Raspberry Pi, kterému říkáme Raspberry Pi nebo Pye, je rodina miniaturních desek s pájenými hlavními součástmi osobního počítače (PC). Tato zařízení, která byla vyvinuta ve Velké Británii charitativní nadací a původně zaměřena na popularizaci vzdělávání mladých lidí v oblasti výpočetní techniky, se stala rozšířenější, než očekávali jejich tvůrci.
Jedinečnost technologie
K dnešnímu dni je komunita fanoušků "malin" nebo "malinového koláče" nejrychleji rostoucí ze všech podobných produktů. Programování architektury ARM pro širokou škálu řešení pro jedinou desku výpočetní techniky se do značné míry vyvíjí v důsledku dostupnosti značného počtu konfigurací mikropočítačů.
Díky velké a rozvinuté komunitě roste počet způsobů použití zařízení. Se správnými znalostmi a technickými řešeními můžete na Raspberry Pi dokonce vybudovat systém „inteligentních domů“. Kromě toho se zařízení používá jako:
- Síťová média, souborový a tiskový server.
- Router (s nezbytným firmwarem a dostupností rozšiřujících modulů).
- Řídicí deska v různých CNC zařízeních.
Historie vzniku a hlavní charakteristiky
První zástupce této rodiny miniaturních ovladačů se objevil v roce 2011. Jeho tvůrci doufali, že tímto způsobem u dětí vyvine zájem o budování výpočetních zařízení, programování konkrétních úkolů (takové psaní kódu se také nazývá aplikované) a základů elektrotechniky. Přestože byl původní cíl dosažen, zařízení se nepřestávalo zlepšovat, mělo možnost připojit různé rozšiřující moduly a hardwarové charakteristiky dostávaly pravidelné aktualizace.
Díky neustálému zvyšování příležitostí začala Malinka získávat stále větší pozornost mezi nadšenci a odborníky. Dnes mají fanoušci této platformy, kteří přicházejí s více a více originálními způsoby použití zařízení, více než pět milionů. Po sedmi letech má Raspberry Pi asi tucet konfigurací s různým množstvím RAM, I / O portů a podporovaných rozhraní. Hlavní charakteristiky jsou následující:
Procesor založený na architektuře ARM s taktovací frekvencí od 700 megahertzů do 1, 2 gigahertzů a až se čtyřmi jádry. Některé čipy podporují 64bitové pokyny.- Od 256 megabajtů do 1 gigabajt paměti RAM, obvykle pájených přímo na desku a bez použití speciálního vybavení nelze rozšiřovat.
- Video výstup, který se liší v závislosti na zařízení, může být buď standardní VGA nebo modernější HDMI nebo DisplayPort.
- Od jednoho do čtyř portů USB.
- V novějších verzích - přítomnost ethernetového portu, WiFi a Bluetooth modulů, například v modelu Zero W.
- Univerzální vstupní / výstupní rozhraní nebo GPIO s počtem pinů od 26 do 40 a používané pro připojení specializovaných modulů.
Operační systémy
Díky moderní architektuře a dostatečným hardwarovým možnostem může být rodina řízena celou řadou operačních systémů. Dnes se jedná o distribuce Linuxu a další systémy založené na systému UNIX sestavené pro konkrétní úkoly. Na zařízení lze oficiálně nainstalovat následující systémy:
Raspbian je základní distribuce, kterou lze snadno nasadit a konfigurovat.- Kodi je open-source přehrávač médií.
- RISC OS je univerzální operační systém pro procesory, jako je RISC (odkazuje na ně architektura ARM).
- V poslední době je Windows 10 IoT distribucí nejnovějšího systému od společnosti Microsoft, navrženého pro použití Raspberry Pi 3 v „internetu věcí“.
- Pidora nebo Pi Fedora je linuxová distribuce zvaná Fedora přizpůsobená pro architekturu mikropočítačů.
Porty a další operační systémy, které lze nainstalovat úpravou a správným nastavením jejich distribucí:
Kali Linux je populární „hackerská“ distribuce určená k testování zranitelnosti systémů.- FreeBSD
- Sailfish OS, používané v některých modelech smartphonů.
- A2 je modifikovaná distribuce s jádrem, které podporuje neblokující algoritmy.
Kromě toho vývoj možností takového mobilního OS pro „maliny“ od společnosti Google, jako je Android a operační systém Chromium.
Instalace z důvodu nedostatku pevného disku a rozhraní pro připojení velkoobjemových jednotek se provádí na SD kartě. Chcete-li to provést, můžete použít oba automatické nástroje, jako je NOOBS, a nasadit již nainstalovaný a dříve uložený bitový obrázek operačního systému na jednotku.
Rozsahy zařízení
Možné použití je ve skutečnosti omezeno pouze autorovou představivostí a jeho znalostmi. Například projekty Raspberry Pi 3 zahrnují takové zajímavé funkce, jako je vybudování plnohodnotných mediálních center pro domácí televizory, což je užitečné zejména pro starší modely, které nemají funkci Smart TV. Kromě toho jsou skvělé pro začátečníky, protože seznam kompatibilních rozšiřujících modulů má velmi mnoho desek. Umožňují proměnit minipočítač na řídicí jednotku pro kvadrokoptéru nebo automatizovat některé domácí procesy.
Inteligentní domácí systémy
K vybudování řídicí sítě domácích spotřebičů je nutné mít automaty, které mají být automatizovány, řídicí zařízení pro ně a síťový server, který je schopen vše ovládat. Výměna informací a napájení zařízení může být zajištěna běžným kabelem typu „krouceného páru“ a „malina“ v tomto schématu bude fungovat stejně jako server pro správu. K tomu je nainstalováno webové rozhraní, k němuž bude přístup prostřednictvím stolního prohlížeče nebo ze smartphonu.
Místo kabelové sítě můžete použít bezdrátové připojení, abyste se vyhnuli zaplnění domu drátěnými kabely, ale v tomto případě se budete muset starat o napájení všech zařízení v systému. Takže pro Raspberry Pi potřebujete 5 V napájecí zdroj, který produkuje asi 1–2 ampér. Není třeba používat méně výkonná napájecí zařízení, mohou vést k rušení a nestabilnímu provozu.
Nejčastěji používanými řadiči v takových systémech mohou být:
Univerzální - díky zařízení s velkým počtem vstupních a výstupních bodů, které pracují nezávisle na sobě, může vykonávat jakoukoli z níže popsaných funkcí.- Rádiový modul - vhodný pro výměnu několika ovladačů klíčů, jakož i pro výměnu informací se senzory instalovanými po celém území.
- Regulátor teploty a vlhkosti, který umožňuje sledovat tyto parametry a přenášet informace na server a vracet příkazy termostatům.
- Termostat - reguluje teplotu v domě a je připojen k topnému systému. Může být použit k nastavení rychlosti vytápění místnosti a jejího chlazení.
Aplikace v automobilové dopravě
Pomocí miniaturního počítače můžete snadno sestavit řídicí systém pro některé parametry automobilu: například navigaci, přehrávání multimediálních souborů a kontrolu teploty uvnitř automobilu. Navíc díky možnosti připojení drátových a bezdrátových kamer můžete získat systém all-in-one a používat zařízení také jako DVR.
K tomu budete potřebovat:
Dotyková obrazovka pro monitorování parametrů.- Přijímače signálu USB (například pro provoz navigátoru).
- Kamera (nebo fotoaparáty) pro provoz DVR.
- Specializovaný shell a software.
- Deska mikropočítače vybavená dostatečným počtem portů pro připojení všech periferních zařízení.
Při použití takového zařízení bude možné trávit mnohem méně času úpravou některých parametrů v závislosti na situaci. Kromě toho, protože software pro počítačové řízení automobilů je již dlouho psán na základě různých distribucí Linuxu, nebudou problémy s integrací nových funkcí do firmwaru.
Další použití Raspberry Pi
Kromě stavebních systémů, které pomáhají spravovat domácí spotřebiče nebo jejich vlastní dopravu, lze miniaturní počítače používat i pro jiné věci, které nadšenci většinou dělají. Mezi takové projekty patří antropomorfní roboti, senzory snímání emocí zvířat a bezpilotní vzdušná vozidla.
Umění trojrozměrného tisku, které se v naší době vyvíjí výbušným tempem, nám umožňuje zjednodušit proces vytváření případů pro mikropočítače a rozšiřuje škálu úkolů, které lze s jejich pomocí provádět. Například plně „tištěný“ robot s názvem Poppy od francouzských vývojářů používá jako řídicí desku přesně „maliny“. Struktura jeho vnitřností a muskuloskeletálního systému člověka velmi připomíná a robot sám má smysl pro rovnováhu a rovnováhu, kterou používá při chůzi.
Drony založené na malých počítačích, které se objevily také díky vývoji baterií a vzniku dlouhodobě působících baterií, úspěšně demonstrují lety ve vysokých nadmořských výškách, zachycují data prostřednictvím vyhledání směru rádiových signálů a způsobují rušení. A to vše v zařízeních běžných na masovém trhu.
V Rusku není obtížné koupit Raspberry Pi, existuje mnoho prodejců, online obchodů, které nabízejí nejen nákup samotných zařízení, ale i periferních modulů. Vyvinutá komunita a dlouhá doba podpory stávajících zařízení pomáhají začátečníkům i zkušeným návrhářům vytvářet nástroje, které potřebují k dosažení svých cílů.