Знайомство з Raspberry PI
Raspberry Pi (читається як Ра́збері па́й; буквально: укр. малиновий пиріг, надалі RPI) — одноплатний комп’ютер, розроблений британським фондом Raspberry Pi Foundation. Головне призначення — сприяти вивченню базових комп’ютерних навичок школярами. Модельний ряд цих комп’ютерів постійно оновлюється, але їх вартість варіюється в районі 50$, що дозволяє їх використовувати у різноманітних застосуваннях у тому числі IoT.
На рис.1 показаний зовнішній вигляд плати Raspberry PI версії 4 без корпусу.
рис.1. Загальний вигляд Raspberry PI без корпусу.
На момент написання остання версія Raspberry Pi 5, нижче зосередимося на Raspberry Pi 4 Model B.
На цей час існує три варіанти комплектації Raspberry Pi 4 Model B, що розрізняються між собою обсягом оперативної пам’яті: 2G, 4G і 8G LPDDR4-3200 SDRAM. Серцем даних платформ є 4х ядерний Х64-bit Cortex-A72 Broadcom (BCM2711B0) ARM-v8 SoC 1.5GHz процесор. У порівняні з третьою версією, на борту з’явилися два USB порти 3.0, тепер в розпорядженні користувача два USB 2.0 і два USB 3.0 проти чотирьох USB 2.0 встановлених на Rpi 3 B/B+. Зміні піддався і HDMI роз’єм, його змінили два micro-HDMI з підтримкою роздільної здатності 4Kp60. Так само модуль бездротового зв’язку отримав підтримку дводіапазонного Wi-Fi (стандарт IEEE 802.11ac) з підтримкою Bluetooth 5.0. І на завершення, роз’єм живлення USB-Type-C змінив свого попередника micro-USB.
В якості операційної системи, користувач може використовувати, як Raspberry Pi OS (Raspbian) або інші збірки операційних систем засновані на базі Linux систем.
Не варто забувати, що з новим процесором і його тактовою частотою, зросла і робоча температура. З цієї причини настійно рекомендується встановлювати хороше активне охолодження. В іншому випадку, комп’ютер буде грітися, що своєю чергою буде приводити до не бажаних наслідків.
Важливим фактором є і джерело живлення. В якості джерела живлення варто використовувати тільки якісні блоки живлення, з характеристиками 5В - 3А. Використання неякісних блоків живлення або зарядних пристроїв мобільних телефонів призводить до виходу з ладу внутрішнього джерела живлення і не є гарантійним випадком! Максимальне значення вхідної напруги живлення становить 5.5В. При вхідній напрузі 6В (навіть імпульсному) мікросхема перетворювача напруги гарантовано вийде з ладу. До подібного результату призведе замикання будь-якого виходу внутрішнього перетворювача напруги на землю.
Оскільки вхідні схеми живлення виконана в спрощеному варіанті інтерфейсу USB-C не всі блоки живлення коректно працюють з Raspberry Pi 4. У останніх редакціях міні-комп’ютера даний недолік виправлений.
На рис. 2 показані основні компоненти Raspberry PI 4 включаючи інтерфейси. Основні характеристики даної моделі:
- Процесор: 1.5 ГГц 64-бітний чотирьохядерний процесор ARM Cortex-A72
- Об’єм оперативної пам’яті: 2, 4 або 8ГБ LPDDR4 SDRAM
- Мережеві інтерфейси:
- Гігабітний Ethernet з повною пропускною спроможністю інтерфейсу
- Двохдіапазонна бездротова мережа 802.11ac
- Bluetooth 5.0
- USB порти:
- Два порти USB 3.0
- Два порти USB 2.0
- Відеовихід: два micro-HDMI з підтримкою двох моніторів з роздільною здатністю до 4K
- Графічний інтерфейс: VideoCore VI, що підтримує OpenGL ES 3.x
- Апаратне декодування 4Kp60 відео HEVC
- Сумісність: Повна сумісність з більш ранніми продуктами Raspberry Pi
- Роз’єм живлення: USB-C
- Напруга живлення: 5В
- Додаткове живлення: Ethernet PoE Hat
- Максимальний споживаний струм: 3А
- Розширений 40-контактний роз’єм GPIO
рис.2. Компоненти Raspberry PI 4.
До базової комплектації можна віднести плату комп’ютера, блок живлення та карта MicroSD. Усе інше підбирається в залежності від задачі.
рис.3. Базова комплектація Raspberry PI
Підключення периферії можна проводити як через наявні інтерфейси так і через контакти роз’єму GPIO - General-purpose input/output . Призначення контактів GPIO для Raspberry PI показано на рис.4 а також доступне за посиланням
рис.4. Призначення контактів GPIO на Raspberry PI
рис.5. Принципова схема GPIO на Raspberry PI
рис. 6 Підключення вентилятору