Применение Raspberry Pi в быту и нестандартные применения. Система управления умным домом на основе Raspberry Pi

Raspberry PI 3 — одноплатный компьютер размером с банковскую карту. Как и обычный компьютер он имеет периферию и интерфейсы. Он позволяет выполнять многие функции, доступные мощным настольным системам. Практически он выполняет все функции компьютера и даже больше. Raspberry обладает большими графическими возможностями и его можно использовать, как платформу для разработки игровых приложений. С другой стороны, его можно использовать для разработки измерительных и робототехнических систем, применяя датчики и исполнительные механизмы.

Из этой статьи вы узнаете:

Приветствую вас на страницах моего блога kip-world! С вами Гридин Семён. Друзья, у меня часто происходят задержки с публикациями статей. Поэтому прошу меня извинить.

Я наконец-то добрался до самого корня своего ресурса. То, ради чего я всё начинал. Прошло 1,5 года.

Я пишу эти строки по своей любимой теме — об одноплатных компьютерах и о Raspberry PI в частности. Саму плату я заказал на . Как раз 11 Ноября, в это время был праздник в честь шоппинга и в китайском магазине были сумасшедшие скидки.

Вот, я воспользовался случаем...

Сколько потенциальных возможностей хранит в себе эта вещь. У нас в России не сильно популярный к сожалению. Сколько я перелопатил информации. Большая часть на английском языке.

Сейчас я на таком уровне, что всё понимаю в общих чертах. Я собираюсь расширять и углублять эти знания.

Начнём с описания...

Описание Raspberry PI

Миниатюрный и бесшумный компьютер, способный общаться с внешним миром с помощью системы ввода-выводов GPIO. Его способности ограничиваются лишь вашими знаниями и фантазией.

Какие могут быть применения на Raspberry PI 3:

Домашний сервер для хранения данных;
Майннинг Биткойнов;
Робот под управлением WI-FI или с машинным зрением
Игровая приставка или игровой автомат;
Домашняя метеостанция;
Планшет;
Охранная система с распознаванием лиц;
«Умный» дом;

На этой машинке можно собрать любую автоматику. Собрать любого робота.

Самые главные критерии любой системы автоматики заключаются в следующем:

Составление главного алгоритма и применение библиотек;
Учёт скорости цикла обработки операции;
Учёт дискретизации и скорости опроса аналоговых сигналов;
Наличие сетевой связи;

Давайте начнём с основных технических характеристик:

SoC	Broadcom BCM2837
Процессор	ARM Cortex-A53 (4 ядра)
Графический процессор	Broadcom VideoCore IV
Оперативная память	1Гб LDDR2
Встроенные адаптеры	10/100Мбит Ethernet, Bluetooth 4.1 LE, Wi-Fi 802.11n
Порты	4xUSB 2.0, HDMI, 3.5мм аудиовыход, 40-pin GPIO , Camera Serial Interface (CSI), Display Serial Interface (DSI)
	Разъем под microSD-карту

Какие я могу добавить комментарии из всего вышеперечисленного?

Основной операционной системой является Linux. ОС прописывается на флешку microSD и вставляется в соответствующий слот.

И, если ваша операционная система слетит, то ничего страшного. В любой момент можно заново записать.

Основная архитектура процессора является ARM Cortex-A53. О чем это говорит? О том, что мы можем прошить одну из множества операционных систем:

Raspbian (производная Debian, заточенная под Raspberry). Кстати говоря эту операционную систему применяют в серверах хостингов
Raspberry PI Desktop
UBUNTU Mate
Snappy UBUNTU Core
Windows 10 IOT
LIBREELEC
PINET
RISC OS
Weather station

Для начала изучения я предлагаю опробовать Raspbian. Нужно сначала понять, как вообще пользоваться ОС Linux.

Для Raspberry доступны следующие интерфейсы:

UART (Serial);
I²C/TWI;
SPI с селектором между двумя устройствами;
Ethernet на 10/100 Мбит с выходом на стандартное гнездо 8P8C (RJ45);
Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1, обеспечиваемые микросхемой Broadcom BCM43438;

По поводу питания одноплатного компьютера. На борту платы есть micro-USB, которое принимает 5 Вольт. Можно запитать через ПИНы. Но лучше всего подключить адаптер питания на 5 В с выходным током на 2 А. Таким образом хватит энергоёмкости для устройств, которые вы будете подключать к USB.

Так что способен выполнять в основном только узкие задачи — локальные. Вообще интересно использовать непосредственно связку RPI + Arduino. Всегда хотел опробовать.

Что нужно для запуска Raspberry PI

Для начала работы вам потребуется:

Сама плата мини-компьютера;
Набор медных радиаторов (Очень рекомендую, если хотите чтобы малина проработала подольше);
Любой корпус (не обязательно, но желательно);
Блок питания 5 В на 2.5 А;
Карта памяти microSD с минимальным объемом 8 Гб;

Затем нам нужна периферия для работы, в общем, как и обычный компьютер.

Монитор или телевизор с HDMI выходом;
Клавиатура;
Мышь;

Если у вас Монитор с VGA ничего страшного, переходим на HDMI с помощью специального преобразователя.

Про установку и первое включение мы поговорим с вами позже, когда малина наконец-то приедет ко мне домой.

Для реализации различных программных функций Raspberry в основном . Можно писать на Java. Есть ещё и совсем детский объектно — ориентированный язык программирования Scratch.

Можно и применить для Raspberry, вполне реально.

Примеры проектов с малиной

Что можно сделать с Raspberry PI 3? А много чего, очень много. Примеров реализации просто море.

Я скину в основном англоязычные видео, так как они наиболее информативные::

1 GameBoy на Raspberry PI Zero

Или как вариант:

И вторая часть:

2 Квадрокоптер на RPI

3 «Умный» дом на RPI

4 Полноценный «домашний» сервер

5 Шикарный видеомагнитофон в машину

Это лишь малая часть, то что я перечислил. К сожалению в основном на английском языке.

С уважением, Гридин Семён

Проект Raspberry был основан в 2011 году и изначально был предназначен для использования в сфере образования. Предполагалось, что это будет малая партия низкобюджетных компьютеров для обучения основам информатики и программирования. Совершенно неожиданно для создателей проект стал чрезвычайно популярным, и энтузиасты находят широкое применение этим одноплатным малюткам.

Сердцем этого маленького компьютера являются процессоры архитектуры ARM , поэтому большинство используемых на нем операционных систем построены на базе Linux. Основной официальной ОС для Raspberry Pi является . Это дистрибутив Linux основанный на Debian и оптимизированный под используемые компоненты «железа». Набор приложений и утилит, собранный в этом дистрибутиве, является базовым и предназначен, в основном, для ознакомительного изучения способностей компьютера.

На сайте проекта выложены доступные для установки на Raspberry Pi 2 различные операционные системы. Часть из них имеет расширенный функционал и может справляться даже с офисной работой, а часть представляет собой узко специализированные, собранные под конкретные задачи, дистрибутивы. Ниже приведен список основных проектов сообщества Raspberry Pi, для которых предусмотрена штатная установка:

Ubuntu Mate;
Ubuntu Snappy;
OSMK;
LibreELEC;
Risk OS;
Windows 10 IoT Core.

Размеры и характеристики

Raspberry Pi действительно является одноплатным миникомпьютером с уникальными не только техническими, но и габаритными характеристиками.

Для версии Raspberry Pi два, они выглядят следующим образом:

габаритные размеры 8,56 на 5,65 сантиметров;
ARM процессор с четырьмя ядрами и рабочей частотой 900 мегагерц;
графическая подсистема Videocore 4;
размер оперативной памяти - один гигабайт;
питание по разъему micro-USB;
картридер формата SD;
видеовыход стандарта HDMI;
аудиоразъем 3,5 мм;
Ethernet RJ-45, стандартный кабельный разъем со скоростью передачи данных до 100 Мб/сек;
четыре порта USB версии 2,0.

Краткий обзор основных доступных OS

Основанная на пакетах Debian OS система. В качестве графической оболочки используется легкая среда Mate (Мята). Версия работает на Raspberry Pi версиях 2 и 3, в основе лежит стабильный релиз Ubuntu 16.04. Содержит полный набор программного обеспечения, включая свободный офисный пакет LibreOffice и браузер Firefox . Поддерживает Wi-Fi и аппаратное ускорение видео, используя в качестве медиапроигрывателя программу VLC .

Еще одна версия ОС, основанная на стабильной ветке Убунту. Представляет собой значительно уменьшенный вариант оригинальной системы. Включает необходимые инструменты разработки для интернета вещей (IoT) и предназначена, в том числе, для работы на Raspberry Pi. Максимально подходит для реализации проектов умного дома.

Open Source Media Center

Сокращенно этот дистрибутив называется OSMC, основное его предназначение - использование в качестве медиацентра. В качестве настольной графической среды используется модифицированная Kodi . От стандартной она отличается облегченным набором библиотек, тем не менее позволяющим легко развернуть медиасервер на базе Raspberry Pi. В основе разработки применены пакеты ОС Debian, благодаря чему он обладает широкой поддержкой инструментов обмена файлами по сетевым протоколам.

LibreELEC

Второй вариант основанного на Kodi дистрибутива, специализированного для работы с медиаконтентом. Поддерживает дистанционное управление и отличается высокой скоростью работы.

Risk OS

Разработанная еще в прошлом веке компанией Acron Computers ОС. Впоследствии именно она создала архитектуру процессора ARM, на которой и основан данный миникомпьютер. Поддерживает использование целого ряда инструментов разработки и имеет собственную базу программного обеспечения, несвязанную с Debian и другими направлениями Linux.

Дистрибутив, основанный на проекте Fedora, свободной версии коммерческого RedHat Linux. В отличии от Debian основной формат пакетов этой ОС имеет расширение RPM. Специально оптимизирован для использования на процессорах ARM и содержит несколько сред для разработки ПО.

Windows 10 IoT Core

Благодаря высокой популярности даже Microsoft обратил на этот миникомпьютер свое внимание и разработал специальную версию «десятки». Проект достаточно «сырой» и не обладает в отличии от того же Ubuntu Mate большой базой драйверов для внешней периферии, которую можно подключить к Raspberry Pi.

Свежие разработки ОС

Raspberry все активнее позиционируется как устройство, которое обладает возможностью применения в «умном доме». Обладая малыми габаритами и широкими возможностями настройки, эта платформа представляет интерес для компаний, ведущих разработки в этой перспективной области. Вслед за Майкрософт свое внимание на нее обратил и вездесущий Google . В 2016 году было официально объявлено о начале разработки для Raspberry Pi приложений Android . Хотя стабильной версии пока не выпущено, существует несколько неофициальных сборок, позволяющих установить на Raspberry Pi 2 Android TV или ОС Андроид 6.0.

Параллельно ведутся разработки еще двух операционных систем - Chromium и Sailfish , которые также позволяют использовать андроид-приложения с расширениями apk. Последнюю, кстати, одно время активно поддерживали в России с целью разработки на ее основе конкурентоспособной мобильной операционной системы с отечественными корнями.

Особенности установки ОС

Плата Raspberry поставляется без предустановленной операционной системы. Поэтому, ее установка - первая задача, которая стоит перед пользователем. Основные существующие версии операционных систем с краткими характеристиками были приведены выше.

Для установки потребуется карта SD с NOOBS , специальной программой-инсталлятором, содержащей несколько рекомендованных разработчиком платы дистрибутивов. Такую карту можно приобрести, в этом случае на ней уже будет установлен NOOBS и OS Raspbian, а можно и изготовить самому. Для этого потребуется использовать обычный компьютер с подключенным картридером и, скачав NOOBS с официального сайта, подготовить ее самостоятельно.

Самостоятельная установка OS Raspbian

Важно помнить, что жесткого диска на плате нет и операционная система будет хранится на SD карте. Пошаговый процесс самостоятельной установки выглядит следующим образом:

В статье представлена информация о популярной линейке миникомпьютеров Raspberry pi. Описан принцип действия, области применения и дан развернутый обзор функциональных особенностей различных моделей Raspberry pi2, Raspberry pi3, Raspberry pi model B.

Raspberry и «умный» дом

В 2011 году компания Raspberry Pi Foundation выпустила первый в мире миниатюрный, но полноценный компьютер разработанный Девидом Брабеном. Размер этого устройства сопоставим с размерами банковской карты. В то же время его технические параметры соответствуют топовым компьютерам 2005-10 годов.

Одними из самых привлекательных черт данной техники является ее доступность. Стоимость базовых моделей (model А) находится в области 25 дол США, а более продвинутых (model В) около 35 дол США. Конечно, на отечественном рынке эта техника стоит несколько дороже, так как сказываются высокие ввозные пошлины и налоговые отчисления, но все равно стоимость Raspberry не сопоставима с аналогичной крупномасштабной техникой.

Вторым немаловажным преимуществом является его феноменальная экономность. Raspberry Pi 2 потребляет все 1 Вт электроэнергии в час, в то время как его стационарный аналог не менее 250 Вт.

Что может Raspberry и как он работает?

Операционная система Raspberry Pi – Debian Linux, на данный момент практически все модели выпускаются с предустановленной специальной системой под названием Raspbian. В довесок ко всему в качестве браузера используется Midori, офисный пакет (аналог незаменимого World и Exel) Koffice.

Как же Такое оборудование может использоваться в ?

Представленный пример структуры состоит из центрального вычислительного устройства (далее сервер), связанного с периферийными модулями через RS485 – интерфейс. В каждом ключевом помещении дома устанавливается контроллер, который интерпретирует поступающие сигналы и передает их на исполнительные устройства различной бытовой техники. Это могут быть детекторы контроля, устройства регулировки и управления или датчики защиты.

Преимущества такой структуры заключаются в предоставлении определенной автономности периферии, которая будет выполнять поставленные задачи даже при выходе центрального устройства из строя. И элементарном упрощении задач по прокладке кабельных сетей. От сервера будет проложено по одному UTP кабелю к каждому контроллеру. Команды управления будут пересылаться по одной паре проводов, а остальные 3 пары будут использованы для подачи питания самих контроллеров и исполнительных устройств, находящихся под их управлением.

Центральным сервером системы является Raspberry Pi на котором установлен WEB-интерфейс, связанный с внешними мобильными устройствами управления – смартфоном, планшетом, ноутбуком. Доступ к ресурсу предоставляется по логину и паролю с сети интернет, Wi-Fi, или локальной Ethernet. У большинства ПО есть возможность разграничения уровня доступа на администраторский и пользовательский.

Связь модуля Raspberry Pi с контроллерами реализована через порт UART, к которому подключается согласующее устройство – переходник на интерфейс RS485. В последних моделях данный интерфейс реализован в базовой комплектации. Так же, реализована возможность подключения GSM модема для связи с мобильным оператором, предоставляющим провайдерские услуги доступа в глобальную сеть.

Кроме того существует и радиомодуль, основная задача которого привязка общей сети радиодатчиков и радиопультов управления.

Стандартная система «Умный дом» основанная на Raspberry Pi может включать следующие элементы:

Контроллер температуры и влажности на 8 каналов. Собирает показания о состоянии параметров через детектор DHT22 и 7 датчиков типа DHT11.
Четырехканальный термостат. Этот терморегулятор может контролировать параметры четырех отдельных линии нагрузки, как нагрева, так и охлаждения. Параметры могут задаваться непосредственно на контроллере или через WEB-интерфейс сервера.
Радиомодуль – используется для приема данных с 10 радиодатчиков и эмуляции 5 радиобрелоков;
Универсальный констроллер, может применяться для контроля и управления системой полива, отопления и т.д. имеет 2 входя для подключения детекторов влажности (DHT22) и температуры (DHT11).

Более подробно о функционировании описанной системы можно увидеть здесь:

Обзор моделей Raspberry Pi 2, Pi 3 model B

Процессор ARM Cortex-A7 с тактовой частотой 900МГц и 4 ядрами на борту. Объем оперативной памяти довольно солидный даже по современным меркам 1 ГБ. В плату интегрирован графический чипсет — VideoCore IV 3D и звуковой контроллер. Это дает возможность использовать устройство в качестве универсального мультимедийного сервера в .

Внешние интерфейсы:

HDMI – главное отличие от предыдущих разработок, заменил собой аналоговый RCA видеовыход. Однако возможность подключения телевизора через 3,5 мм разъем осталась. Необходимо дополнительно приобрести кабель переходник (стоимость около 5 дол).

Еще одним отличием от моделей предыдущего поколения является наличие системных файлов. Так же имеется Lan порт и 4 USB порта, которые могут выдать для питания внешних устройств ток силой 1,2 А каждый. Для этого сам Raspberry Pi должен быть подключен к специальному сетевому адаптеру, который обеспечит силу тока 2 А.

По сравнению с 1 и 2 версиями Raspberry Pi 3 не подверглась кардинальной модернизации. Однако эволюция развития основных технических показателей существенна. Основным отличием является высокопроизводительный четырехъядерный 1,2 ГГц процессор ARM Cortex-A53. По заверениям разработчиков создание такого процессора на базе однокристальной платформы Broadcom BCM2837 увеличило его производительность на 50%, и при этом он полностью совмести с предыдущими версиями.

Из основных интерфейсов связи можно отметить:

Bluetooth 4.1;
Wi-Fi 802.11n;
4 USB;
HDMI;
40ка пиновый GPIO.

Стоимость устройства не изменилась, все те же 35 дол плюс доставка от официального дилера в Великобритании.

Raspberry Pi незаменимое устройство для тех, кто самостоятельно занимается установкой и наладкой систем «Умный дом».

Raspberry Pi – это дешевый, доступный для экспериментов и обучения микрокомпьютер. Но это не простой бытовой прибор, не телевизор, на котором сразу после включения можно смотреть передачи и фильмы. С Raspberry Pi все несколько сложнее, вначале придется усвоить некоторое количество информации о том, как работать с его периферией и программным обеспечением.

Первое, что нужно сделать, после того, как все кабели подключены к плате, это зайти со своего основного компьютера на страничку Downloads сайта raspbian.org , Здесь нужно скачать дистрибутив официальной операционной системы для Raspberry Pi – . Там доступны для скачивания и другие операционные системы - PIDORA, RISC OS и другие. Однако я рекомендую установить именно RASPBIAN. Если, конечно, вы – продвинутый пользователь и четко представляете, чего хотите, тогда можете выбрать любой другой дистрибутив и не читать эту статью дальше.

Дистрибутив представляет собой образ диска. В принципе, можно купить SD карту с предустановленной ОС для Raspberry Pi. Но если вы не сможете самостоятельно даже записать образ на карточку, Raspberry Pi – это не для вас. Купите лучше игровую приставку...

Вставьте SD (или microSD для модели «B+») карточку в кардридер и подключите его к компьютеру. Наиболее оптимальный выбор для карты – 8 Гбайт, 10 класс, почему – объясню позже. Записать образ можно с помощью программы . Распакуйте скачанный архив с образом Raspbian, запустите Win32DiskImager, выберите в нем этот образ и SD карточку на которую его нужно записать. После завершения процесса записи вставьте карточку в слот Raspberry Pi и можно включать питание. Монитор, клавиатура и мышка, разумеется должны быть подключены к плате.

Кабель от роутера тоже должен быть подключен, ведь роутер у вас, конечно же есть, т.к. Raspberry Pi не единственный компьютер в доме. Как я писал на страничке Медиацентр на Raspberry Pi , лучше использовать проводной доступ в интернет. Если все сделано правильно, начнется процесс загрузки системы.

При первом включении после загрузки появится меню настроек конфигурации Raspi-config. Это несколько ключевых настроек, которые надо проверить и, при необходимости, изменить. Рассмотрим его пункты подробнее.

1. Expand Filesystem - Расширение раздела на всё пространство SD карты. Это желательно сделать сразу же.

2. Change User Password – Если нет на то особых оснований, сюда не заходите, иначе при каждой загрузке система будет запрашивать пароль. А вам это нужно?

3. Enable Boot to Desktop/Scratch - Хотите ли вы запускать графическую оболочку (X-сервер) сразу же после загрузки? Наверное, да. Терминал и командная строка – это для профессионалов Линукса. Поэтому выбираем «Desktop Log in as user ‘pi’ at the graphical desktop» .

4. Internationalisation Options

I1. Change Locale – Изменение языка. Очень важный пункт! Здесь необходимо установить два значения: en_GB.UTF-8 и ваш родной язык. Если вы читаете эти строки, то это ru_RU.UTF-8 . Выбор – клавиша «Пробел», завершение выбора – «Tab», затем «Enter». Не торопитесь, если покажется, что все зависло, просто установка языка требует некоторого времени. Далее выбираем язык интерфейса программ. Будет предложено выбрать один из тех, что вы только что выбрали. Дело вкуса, кому как предпочтительнее. В большинстве программ есть русскоязычная оболочка, перевод вполне корректный. Но может быть вам удобнее отвечать на вопросы Y/N, а не Д/Н.

I2. Change Timezone - Для Москвы нужно выбрать Etc -- GMT-3 , не +3, как должно бы быть с точки зрения здравого смысла.

I3. Change Keyboard Layout - Здесь необходимо выбрать тип используемой клавиатуры. Вашей клавиатуры в списке, конечно же нет, поэтому выбираем Generic 105-key (Intl) PC . Затем необходимо выбрать раскладку: Other -- Russian -- Russian . После этого предлагается выбрать комбинацию клавиш для переключения между языками ввода. Я выбрал Ctrl+Shift . Временное переключение раскладки выбираем на свой вкус, например, Left Logo . После этого можно выбрать клавиши для ввода символов, отсутствующих на клавиатуре – AltGr и Multy-key (Compose). Вряд ли эта функция когда-то потребуется, поэтому в обоих случаях я выбрал отсутствие таких клавиш – No.
Ну и наконец, необходимо ответить на вопрос, хотим ли мы использовать сочетание клавиш Ctrl+Alt+Backspace для прерывания работы графической оболочки. Лучше ответить Yes.

5. Enable Camera – Если предполагается подключение аппаратной, специально предназначенной для Raspberry Pi видеокамеры, нужно выбрать Enable. Если такой камеры нет, выбираем Disable.

6. Add to Rastrack – Можно зарегистрироваться в сообществе пользователей Raspberry Pi. Ни к чему не обязывает, но и ничего не дает.

7. Overclock - Сюда тоже пока не заходим, разгоним процессор позже, вручную, более гибко выбрав нужные параметры.

8. Advanced Options

A1. Overscan - Настройка режима overscan. Если у вас по краям изображения имеются чёрные полосы или, наоборот, изображение выходит за границы экрана, включите его (Inable). Если все OK, то необходимо выключить этот режим (Disable).

A2. Hostname – Сюда можно не заходить, оставьте все по умолчанию.

A3. Memory Split – Это для продвинутых пользователей, так что тоже оставим по умолчанию.

A4. SSH - Если знаете, что это такое и зачем оно вам нужно, включите. Если это сочетание букв ни о чем вам не говорит – выключите. При необходимости можно будет включить позже.

A5-A7. SPI, I2C, Serial – Пока выключаем. Эти интерфейсы понадобятся при подключении к портам ввода-вывода дополнительных аппаратных модулей. Когда понадобятся, тогда и включим.

A8. Audio – Выбираем разъем, через который передается звук. Доступно Auto, HDMI и 3,5mm Jack. Я выбрал 3,5mm Jack.

A9. Update - Обновление данного инструмента конфигурации. Попробуйте обновиться, ничего страшного не произойдет, скорее всего появится сообщение, что обновление не требуется.

9. About raspi-config - Просто информация.

После того, как всё настроили, выбираем «Finish» . Система запросит разрешение на перезагрузку. Соглашаемся. После перезагрузки появится примерно вот такой экран.

Убедившись, что все OK, выбираем в правом нижнем углу экрана красный значок завершения работы. Подождите некоторое время, затем, после закрытия системы, отключите питание, выньте из Pi SD карточку и вставьте ее в кардридер.

Теперь можно заняться разгоном. Запускаем на компьютере Total Commander и переходим на SD карточку. Вместо 8 Гбайт там будет всего около 100 Мбайт, это нормально. Ищем файл config.txt и открываем его для правки. Здесь можно принудительно выбрать разрешение дисплея, ввести лицензионный ключ на декодирование MPEG-2 файлов и много всего другого. С полным описанием настроек можно . Оригинал статьи на английском языке находится по адресу: http://elinux.org/RPi_config.txt .

Пока ограничимся щадящим режимом разгона процессора. Для этого в файл config.txt нужно добавить следующие строки:
arm_freq=900
core_freq=333
sdram_freq=450
over_voltage=0

Там уже есть похожие закомментированные строки, просто исправьте их и раскомментируйте. Если изображение на экране монитора не соответствовало его разрешению, ознакомьтесь более подробно с настройками режимов HDMI по указанным выше адресам. Сохраняем отредактированный файл.

Теперь запускаем Win32DiskImager и сохраняем образ карточки в файл с расширением .img . Это займет несколько минут. Именно по этой причине я писал, что оптимальный объем карточки 8 Гбайт. Создание образа карточки большего объема займет соответственно больше времени. Кроме того, потребуется больше места на жестком диске для его хранения.

Образ – это своего рода backup, он может потребоваться для восстановления системы в случае каких-то сбоев, неправильных действий пользователя и т.п. Поэтому рекомендую сохранять образ перед каждым обновлением системы и установкой новых программ. Гораздо проще и быстрее в случае повреждения системы восстановить ее из образа, чем разбираться, что же такое случилось, почему ничего не работает. Созданный образ для экономии места на диске нужно заархивировать любым архиватором. Всегда сохраняйте 2-3 последних по времени образа.

Вынимаем карточку из кардридера и вставляем ее в слот Raspberry Pi. Включаем питание. Если все работает нормально, можно подробно ознакомиться с предустановленными программами, убедиться, что есть доступ в интернет. Ярлык штатного броузера Midori есть на рабочем столе. Если что-то безвозвратно нарушили, не страшно – просто восстановите систему из сохраненного ранее образа.

Вдоволь наигравшись, займемся ugrade –ом и установкой дополнительных программ. Запускаем, дважды щелкнув по ярлыку на рабочем столе, LXTerminal . Набираем в командной строке:
sudo rpi-update

Ввод команды всегда завершается нажатием Enter. Ждем несколько минут, пока будет происходить обновление операционной системы. После завершения обновления появится сообщение о необходимости перезагрузки. Перезагружаемся, вновь запускаем LXTerminal и набираем:
sudo apt-get update

Ждем окончания обновления сведений о доступных обновлениях. Затем вводим команду:
sudo apt-get upgrade

Процесс обновления займет несколько минут, после его окончания на всякий случай перезагружаемся, чтобы убедиться, что все работает нормально. Теперь можно устанавливать новое программное обеспечение. В первую очередь поставим Synaptic Package Manager, который облегчит поиск и установку программ. Для этого набираем в терминале:
sudo apt-get install synaptic

После завершения установки он появится в списке установленных программ, можно скопировать его ярлык на рабочий стол. Больше нет необходимости набирать в консоли волшебные слова, просто запускаем Synaptic и выбираем в графической оболочке нужные для установки пакеты.

Рекомендую установить файловый менеджер в стиле Norton Commander – Midnight Commander (mc). Можно установить броузер Chromium – аналог Google Chrome. Хоть он и работает очень медленно, но зато позволяет импортировать все закладки с основного компьютера. Можно также установить неплохую почтовую программу Claws Mail и аналог Microsoft Office – Libre Office. Список доступных для установки программ большой, в основном, конечно, ерунда, но кое-что выбрать можно.

Если потребуется что-то изменить в настройках системы, можно повторно запустить программу настройки, набрав в терминале:

Вообще, терминал – это основной инструмент в Linux, но это уже отдельная тема. После того, как все окончательно настроили, не поленитесь снова сохранить образ системы.

И так, у нас есть полностью настроенный и работоспособный второй компьютер под управлением Linux. У него есть аппаратные интерфейсы SPI, I2C, UART, универсальные порты ввода-вывода, поддержка режима Full HD видео. Он без проблем распознает USB флэшку и жесткий диск, имеет доступ в интернет.

В первую очередь это отладочный стенд для изучения операционной системы Linux, для программирования в ее среде, а также отладки написанных программ. Можно найти много различных проектов под Raspberry Pi, все дело только в вашей фантазии.

Наконец, можно без риска путешествовать по сайтам самого сомнительного содержания, вирусов под Linux на несколько порядков меньше, чем под Windows. А под Raspberry Pi, возможно, что пока их и нет вообще.

Конечно, я рассказал далеко не все о возможностях Raspberry Pi. Но для того, чтобы обо всем подробно рассказать, нужно писать книгу, на одной страничке сайта все описать невозможно. Я рассказал только о том, что сам проверил. Если что-то непонятно или не получается – просите помощи у Google.

Обзор Raspberry Pi 2 Model B | Введение

У короля миниатюрных и дешевых компьютеров наконец появился преемник. Первый компьютер Raspberry Pi сильно повлиял на технологический мир, поскольку являлся полноценным компьютером за $35, который размещался на плате размером с кредитную карту. Со временем он стал очень популярен среди студентов, программистов и хакеров, так как использовал простое ПО и доступное железо. Сегодня Raspberry Pi Foundation вернулась на рынок с новой версией под названием Raspberry Pi 2 , в которую ей удалось втиснуть еще больше вычислительной мощности, практически сохранив прежний форм-фактор и цену.

Учитывая повышенную производительность, Raspberry Pi Foundation позиционирует Raspberry Pi 2 как более гибкое решение для продвинутых электронщиков. Так ли это? Постараемся выяснить.

Примечание редакции: Raspberry Pi Foundation недавно анонсировала компьютер Pi 3, также за $35, оснащенный более быстрым 64-битным процессором ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,2 ГГц и поддержкой протоколов Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1.

Обзор Raspberry Pi 2 Model B | Конструкция

На первый взгляд Raspberry Pi 2 легко спутать с его предшественником. Это связано с тем, что Raspberry Pi 2 использует печатную плату такого же размера (85,5 х 54 х 17 мм) и веса (34 г). По габаритам этот компьютер можно сравнить с колодой карт.

Конструктивные различия между старой и новой платформой нужно искать в разъемах. Версия Raspberry Pi 2 получила четыре порта USB 2.0, то есть по сравнению предшествующей моделью их стало вдвое больше. Больше нет выделенного композитного видеовыхода, его заменяет двухфункциональный аудиоразъем 3,5 мм, совмещенный с видеовыходом. Слот для SD-карты на первом Pi был заменен более компактным слотом microSD, поддерживающим карты емкостью до 64 Гбайт. Любителям поковыряться в электронике понравится, что количество универсальных контактов (GPIO) выросло с 26 до 40.

В остальном конфигурация разъемов осталась прежней: имеется порт HDMI, разъем питания микро-USB и разъем RJ45 Ethernet.

Raspberry Pi 2 продается без защитного корпуса, поэтому многие пользователя захотят приобрести его отдельно. Но наш образец Raspberry Pi 2 поступил к нам вместе с базовым корпусом, который стоит меньше $10 и имеет съемную крышку. Корпус буде крайне полезен, если вы планируете носить Raspberry Pi 2 с собой.

Обзор Raspberry Pi 2 Model B | Процесс установки

С появлением первого Raspberry Pi новым пользователям приходилось долго изучать особенности Linux, чтобы настроить устройство и работать с ним. Однако в версии Raspberry Pi 2 компания Raspberry Pi Foundation устранила большинство сложностей, представив удобный менеджер установки под названием NOOBS (New Out Of the Box Software). Установщик NOOBS можно загрузить с веб-сайта Raspberry Pi. Есть две версии: полный установщик общим объемом 1,14 Гбайт, и версия NOOBS Lite, которая весит всего 28,5 Мбайт, но требует сетевого соединения для установки.

Мы использовали наиболее популярную опцию полноценного инсталлятора NOOBS и разархивировали загруженные файлы на отформатированную карту microSD. Производитель рекомендует использовать карту microSD объемом не меньше 8 Гбайт, тем более, что у Raspberry Pi 2 нет ПЗУ, так что карта является единственным средством хранения данных для устройства.

Затем мы вставили карту microSD в Raspberry Pi 2 и подключили монитор по HDMI, клавиатуру и мышь через порт USB, а также вставили кабель Ethernet. Поскольку кнопки "питание" на Raspberry Pi 2 нет, кабель питания микро-USB был подключен последним, после чего сразу запустился процесс установки ОС.

Изначально на экране появляется окно с предложением выбрать желаемую операционную систему. Первым в списке была Raspbian - это специальная версия Linux, разработанная для Raspberry Pi и основанная на популярном дистрибутиве Debian. Raspbian является единственной ОС, которая официально поддерживается Raspberry Pi Foundation.

Инсталлятор NOOBS также предлагает различные сторонние операционные системы, включая OpenELEC (версия Kodi, прежде известная как Xbox Media Center), а также Windows 10 Microsoft IoT Core ??более легкая версию Windows 10, специально разработанная для Raspberry Pi.

Мы выбрали Raspbian. Установка заняла в общей сложности 21 минуту. В процессе ожидания нас познакомили с различными функциями и приложениями ОС, например с пользовательским графическим интерфейсом (GUI), аналогичным традиционным ПК, а также с различными инструментами для изучения программирования.

После завершения установки Raspberry Pi 2 отобразил рабочий стол ОС.

Обзор Raspberry Pi 2 Model B | Raspbian "Jessie"

Различные версии Debian именуются аналогично тому, как Apple называет релизы OS X (El Capitan, Yosemite). Самой последней версией Debian является 8.0 Jessie, названная в честь персонажа мультфильма "История игрушек" (точно так же, как версия 7 Wheezy и версия 6 Squeeze). Дистрибутив Raspbian, созданный специально для Raspberry Pi, как раз базируется на версии Debian Jessie.

Новая операционная система покажется знакомой пользователям предыдущей ОС Raspbian Wheezy, но она имеет ряд существенных обновлений по сравнению с "squeeze", которая была доступна с появлением первого Raspberry Pi. Теперь вместо режима командной строки операционная система запускает графическую оболочку. Это может быть полезным решением для новичков, плохо знакомых с Linux и желающих получить функциональный рабочий стол при запуске.

Если вы предпочитаете, чтобы ваш Raspberry Pi 2 запускался непосредственно в режим командной строки вместо загрузки GUI, такую опцию можно выбрать на экране Raspberry Pi Configuration, расположенном под пунктом Preferences в выпадающем меню. Здесь пользователь может также настроить предпочтения для входа в систему, включить/отключить различные интерфейсы, отрегулировать производительность и обновить местонахождение. Последняя опция важна, поскольку у Pi 2 нет внутренних часов (для которых нужна батарейка), и может потребоваться регулировка даты/времени в зависимости от выполняемых им задач.

Также в Raspbian Jessie появилась кнопка Eject в верхнем правом углу экрана, которую можно использовать для безопасного извлечения внешних накопителей. Это желанное дополнение для пользователей, которым часто приходилось переносить данные на внешние хранилища, поскольку в предыдущих версиях нужно было исхитриться, чтобы выполнить безопасное извлечение накопителя.

Штатный дистрибутив Raspbian включает различные приложения, инструменты и игры. Операционная система, кажется, приспособлена специально для студентов, и предлагает инструменты для программирования, например две интегрированные среды разработки (IDE), Java, две IDE Python, Wolfram, Mathematica и Scratch, которые предлагают изучение программирования с помощью игровых процессов.

Есть также версия LibreOffice, оптимизированная для работы на Raspberry Pi. Этот комплект приложений сравним с Microsoft Office и включает LibreOffice Writer, Math, Base, Calc, Draw и Impress. Эти приложения позволяют открывать и редактировать файлы Microsoft Office, чтобы пользователь мог спокойно работать на Raspberry Pi 2 без необходимости конвертации файлов.

Просмотр страниц в интернете для Raspberry Pi 2 по-прежнему выглядит второстепенной задачей. Хотя по сравнению с предшественником производительность устройства заметно выросла, предустановленный веб-браузер Epiphany не спешил загружать страницу tomsguide.com: приложение дважды давало сбой, прежде чем полностью отобразило веб-сайт. Нам удалось зайти на YouTube, который вообще был недоступен для первого Raspberry Pi, но страницы загружались медленно, а видео периодически тормозило. По крайней мере, онлайн-ресурс для разработчиков stackexchange.com загрузился быстро, и страница ни разу не сбросилась, пока мы ее просматривали.

В дополнение к Python Games (серия игр, помогающая изучать язык программирования Python), есть версия Minecraft под названием Minecraft Pi, оптимизированная под аппаратные возможности Raspberry Pi 2 . Хотя нам не удалось поиграть в Minecraft в полноэкранном режиме (кажется есть проблема с изменением размеров окна), приложение отлично работало в маленьком окне посередине экрана. Мы смогли начать новую игру и сгенерировать новый мир для исследования. Геймплей был плавным на протяжении всей игры.

Обзор Raspberry Pi 2 Model B | Производительность

Как и в случае первого Raspberry Pi, на Raspberry Pi 2 поиграть в "серьезные" игры не получится. Но было бы неправильно фокусироваться на ограничениях Raspberry Pi 2 , поскольку новый компьютер значительно превосходит своего предшественника по производительности.

Главным усовершенствованием нового Raspberry Pi является его увеличенная вычислительная мощность. Raspberry Pi 2 использует четырехъядерный SoC Broadcom ARMv7 BCM2836 с тактовой частотой 900 МГц. Эта система на кристалле имеет четыре ядра ARM (по сравнению с одним ядром ARM в оригинальном Pi) и графику Broadcom VideoCore IV с мультимедийным IP GPU. Кроме того Pi 2 удвоил объем ОЗУ с 512 Мбайт до 1 Гбайт, добавив системе отзывчивости.

Нам потребовалось 45 секунд, чтобы загрузить Raspberry Pi 2 в его исходный интерфейс, примерно столько же загружался первый Pi. Однако после загрузки система работала намного быстрее, хотя, конечно, не так быстро как современные десктопы и ноутбуки. Браузер Epiphany запустился за 4 секунды. С его помощью нам удалось загрузить страницу StackExchange за 5 секунд, YouTube за 10 секунд и Tom"s Guide за 27 секунд.

При этом не возникало проблем с воспроизведением видео на Raspberry Pi 2 , как это было с первой версией мини-ПК, но при условии, что мы использовали предварительно установленный медиапроигрыватель для командной строки omxplayer. Мы загрузили трейлер фильма "Отряд самоубийц" в формате MP4 720p и без проблем воспроизвели его в полноэкранном режиме с помощью всего одной команды CLI.

Pi 2 на удивление хорошо держался в условиях многозадачности. Мы открыли игру для изучения программирования Scratch, запустили Minecraft и начали открывать многочисленные вкладки в Веб-браузере Epiphany, но не заметили существенного снижения скорости. Raspberry Pi 2 конечно нельзя назвать быстрым компьютером, но скорость загрузки, по ощущениям, не стала ниже при выполнении множества процессов. Тем не менее, когда все эти приложения были открыты, нагрузка на ЦП колебалась в пределах 18 и 26 процентов, так что потолок его многозадачности все-таки существует, и он не так высок. Без запущенных приложений процент использования ресурсов ЦП равнялся нулю.

Обзор Raspberry Pi 2 Model B | OpenELEC

Также компьютер Raspberry Pi 2 может выполнять функцию цифровой приставки, как Apple TV, Amazon Fire TV и Roku. Возможности медиацентра реализованы благодаря операционной системе OpenELEC, которая, включена в инсталлятор NOOBS.

OpenELEC - это одна из версий Kodi (ранее назывался Xbox Media Center), оптимизированная для запуска на Raspberry Pi. Инсталлятор NOOBS включает две версии OpenELEC: версию для Raspberry Pi 1 и версию для Raspberry Pi 2 .

Raspberry Pi 2 может работать только с одной операционной системой одновременно, потому как у него есть только один слот для карты microSD. В связи с этим нам пришлось отформатировать и перезагрузить установщик NOOBS, чтобы загрузить OpenELEC. После установки карты microSD со свежим дистрибутивом NOOBS в Pi 2 и подключения питания из вариантов установки мы выбрали OpenELEC для Raspberry Pi 2, который находится под пунктом Raspbian.

OpenELEC установилась намного быстрее Raspbian: весь процесс занял всего 1 минуту и 43 секунды. Raspberry Pi 2 запустился непосредственно в знакомый интерфейс Kodi, со строкой меню посередине и различными типами носителей и настройками, а также со значком Kodi в верхнем левом углу. В нижней части экрана находится бегущая строка, прокручивающие последние заголовки OpenELEC.

После установки Kodi сразу предлагает выбрать вариант удаленного доступа к системе, либо с помощью SSH, либо с помощью Samba. Эти протоколы необязательны к использованию и нужны, только если вы хотите подключиться с удаленного устройства, например с ноутбука. Мы выбрали вариант SSH, хотя в этом случае система, в основном, работает в режиме "только для чтения". Это означает, что мы не можем редактировать файловую систему или даже смонтировать внешний накопитель с помощью традиционных команд Linux. Потому для установки медиаплеера нам придется воспользоваться основным интерфейсом.

В основном интерфейсе Kodi мы просматривали папки Videos и Files и смогли быстро подключиться к нашему сетевому диску с помощью NFS в OpenELEC. Мы выбрали папку Movies, указали OpenELEC собрать информацию из The Movie Database, и сразу началось сканирование. Через несколько минут мы получили полный доступ к библиотеке фильмов на Raspberry Pi 2 .

Интерфейс OpenELEC Kodi работает на Raspberry Pi 2 невероятно плавно. В процессе навигации, настройки параметров и просмотра большой медиатеки мы не заметили ни одной существенной задержки. Была небольшая задержка, когда мы использовали мышь во время воспроизведения фильма, например, чтобы останавливать и запускать видео с помощью соответствующих кнопок, но система сразу среагировала после их нажатия.

В своем текущем виде OpenELEC Kodi не может составить конкуренцию популярным решениям Apple, Amazon или Roku. Превращение Raspberry Pi 2 в медиапроигрыватель требует гораздо больше усилий, чем другие опции Plug and Play. К тому же тем, кто не использовал платформу прежде, придется переучиваться и привыкать к новой среде. Кроме того, такая платформа не дает доступа к таким популярным сервисам потокового видео, как Netflix, Hulu или HBO Go.

Однако стоит помнить, что Raspberry Pi 2 стоит всего $35, в то время как ценник популярных телеприставок переваливает за $100. Если вы имеете большую персональную библиотеку мультимедиа, то вам понравится гибкость и персонализация, которую предлагает Kodi. Тут также есть несколько дополнений, предоставляющих доступ к некоторым бесплатным ресурсам потокового видео.

Обзор Raspberry Pi 2 Model B | Система хранения

Raspberry Pi 2 не имеет встроенного накопителя, поэтому пользователи ограничены объемом установленной карты microSD (на нее же ставится операционная система, объемом примерно 1,2 Гбайт в случае Raspbian) и любым подключенным хранилищем. Raspberry Pi Foundation рекомендует использовать карту microSD объемом как минимум 8 Гбайт, а сама Raspberry Pi 2 поддерживает карты емкостью до 64 Гбайт.

Чтобы расширить хранилище данных вы всегда можете подключить флешку или большой внешний диск в один из четырех портов USB. Также предусмотрены опции сетевого хранилища, позволяющие сделать из Raspberry Pi 2 медиасервер с общим сетевым диском.

Обзор Raspberry Pi 2 Model B | Конфигурации

Raspberry Pi 2 традиционно представлен в двух моделях: Model A и Model B. Версия A - самая дешевая. В настоящий момент Raspberry Pi 2 доступен только в версии Model B за $35, включающей четыре порта USB и разъем Ethernet.

Новый Raspberry Pi 3, который также стоит $35, оснащен более мощным 64-разрядным четырехъядерным процессором ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,2 ГГц и поддерживает Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1.

Также в продаже официально доступен оригинальный Raspberry Pi 2 в версиях Model A+ ($20) и Model B+ ($35), хотя найти их будет достаточно трудно. Эти миникомпьютеры не отличаются от базовых Raspberry Pi в плане ЦП и ОЗУ, но они оптимизированы для более низкого энергопотребления. По аналогии с Raspberry Pi 2 , версия Pi 1 Model B+ также имеет четыре порта USB, 40 контактов GPIO и слот microSD.

Также встречается ультрадешевая модель Raspberry Pi Zero $5. Ее размер составляет лишь половину от размера Raspberry Pi 1. Она оснащается одноядерным процессором с частотой 1 ГГц, 512 Мбайт ОЗУ, разъемами мини-HDMI и USB, HAT-совместимым 40-контактным разъемом, а также композитным разъемом видео и кнопкой сброса. Pi Zero больше подходит на роль мозга роботизированных конструкций, нежели автономного компьютера, как другие модели Pi.

Обзор Raspberry Pi 2 Model B | Заключение

Raspberry Pi 2 официально повзрослел. Хотя он пока не может заменить полноценный настольный компьютер, он легко справляется с ролью учебного пособия и подопытной машины для самоучек и энтузиастов. Pi 2 кажется идеально подходит для компьютерных лабораторий в школе, предлагая преподавателям инструменты, которые помогут обучить студентов различным уровням программирования. Кроме того Pi 2 является доступным решением для увлеченных людей, надеющихся создать базовый домашний файловый сервер или свой собственный медиацентр. Открытая аппаратная платформа почти не создает преград для доступа людям, заинтересованным в робототехнике или других аппаратных разработках. Raspberry Pi 3 за те же $35 является более привлекательным вариантом, поскольку имеет встроенные контроллеры Wi-Fi и Bluetooth, и более мощный процессор. Но даже если вы купите Raspberry Pi 2 , то почти ничего не потеряете.

Достоинства: