Применение raspberry pi model b. Установка операционной системы

Напоминаем, что попытки повторить действия автора могут привести к потере гарантии на оборудование и даже к выходу его из строя. Материал приведен исключительно в ознакомительных целях. Если же вы собираетесь воспроизводить действия, описанные ниже, настоятельно советуем внимательно прочитать статью до конца хотя бы один раз. Редакция 3DNews не несет никакой ответственности за любые возможные последствия.

Стыдно признаться, но Raspberry Pi мы заполучили больше года назад и да, не написали тогда про него ни строчки, хотя и трёхмесячное ожидание было томительным, и радость от получения посылки из Туманного Альбиона была искренней. Оно, наверное, и к лучшему. За год вокруг Raspberry Pi образовалось приличных размеров сообщество пользователей, разработчиков и компаний, которые явили миру немалое количество аксессуаров, проектов и программного обеспечения. Да и сам одноплатный компьютер успел претерпеть некоторые изменения в аппаратной части — в новых версиях убрали ряд недочётов и в два раза увеличили объём RAM у модели B.

⇡ История Raspberry Pi

Вообще история развития и появления Raspberry Pi не так проста. Первый прототип этого устройства появился в году. Уже тогда он должен был стоить $25 и предназначался для обучения школьников азам компьютерных премудростей — тому, что в англоязычной литературе принято называть Computer Science (CS), а у нас не совсем корректно зовётся информатикой (о терминологии спорят до сих пор). Основателям проекта — сотрудникам и преподавателям Компьютерной лаборатории Кембриджского университета — не нравился тот факт, что с каждым годом уровень подготовки абитуриентов неуклонно снижался. Если в 90-е годы к ним, как правило, приходили учиться молодые люди, не понаслышке знакомые с программированием, то в 2000-х типичный абитуриент был разве что немного знаком с веб-дизайном.

Сожаление разработчиков Raspberry Pi понятно, ведь их молодость пришлась как раз на время появления и расцвета первых по-настоящему домашних «персоналок» Amiga, BBC Micro, Spectrum ZX и Commodore 64. Пользователи этих ПК порой попросту вынуждены были заниматься программированием, если не находили подходящего софта для своих задач. Причём нередко надо было не просто уметь писать код, но и хорошо понимать принципы работы железной составляющей, умело обходить имеющиеся ограничения и различными ухищрениями добиваться максимальной производительности своего творения. Самые продвинутые брали в руки паяльник, ведь периферии поначалу тоже было немного. А для некоторых это и вовсе стало поводом открыть свой «свечной заводик».

Впрочем, все мы знаем, что в 90-х произошло с платформой Wintel, которая стала фактически монополистом на рынке ПК и в итоге избавила пользователей от необходимости осваивать программирование. В школах тоже решили переключиться на изучение основ работы с одним известным офисным пакетом и создание простеньких HTML-страничек. Потом лопнул пузырь доткомов, стали массово распространяться игровые приставки и персональные компьютеры. В общем, жизнь простых пользователей заметно упростилась, а ряды энтузиастов заметно поредели. Такая ситуация не устраивала преподавателей — и они загорелись идеей создания платформы, которая возродила бы интерес к самостоятельному изучению этой темы. Так ли уж всё печально, однозначно сказать трудно, но вдохновлялись создатели историей некогда легендарного учебного компьютера BBC Micro , не рассчитывая, впрочем, коренным образом изменить ситуацию с интересом к Computer Science.

Параллелей между Raspberry Pi и BBC Micro не так уж мало. Оба имеют две аппаратные, незначительно различающиеся версии — Model A и Model B. Оба основаны на RISC-подобной архитектуре, причём железо в обоих случаях используется оптимальное, хотя и не самое продвинутое. RISC OS тоже не забыли портировать. Задача у них одна и та же — заинтересовать подрастающее поколение компьютерными технологиями на достаточно продвинутом уровне. BBC Micro планировалось продать не более 12 тысяч штук, а за 10 с лишним лет в итоге было продано около полутора миллионов. Пробная партия Raspberry Pi объёмом 10 000 экземпляров разошлась за несколько минут, причём поначалу действовало правило «одна штука в одни руки». Представитель одного из двух официальных дистрибьюторов «сердечно» попросил пользователей перестать обновлять страничку онлайн-магазина, так как сервера попросту не справлялись с нагрузкой. Год спустя, во время старта продаж в США история повторилась . На текущий момент, то есть почти через полтора года после запуска, продано более полутора миллионов устройств, и это, похоже, не предел.

Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается. Ещё пара лет после появления первого прототипа ушла на создание различных вариантов ПК, пока в 2008 году не стало ясно, что процессоры для мобильных устройств стали доступными и достаточно мощными для работы с медиаконтентом и именно их, а не микроконтроллеры, следует использовать для претворения идеи в жизнь. В 2009 году была создана благотворительная организация Raspberry Pi Foundation, в задачи которой входит разработка и продвижение одноимённого компьютера. Два года потребовалось на создание аппаратной и программной части будущего устройства, заключение договоров и соблюдение прочих формальностей. В какой-то момент даже была идея сделать мини-ПК в виде большой флешки - с одной стороны USB-порт, а c другой HDMI-выход. Подобные устройства с Android на борту сейчас в огромных количествах клепают китайские компании. Наконец, в 2011 году появились первые альфа- и бета-версии плат. И только в начале прошлого года первая партия Raspberry Pi отправилась на сборочный конвейер, а до заказчиков она добралась ближе к лету, потому что китайский подрядчик умудрился ошибиться при сборке, что вызвало дополнительные затраты времени на исправление ошибки.

Заметьте, Raspberry Pi — по сути некоммерческий проект. Так что нет ничего удивительного в том, что на его разработку ушло столько лет. Одновременно это ответ на недовольные возгласы в духе «А почему процессор такой, а не такой-то? Где мой гигабайт памяти? Нельзя что ли было добавить поддержку SATA? Почему нет модуля Wi-Fi/3G/Bluetooth?». Помилуйте, вам за $25 (или $35) предоставили добротную машинку для домашних экспериментов и «наколенных» проектов. В конце концов, новичку проще разобраться с Raspberry Pi, чем с микроконтроллерами; он намного удобнее и функциональнее плат мини-роутеров, которые нередко используются в исследовательских задачах ; его цена заметно ниже, чем у всех остальных одноплатных решений , пусть и более функциональных. Получается, что конкурентов у Raspberry Pi пока что нет. Ну что же, мы подробно рассказали об истории создания этого проекта, но до сих пор ни разу не обмолвились о том, что он собой представляет, что с ним можно сделать и какие у него недостатки.

⇡ Технические характеристики и возможности

Raspberry Pi называют одноплатным компьютером размером с кредитную карту. На самом деле сама плата чуть крупнее — 85,6x56x21 мм — и не имеет скруглённых краёв, к тому же некоторые порты попросту торчат снаружи, не говоря уж про карту SD, которая более чем на половину выпирает за пределы платы. Решить эту проблему могут «короткие» адаптеры для micro-SD. Весит устройство всего 54 грамма. Raspberry Pi выпускается в двух версиях — Model A и Model B. У Model A нет порта Ethernet, один порт USB 2.0 и 256 Мбайт RAM, а стоит она $25. Model B оснащена портом Ethernet 10/100 Мбит/с, двумя портами USB 2.0, объём оперативной памяти у неё в два раза больше. Всё это удовольствие продаётся уже за $35. Только учтите, что это «чистая» цена, без учёта возможных налогов и расходов на доставку. Нам, к примеру, приобретение Model B обошлось чуть ли не два раза дороже. Также при покупке стоит обратить внимание на маркировку SoC. Номер партии для «старых» версий Model B с 256 Мбайт RAM начинается с K4P2G, а у ревизии с 512 Мбайт памяти — с K4P4G.

Схема Raspberry Pi Model с www.raspberrypi.org

По идее, начиная с этого года все Raspberry Pi Model B должны иметь полгигабайта RAM, но на складах перекупщиков вполне могли заваляться более ранние модели. Лицензией на производство плат обладают компании Premier Farnell, RS Components и Egoman. Причём последняя выпускает платы красного цвета, которые могут предлагаться только на китайских территориях. К первой годовщине проекта RS Components выпустили юбилейную партию плат синего цвета объёмом 1000 штук. Эти же компании имеют право продавать Raspberry Pi, а в США распространением занимается Allied Electronics. Так что все остальные магазины попросту закупают большие партии устройств у этой четвёрки и перепродают конечным потребителям. Обе модели плат от разных производителей (сборкой занимаются заводы Sony, Qisda и Egoman), имеют некоторые несущественные различия , но по большому счёту они идентичны.

Основой Raspberry Pi является система-на-кристалле, Broadcom BCM2835 (линейка BCM2708), которая включает процессорное ядро ARM11 с базовой частотой 700 МГц (возможен разгон до 1 ГГц) и графическое ядро Broadcom VideoCore IV. Из-за того, что использована ныне слегка устаревшая архитектура ARMv6, ряд дистрибутивов не поддерживают данный процессор. К ним относится, например, Ubuntu. Про Android тоже нельзя сказать, что он хорошо работает. С другой стороны, разработчики приложили максимум усилий для того, чтобы как следует подготовить ОС к работе на данном железе, чего, кстати говоря, не скажешь о многих других одноплатных ARM-компьютерах. GPU поддерживает стандарты OpenGL ES 1.1/2.0, OpenVG 1.1, Open EGL, OpenMAX и способен кодировать, декодировать и выводить Full HD-видео (1080p, 30 FPS, H.264 High-Profile). Для аппаратного ускорения MPEG-2 и VC-1 лицензии придётся докупать отдельно, и это ещё один повод напомнить, что стоимость лицензий и патентных отчислений вносит далеко не самую маленькую лепту в конечную цену почти любого высокотехнологичного устройства.

Чип памяти производства Samsung или Hynix напаян прямо поверх основного чипсета, так что увеличить RAM самостоятельно не получится. Память здесь общая, поэтому пользователь сам выбирает, сколько мегабайт отдать GPU. Видеовыходов два — композитный RCA (576i или 480i, PAL-BGHID/PAL-M/PAL-N/NTSC/NTSC-J) и HDMI 1.3a с поддержкой HDCP и протокола CEC (управление с одного ПДУ всеми мультимедийными устройствами). Так что для создания простенького медиацентра Raspberry Pi вполне подойдёт, а наличие готового решения Raspbmc значительно упрощает задачу. Выбор именно таких видеовыходов объясняется очень просто — компьютер, как в давние времена, рассчитан на подключение к телевизору, а не к мониторам. Поэтому нет, например, разъёма DVI. Ну и ладно, переходник с HDMI можно купить самому. (Сами видите, столько всего ещё можно или даже нужно докупить к этой плате ) Звук либо передаётся через HDMI, либо выводится через обычное 3,5-мм гнездо.

Встроенное устройство для чтения карт памяти гарантированно работает с большинством SD-карт объёмом до 32 Гбайт. Загружаться Raspberry Pi умеет только с карточек SD. Если точнее, то сама ОС может располагаться на USB-накопителе, но вот загрузчик всегда должен быть на SD. Кнопок включения и сброса нет — устройство само включается при подаче питания. Питается Raspberry Pi от порта micro-USB или с пары выделенных выводов GPIO. Для Model A рекомендуется источник на 5 В и 500-700 мА, а для Model B на 5 В и 700-1200 мА. То есть порта USB 3.0 или зарядного устройства для телефона должно хватить, хотя лучше подобрать более стабильный источник питания. Сами платы потребляют чуть меньше, но часть энергии требуется для работы подключенных к USB-портам устройствам. Альтернативный вариант — питание от подключенного к плате USB-хаба с отдельным БП или аккумуляторов, но это не самое лучшее решение. Кстати, контроллер Ethernet в Model B тоже «висит» на шине USB. Индикация минимальная — на плате распаяно пять светодиодов. Три из них указывают на активность и режим работы Ethernet, а ещё два сигнализируют о наличии питания и работе с SD-картой.

А теперь — самое интересное: набор низкоуровневых интерфейсов, которые позволяют подключать к Raspberry Pi платы расширения, внешние контроллеры, датчики и прочие аксессуары. Во-первых, на плате есть 15-пиновые слоты CSI -2 для подключения камеры и DSI для установки дисплея. Во-вторых, имеется колодка на 26 линий ввода-вывода общего назначения (GPIO, General Purpose Input/Output), из которых по факту для управления доступно только 17 — не густо, но и не пусто. На них же реализованы интерфейсы UART, консольный порт, SPI и I²C. На новых ревизиях плат разведены, но не распаяны ещё четыре GPIO, дополнительно дающие I²C и I²S. Если вам не знакомы все эти аббревиатуры, то не пугайтесь — это названия широко распространённых в микроэлектронике стандартов подключения одних устройств к другим. Использование GPIO — это как раз самое интересное и творческое применение Raspberry Pi.

Впрочем, недостатков у него тоже хватает. В нём, к примеру, нет собственных часов реального времени (Real Time Clock, RTC). Тех самых, которые «помнят» текущее время и идут сами по себе. Поэтому единственный способ получения времени - это синхронизация с NTP-серверами. SoC содержит в себе цифровой сигнальный процессор (DSP), но полного доступа к его API, по-видимому, до сих пор нет. Выводы GPIO никак не защищены от короткого замыкания, поэтому ошибка в монтаже может сгубить весь мини-ПК. Также они способны обрабатывать только цифровые сигналы. Видеовыходы не могут одновременно выводить картинку. Аудиовхода вообще нет. В общем, недостатков у Raspberry Pi хватает. А ещё его пример хорошо иллюстрирует процесс разработки современных устройств. Взять те же часы. Они оказались на удивление дорогим компонентом, от которого решено было отказаться. При этом разработка устройства происходила на добровольных началах, то есть никто за неё не платил. Стоимость компонентов снижается при увеличении заказа, а первую партию в 10000 штук совсем уж серьёзной не назовёшь. Сборка, доставка, налоги, пошлины, лицензии и так далее — всё это требует денег. Да и дистрибьюторы тоже хотят получить свою копеечку. И всё равно в итоге удалось уложиться в $25.

Одноплатный мини-ПК Raspberry Pi
	Model A	Model B
Цена	$25	$35
System-on-a-chip (SoC)	Broadcom BCM2835 (CPU + GPU)
CPU	700 МГц ARM11 (ядро ARM1176JZF-S), возможен разгон до 1 ГГц
GPU	Broadcom VideoCore IV
Стандарты	OpenGL ES 1.1/2.0, OpenVG 1.1, Open EGL, OpenMAX
Аппаратные кодеки	H.264 (1080p30, high-profile); MPEG-2 и VC-1 (лицензия продаётся отдельно)
Память (SDRAM, общая)	256 Мбайт	512 Мбайт; 256 Мбайт (до 15.10.2012)
Порты USB 2.0	1	2
Видеовыход	1 x HDMI 1.3a (CEC), 1 x RCA (576i/480i, PAL-BGHID/M/N,NTSC, NTSC-J)
Аудиовыход	Гнездо 3,5 мм, HDMI
Карт-ридер	SD/MMC/SDIO
Сеть	-	Ethernet-порт RJ45 10/100 Мбит/с
Интерфейсы	20 x GPIO (SPI, I 2 C, UART, TTL); MIPI CSI-2, MIPI DSI
Энергопотребление	500 мА (2,5 Вт)	700 мА (3,5 Вт)
Питание	5 В через порт micro-USB или GPIO
Размеры	85,6x56x21 мм
Масса	54 г

Неудивительно, что некоторые пользователи скупают Raspberry Pi пачками и «прикручивают» к чему попало. Эта машинка может стать в ваших руках и медиацентром, и управляющим центром «умного дома», и игровой приставкой для любителей 8-битной классики , и сердцем радиоуправляемых моделей. Тут уж всё зависит от вашей фантазии, желания и прямоты рук. В Сети есть немало примеров, готовых проектов, сообществ пользователей и целых магазинов, посвящённых Raspberry Pi. Есть даже официальный очень-очень скромный The Pi Store с небольшим количеством ПО, игр, руководств и собственным журналом. Короче: «Ищущий да обрящет!» Для начала рекомендуем пролистать списки проектов на официальном форуме или же ознакомиться с наглядными примерами от Adafruit и Element14 . Ну а мы переходим ко второй части нашего обзора — практической, в которой рассмотрим процесс начальной настройки Raspberry Pi и установим на него клиент BitTorrent Sync.

Рисунок 1. Блочная диаграмма аппаратной части системы

Описание процесса монтажа аппаратной части системы занимает много времени, но является достаточно простым. В первую очередь следует соединить блок питания с стенной розеткой с помощью удлинителя, отрезав розетку это удлинителя. Зачистите провода и закрепите их с помощью винтов в терминалах блока питания. Далее соедините Raspberry Pi с блоком питания, отрезав разъем типа A от кабеля USB и соединив провода с соответствующими выводами блока питания, и вставьте разъем micro USB в разъем питания RPi. После этого следует зачистить оба конца двух жил гибкого кабеля и соединить их с соответствующими терминалами с обозначениями GND и JDVcc блока питания и блока реле. Наконец, следует удалить джампер, соединяющий вывод с обозначением JDVcc с выводом с обозначением Vcc. В том случае, если вы не удалите этот дампер, на предназначенные для напряжения 3.3 В выводы RPi будет подано напряжение в 5 В, которое с высокой вероятностью выведет компьютер из строя.

Теперь, когда питание подведено ко всем терминалам, следует соединить линии IN1-IN8 модуля реле с соответствующими выводами разъема GPIO с помощью гибкого кабеля таким образом, как показано на Рисунке 2. Представленный в данной статье код был разработан для случая, когда выводы IN1-IN7 соединены с выводами GPIO1-GPIO7. В том случае, если вы решите соединить данные выводы по-другому, вам придется модифицировать соответствующим образом ваш код.

Схема расположения выводов разъема GPIO Raspberry Pi приведена на Рисунке 2. На порты ввода-вывода Raspberry Pi подается напряжение 3.3 В, а модуль реле работает с напряжением 5 В. Однако, реле изолированы от выводов GPIO Raspberry Pi при помощи оптопар. На оптопары может подаваться напряжение 3.3 В с вывода Vcc. На вывод Vcc модуля реле может быть подано напряжение 3.3 В с разъема GPIO Raspberry Pi. Убедитесь в том, что вы убрали джампер, замыкающий выводы Vcc и JDVcc модуля реле. На вывод JDVcc должно подаваться напряжение 5 В для корректной работы реле. Рассматриваемый модуль реле размыкает контакты в активном состоянии. Из этого следует, что вы должны заземлить терминалы IN1-IN8 для включения реле.

Рисунок 2. Схема расположения выводов разъема GPIO Raspberry Pi

Предупреждение: проявляйте особую осторожность при соединении аппаратных компонентов системы. Последствия поражения электрическим током могут оказаться фатальными!

Обрежьте остатки кабелей удлинителей с вилками и закрепите провода в соответствующих терминалах модуля реле. Также подключите провода кабеля, который впоследствии будет связывать систему со стенной розеткой, к соответствующим терминалам модуля реле. Вся аппаратная часть системы может быть размещена в пенале или аналогичном контейнере. Подумайте о корпусе заранее, чтобы по окончании работы над аппаратной частью системы избежать необходимости в отсоединении и повторном присоединении проводов к терминалам модуля реле. Кроме того, я вставил несколько закрепляемых с помощью винтов зажимов для кабелей в соответствующие отверстия корпуса для ограничения натяжения кабелей (Рисунок 3).

Рисунок 3. Монтаж аппаратной части системы

Программное окружение

Я начал создание своего программного окружения с установки образа операционной системы Raspbian. Перед началом установки образа операционной системы вам потребуется подготовить дисплей, поддерживающий передачу изображения по HDMI, клавиатуру и мышь с разъемами USB, а также сетевой кабель для соединения с системой по протоколу Ethernet. Также вы можете установить соединение с системой посредством адаптера Wi-Fi. Создайте загрузочную SD-карту для первой загрузки системы в соответствии с инструкциями, приведенными на ресурсе http://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-image . В процессе первой загрузки системы установщик осуществит настройку операционной системы и разместит данные из ее образа на всем доступном пространстве карты памяти. После первой загрузки вы должны иметь возможность входа в систему с помощью стандартных данных учетной записи пользователя (имя пользователя "pi" и пароль "raspberry").

Обновление системы является разумным действием, которое должно выполняться сразу же после успешного входа в систему. Образ операционной системы Raspbian базируется на пакетах программного обеспечения дистрибутива Debian и использует приложение aptitude в качестве менеджера пакетов программного обеспечения. Кроме того, вам понадобятся пакеты программного обеспечения с именами python , pip и git . Я также мог бы порекомендовать установку Webmin для упрощения процесса администрирования системы. Инструкции по установке Webmin приведены на ресурсе http://www.webmin.com/deb.html (следуйте рекомендациям, приведенным в разделе "Using the Webmin APT repository"):

Sudo apt-get update && sudo apt-get dist-upgrade sudo apt-get install python python-pip git git-core

После этого вам придется настроить соединение с использованием адаптера Wi-Fi. Вы можете найти подробные инструкции на ресурсе http://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless . Я рекомендую использовать вариант wicd-curses . На данном этапе вы можете изменить параметры настройки Raspberry Pi с помощью команды sudo raspi-config . После ввода данной команды вы получите доступ к удобному графическому интерфейсу, который позволит вам установить значения таких параметров, как объем оперативной памяти, разделяемой с графическим процессором, параметры быстродействия центрального процессора, режим использования графического интерфейса в процессе загрузки и других.

Другим полезным инструментом является интегрированная среда разработки Cloud 9 IDE . Cloud 9 IDE позволит вам редактировать свой код на уровне Raspberry Pi посредством веб-браузера. Данная интегрированная среда разработки также предоставит вам доступ к интерфейсу командной строки в рамках веб-браузера. Вы можете разрабатывать и исполнять любой код, не покидая свой веб-браузер. Интегрированная среда разработки Colud 9 IDE требует наличия определенной версии фреймворка NodeJS. Использование неподдерживаемой версии фреймворка повлечет за собой постоянные аварийные завершения работы сервера Cloud 9, которые могут привести любого пользователя в уныние. Инструкции по установке фреймворка NodeJS на компьютер Raspberry Pi приведены на ресурсе http://weworkweplay.com/play/raspberry-pi-nodejs .

Программное обеспечение

Я решил создавать пользовательский интерфейс своей системы с использованием технологий HTML5, CSS3 и JavaScript. Комбинация трех упомянутых технологий является мощным инструментом для создания пользовательских интерфейсов. Язык программирования JavaScript позволяет использовать простой API для взаимодействия с серверами. Кроме того, существует множество библиотек для языка программирования JavaScript, таких, как JQuery, Bootstrap и других, из которых можно выбрать наиболее подходящую. HTML5 предоставляет API WebSocket, позволяющее веб-браузеру поддерживать соединение в рабочем состоянии и осуществлять обмен данными посредством этого соединения. Это обстоятельство делает API WebSocket особенно полезным для реализации динамических приложений и приложений для потоковой передачи данных, таких, как игры и чаты. Каскадные таблицы стилей CSS полезны для стилизации различных элементов страницы HTML. В случае корректного использования они позволяют создавать динамические пользовательские интерфейсы путем изменения стилей элементов страниц при наступлении тех или иных событий. Для данного проекта я выбрал фреймворк JQuery для обработки событий, Bootstrap CSS для размещения кнопок в форме сетки и язык программирования JavaScript для реализации механизмов обмена данными на основе API WebSocket.

Библиотеки

Серверное приложение, работающее на уровне Raspberry Pi, должно управлять состоянием выводов разъема GPIO платы Raspberry Pi. Оно также должно предоставлять интерфейс HTTP для передачи данных графического интерфейса и интерфейс WebSocket для передачи сообщений с командами и данными состояния. Готового к установке серверного приложения с такими специфическими функциями попросту не существует, поэтому я принял решение о создании своей собственной реализации сервера с использованием языка программирования Python. Для упрощения разработки описанного серверного приложения с использованием языка программирования Python доступны модули с реализациями методов для работы с интерфейсом GPIO Raspberry Pi, для создания сервера HTTP и для работы с интерфейсом WebSockets. Так как все перечисленные модули предназначены для выполнения поставленных задач, мне пришлось разработать минимальный объем кода.

Однако, упомянутые модули не включены в комплект поставки интерпретатора Python и должны устанавливаться отдельно. В первую очередь вам понадобится модуль для управления состоянием выводов разъема GPIO Raspberry Pi. Простейший способ изменения состояния выводов данного разъема заключается в использовании библиотеки RPi.GPIO, доступной по адресу https://pypi.python.org/pypi/RPi.GPIO . Вы можете установить соответствующий модуль с помощью следующей команды:

Sudo pip install RPi.GPIO

Работа с модулем RPi.GPIO не связана с какими-либо сложностями. Вы можете найти примеры использования данного модуля по адресу . На первом шаге работы с модулем необходимо осуществить импорт его кода в код проекта. После этого вам придется выбрать режим работы. В качестве идентификатора режима работы может использоваться либо константа GPIO.BOARD, либо константа GPIO.BCM. Выбор режима работы обуславливает использование чипа BCM или выводов разъема ввода-вывода при ссылках на номера выводов во всех последующих командах. Далее следует указать, используются ли выводы из рассматриваемого разъема для ввода или вывода. Теперь вы можете использовать выводы данного разъема по назначению. Наконец, вам придется осуществить вызов метода cleanup() для сброса состояния выводов разъема GPIO. В Листинге 1 показан простейший пример использования модуля RPi.GPIO.

Листинг 1. Использование модуля RPi.GPIO

Import RPi.GPIO as GPIO # импортирование кода модуля в код проекта GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # указание на то, что нумерация используется для обозначения выводов разъема GPIO.setup(0, GPIO.IN) # указание на то, что канал 0 будет использоваться для ввода GPIO.setup(1, GPIO.OUT) # указание на то, что канал 1 будет использоваться для вывода var1=GPIO.input(0) # чтение состояния канала 0 GPIO.output(1, GPIO.HIGH) # установка логической единицы на канале 1 GPIO.cleanup() # сброс состояния выводов разъема GPIO.

Здравствуйте друзья

В своих обзорах устройств умного дома экосистемы Xiaomi - я уже неоднократно упоминал название Domoticz. Наконец у меня дошли руки поделится своими наработками на эту тему, и рассказать что же это такое и каким образом можно дополнить стандартные возможности умного дома от Xiaomi при помощи этой системы. В рамках одного обзора это рассказать невозможно, но нужно с чего-то начинать - поехали…

Вступление - пару слов о Domoticz

1. Что такое Domoticz ?
Это мультиплатформенное ПО с открытым кодом ориентированное на создание системы управления умным домом. Поддерживает большое количество различных устройств разных вендоров, в том числе работает с устройствами Xiaomi.
2. Какие устройства Xiaomi могут управлятся Domoticz?
Буду говорить только о тех устройствах, которые я проверил лично. На данный момент можно управлять шлюзом Xiaomi Gateway - и всеми устройствами которыми он управляет - кнопки, датчики открытия и движения, розетки ZigBee, выключатели Aqara. Так же поддерживаются осветительные гаджеты Yeelight - RGBW и White лампы, потолочный светильник Celling Light.
Читал про работу с bluetooth сенсорами miflora.
3. Для чего мне Domoticz ?
Система имеет более гибкие возможности по настройке сценариев - например проверку активности устройства, то чего нет в MiHome, или создание переменных - которые позволяют по одному условию - например нажатие клавиши - выполнять различные действия, в зависимости от значения переменной.
Сценарии, созданные в Domoticz не зависят от китайских серверов и наличия интернет.
Domoticz расширяет функциональность устройств - например новые действия «free fall» или «alert» для кубика, или «Long Click Release» для кнопки.
4. Если я буду использовать Domoticz то не смогу работать с MiHome?
Обе системы прекрасно живут паралелльно - функциональность MiHome - полностью сохраняется, просто часть сценариев будет жить в одной системе - часть в другой. В принципе все сценарии могут жить в Domoticz.
5. Зачем мне нужен MiHome если я буду использовать Domoticz?
По крайней мере для добавления новых устройств. Выбор стоит за вами - но мое мнение - на данный момент Domoticz лучше всего использовать как дополнение к MiHome
6. Что нужно для подключения устройств Xiaomi к Domoticz?
Сразу хочу успокоить - паяльников, программаторов и танцев с бубнами не надо. Так же вам не понадобится Linux или виртуальные машины - попробовать все можно прямо на вашей рабочей винде, а если вам понравится - то есть смысл выделить для нее отдельную аппаратную платформу, например герой сегодняшнего обзора.
Буквально после первых удачных экспериментов на своем настольном ПК, я загорелся идеей отдельной аппаратной базы для Domoticz. Выбор свой я остановил, после штудирования пабликов - на Raspberry Pi Model 3 B - компактный но мощный одноплатный компьютер на базе Soc процессора BCM2837 с 4 ядрами Cortex-A53, работающим на частоте 1.2GHz, 1GB ОЗУ и беспроводными модулями Wi-Fi и Bluetoth 4.1.

Комплект

В свой заказ я включил 4 позиции -

Скрин оплаты

Raspberry Pi Model 3 B Motherboard -
Что интересно в магазине имеется две модификации - китайская и английская. На момент покупки китайская стоила на 7 долларов дешевле, ее я и взял. Чего там китайского - честно говоря для меня загадка.
Корпус для Raspberry Pi Model 3 B -
Блок питания HN - 528i AC / DC 5V 2A -
Медные радиаторы для Raspberry Pi -
Еще для полного комплекта вам понадобится microSD карта - не менее 4 GB и HDMI кабель. У меня в загашнике был и кабель и карта на 32 ГБ, потому покупать не стал.

Что в посылке

Через положенный срок - чуть более двух недель, курьер принес посылку с моим заказом.

Рассмотрим подробнее. Блок питания с вилкой Тип С и разъемом micro-USB.

Заявленный максимальный ток - 2А при напряжении 5 В.

Тестовое включение с нагрузкой в 2А - показывает некоторое проседание напряжения, но в пределах допустимого, блок питания - более-менее честный.

Комплект из трех медных радиаторов в пакетике, для пассивного охлаждения.

Все радиаторы имеют квадтарную форму, два радиатора с штырями и длиной стороны около 12 мм и один плоский со стороной около 15 мм.

Корпус из темного пластика с выдавленным изображением ягоды малины на крышке

Размеры корпуса - примерно 90 на 65 мм

Корпус разбирается на 5 частей - держится все защелках, никаких винтов.

С аксессуарами покончено - пора переходить к самому главному
RASPBERRY PI 3 MODEL B
Raspberry Pi 3 Model B является прямым наследником Raspberry Pi 2 Model B. Плата полностью совместима с предшественником, но наделена большей производительностью и новыми средствами коммуникации:
64-х битным четырёхядерным процессором ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,2 ГГц на однокристальном чипе Broadcom BCM2837; встроенными Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1.
Кроме того, процессор имеет архитектуру ARMv53, а значит вы сможете использовать любимую операционную систему: Debian Wheezy, Ubuntu Mate, Fedora Remix и даже MS Windows 10.

Технические характеристики подробнее
CPU - Broadcom BCM2837, ARM Cortex-A53 Quad Core, 1.2 GHz
Количество ядер процессора - 4
GPU - VideoCore IV 3D
RAM - 1 GB
Хранилище - microSD
Сетевые возможности
Ethernet 10/100
WiFi 2.4G 150 mb/s
Видео вывод - HDMI
USB порты - 4
Беспроводные возможности - Bluetooth
Аудио вывод - 3,5 Jack
85,6 х 53,98 х 17мм, 45 грамм

В коробке имеется документация и буклет по быстрой установке - кстати на английском языке, а так же пакет из плотной коричневой бумаги с компьютером.

На одной из длинных сторон компьютера размещены порты micro USB для питания, полноразмерный порт HDMI, CSI-2 Camera port - для подключения камеры по интерфейсу MIPI, 3,5 мм аудиоразъем. Так же на верхней стороне находится модуль процессора и Ethernet/USB Hub lan9514-jzx

На торцевой стороне скомпонованы 4 USB порта и порт Ethernet

На другой стороне материнской платы находится 40 контактов ввода/вывода общего назначения (GPIO)

На второй торцевой стороны - находится DSI Display Port для подключения штатного дисплея

На нижней стороне платы находится модуль памяти LPDDR2 SDRAM - EDB8132B4PB-8D-F

И micro-SD разъем для карты памяти

Медные радиаторы ставятся на USB/Ethernet Hub и процессор с одной стороны

И на чип памяти с другой. Этот радиатор плоский - не мешает установке платы компьютера в корпус

В корпус все устанавливается отлично, винтовых соединений нет - садится на пластиковые выступы.

Все вырезы на корпусе в точности совпадает с разъемами компьютера

Для запуска нам потребуется внешний монитор (телевизор) с HDMI входом, USB клавиатура, будет удобнее если так же будет и мышка и питания. Монитор, клавиатура и мышка - понадобятся только на момент установки, дальше достаточно будет только блока питания.

Установка операционной системы

Для установки операционной системы, первым делом необходимо загрузить архив с дистрибутивами - . Пока скачивается почти полутора гигабайтный архив, загружаем утилиту для форматирования SD карты - SD Card Formatter - . Этот дистрибутив гораздо компактнее - всего 6 МБ, поэтому не теряя времени, устанвливаем программу

и, после установки, вставляем карту памяти в картридер (у вас же есть картридер не правда ли) и запускаем SD Card Formatter. В меню Options необходимо установить “FORMAT SIZE ADJUSTMENT” в “ON”

Дождавшись завершения загрузки большого дистрибутива, открываем полученных архив и распаковываем его содержимое на свежеотформатированную флешку.
Следующий шаг - первый запуск Raspberry Pi (флешку с записанным дистрибутивом, конечно устанавливаем в него). Извините за качество нескольких следующих фото - с экрана телевизора:(
При первом запуске стартует меню выбора операционной системы - что ставить, причем в списке имеется даже версия WIndows 10 для Raspberry Pi. На этом этапе можно выбрать язык (внизу экрана) - русский есть и подключится к Wi-Fi сети - кнопка Wi-Fi networks

Нужная мне опарационка - Raspbian базирующаяся на Linux Debian - представлена в двух вариантах, lite И полном, с графическим интерфейсом. Я выбрал полную версию

После этого можем спокойно идти пить чай с баранками, установка займет довльно длительное время.

Периодически измеряя температуру во время установки, максимально что я видел - 38 градусов.
После завершения установки и перезагрузки компьютера, загружается рабочий стол Raspbian

Единственное что я сделал здесь - это в настройках включил SSH - для того чтобы управлять системой с настольного ПК, все остальное я уже делал через терминал.

Для управления Raspberry с настольного ПК, нам понадобится любая программа терминал, я использую старый добрый Putty

Имя пользователя и пароль по умолчанию - pi и raspberry . Для смены пароля воспользуйтесь командой passwd .

Рекомендую сразу установить статический IP адрес для Raspberry. Узнать текущие адреса можно при помощи команды ifconfig , где
eth0 - это Ethernet
lo - это локальный интерфейс 127.0.0.1
wlan0 - это wi-fi интерфейс

А для того что бы отредактировать файл с настройками - вводим команду
sudo nano /etc/dhcpcd.conf
и в открывшемся файле, пролистав в конец добавляем нужные настройки в зависимости от того какой интерфейс мы будем использовать.
Например мы хотим использовать адрес 192.168.0.222, маска 255.255.255.0, адрес шлюза и DNS - 192.168.0.1
Для Ethernet вставляем
interface eth0

static routers=192.168.0.1

Для wi-fi
interface wlan0
static ip_address=192.168.0.222/24
static routers=192.168.0.1
static domain_name_servers=192.168.0.1

Для выходя из редактора нажимаем ctrl+x
Для сохранения изменений - нажимаем “Y” и затем enter

Установка Domoticz
Большая часть работы по настройке уже закончена, теперь нам нужно установить систему Domoticz. Делается это одной командой -
sudo curl -L install.domoticz.com | sudo bash
Которая инициализирует процесс загрузки и установки системы

В процессе установки, инсталлятор задаст вопросы по поводу места установки и т.п. - все эти моменты я оставил по умолчанию.

После успешной установки, инсталлятор напишет адреса и порты веб интерфейса системы Domoticz

Но, для работы с шлюзом Xiaomi - нам нужна beta версия системы. Обновление до крайней версии беты производится командами
cd ~/domoticz
sudo ./updatebeta

Теперь система Domoticz доступна по веб интерфейсу:

Теперь самое время приступить к добавлению устройств Xiaomi. Но сначала -

Подготовительные работы

Итак, что нужно для того что бы начать работать с Domoticz?
Резервирование IP адресов
Первым делом необходимо, тем устройствам которыми вы планируете управлять - пока это шлюз и лампы - установить статические IP адреса. Это делается на вашем домашнем роутере, при помощи таблицы клиентов DHCP которая выглядит примерно так -

и информации из вкладок Network info плагинов управления шлюзом и лампами, где указаны MAC адреса устройств

Используя эту информацию нужно прописать выдачу постоянных IP адресов этим устройствам - так как они будут управлятся именно по IP, и если адрес будет сменен - Domoticz потеряет связь с ним. Таблица резервирования адресов выглядит примерно так -

Режим разработчика

Необходимо активировать режим разработчика. Для шлюза Xiaomi Gateway необходимо зайти в меню, выбрать опцию about, внизу экрана где написана версия (2.23 у меня) - нажимать на нее до тех пор пока в меню не появится две новые опции, они могут быть на китайском, в моем примере - на английском. Нажимаем на первую из двух - local area network communication protocol, в меню активируем верхний переключатель и записываем пароль шлюза.

Для ламп все проще - нужно установить приложение Yeelight, если вы его еще не поставили, и для каждого светильника - заходим в меню, режим разработчика - включить

Добавление устройств

Для добавления устройств переходим во вкладку Настройки - Оборудование
127.0.0.1:8080/#/Hardware (вместо 127.0.0.1 - адрес вашего Domoticz)
Выбираем тип устройства Xiaomi Gateway, называем его как нибудь, указываем его IP адрес, который мы зарезирвировали на роутере, прописываем пароль полученный в окне режима разработчика. Порт - у меня работает на порту 54321. В вики домотикз описано подключение с указанием порта 9898

Для добавления ламп - просто добавляем устройство YeeLight LED - адреса указывать не надо, лампы подтянутся сами.

Датчики подключенные к шлюзу подтянутся не сразу все, это процесс может занять час и более - нужно подождать. Это связано с тем, что устройства ZigBee активируются только в момент передачи данных. Немного подтолкнуть процесс можно - открывая и закрывая окна с датчиками, дышать на датчики температуры, включать выключать розетки - словом вынуждать устройства передавать данные.

Устройства

Устройств добавится НАМНОГО больше чем вы ожидаете:) Список их доступен на вкладке Настройки - устройства.
127.0.0.1:8080/#/Devices

Например каждый датчик температуры и влажности - добавится как три устройства, отдельно температура, отдельно влажность, и все вместе. Розетки - отдельно розетка (управляемое устройство) отдельно - как датчик энергопотребления. А вот шлюз - отдельно подстветка, отдельно сирена сигнализации, отдельно будильник, дверной звонок и регулятор звука. Для того чтобы добавить устройство в список используемых - в конце строки нужно нажать зеленую стрелочку. Убрать из используемых - синюю стрелочку. То что нам не нужно - не добавляем.
Добавленные к использованию устройства располагаются по нескольким вкладкам -

Переключатели

На этой вкладке собраны все управляемые устройства
127.0.0.1:8080/#/LightSwitches
Выключатели, кнопки, лампы, и прочее. Здесь мы можем включать, выключать, и делать любые действия с устройствами в ручном режиме.

Например выбрать звук который будет звучать на шлюзе, или цвет свечения на RGB лампе или яркость на белой лампе.

Температура

На этой вкладке группируются климатические датчики - влажности и температуры
127.0.0.1:8080/#/Temperature
Поначалу они все называются одинаково, определить где какой - можно по их показаниям и сверке с приложением Mi Home, после чего их можно соответсвенно переназвать.

Вспомогательное

Здесь сгрупирован датчик освещенности шлюза - хотя его показания весьма странные, и счетчики потребления энергии розеток.
127.0.0.1:8080/#/Utility

Сценарии

Для создания сценариев - необходимо перейти во вкладку - Настройка - Дополнительно - События. Написание сценариев доступно в двух вариантах - блочный и скриптовый на языке lua.

Примеры сценариев

Учится работать с Domoticz лучше начинать с блоков. Тут все разбито на группы и составлять сценарии довольно просто. Пример простого сценария на блоках - включение света по обнаружению движения, и выключения через минуту после того как датчик движения перейдет в статус выключено. После составления сценария нужно назвать его, поставить галочку на опции Event active: - для включения и сохранить его.

Точно такой же сценарий на lua

Примеры использования

Больше внимания конкретным сценарям я буду уделять в других обзорах, тут в качестве примера приведу сценарий, который НЕВОЗМОЖНО реализовать в Mi Home, а именно - двухкнопочный выключатель Aqara c размыканием проводов - левая кнопка будет работать по назначению - разрывать и соединять фазу, а правая - не подключенная к линии (для питания выключателя достаточно подключения только одной из кнопок) - будет включать и выключать Yeelight лампу, которая физического соединеня с выключателем не имеет.
В данном сценарии будет проверятся состояние лампы Yeelight, значение самого выключателя On или Off - значения иметь не будет. Если состояние лампа отлично от Off - значит она работает, и будет выключена, а если выключена - то будет включена.

На этом, вводную часть по Domoticz буду завершать, если тема будет интересна - то продолжу, интересного еще очень много.

Видеоверсия обзора (2 части) -

Спасибо за внимание. Планирую купить +164 Добавить в избранное Обзор понравился +99 +231

Миникомпьютер Raspberry Pi продолжает становиться все лучше и лучше с каждым годом. Обычно коммерческие продукты получают обновления, потому что компания видит в этом свою прибыль.

Но с Paspberry Pi Fundation и Pi 3 ситуация совсем другая. Во-первых это благотворительная организация. Одноплатный компьютер Paspbery Pi дешевле даже чем новая игровая приставка PS4. Цель этой компании - образование и создание культуры, а не получение миллиардов.

Paspberry Pi 3 - почти идеальное обновление для Pi 2. Если выполнять сравнение raspberry pi 2 и pi 3, то мы получаем больше мощности, встроенный Wifi и Bluetooth. И что самое главное - без повышения цены. Здесь есть все компоненты, которые мы хотели и ничего лишнего. Давайте сделаем небольшой обзор Raspbery Pi 3.

При первом взгляде на Raspberry Pi 3 вы не почувствуете прилива волнения. Он выглядит почти так же как и старая версия, но с... хотя нет, даже бок о бок они выглядят практически одинаково.

Несколько маленьких компонентов печатной платы были перемещены. Были немного сдвинуты, чтобы поместилась Wifi антенна. Но это настолько незначительное изменение что оно практически незаметно. Разъемы остались те же, что и в прежней модели, а это значит, что корпусы от предыдущих моделей остаются актуальны.

В маленькой коробке с компьютером, кроме тоненькой платы с Raspberry Pi 3, как всегда, есть небольшая инструкция по использованию и настройке. Там нет шнура питания, и нет карты памяти, если вы ее не заказали отдельно. Вам обязательно нужна карта памяти, потому что у этого устройства нет собственного надежного хранилища данных.

Как обычно, вы можете использовать тот же кабель питания (MicroUSB) и те же карты памяти (MicroSD), что и для большинства смартфонов на базе Android. Для устройства, которое должно испугать всех технофобов, это вполне нормально.

Новые возможности

Одним из самых важных моментов Raspberry Pi 3 - есть его повышенная мощность, а также поддержка wifi и Bluetooth. Это те две вещи которые нам раньше приходилось подключать к USB, чтобы сделать небольшой домашний медиаплеер или небольшой медиа центр.

Raspberry Pi предназначены в первую очередь для людей которые хотят научится программировать. Но этот маленький карманный компьютер не сделает из вас Дони Кармака за три недели. Учебники и книги по-прежнему очень даже нужны.

Что сильно привлекает тысячи людей к Raspberry Pi, так это сотни уже реализованных проектов, код которых вы можете использовать и модифицировать, чтобы улучшить свои навыки программирования. Вы можете использовать очень большое количество проектов, разработанных другими. А также вы получите огромное удовольствие собрав собственный миникомпьютер.

Как начать?

Увы, здесь не все так просто как со смартфоном Android. Вы покупаете голую плату Pi, без карты памяти. Сначала нужно записать на карту памяти образ операционной системы.

На веб сайте Raspberry Foundation все очень подробно расписано, так чтобы все смогли понять новички, студенты и преподаватели, желающие начать разрабатывать собственные проекты. Есть даже уже готовые карты памяти с записанными Openelec и OSMC, а также новыми версиями медиа центра XBMC. С минимальными усилиями вы можете превратить Raspberry Pi в ультрадешевый медиа центр за 30 минут.

Linux

Официальная ОС Raspberry PI - Raspbian, основана на Linux, а точнее Debian. Несмотря на присутствие графического интерфейса, здесь больше количество действий делается через терминал. Но если вы еще недостаточно разбираетесь в Linux, то на официальном сайте есть достаточно руководств на эту тему и вы можете все освоить.

Еще одна интересная вещь, это Noobs. Это несколько файлов, которые нужно записать на карту памяти, они позволяют автоматически установить Raspbian и почти все что вам еще понадобится, в том числе дополнительное программное обеспечение, офисный пакет и даже Minecraft.

В стандартной комплектации также поставляется браузер, под названием Epiphany, и хотя он работает не настолько быстро как на ноутбуке или планшете, уже заметно быстрее чем на Raspberry Pi 2. Вы можете использовать Raspberry Pi 3 как недорогой персональный компьютер. И он будет испытывать ваше терпение гораздо меньше чем любой другой Pi до этого времени. Если вы заметили замедление, значит вы пытаетесь сделать несколько вещей за один раз. Браузер работает достаточно быстро, белую страницу мы видим лишь мгновение, потом загружается контент. Его уже можно использовать.

В Raspberry Pi 3 есть все необходимые порты. Как и раньше есть четыре USB входа, а это больше чем в некоторых ноутбуках, порт Ethernet и разъем HDMI для подключения к телевизору или монитору. А теперь еще и появилась подключать по Wifi и Bluetooth дополнительные контроллеры, мышки и клавиатуры. Для истинных Pi гиков есть разъемы GPIO и камеры.

Основные улучшения

Пожалуй, самым важным улучшением есть мощность. Но когда вы просто смотрите на цифры, разница может быть не очень ощутима. Raspberry Pi 2 имеет четырехъядерный процессор Qualcomm 900GHz, 1 Гб оперативной памяти и GPU VideoCore IV. В новой версии тоже четырехъядерный процессор, но на этот раз уже 1,2 ГГц на чипе BCM2837 тоже 1 Гб ОЗУ и GPU VideoCore IV.

Но увеличение мощности не ограничивается цифрами частоты. Raspberry Pi 2 использует уже старый процессор Cortex-A7. Смартфоны с этим процессором самые медленные в мире. Для сравнения Pi 3 имеет Cortex-A53, а этот процессор используется в смартфонах начального и среднего уровня. Также Pi теперь поддерживает 64 бит.

Частота GPU также увеличена из 250 Мгц до 400 МГц, а ОЗУ от 450 МГц до 900 МГц. Поскольку вместо Android здесь используется Linux то производительность заметна еще больше.

Игры в Raspberry Pi

Лучший способ увидеть как улучшилась производительность Raspberry Pi 3 - это попытаться запустить некоторые игры. Для классических игр N64 из EmulationStation производительность значительно улучшилась, по сравнению с предыдущем поколением Paspberry Pi.

Наиболее значимые изменения, это то что игра The Legend of Zelda: Ocarina of Time, которая еле работала на Raspberry Pi, сейчас работает более-менее хорошо, с незначительным проседанием частоты кадров. Да, это в 2016 году мы пытаемся запустить игры 1996 года. Но не забывайте что для эмуляции необходимо в десять раз больше ресурсов чем для оригинальной машины.

Raspberry Pi 3 определенно улучшенная версия того предыдущей и это хорошо. Для многих, разочарованием стало что, что при использовании того же класса GPU до сих пор поддерживается видео только 1080р, а не 4k. Если вы хотите именно 4k, то вам нужно NVIDIA Shield, а не Raspberry Pi 3.

Raspberry Pi для кодинга

На самом деле Raspberry Pi рассчитан только для изучения программирования. Много людей, изучающих программирование, покупают Pi. Это не научит вас мгновенно программированию на С. Но поможет натренировать ваш ум, чтобы вы думали как программист.

Выводы

В наши дни есть много компьютеров напечатанных на одной плате. Некоторые из них действительно предназначены для серьезных разработчиков. Другие попросту копии Raspberry Pi.

Но ни одна другая плата не предоставляет тех возможностей, что и Raspberry Pi. Удивительно низкая стоимость аппаратных средств, горы онлайн-поддержки и документации, огромное количество проектов других разработчиков, все это отлично объясняет ее огромную популярность. Он намного лучше чем любой Android смартфон, а также лучше Raspberry Pi 2.

Микрокомпьютер Raspberry Pi стал известен относительно недавно. Что же это за устройство и зачем оно нужно?

Raspberry Pi 2

Изначально разработчики планировали микрокомпьютер как дешевое устройство для обучения школьников информатике. Но что-то пошло не так. «Малиной» заинтересовалось довольно много народу. Всем интересно, что же это за микрокомпьютер - Raspberry Pi 2. Применение, настройку и установку сего девайса мы и разберем чуть ниже. А пока - немного истории.

Коротко о Raspberry Pi

Raspberry Pi был разработан в 2011 году. В течение нескольких лет он претерпел нешуточные изменения. Теперь это очень интересная платформа со множеством возможностей под названием Raspberry Pi 2. Применение этой платы возможно во всех мыслимых областях. Ее можно использовать как рабочий сервер «умного» дома, охранную систему с функцией распознавания лиц, мультимедийный центр и многое другое. Последняя модель Raspberry Pi 2 Model B+ имеет в своем арсенале четырехъядерный процессор с v7, 1 Гбайт оперативной памяти и видеоускоритель, способный запросто воспроизводить видео формата Full HD. USB-разъемы в количестве четырех штук также на месте. Для подключения монитора или телевизора используется выход HDMI.

Кроме того, микрокомпьютер имеет мизерное энергопотребление. Это относится и к Arduino, и к Raspberry Pi 2. Питание платы осуществляется через разъем microUSB при помощи обычного блока питания зарядного устройства смартфона.

Операционная система в Raspberry

Здесь все не так просто. Первоначальные версии микрокомпьютера не могли работать на обычных дистрибутивах. Для них приходилось создавать специальные версии систем. Все ОС основаны на дистрибутивах Linux. Есть даже специальные версии ArchLinux и Kali Linux для Raspberry Pi 2. Установка ОС на плату осуществляется с помощью карты памяти microSD и специального приложения NOOBS. В последней версии этого устройства при желании вполне реально использовать в качестве системы ОС Ubuntu и даже Microsoft Windows 10. Благодаря именно этому из Raspberry Pi стало возможным сделать домашний мультимедийный центр.

Однако по умолчанию все же настоятельно рекомендуется использовать ОС Raspbian, специально созданную для этого микрокомпьютера. Она основана на широко известном дистрибутиве Debian. Все управление осуществляется точно так же, как и обычной Linux-системой.

Установка ОС на Raspberry

Для на микрокомпьютер нам потребуется объемом минимум в 8 Гбайт. Кроме этого, нужен «обычный» рабочий компьютер с доступом в Интернет. Есть несколько способов инсталляции системы на Raspberry Pi 2. Установка ОС может производиться как при помощи самого установщика, так и путем разворачивания образа системы на карту памяти. Мы рассмотрим первый способ.

Для начала находим официальный сайт Raspberry и скачиваем zip-архив с Raspbian ОС. После этого распаковываем архив на карту памяти так, чтобы все файлы лежали в корне флешки. Подготовка закончена. Теперь вставляем карту памяти в микрокомпьютер и включаем его. Не забудьте перед этим присоединить клавиатуру и мышь к Raspberry Pi 2. Подключение осуществляется через USB-разъемы. После успешной загрузки появится приветственное окно конфигуратора. Здесь вы сможете настроить все нужные параметры. Язык по умолчанию - английский. Русского нет и не предвидится. Рабочим окружением ПО является LXDE. Несколько модифицированное легковесное рабочее окружение идеально подходит для Raspberry Pi. После успешной установки системы конфигуратор вам об этом сообщит. Теперь можно начинать работу, и у вас полностью собран микрокомпьютер Raspberry Pi 2. Применение обновлений с момента выхода последней версии операционной системы и установку всех необходимых программ мы рассмотрим чуть ниже.

в ОС Raspbian

После успешной инсталляции системы следует подготовить некоторое количество программ для Raspberry Pi 2. Установка производится через центр приложений Pi Store. Обновление компонентов осуществляется с помощью терминала. Как и в любом дистрибутиве Linux, следует использовать команду apt-get update. При установке программ из Pi Store следует быть очень внимательным, поскольку далеко не все они там бесплатны. Если вы хотите сделать свой микрокомпьютер полностью свободным, то лучше всего использовать дистрибутив Ubuntu. Процесс установки точно такой же.

После успешной установки и настройки операционной системы для микрокомпьютера самое время задуматься о том, для чего можно использовать Raspberry Pi 2. Применение его может охватывать самые разные области. Raspberry Pi найдет применение в автомобилях, дома, в качестве серверов, «мозгов» для роботов.

Медиацентр на базе Raspberry

Для этого нам понадобится микрокомпьютер Raspberry Pi 2, телевизор, ПК с кучей фильмов и Первым делом нужно установить на устройство операционную систему XBMC, созданную специально для управления телевизорами и «железными» плеерами. Нужно сказать, что после успешной инсталляции в настройках копаться не придется. Все замечательно работает «из коробки». В этом и есть главный плюс Raspberry Pi 2. Применение в медиацентре проще простого. Для нормальной работы микрокомпьютера в таких условиях требуется минимальный набор аппаратуры.

Raspberry в автомобиле

На базе Raspberry Pi можно также собрать мини-компьютер для автомобиля, который будет регулировать некоторые настройки машины. Такие как климат-контроль, воспроизведение музыки, GPS-навигацию и многое другое. Кроме того, если подсоединить к микрокомпьютеру камеру, то получится продвинутый видеорегистратор. Для сборки так называемого Car PC потребуется сама плата Raspberry Pi, некоторые USB «свистки» (например, для приема GPS), сенсорный экран и специализированная операционная система. Так как даже системы управления узлами автомобилей основываются на дистрибутивах Linux, проблем с этим не будет. Главный компонент - Raspberry Pi 2. Применение в автомобиле такой системы позволит водителю меньше отвлекаться на настройку параметров отопления или воспроизведения музыки. Автоматика сделает все сама.

Raspberry в робототехнике

Ну и, наконец, перейдем к использованию платы Raspberry Pi в робототехнике. Здесь возможности поистине безграничны. Однако базовых знаний будет недостаточно. В этом случае нужно знать основы и механики. Стоит только упомянуть, что мощности микрокомпьютера хватит для использования его в качестве мозгового центра продвинутого робота. Хотя не все платы подойдут. В этом случае понадобится последняя версия микрокомпьютера - Raspberry Pi 2 B. Применение платы именно этой версии позволит добиться поистине впечатляющих результатов.

Для использования микрокомпьютера в робототехнике следует знать, что кроме таких обычных для пользователя портов, как USB и Ethernet, Raspberry имеет в своем арсенале так называемые низкоуровневые, для подключения различных реле, двигателей и всего остального. Неудивительно, что выбором профессионалов становится именно Raspberry Pi 2. Применение его в робототехнике становится возможным именно из-за наличия «низкоуровневых» разъемов.

Заключение

Для многих будет интересно поработать с таким замечательный электронным устройством. И не только так называемым гикам (людям, «повернутым» на своем хобби). Любому мало-мальски любопытному человеку будет интересно разобраться в этой «железке». Ведь за чисто символическую плату можно получить компьютерную систему, только в мелочах уступающую огромным стационарным ПК. К тому же многим захочется сделать свой медиацентр или устроить апгрейд авто с помощью Raspberry Pi. Применение этого микрокомпьютера в самом деле способно во многом облегчить жизнь человеку.

Также его можно использовать как альтернативу электронному программируемому конструктору Arduino. Ведь последний может выступать лишь в роли платы управления, в то время как Raspberry Pi - это почти полноценный компьютер.

Популярен он и у хакеров со взломщиками, - на его основе часто делают перехватчики Wi-Fi трафика с паролями, которые легко замаскировать и лишь время от времени собирать данные.

Отражена тематика этого микрокомпьютера и в телесериале про Хакеров «Мистер Робот», там герои использовали устройство для удаленной технологической диверсии.

Ну и не стоит забывать про малую стоимость, которую может позволить себе почти каждый. А особенно полюбился изобретателям он тем, что использовать Raspberry Pi можно многократно и как угодно.