'à 1 Gpixel/s, 1,5 Gtexel/s ou 24 GFLOP avec filtrage de texture et infrastructure DMA.
Mémoire : SDRAM 512 Mo
Système d'exploitation : démarrez à partir d'une carte Micro SD, exécutant le système d'exploitation Linux. Divers systèmes d'exploitation basés sur Linux sont disponibles, notamment NOOBS, Raspbian, Pidora, OpenELEC, RaspBMC. Risc OS est également disponible.
Ethernet : 10/100 BaseT
Sortie vidéo : HDMI (versions 1.3 et 1.4), RCA composite (PAL et NTSC)

Raspberry Pi 1 modèle A+, 2014

Une version miniature du Raspberry Pi 1 modèle A qui consomme moins d'énergie, possède des broches d'entrée/sortie plus flexibles pour l'extension, utilise Micro SD plutôt que SD et offre un meilleur son.

Puce : SoC Broadcom BCM2835
Noyau : architecture ARM11
Processeur : 700 MHz basse consommation ARM1176JZFS
GPU : processeur vidéo double cœur VideoCore IV. Fournit Open GL ES 2.0, l’accélération matérielle OpenVG et le décodage H.264 1080p30 hautes performances. Diffusez jusqu'à 1 Gpixel/s, 1,5 Gtexel/s ou 24 GFLOP avec filtrage de texture et infrastructure DMA.
Mémoire : 256 Mo SDRAM
Dimensions : 65 mm x 56 mm / 2,5 "x 2,25"
Alimentation : connecteur micro USB 5 V, 2 A
Pas d'Ethernet
Sortie audio : jack 3,5 mm, HDMI
USB : 1 connecteur USB 2.0
Sortie vidéo : HDMI et composite
Son : Stéréo/Stéréo (via câble 3,5 mm)
Mémoire : 256 Mo
Système d'exploitation : utilise un emplacement pour carte microSD pour démarrer le système d'exploitation. Divers systèmes d'exploitation basés sur Linux sont disponibles, notamment NOOBS, Raspbian, Pidora, OpenELEC, RaspBMC. RiscOS est également disponible.

Raspberry Pi 2 modèle B, 2015

Le Raspberry Pi 2 apportait la puissance d'un processeur quad-core et 1 Go de mémoire. Désormais, il est possible d'exécuter Windows 10 IoT Core et Ubuntu.

Processeur Broadcom BCM2836 quadricœur de 900 MHz avec 1 Go de RAM DDR2
Système vidéo 3D VideoCore IV
Interface E/S à usage général: Connecteur 40 broches 2,54 mm : 2x20. 27 broches GPIO, plus lignes électriques +3,3 V, +5 V et GND
Emplacement micro SD
Plusieurs ports : quatre ports USB, HDMI pleine taille, sortie stéréo à quatre pôles et port vidéo composite. Port de caméra CSI et port d'affichage DSI
Ethernet 10/100 BaseT
Alimentation Micro-USB 5V, 2A
Dimensions : 85 x 56 x 17 mm

Raspberry Pi Zéro, 2015

Malgré le prix de 5 $, le Pi Zero est capable de faire plus que le Pi Model B, vendu 35 $ en 2012.

La carte possède le même processeur ARM monocœur que le premier modèle B, mais elle est légèrement plus rapide. La mémoire système reste inchangée.

Système BCM 2835 sur puce 1 GHz
512 Mo de RAM
microSD
mini-HDMI
Deux ports micro USB : un pour l'alimentation et un pour les données
Interface E/S à usage général: Connecteur 40 broches 2,54 mm : 2x20. 27 broches GPIO, plus lignes électriques +3,3 V, +5 V et GND
Compatible avec les modules complémentaires HAT existants
Dimensions : 65 mm x 30 mm x 5 mm

Raspberry Pi 3 modèle B, 2016

Raspberry Pi 3 prend en charge le . Il s'agit du premier Pi basé sur un chipset 64 bits et incluant la connectivité Bluetooth. Le chipset le plus récent et le plus rapide est 50 % meilleur que le Raspberry Pi 2, et environ dix fois meilleur que le Raspberry Pi monocœur d'origine dans un processeur multithread (par exemple, dans SysBench)

Jeu de puces : Broadcom BCM2837
Processeur : ARM-cortex A53 quadricœur 64 bits 1,2 GHz
Ethernet : 10/100 (débit maximum 100 Mbps)
USB : quatre USB 2.0 avec transfert de données à 480 Mbps
Stockage : carte MicroSD ou via clé USB
Sans fil : LAN sans fil 802.11n (vitesse de transmission/réception maximale 150 Mbps), Bluetooth 4.1
Graphiques : VideoCore IV à 400 MHz
Mémoire : 1 Go de SDRAM LPDDR2-900
Interface E/S à usage général: Connecteur 40 broches 2,54 mm : 2x20. 27 broches GPIO, plus lignes électriques +3,3 V, +5 V et GND
Vidéo : port HDMI pleine taille
Audio : combo audio/vidéo composite 3,5 mm
Interface caméra (CSI)
Interface d'affichage (DSI)

Raspberry Pi 3 modèle B+, 2018

Le nouveau Raspberry Pi 3 modèle B+ est le plus puissant à ce jour, tant en termes de performances du processeur que de vitesse Wi-Fi.

La nouvelle carte est une version plus flexible du Raspberry Pi 3 modèle B, utilisant bon nombre des mêmes spécifications, mais le processeur est overclocké à 1,4 GHz (une augmentation de 16,7 %).

En plus du processeur plus rapide, la nouvelle carte a amélioré la connectivité, ajoutant la prise en charge du Wi-Fi double bande 802.11b/g/n/ac, triplant pratiquement le débit Wi-Fi. La vitesse du port Ethernet a également été augmentée.

Processeur : Broadcom BCM2837B0 Quad-Core A53 (ARMv8) SoC 64 bits à 1,4 GHz
Mémoire : 1 Go de SDRAM LPDDR2
Connectivité : Wi-Fi 2,4 GHz et 5 GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac, Bluetooth 4.2, BLE. Gigabit Ethernet sur USB 2.0 (débit maximum 300 Mbps).
USB : 4x2.0
Interface E/S à usage général: Connecteur 40 broches 2,54 mm : 2x20. 27 broches GPIO, plus lignes électriques +3,3 V, +5 V et GND
Vidéo et audio : 1 x port HDMI pleine taille, port d'affichage MIPI DSI, port caméra MIPI CSI, sortie stéréo 4 pôles et port vidéo composite.
Multimédia : décodage H.264, MPEG-4 (1080p30), encodage H.264 (1080p30) ; Graphiques OpenGL ES 1.1, 2.0
Prise en charge de la carte SD : format microSD pour le système d'exploitation et le stockage des données
Alimentation d'entrée : 5 V/2,5 A DC via connecteur microUSB, via GPIO ou Power over Ethernet (PoE).
Température de fonctionnement 0 - 50°C

Tableau récapitulatif :

Version	Date de sortie	Processeur	Fréquence	Noyaux	BÉLIER	GPIO	USB	Ethernet	Wi-Fi	Bluetooth	Prix
UN	Février 2013	ARM1176JZ-F	700 MHz	1	256 Mo	26 broches	1 port				$20
A+	novembre 2014	ARM1176JZ-F	700 MHz	1	256 Mo	40 épingles	1 port				$25
B	avril 2012	ARM1176JZ-F	700 MHz	1	512 Mo	26 broches	2 ports	Il y a			$35
B+	juin 2014	ARM1176JZ-F	700 MHz	1	512 Mo	40 épingles	4 ports	Il y a			$25
2B	Février 2015	BRAS Cortex-A7	900 MHz	4	1 Go	40 épingles	4 ports	Il y a			$35
Zéro	novembre 2015	ARM1176JZ-F	1 GHz	1	512 Mo	40 épingles	1 port				$5
3B	Février 2016	ARM Cortex-A53 x64	1,2 GHz	4	1 Go	40 épingles	4 ports	Il y a	802.11n	4.1	$35
Zéro W	Février 2017	ARM1176JZ-F	1 GHz	1	512 Mo	40 épingles	1 port		802.11n	4.0	$10
3B+	Mars 2018	ARM Cortex-A53 x64	1,4 GHz	4	1 Go	40 épingles	4 ports	Gigabits	802.11.b/g/n/ac	4.2	$35

Systèmes d'exploitation officiellement pris en charge :

Raspbian est recommandé à tous ceux qui débutent avec Raspberry Pi
Pidora - Fedora pour Raspberry Pi
Lecteur multimédia OpenELEC Kodi avec source ouverte Basé sur Linux
OSMC (Open Source Media Center project - anciennement connu sous le nom de Raspbmc) lecteur multimédia open source basé sur Kodi Media Center et Debian GNU/Linux
RISC OS - OS « natif » pour les processeurs RISC (qui incluent les processeurs ARM)
Prise en charge de Windows 10 pour Raspberry Pi 2B

L'outil NOOBS est utilisé pour installer le système d'exploitation. Vous pouvez également télécharger l'image du système d'exploitation et la déployer sur une carte SD.

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Quand la puissance de l'Arduino ne suffit pas, l'artillerie lourde sous forme de micro-ordinateurs vient en aide au constructeur Framboise Pi. Le plus souvent, les « tartes aux framboises » ou « framboises », comme on les appelle également, sont utilisées dans des tâches de traitement d'informations vidéo, audio et de communications complexes. Dans cet article, nous allons nous familiariser avec Raspberry, découvrir ce qu'est un micro-ordinateur, quels modèles sont pertinents aujourd'hui et comment vous pouvez utiliser cet appareil dans vos projets.

En utilisant Raspberry Pi, vous pouvez créer un robot intelligent qui reconnaît son propriétaire ou un serveur domestique intelligent transmettant via WiFi ou Ethernet. Vous pouvez connecter des capteurs, des moteurs, des relais et bien plus encore au micro-ordinateur. Ainsi, les domaines d'application du Raspberry et de l'Arduino dans les projets DIY se chevauchent considérablement.

Que sont les micro-ordinateurs monocarte ?

Un micro-ordinateur est un appareil qui possède l'architecture d'un ordinateur à part entière, mais qui en diffère par sa taille. Aujourd'hui, il existe des centaines (!) de modèles différents sur le marché (y compris des clones de Raspberry) provenant de dizaines de fabricants, ce qui rend le marché des cartes uniques très différent du marché des ordinateurs conventionnels, dans lequel toutes les parts de marché sont depuis longtemps réparties. parmi les dirigeants.

Les micro-ordinateurs sont le plus souvent créés pour des tâches spécifiques ; ils ne peuvent pas rivaliser avec les ordinateurs conventionnels, leur étant inférieurs en termes de puissance et de commodité. Mais ils sont moins chers, plus simples, plus compacts et consomment moins d’énergie. Cela fait du micro-ordinateur un élément important des systèmes automatisés mobiles.

Le Raspberry Pi est aujourd’hui le membre le plus célèbre de la famille des micro-ordinateurs monocarte. Il s'agit d'une carte d'entrée de gamme assez bon marché et abordable qui peut être achetée dans de nombreux magasins en ligne. Les fabricants asiatiques ont créé un grand nombre de clones (Orange Pi, Banana Pi et autres) pouvant être utilisés dans leurs projets. Et un autre avantage très important de « Raspberry » est l’immense communauté de développeurs impliqués dans le développement de l’architecture et des logiciels. De nombreux livres, didacticiels, systèmes d'exploitation et outils pratiques ont été publiés pour permettre aux débutants de démarrer beaucoup plus facilement avec le système. Par conséquent, il est recommandé de commencer à travailler avec ce microcontrôleur pour ceux qui sont déjà devenus « petits » avec Arduino.

Qu’est-ce que le Raspberry Pi ?

Le Raspberry Pi est un ordinateur peu coûteux de la taille d'une carte de crédit qui se connecte à un moniteur de PC ou à un téléviseur et utilise un clavier et une souris standard. Extérieurement, l'ordinateur est une petite carte de circuit imprimé à quatre couches avec des connecteurs USB, HDMI et autres, un emplacement Micro SD et une barrette de broches GPIO. Le boîtier, la carte mémoire, le clavier, la souris, le moniteur et l'alimentation doivent être achetés en plus.

Avec l'aide de « framboise », vous pouvez apprendre à programmer en Scratch et Python. Initialement, le micro-ordinateur a été développé pour être utilisé dans l'enseignement dans les écoles et les universités. Il existe donc de nombreux logiciels et même un système d'exploitation spécial pour les enfants.

Une caractéristique clé de Raspberry est la possibilité d'y connecter des périphériques externes et de les contrôler à l'aide de divers progiciels (le plus populaire est Python). Toutes sortes de capteurs, LED, moteurs, relais et autres composants électroniques peuvent être connectés via des broches GPIO de la même manière qu'avec Arduino. Par conséquent, nous pouvons étendre considérablement les fonctionnalités d'un micro-ordinateur en créant des postes de travail à partir de celui-ci pour chaque projet spécifique.

L'histoire de la Framboise

Le développeur de l'appareil est la société britannique Raspberry Pi Foundation. Le premier échantillon a été présenté par David Braben en mai 2011. Le début de la production du premier lot du modèle B remonte à janvier 2012. Depuis lors, l'ordinateur a été mis à niveau chaque année et des ordinateurs plus avancés ont été mis en vente.

Historique des versions du modèle :

29 février 2012 – début des ventes du modèle B.
14 décembre 2012 – début de la production du modèle Raspberry Pi « A ».
14 juillet 2014 – sortie de la troisième version du Raspberry Pi « B+ ».
2 février 2015 – Sortie du Raspberry Pi « 2B ».
26 novembre 2015 - sortie d'un nouveau micro-ordinateur Raspberry Pi Zero équipé d'un connecteur GPIO non monté.
29 février 2016 – sortie du modèle Raspberry Pi 3, doté d'un processeur 64 bits, du WI-FI et du Bluetooth.
28 février 2017 – une version améliorée du Raspberry Pi Zero W avec WI-FI et Bluetooth.

Brochage de la carte Raspberry Pi modèle A+

Le modèle A+ est une version économique de la carte Raspberry Pi. L'appareil est sorti en 2014 pour remplacer le modèle A d'origine. La carte est illustrée dans la figure ci-dessous.

Contrairement au modèle précédent, A+ présente les caractéristiques suivantes :

Un grand nombre de sorties GPIO - il y en a maintenant 40.
Connecteur micro SD.
Consommation d'énergie réduite : les régulateurs de tension linéaires ont été remplacés par des régulateurs à découpage, économisant ainsi de l'énergie.
Système audio amélioré : la carte dispose d'une alimentation séparée avec un niveau de bruit réduit.
Facteur de forme réduit - sortie audio composite, sortie audio 3,5 mm intégrée, trous de montage, connecteur USB situé sur le bord de la carte.

Le brochage est indiqué sur la figure

1, 17 contacts – alimentation 3,3 V.

2, 4 broches – tension d'alimentation 5 V. Connecté directement à la tension d'entrée de la carte.

3 – Sortie SDA (une des broches I2C de la carte).

5 – SCl (également l'une des sorties I2C de la carte).

6, 9, 14, 20, 25,30, 34, 39 – Terre. Tous les contacts de terre sont connectés, vous pouvez utiliser n'importe quelle sortie la plus proche des éléments restants.

8 – TXD, une des 2 sorties UART, responsable du transfert de données. Les broches UART sont généralement utilisées pour interconnecter Arduino et Raspberry Pi. Il est important de connecter correctement les cartes puisque le Pi est alimenté en 3,3V et l'Arduino en 5V.

10 – RXD, sortie pour UART, responsable de la réception des données.

11, 13, 15, 16, 18, 22, 29, 3, 32, 33, 36, 37 – contacts réservés.

12 – Broche PCM_C, utilisée conjointement avec une méthode PWM spéciale. Fournit un accès direct à la mémoire.

19, 38 – Contacts MOSI.

21, 35 – Contacts MISO.

23, 40 – contacts SCLK.

24, 26 – Sorties CS0 et CS1.

27,28 – ID_SD, réservé à la communication I2C avec mémoire non volatile.

La carte Raspberry Pi modèle A+ est utilisée dans les projets où une faible consommation d'énergie est importante et où une interface Ethernet n'est pas requise.

Carte Raspberry Pi 3 modèle B

Le Raspberry Pi modèle B est la carte la plus courante. Par rapport à son prédécesseur, le Pi 2 modèle B est doté d'un processeur ARM Cortex-A53 64 bits et d'une connexion Wi-Fi et Bluetooth intégrées. La carte dispose de 1 Go de RAM, qui est partagée avec le système graphique. Il existe de nombreuses façons d'utiliser le tableau : elles peuvent être utilisées pour créer des consoles de jeux, des systèmes de sécurité, des tablettes et d'autres appareils électroniques.

Il y a une prise jack 3,5 mm pour connecter des écouteurs et des haut-parleurs. Il existe également 4 sorties USB auxquelles vous pouvez connecter des périphériques. La connexion des différents modules s'effectue via des emplacements 15 broches :

DSI – destiné à connecter un écran ;
CSI-2 – connexion d'une caméra via l'interface MIPI.

Les sorties suivantes sont utilisées pour les interfaces de bas niveau :

Usage général – 40 ports d’E/S ;
UART ;
Entrées d'alimentation et de masse.

Les interfaces Ethernet, Wi-Fi 802.11n et Bluetooth 4.1 sont utilisées pour la communication. La carte utilise une carte microSD sur laquelle le système d'exploitation est installé comme disque dur. Il est préférable d'utiliser une carte mémoire d'une capacité de 8 Go. Le Raspberry Pi modèle B utilise le système d'exploitation Linux.

L'appareil est alimenté par un adaptateur 5 V via un connecteur USB ou des sorties d'alimentation. Il n'y a pas d'interrupteur d'alimentation dédié sur le Raspberry Pi ; il vous suffit de brancher le câble d'alimentation pour allumer l'appareil.

Carte Raspberry Pi modèle Zero

La série de planches modèle Zero se distingue de ses prédécesseurs par sa taille plus petite. Il existe 2 types de cartes de ce type - le modèle Zero et la nouvelle version Zero W. La seconde ne diffère que par la présence du Wi-Fi et du Bluetooth à bord.

Spécifications du Raspberry Zero :

512 Mo de RAM ;
Processeur monocœur ARMv6Z ARM1176JZF-S avec une fréquence d'horloge de 1 GHz ;
Port mini-HDMI ;
2 ports micro USB, dont un pour la connexion à un ordinateur ;
Wi-Fi 802.11n ;
Bluetooth4.1

L'emplacement des sorties et le brochage sont indiqués sur la figure. La carte comprend 40 ports d'E/S à usage général, des sorties d'alimentation UART, I2C, SPI, 3,3 V et 5 V et une masse. Il est important de noter que le connecteur n’est pas soudé et nécessite une installation DIY.

Le nouveau modèle Zero W utilise microSD, contrairement à l'ancien modèle, qui utilise miniSD pour fonctionner. Une carte flash est utilisée comme support de stockage ; son volume doit être d'au moins 2 Go. La carte est alimentée à l'aide d'un adaptateur 5 volts via des broches d'alimentation ou une entrée micro-USB.

Parmi les inconvénients, on peut noter la faible vitesse d'exécution par rapport au Raspberry Pi 3 modèle B. Mais par rapport au B, Zero est plus petit en taille, ce qui lui permet d'être utilisé dans des développements miniatures. Le modèle Raspberry Pi Zero est utilisé dans les mêmes domaines que les autres ordinateurs de cette famille. La carte peut être équipée de périphériques, d'une alimentation et d'un écran. Avec l'aide de ces micro-ordinateurs, des systèmes de vidéosurveillance, des systèmes de jeux et des appareils électroménagers sont créés. La présence du Wi-Fi et du Bluetooth vous permet d'élargir la gamme d'applications. Parallèlement à la sortie du modèle Raspberry Pi Zero W, la société a lancé une gamme de boîtiers d'ordinateur. Les boîtiers sont équipés d'un trou pour le connecteur GPIO et l'installation de la caméra.

Comparaison des modèles Raspberry Pi

BÉLIER

Les cartes modèle A et modèle A+ ont la plus petite quantité de mémoire : seulement 256 Mo. Le modèle B, jusqu'en octobre 2012, avait également une capacité de 256 Mo, après quoi le volume a été augmenté à 512 Mo, comme le modèle B+. La carte Raspberry Pi 3 possède la plus grande taille de mémoire, 1 Go.

Ports USB

Les cartes Model A et Model A+ sont équipées d'un port USB 2.0, dans la version Model B, le nombre de ports est porté à deux et dans les Model B+ et Pi 3 à quatre. Les changements les plus notables apportés au Raspberry Pi Zero sont qu’il dispose désormais d’un connecteur Micro USB OTG.

Sorties audio

Le modèle Raspberry Pi Zero diffère également par ce paramètre - cette carte dispose d'une prise jack 3,5 mm, HDMI est remplacé par l'audio HD multicanal via HDMI.

Format de la carte mémoire

Les modèles A et B utilisaient des cartes mémoire SD/MMC/SDIO. Tous les modèles suivants utilisent une carte MicroSD.

Nombre de ports

Les modèles A et B sont équipés d'un connecteur GPIO à 26 broches, dans les modèles suivants, ce nombre est porté à 40.

Consommation d'énergie

L'appareil le plus économe en énergie est le Raspberry Pi Zero : il n'utilise que 160 mA. La consommation d'énergie la plus élevée concerne la carte Raspberry Pi 3 (800 mA-2,5 mA, 4 W). Le premier modèle A consomme 300 mA (1,5 W), les modèles B, A+, B+ nécessitent environ 600-700 mA.

Dimensions

Le plus petit appareil est le Raspberry Pi Zero, ses dimensions sont 65,0 x 30,0 mm x 5 mm. Le modèle A+ est légèrement plus grand, avec des dimensions de 65,0 x 56,0 mm x 12 mm. Les planches restantes ont à peu près la même taille : 85,0 x 56,0 mm x 17 mm.

Où acheter du Raspberry Pi

En raison de l'énorme popularité des micro-ordinateurs Raspberry Pi, ils peuvent être achetés partout dans le monde, dans n'importe quel magasin. Mais seules 2 sociétés européennes sont considérées comme des vendeurs officiels : RS Components et Element 14. Les deux sociétés fournissent des mini-ordinateurs dans des emballages différents, mais les produits des deux fournisseurs sont fabriqués en Angleterre.

Au fil du temps, des analogues chinois sont apparus et peuvent être achetés sur AliExpress. La question se pose immédiatement de l’authenticité de ces gadgets. Une analyse des versions chinoise et anglaise peut être effectuée en comparant leurs caractéristiques de performances, les performances du processeur et la mémoire.

Le processeur de la version anglaise originale fonctionne un peu plus vite que son homologue chinois, il en va de même pour la RAM. Les différences de fonctionnement sont minimes, d'où l'on peut conclure que la version chinoise du Raspberry Pi n'est pas pire dans ses paramètres de fonctionnement.

Exemples de projets avec Raspberry Pi

Contrôler une station météo portable. En utilisant Raspberry Pi, vous pouvez mettre en œuvre un appareil qui enregistrera toutes les données météorologiques : vitesse du vent, température, précipitations. Vous pouvez programmer votre appareil pour mettre automatiquement à jour un site Web avec les conditions météorologiques.

Cadre photo numérique. Avec Raspberry P, vous pouvez créer votre propre cadre photo et économiser environ la moitié du coût. Un cadre photo est un panneau multimédia contrôlé par un Raspberry P. Le cadre peut être mis à niveau : il affichera non seulement des photographies, mais également la date et l'heure, lira des enregistrements audio et affichera les prévisions météorologiques.

Système domotique. Si vous combinez Raspberry Pi avec Arduino et Node.js, vous pouvez créer un moyen efficace de contrôler tous les appareils électroniques de votre maison. Il existe de nombreuses options de fonctionnement : allumer et éteindre automatiquement la lumière à l'aide d'un capteur de lumière, allumer/éteindre le téléviseur, réguler la température dans la maison.

Grâce à la carte Raspberry Pi, vous pouvez mettre en œuvre une variété de projets - des instruments de musique aux appareils photo et tablettes. De plus, l'utilisation de cette carte peut réduire considérablement le coût d'un appareil fait maison.

Raspberry Pi est en soi une chose intéressante et multifonctionnelle, sur la base de laquelle de nombreux projets peuvent être mis en œuvre.

Mais il existe des cartes d'extension qui rendent le Raspberry Pi encore plus fonctionnel et élargissent ses domaines d'application.

Je publie aujourd'hui une brève revue et une sélection de cartes d'extension pour le Raspberry Pi sur le blog.

Sense HAT est la carte d'extension officielle de la Raspberry Pi Foundation.

Il a été créé pour la formation au travail avec GPIO et comprend :

Écran matriciel 8x8 composé de LED RVB
joystick à cinq directions
capteur d'humidité relative
capteur de température
baromètre
magnétomètre
accéléromètre
gyroscope

Sense HAT convient aux personnes de tout niveau de compétence. Les développeurs ont publié une bibliothèque Python spéciale, qui décrit les fonctions permettant de travailler avec tous les capteurs de cette carte d'extension, et il existe de nombreux tutoriels sur Internet sur l'utilisation pratique de cette carte dans les projets de bricolage.

Le projet de bricolage le plus évident utilisant Sense HAT est la création d’une station météo. Nous recevons les données d'un baromètre, de capteurs d'humidité et de température, et utilisons un affichage matriciel pour afficher des informations basées sur les données reçues.

Vous pouvez maîtriser le travail avec GPIO d'autres manières. Par exemple, en achetant les capteurs nécessaires séparément, en trouvant des didacticiels de programmation Python en ligne pour les débutants et en menant vos propres expériences. Mais utiliser Sense HAT est la méthode la plus adaptée aux débutants pour acquérir de telles connaissances et est donc parfaite pour les écoliers ou simplement les personnes non techniques (mais intéressées et désireuses d'apprendre quelque chose de nouveau).

Application pratique : formation au travail avec GPIO et Python, création de votre propre station météo et autres projets de bricolage.

SupTronics X800

SupTronics X800 est un module permettant de connecter des disques durs 2,5″ au Raspberry Pi.

Tout est simple - la carte dispose d'une interface SATA et de trous pour fixer solidement le disque dur avec des vis. Le « framboise » est fixé sur le dessus de la carte et l'appairage avec la carte elle-même s'effectue en installant un adaptateur compact du port USB du module au port USB du « framboise ».

Les disques durs peuvent être connectés à n'importe quelle capacité. La description du module lui-même indique que les disques jusqu'à 1 To sont pris en charge, mais le contrôleur GL830 utilisé dans le module ne contient aucune restriction sur la capacité du lecteur utilisé, et les personnes qui ont déjà acheté le SupTronics X800 confirment qu'il fonctionne avec des disques. de 2 à 4 To.

En prime, ce même module permet de pallier l'un des principaux inconvénients du Raspberry Pi : les interfaces qui dépassent des deux côtés. D'accord, ce n'est pas pratique lorsqu'une extrémité du "framboise" a des ports USB et Ethernet, et sur le côté il y a des ports HDMI et microUSB pour l'alimentation. Le résultat est un hérisson de fils en désordre. SupTronics X800 duplique les ports HDMI et microUSB de telle manière qu'ils sont situés à la même extrémité où se trouvent les ports Ethernet et USB.

Une bonne chose pour les perfectionnistes qui recherchent la simplicité et l’exhaustivité.

Application pratique: création d'un serveur domestique ou d'un décodeur multimédia (TV-box) basé sur Raspberry Pi.

SupTronics X400

Ce n'est un secret pour personne que le Raspberry Pi est plutôt mauvais en termes de sortie audio.

Lors de la sortie audio vers une prise analogique 3,5 mm, du bruit et des bavardages apparaissent souvent, en particulier à des volumes élevés. Si le son provient via HDMI, il n'y a aucune interférence. Mais dans tous les cas, la carte son installée dans le Raspberry appartient au segment d'entrée de gamme et n'est pas capable de satisfaire les connaisseurs de son de haute qualité.

Pour les besoins de la plupart des utilisateurs, une telle carte son suffit. Mais si vous souhaitez utiliser Raspberry Pi pour créer un centre multimédia avancé ou un système de haut-parleurs de voiture, vous ne pouvez pas vous passer du module SupTronics X400.

SupTronics X400 est une carte son de haute qualité qui se connecte à l'interface GPIO du Raspberry.

Installé dessus :

DAC Burr-Brown 32 bits/384 kHz (TI PCM5122)
Amplificateur de classe D (TI TPA3118D2)
Amplificateur pour casque, séparé (TI TPA6133A)
Récepteur IR
Bouton de contrôle du volume
2 sorties RCA pour haut-parleurs et prise casque 3,5 mm
Prise de courant avec son propre circuit de stabilisation

La puissance de sortie est de 2 × 20 W, le rapport signal/bruit est de 112 dB, le niveau de distorsion est de 0,0019 %. Une solution plutôt audiophile pour pas très cher.

Application pratique : créer un centre multimédia Hi-Fi ou un ordinateur de voiture avec un système de haut-parleurs intégré basé sur Raspberry Pi.

SupTronics X6000

SupTronics X6000 est une autre carte son de SupTronics, spécialisée dans la création de modules de haute qualité pour le Raspberry Pi.

Contrairement à son petit frère (je parle du X400), le SupTronics X6000 dispose déjà de 4 sorties audio analogiques 3,5 mm pour connecter des haut-parleurs 7.1 canaux, d'une sortie numérique S/PDIF et d'une prise en charge de la sortie audio via l'interface HDMI.

Le récepteur IR et le bouton de contrôle du volume sont manquants. Sa propre entrée pour l’alimentation avec un circuit de stabilisation demeure.

Mais il y a déjà 4 DAC ESS Tech Sabre ES9023 installés ici.

À mon avis, le X6000 vaut la peine d'être acheté pour les connaisseurs plus avancés du son approprié qui comprennent ce qu'ils feront avec ce module. Pour les besoins de l'utilisateur domestique moyen avec des exigences légèrement supérieures à la moyenne, le modèle X400 sera suffisant.

Application pratique : créer un centre multimédia Hi-Fi, un système multiroom ou un système de haut-parleurs de voiture basé sur Raspberry Pi.

Module batterie + hub USB

Un autre module simple et utile.

La carte dispose d'une batterie de 3 800 mAh, d'un chargeur et d'un hub USB pour 5 ports supplémentaires (quatre USB 2.0 classiques et un autre microUSB OTG).

L'alimentation est fournie au port pour charger la batterie, et la « framboise » elle-même est alimentée par cette batterie. Compte tenu de la faible consommation électrique du Raspberry Pi, la capacité de la batterie durera longtemps lorsque l'alimentation secteur est coupée.

Application pratique: création d'un ordinateur portable basé sur Raspberry Pi, autres projets DIY, utilisation comme UPS.

Module GPS

Module GPS compatible avec toute la gamme de micro-ordinateurs Raspberry Pi, y compris .

Il a une faible consommation d'énergie et une prise standard pour une antenne externe. Si nécessaire, l'antenne incluse peut être facilement remplacée par toute autre antenne de puissance et de longueur appropriées.

Application pratique : création d'un ordinateur de voiture basé sur Raspberry Pi, autres projets DIY.

Module pour connecter un moniteur VGA

Et un module fonctionnel supplémentaire qui ajoute simplement un port VGA au Raspberry Pi.

VGA est une norme obsolète. Aujourd'hui, vous pouvez acheter un moniteur avec une sortie VGA pour 500 roubles symboliques, ou même le récupérer à vos frais. Mais lorsqu’il est connecté à un Raspberry Pi, un tel moniteur peut encore fonctionner utilement pendant longtemps.

Le seul problème est que le Raspberry ne dispose pas de connecteur VGA. Et ce problème est résolu en achetant un module supplémentaire.

Application pratique : connecter un moniteur VGA au Raspberry Pi

Écran E-Ink pour Raspberry Pi

Tout le monde sait que vous pouvez connecter des écrans au Raspberry Pi. J'ai même publié peu de temps après l'achat de la framboise.

Mais dans ce cas, nous ne parlons pas d’un affichage ordinaire, mais d’un affichage réalisé à l’aide de la technologie de l’encre électronique.

L'écran E-Ink a une consommation d'énergie ultra faible. Il présente un contraste élevé, ne se décolore pas au soleil et ne nécessite pas de rétroéclairage LED. Se connecte via GPIO et est compatible avec n’importe quelle « framboise ».

Les capacités d'un écran E-Ink ne sont limitées que par l'imagination de son propriétaire. Par exemple, j'ai lu un article sur la façon dont, dans un magasin, les propriétaires ont complètement remplacé les étiquettes de prix en papier par des étiquettes électroniques fabriquées sur la base d'un tel affichage et.

Application pratique : divers projets de bricolage.

C’est ainsi que s’est déroulée la sélection.

Permettez-moi de vous rappeler que vous pouvez lire un article d'introduction sur l'existence de Raspberry Pi et Arduino, et qu'une revue de Raspberry Pi et une description des premières étapes de lancement et de configuration pour les débutants ont été publiées.

Il y a quelque temps, j'ai mis la main sur une carte Raspberry Pi3. Ses capacités sont vraiment impressionnantes : un processeur quad-core rapide, des codecs matériels/décodeurs audio/vidéo/jpeg intégrés, un réseau Ethernet/WIFI, USB2, HDMI... Juste un vrai ordinateur. C'est très cool qu'il y ait un connecteur GPIO, qui permet à différents artisans de connecter quelque chose de non standard et de spécial. Il existe un grand nombre de cartes d'extension différentes qui sont installées sur ce connecteur : afficheurs, écrans LED, adaptateurs pour moteurs, cartes ADC...

Je voudrais parler un peu de la carte FPGA Mars Rover2RPI, qui, comme d'autres cartes d'extension, se connecte au connecteur Raspberry GPIO et ajoute des propriétés complètement nouvelles à notre micro-ordinateur.

Les frais sont assez simples. Installé dessus :

FPGA Cyclone IV EP4CE6E22C8
- éléments logiques 6272 ;
- mémoire intégrée 270 Ko ;
- Multiplicateurs 15 (18x18);
- PLL 2 ;
Quatre LED ;
Trois boutons ;
Oscillateur à cristal 100 MHz ;
Possibilité d'installer une puce EPCS4 (au cas où la carte serait utilisée de manière autonome) ;
Connecteur JTAG (pour le cas où la carte sera utilisée de manière autonome) ;
Deux connecteurs 40 broches chacun avec 28 GPIO utilisateur - Connecteurs compatibles Raspberry ;
Un connecteur 40 broches pour la connexion à Raspbery, sur lequel vous pourrez utiliser 24 ou 20 GPIO (selon que la puce EPCS4 est installée ou non).

La carte Mars Rover2RPI n'est pas installée au-dessus de la carte Raspberry Pi, mais sur le côté, via un adaptateur spécial. Cela a été fait intentionnellement. Le Raspberry Pi3 devient déjà assez chaud lors du chargement de 4 cœurs ; recouvrir la carte par le haut ne semble pas très humain du point de vue du refroidissement.

Voici comment connecter une carte Raspberry Pi2/Pi3 :

Et voici Pi-zéro :

Il est possible (mais pas certain) que la même carte d'extension puisse être utilisée avec OrangePi.

La toute première application qui vient à l'esprit de cette carte est de doubler le nombre de signaux GPIO : il y avait un connecteur, mais maintenant il y en a deux. Il vous suffit de créer et de charger le projet souhaité dans le FPGA, et vous devrez gérer les entrées et sorties d'une manière particulière, il existe de nombreuses options : port série, SPI, GPIO, vous pouvez utiliser DMA...

Vous pouvez charger la carte FPGA Mars Rover2RPI directement depuis Raspberry via les signaux JTAG, qui, bien sûr, sont affichés dans GPIO

cochez → GPIO7
tms → GPIO0
tdi → GPIO11
tfaire ← GPIO1

Il existe un projet open source appelé OpenOCD, un débogueur et un débogueur qui vous permet d'utiliser Raspberry comme programmeur JTAG. OpenOCD est un serveur, vous pouvez le démarrer, puis vous y connecter même à distance par telnet et en exécutant la commande « svf » vous pouvez charger l'image du projet compilé dans le FPGA. .

Voici une démonstration vidéo :

Le tout premier projet de « test » pour la carte Mars Rover2RPI est déjà prêt, même s'il n'est pas encore très impressionnant dans ses fonctionnalités. Le premier projet pour un FPGA est généralement toujours une « LED clignotante », une sorte de « bonjour tout le monde ! le monde des microcontrôleurs et des FPGA.
Ses sources peuvent être trouvées sur github : github.com/marsohod4you/m2rpi_first

Mais même ici, même dans ce cas simple, il existe déjà une interaction entre le FPGA et le micro-ordinateur. Depuis Raspberry, vous pouvez envoyer des octets via le port série au FPGA qui modifient la vitesse de clignotement de la LED. De plus, le premier « projet de test » du FPGA prend un octet du port série, le modifie (en ajoutant un) et le renvoie. Bien sûr, c'est assez primitif, mais déjà l'interaction de deux systèmes FPGA et d'un processeur.

Démonstration vidéo :

C'est ma première expérience d'accès aux FPGA depuis Raspberry. Je pense qu'il serait intéressant d'essayer de réaliser des projets vraiment complexes, comme capturer des images d'une caméra vidéo dans Burstberry et les transférer via DMA vers le FPGA pour traitement. Je pense qu'il peut y avoir de nombreux projets intéressants avec cette carte d'extension.