Raspberry Pi, звані у нас Распберрі Пі або Пай, - це сімейство мініатюрних плат з розпаяними на них основними компонентами персонального комп'ютера (ПК). Розроблені в Великобританії благодійним фондом і спрямовані спочатку на популяризацію освіченості молоді в комп'ютерних науках, ці пристрої отримали більш широке поширення, ніж очікували їх творці.

унікальність технології

На сьогодні спільнота шанувальників «малинки» або «малинового пирога» є найбільш швидкозростаючим з усіх аналогічних продуктів. Програмування під архітектуру ARM для великого спектру одноплатних обчислювальних рішень розвивається у великій мірі завдяки доступності значної кількості конфігурацій мікрокомп'ютерів.

Завдяки великому й розвиненому спільноті зростає і кількість способів застосування пристроїв. При належних знаннях і існуючі технічні рішення можна навіть побудувати систему «розумний будинок» на Raspberry Pi. Крім того, пристрій використовується як:

  • Мережевий медіа, файл-і принт-сервер.
  • Роутер (при наявності необхідних прошивок і доступності модулів розширення).
  • Плата контролера в різному ЧПУ-обладнанні.

Історія створення і основні характеристики

Перший представник цього сімейства мініатюрних контролерів з'явився в 2011 році. Його творці сподівалися таким способом розвинути у дітей інтерес до побудови обчислювальних пристроїв, програмування під конкретні завдання (таке написання коду ще називається прикладним) і основам електротехнічних наук. Незважаючи на те що первинна мета була досягнута, пристрій не переставало вдосконалюватися, в ньому з'являлися можливості підключення різних модулів розширення, а апаратні характеристики отримували регулярні апгрейди.

Завдяки постійному нарощуванню можливостей, «малинка» стала отримувати все більше уваги серед ентузіастів і фахівців. Сьогодні шанувальників платформи, що придумують все більш оригінальні способи використовувати пристрій, вже більше п'яти мільйонів. Через сім років Raspberry Pi налічує близько десятка конфігурацій, що мають різну кількість оперативної пам'яті, портів введення-виведення і підтримуваних інтерфейсів. Основні характеристики виглядають так:

  • Процесор на базі архітектури ARM з тактовою частотою від 700 мегагерц до 1, 2 гігагерца і кількістю ядер до чотирьох. Деякі чіпи мають підтримку 64-бітних інструкцій.
  • Від 256 мегабайт до 1 гігабайти оперативної пам'яті, як правило, розпаяні прямо на платі і не має можливості розширення без застосування спецобладнання.
  • Відеовихід, що відрізняється в залежності від пристрою - може бути як стандартний VGA, так і більш сучасний HDMI або DisplayPort.
  • Від одного до чотирьох USB-портів.
  • У більш пізніх версіях - наявність порту Ethernet, WiFi і Bluetooth-модулів, наприклад, в model Zero W.
  • Інтерфейс введення / виводу загального призначення або GPIO, що має кількість пинов від 26 до 40 і використовується для підключення спеціалізованих модулів.

Операційні системи

Завдяки сучасній архітектурі і достатнім апаратних потужностей, сімейство може управлятися великою різноманітністю операційних систем. На сьогодні це зібрані під конкретні завдання дистрибутиви Linux та інших UNIX-based систем. Офіційно на пристрої можна встановлювати такі системи:

  • Raspbian - дистрибутив самого початкового рівня, легкий в розгортанні та налаштування.
  • Kodi - open-source програвач медіафайлів.
  • RISC OS - універсальна операційна система для процесорів типу RISC (до них відноситься архітектура ARM).
  • З недавніх пір Windows 10 IoT - дистрибутив новітньої системи від Microsoft, призначений для застосування Raspberry Pi 3 в «Інтернеті Речей».
  • Pidora або Pi Fedora - дистрибутив Linux під назвою Fedora, адаптований під архітектуру мікрокомп'ютерів.

Порти і інші операційні системи, які можна встановити, модифікувавши і сконфігурованої належним чином їх дистрибутиви:

  • Kali Linux - популярний «хакерський» дистрибутив, призначений для проведення тестів на вразливість систем.
  • FreeBSD.
  • Sailfish OS, що використовується в деяких моделей смартфонів.
  • А2 - модифікований дистрибутив з ядром, що підтримує неблокірующіх алгоритми.

Крім того, ведуться розробки варіантів таких мобільних ОС для «малинок» від Google, як Android і Chromium Operating System.

Установка через відсутність жорсткого диска і інтерфейсів підключення накопичувачів високого обсягу виробляється на SD-карту. Для цього можна скористатися як автоматизованим інструментарієм типу NOOBS, так і розгорнути вже встановлений і попередньо збережений образ ОС на накопичувач.

Сфери застосування пристрою

Можливе використання фактично обмежена тільки фантазією автора і його знаннями. Проекти Raspberry Pi 3, наприклад, включають такі цікаві можливості, як побудова повноцінних медиацентров для домашніх телевізорів, що особливо корисно для старіших моделей, позбавлених функціоналу Smart TV Крім того, вони чудово підходять для початківців радіоаматорів, адже в списку сумісних модулів розширення є дуже багато плат. Вони дозволяють перетворити миникомпьютер в контролер для квадрокоптера або автоматизувати деякі побутові процеси.

Системи Розумний будинок

Для побудови мережі управління домашньою технікою необхідно мати контролери пристроїв, які передбачається автоматизувати, контрольних пристроїв до них і мережевий сервер, здатний всім цим командувати. Обмін інформацією та харчування пристроїв може забезпечуватися звичайним кабелем типу «кручена пара», а «малинка» в цій схемі буде виступати як раз сервером управління. Для цього на неї встановлюється веб-інтерфейс, доступ до якого буде здійснюватися через десктопний браузер або зі смартфона.

Замість провідної мережі, для уникнення захаращеності будинку проводами можна використовувати і бездротове з'єднання, але в цьому випадку доведеться подбати про харчування всіх пристроїв системи. Так, для Raspberry Pi потрібен блок живлення на 5 вольт, що видає приблизно 1-2 ампера. Менш потужні пристрої харчування використовувати нема чого, вони можуть привести до перешкод і нестабільної роботи.

Контролери, найчастіше використовуються в таких системах, можуть бути такими:

  • Універсальний - може виконувати будь-які функції з описаних нижче завдяки оснащеності великою кількістю що працюють незалежно один від одного точок введення і виведення.
  • Радіомодуль - підійде для заміни декількох брелоків, а також обміну інформацією з встановленими по території датчиками.
  • Контролер температури і вологості, що дозволяє відстежувати ці параметри і передавати інформацію на сервер для повернення команд на термостати.
  • Термостат - управляє температурним режимом в будинку, будучи підключеним до системи опалення. Може служити для регулювання швидкості нагріву приміщення і його охолодження.

Застосування в автомобільному транспорті

За допомогою мініатюрного комп'ютера можна запросто зібрати систему управління деякими параметрами автомобіля: наприклад, навігація, програвання медіафайлів і контроль за температурою всередині салону машини. Крім того, завдяки можливості підключити дротові і бездротові камери, можна отримати систему «все в одному» і використовувати обладнання ще й як відеореєстратор.

Для цього знадобляться:

  • Сенсорний екран для контролю параметрів.
  • USB-приймачі сигналів (наприклад, для роботи навігатора).
  • Камера (або камери) для забезпечення роботи відеореєстратора.
  • Спеціалізована оболонка і ПО.
  • Плата мікрокомп'ютера, забезпечена достатньою кількістю портів для підключення всіх периферійних пристроїв.

При використанні такого пристрою можна буде витрачати набагато менше часу на підстроювання деяких параметрів в залежності від ситуації. Крім того, так як програмна частина комп'ютеризованого керування автомобілем давно пишеться на основі різних дистрибутивів Linux, проблем з інтеграцією нових функцій в прошивку не буде.

Інші галузі використання Raspberry Pi

Крім побудови систем, що допомагають керувати побутовим господарством або власним транспортом, мініатюрні комп'ютери можуть застосовуватися для інших речей, якими переважно займаються ентузіасти. Серед таких проектів - антропоморфні роботи, датчики зчитування емоцій тварин і безпілотні апарати.

Мистецтво тривимірної друку, розвивається вибуховими темпами в наш час, дозволяє спростити процес створення корпусів для мікрокомп'ютерів і розширює спектр завдань, які можна виконати з їхньою допомогою. Наприклад, повністю «надрукований» робот на ім'я Poppy від французьких розробників як плата управління використовує саме «малинову». Будова його нутрощів і опорно-рухового апарату дуже нагадує людське, а сам робот має почуття балансу і рівноваги, яке використовує при ходьбі.

Безпілотники ж на основі крихітних ПК, які з'явилися в тому числі і завдяки розвитку акумуляторів і появи батарей великого часу дії, успішно демонструють польоти на великій висоті, перехоплення даних за допомогою пеленгування радіосигналів і наведення перешкод. І все це в апаратах, поширених на масовому ринку.

Купити Raspberry Pi в Росії не складає труднощів, тут є безліч реселерів, інтернет-магазинів, що пропонують купити не тільки самі пристрої, але і периферійні модулі до них. Розвинуте співтовариство і тривалий період підтримки існуючих пристроїв допомагають початківцям і досвідченим конструкторам створювати необхідні їм інструменти для досягнення своїх цілей.

Категорія:

Технології