Raspberry Pi, którą nazywamy Raspberry Pi lub Pye, to rodzina miniaturowych płyt z wlutowanymi do nich głównymi elementami komputera osobistego (PC). Opracowane w Wielkiej Brytanii przez fundację charytatywną i początkowo mające na celu popularyzację edukacji młodych ludzi w dziedzinie informatyki, urządzenia te stały się bardziej rozpowszechnione niż oczekiwali ich twórcy.
Wyjątkowość technologii
Do tej pory społeczność fanów „malin” lub „malinowego ciasta” jest najszybciej rosnącym spośród wszystkich podobnych produktów. Programowanie architektury ARM dla szerokiej gamy rozwiązań jednopłytkowych rozwija się w dużej mierze ze względu na dostępność znacznej liczby konfiguracji mikrokomputerów.
Dzięki dużej i rozwiniętej społeczności rośnie liczba sposobów korzystania z urządzeń. Dzięki odpowiedniej wiedzy i rozwiązaniom technicznym możesz nawet zbudować system „inteligentnego domu” na Raspberry Pi. Ponadto urządzenie służy jako:
- Nośnik sieciowy, serwer plików i wydruku.
- Router (z niezbędnym oprogramowaniem i dostępnością modułów rozszerzeń).
- Płytka kontrolera w różnych urządzeniach CNC.
Historia stworzenia i główne cechy
Pierwszy przedstawiciel tej rodziny miniaturowych sterowników pojawił się w 2011 roku. Twórcy mieli nadzieję, że w ten sposób rozwiną u dzieci zainteresowanie budowaniem urządzeń komputerowych, programowaniem określonych zadań (takie pisanie kodu jest również nazywane stosowanym) oraz podstawami elektrotechniki. Pomimo tego, że pierwotny cel został osiągnięty, urządzenie nie przestało się poprawiać, miało możliwość podłączenia różnych modułów rozszerzeń, a charakterystyka sprzętu była regularnie aktualizowana.
Dzięki ciągłemu rozwojowi możliwości Malinka zaczęła zyskiwać coraz większą uwagę entuzjastów i specjalistów. Dziś fani platformy, wymyślając coraz bardziej oryginalne sposoby korzystania z urządzenia, mają ponad pięć milionów. Po siedmiu latach Raspberry Pi ma około tuzina konfiguracji z różną ilością pamięci RAM, portów I / O i obsługiwanych interfejsów. Główne cechy są następujące:
Procesor oparty na architekturze ARM z częstotliwością taktowania od 700 megaherców do 1, 2 gigaherca i maksymalnie czterema rdzeniami. Niektóre układy obsługują instrukcje 64-bitowe.- Od 256 megabajtów do 1 gigabajta pamięci RAM, zwykle wlutowanych bezpośrednio na płytkę i niemożliwych do rozszerzenia bez użycia specjalnego sprzętu.
- Wyjście wideo, które różni się w zależności od urządzenia, może być standardowym VGA lub bardziej nowoczesnym HDMI lub DisplayPort.
- Od jednego do czterech portów USB.
- W późniejszych wersjach - obecność portu Ethernet, WiFi i modułów Bluetooth, na przykład w modelu Zero W.
- Uniwersalny interfejs wejścia / wyjścia lub GPIO, mający liczbę pinów od 26 do 40 i wykorzystywany do łączenia wyspecjalizowanych modułów.
Systemy operacyjne
Dzięki nowoczesnej architekturze i wystarczającym możliwościom sprzętowym rodzina może być kontrolowana przez wiele różnych systemów operacyjnych. Dzisiaj są to dystrybucje Linuksa i inne systemy oparte na UNIXie, przygotowane do określonych zadań. Oficjalnie na urządzeniach można zainstalować następujące systemy:
Raspbian jest dystrybucją dla początkujących, którą można łatwo wdrożyć i skonfigurować.- Kodi to odtwarzacz multimedialny typu open source.
- RISC OS to uniwersalny system operacyjny dla procesorów takich jak RISC (odnosi się do nich architektura ARM).
- Ostatnio Windows 10 IoT jest dystrybucją najnowszego systemu Microsoft, zaprojektowanego do używania Raspberry Pi 3 w „Internecie rzeczy”.
- Pidora lub Pi Fedora to dystrybucja Linuksa o nazwie Fedora dostosowana do architektury mikrokomputera.
Porty i inne systemy operacyjne, które można zainstalować, modyfikując i odpowiednio konfigurując ich dystrybucje:
Kali Linux to popularna dystrybucja „hakerów” przeznaczona do testowania systemów pod kątem luk w zabezpieczeniach.- FreeBSD
- System operacyjny Sailfish, stosowany w niektórych modelach smartfonów.
- A2 to zmodyfikowana dystrybucja z jądrem, która obsługuje algorytmy nieblokujące.
Ponadto opracowano opcje takiego mobilnego systemu operacyjnego dla „malin” od Google, takich jak Android i system operacyjny Chromium.
Instalacja z powodu braku dysku twardego i interfejsów do podłączania dysków o dużej pojemności odbywa się na karcie SD. Aby to zrobić, możesz użyć zarówno zautomatyzowanych narzędzi, takich jak NOOBS, i wdrożyć już zainstalowany i wcześniej zapisany obraz systemu operacyjnego na dysku.
Zakresy urządzenia
Możliwe wykorzystanie jest w rzeczywistości ograniczone jedynie wyobraźnią autora i jego wiedzą. Na przykład projekty Raspberry Pi 3 obejmują takie ciekawe funkcje, jak budowanie pełnowartościowych centrów multimedialnych dla telewizorów domowych, co jest szczególnie przydatne w przypadku starszych modeli pozbawionych funkcji Smart TV. Ponadto są one idealne dla początkujących szynek, ponieważ lista kompatybilnych modułów rozszerzeń ma bardzo wiele desek. Pozwalają przekształcić minikomputer w kontroler kwadrokoptera lub zautomatyzować niektóre procesy domowe.
Inteligentne systemy domowe
Aby zbudować sieć sterowania urządzeniami gospodarstwa domowego, konieczne jest posiadanie kontrolerów urządzeń, które mają być zautomatyzowane, sterowania urządzeniami dla nich oraz serwera sieciowego zdolnego do zarządzania tym wszystkim. Wymiana informacji i moc urządzeń może być zapewniona przez zwykły kabel typu „skrętka”, a „malina” w tym schemacie będzie działać jak serwer zarządzania. Aby to zrobić, jest na nim zainstalowany interfejs sieciowy, do którego dostęp będzie za pośrednictwem przeglądarki na komputerze lub ze smartfona.
Zamiast sieci przewodowej możesz użyć połączenia bezprzewodowego, aby uniknąć zaśmiecania domu przewodami, ale w takim przypadku musisz zadbać o zasilanie wszystkich urządzeń w systemie. Tak więc dla Raspberry Pi potrzebujesz zasilacza 5 woltów, który wytwarza około 1–2 amperów. Nie ma potrzeby używania mniej wydajnych urządzeń zasilających, mogą one prowadzić do zakłóceń i niestabilnej pracy.
Kontrolery najczęściej używane w takich systemach mogą być:
Uniwersalny - może wykonywać dowolne z opisanych poniżej funkcji, ponieważ sprzęt z dużą liczbą punktów wejścia i wyjścia działa niezależnie od siebie.- Moduł radiowy - nadaje się do wymiany kilku pilotów, a także do wymiany informacji z czujnikami zainstalowanymi na całym terytorium.
- Kontroler temperatury i wilgotności, który umożliwia monitorowanie tych parametrów i przesyłanie informacji do serwera w celu zwrócenia poleceń do termostatów.
- Termostat - kontroluje temperaturę w domu podłączonym do systemu grzewczego. Można go użyć do regulacji szybkości ogrzewania pomieszczenia i jego chłodzenia.
Zastosowanie w transporcie samochodowym
Za pomocą miniaturowego komputera możesz łatwo zmontować system sterowania dla niektórych parametrów samochodu: na przykład nawigacji, odtwarzania plików multimedialnych i kontrolowania temperatury w samochodzie. Ponadto, dzięki możliwości podłączenia kamer przewodowych i bezprzewodowych, można uzyskać system all-in-one i używać go również jako rejestratora.
Aby to zrobić, będziesz potrzebować:
Ekran dotykowy do monitorowania parametrów.- Odbiorniki sygnału USB (na przykład do obsługi nawigatora).
- Kamera (lub kamery) do obsługi DVR.
- Specjalistyczna powłoka i oprogramowanie.
- Płytka mikrokomputera wyposażona w wystarczającą liczbę portów do podłączenia wszystkich urządzeń peryferyjnych.
Korzystając z takiego urządzenia, będzie można poświęcić znacznie mniej czasu na dostosowanie niektórych parametrów w zależności od sytuacji. Ponadto, ponieważ oprogramowanie do komputerowego sterowania samochodem było od dawna pisane na podstawie różnych dystrybucji systemu Linux, nie będzie problemów z integracją nowych funkcji z oprogramowaniem układowym.
Inne zastosowania Raspberry Pi
Oprócz systemów budowlanych, które pomagają zarządzać urządzeniami gospodarstwa domowego lub własnym transportem, miniaturowe komputery mogą być używane do innych rzeczy, które robią w większości entuzjaści. Wśród takich projektów są roboty antropomorficzne, czujniki wykrywające emocje zwierząt i bezzałogowe statki powietrzne.
Sztuka drukowania trójwymiarowego, rozwijająca się w wybuchowym tempie w naszych czasach, pozwala nam uprościć proces tworzenia obudów dla mikrokomputerów i rozszerza zakres zadań, które można wykonać za ich pomocą. Na przykład w pełni „wydrukowany” robot o imieniu Poppy od francuskich programistów używa właśnie „malinowego” jako tablicy kontrolnej. Struktura jego wnętrzności i układu mięśniowo-szkieletowego bardzo przypomina człowieka, a sam robot ma poczucie równowagi i równowagi, z której korzysta podczas chodzenia.
Drony oparte na małych komputerach PC, które pojawiły się również w wyniku rozwoju akumulatorów i pojawienia się akumulatorów długo działających, z powodzeniem demonstrują loty na dużych wysokościach, przechwytują dane poprzez wyszukiwanie kierunku sygnałów radiowych i indukują zakłócenia. A wszystko to w urządzeniach powszechnych na rynku masowym.
Raspberry Pi nie jest trudny w Rosji, jest wielu sprzedawców, sklepy internetowe oferują zakup nie tylko samych urządzeń, ale także modułów peryferyjnych. Rozwinięta społeczność i długi okres wsparcia dla istniejących urządzeń pomagają początkującym i doświadczonym projektantom tworzyć narzędzia, których potrzebują do osiągnięcia swoich celów.