• Система управления умным домом на основе Raspberry Pi. Применение Raspberry Pi для домашней автоматизации

    Raspberry Pi - это дешёвый компьютер размером с кредитную карту, который подключается к монитору компьютера или телевизору и использует стандартную клавиатуру и мышь. Это умное маленькое устройство позволяет людям всех возрастов исследовать компьютер и учиться программировать на таких языках как Scratch и Python . Он способен делать все, что вы могли бы ожидать от настольного компьютера - от работы в Интернете и воспроизведения видео высокой четкости до составления таблиц, обработки текстов, и запуска игр.

    Более того, Raspberry Pi может взаимодействовать с внешним миром, и используется в широком спектре цифровых проектов - от музыкального оборудования до метеорологических станций и чирикающих скворечников с инфракрасной камерой.

    Краткое руководство

    Необходимо

    • SD-карта
      • Рекомендуется SD-карта на 8ГБ 4 класса (если вы новичок, также рекомендуется купить SD-карту с предустановленным NOOBS). Можно купить карту с предварительно установленным NOOBS или скачать бесплатно со страницы загрузки .
    • Дисплей и кабели подключения
      • Любой HDMI/DVI монитор или телевизор должен работать в качестве дисплея для Raspberry Pi. Для достижения наилучших результатов, используйте HDMI, но и другие соединения доступны для старых устройств. Используйте стандартный кабель Ethernet для доступа в Интернет.
    • Клавиатура и мышь
      • Любая стандартная USB клавиатура и мышь будут работать с Raspberry Pi .
    • Источник питания
      • Используйте 5В источник питания с разъемом micro USB для питания Raspberry Pi . Желательно убедиться, что выбранный блок питания выдает 5В , из-за недостаточной мощность Raspberry Pi может вести себя странным образом ಠ_ಠ .

    Не так важно, но полезно иметь

    • Доступ в Интернет
      • Чтобы обновить или скачать программное обеспечение, мы рекомендуем вам подключить Raspberry Pi к Интернету либо через сетевой кабель или адаптер Wi-Fi .
    • Наушники
      • Наушники с 3,5 мм разъемом будут работать с Raspberry Pi .

    Подключении своего Raspberry Pi

    Перед подключением чего либо к Raspberry Pi , убедитесь, что у вас есть все оборудование, указанное выше. Затем выполните следующие действия:

    • В слот для SD-карты установите SD-карту;
    • Далее, подключите клавиатуру и мышь в USB-порт Raspberry Pi ;
    • Убедитесь, что ваш монитор или телевизор включен, и что вы выбрали правильный вход (например, HDMI 1, DVI, и т.д.);
    • Затем подключите кабель HDMI от вашего Raspberry Pi к монитору или телевизору.
    • Если вы собираетесь подключить Raspberry Pi к интернету, подключите сетевой кабель в сетевой порт рядом с портами USB, в противном случае пропустите этот шаг;
    • Подключите блок питания к Raspberry Pi с помощью micro-USB разъема;
    • Если вы впервые взяли в руки Raspberry Pi и используете SD-карту с дистрибутивом NOOBS, то вы должны будете выбрать операционную систему и настроить её. Следуйте руководству по NOOBS, чтобы сделать это.

    Вход в систему на Raspberry Pi

    1. Как только Raspberry Pi завершит процесс загрузки, появится строка для входа в систему. Логин по умолчанию для Raspbian это pi и пароль raspberry . Обратите внимание, вы не увидите набираемые символы при вводе пароля. Это функция безопасности Linux .
    2. После того как вы успешно вошли в систему, вы увидите окно командной строки

      pi@ raspberrypi~$

    3. Чтобы загрузить графический пользовательский интерфейс, наберите следующую команду

      И нажмите клавишу ↵ Enter на клавиатуре.

    Введение в Raspberry Pi

    Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

    /// пока не понятно куда воткнуть:D

    /// и статья в процессе обработки:P

    Это руководство, в котором будут описаны азы работы с Raspberry Pi .

    Введение и главные вопросы

    Если вы хотите купить Pi и/или аксессуары к ней, и ищете совета, то можете поискать его в этом иллюстрированном руководстве покупателя .

    Кроме того, вебсайте компании-производителя можно найти краткое практическое руководство к Raspberry Pi . В нем используется установочная система NOOBS, последняя версия которой идет вместе с Raspbian OS. Впрочем, на Pi можно установить и другие ОС – для этого плату через Ethernet-порт нужно подключить к интернету.

    Официальную документацию к Raspberry Pi тоже можно найти на сайте компании-производителя ¬– соответственно, на странице с документацией .

    Если у вас проблемы с загрузкой Pi или трудности в видеозаписи, возможно, вам полезно будет почитать страницу на форуме Raspberry Pi, описывающую проблемы с загрузкой .

    А после того, как ваша Raspberry Pi будет полностью настроена, и вы будете гадать, чтобы такое с нею сделать, можно обратиться к на сайте компании-производителя.

    Начинаем работать с Raspberry Pi

    Поверните Raspberry Pi так, как показано на фото, после чего можно приступать к подключению.

    Если у вас Model B+ , поверните ее вот так:

    Если вы работаете с оригинальной Model B , то поверните ее вот так:

    Если вы используете Model A+ , то поверните ее так:

    В центре нижней части платы расположен порт HDMI. Один конец HDMI-кабеля подключите к этому порту, а второй – к вашему телевизору или HDMI-монитору (для передачи аудио и видео) или к DVI-D монитору (только для видео).

    Если у вас нет телевизора или монитора с портами HDMI или DVI-D, есть и другие способы для вывода аудио-визуальных сигналов. На моделях A и B есть желтый RCA-разъем, расположенный в центре верхней части платы – его можно использовать для вывода видеосигнала. Справа от него находится 3,5-миллиметровое стерео-гнездо для наушников – его можно использовать для вывода аудиосигнала. У моделей A+ и B+ для вывода аудио-визуальных сигналов используется один единственный коннектор. Он помечен надписью «A/V» и расположен в нижней части платы, справа от порта HDMI. Для него вам понадобится соединительный кабель типа A/V (об этом можно прочесть, в частности в иллюстрированном руководстве покупателя).

    Клавиатуру и мышь с USB-интерфейсом можно подключить к USB-слотам, расположенным на правом краю платы. Туда же можно воткнуть WiFi-адаптер с USB-интерфейсом – для беспроводного интернет-доступа. Если вы используете более ранние модели (A или B), то для расширения количества доступных USB-портов имеет смысл воспользоваться USB-хабом с внешним источником питания. Там же, с правой стороны и ниже USB-портов расположен Ethernet-коннектор – он позволяет подключить Pi к проводной сети.

    Слева в нижней части платы находится слот для SD-карты. SD-карту с уже предустановленным NOOBS можно купить в онлайн-магазине компании-производителя, т.е. в Swag Store , но его можно установить и самостоятельно. Более подробно о NOOBS и об установке операционной системы читайте ниже.

    Наконец, слева в самом низу платы находится питающий разъем micro USB. Подключите его к стабилизированному источнику питания в 5 вольт (+/- 5%) и как минимум 700 миллиампер (0,7 А).

    Сеть с электротоком выше 700 миллиампер (например, в 1000 миллиампер) тоже подойдет. Маленькие зарядные устройства (которыми заряжаются небольшие GSM-телефоны) для этих целей лучше не использовать, т.к. они зачастую нестабильны и потому ненадежны. Для моделей B+ и Pi 2 можно использовать адаптеры до 2,5 А, но они, по сути, более экономны в использовании электроэнергии, чем более ранние модели, поэтому для них можно использовать и адаптеры на 700 миллиампер (а то и меньше – в зависимости от того, сколько энергии требуют порты USB и HDMI). Также, пожалуйста, имейте в виду, что использование нескольких USB-девайсов или работа над интенсивными задачами будут требовать много электроэнергии. Здесь можно ориентироваться на светодиод, отвечающий за питание (PWR LED) – если он погас, то плате, по всей видимости, не достает электропитания.

    Если у вас возникли проблемы с питанием Raspberry Pi, то вам, вероятно, следует проверить не только сам источник питания, но и кабель, который тянется от этого источника к Pi. Бывает, что такие кабеля занижают ток/напряжение, идущее от источника питания к Pi, до необходимого уровня – для поддержания стабильной работы системы.

    Не уверены, что ваш питающий кабель – это именно micro USB? Разницу можно увидеть на картинке ниже:

    Кабель типа mini USB (слева) – не тот, что вам нужен. Он толще и выглядит как трапеция со вдавленными «щеками». А вот тот, что изображен справа, т.е. micro USB – это то, что нужно. Он тоньше и тоже выполнен в форме трапеции, но его «щеки» выпирают наружу и закруглены. Если вы хотите, чтобы у вашей Pi был надежный и стабильный источник питания, очень важно приобрести кабель действительно хорошего качества. Вам нужен короткий и умеренно толстый кабель, и будьте готовы потратить на него как минимум несколько сотен рублей. Впрочем, можно купить и официальный универсальный источник питания к Raspberry Pi ¬– сделать это можно в онлайн-магазине Swag Store .

    Установка NOOBS

    Операционную систему (а вместе с ней и инструкции, объясняющие как загрузить ее на SD-карту) для Raspberry Pi можно найти на странице загрузок компании-производителя. Самый предпочтительный вариант – это Raspbian, но не бойтесь пробовать и другие ОС.

    Перед установкой NOOBS вам нужно полностью стереть содержимое SD-карты и при помощи форматирующего инструмента SD Card Association удалить все имеющиеся на ней разделы. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ опцию быстрого форматирования, особенно если карта ранее уже использовалась ранее, или установка может оказаться неудачной. NOOBS, если нужно, отформатирует и разобьет карту на нужные разделы, но начать нужно именно с полностью чистой карты. Также убедитесь, пожалуйста, что у вас активирована опция изменения размеров разделов.

    Информацию о том, как использовать установщик NOOBS, можно найти . Когда вы загрузите NOOBS на карту, он должен содержать следующие файлы:

    Если вам надо установить лишь ОС, и вы хотите сэкономить время загрузки и место на SD-карте, то вместо NOOBS можно воспользоваться NOOBS LITE. Это облегченная версия NOOBS, которая не включает в себя никакую ОС, однако необходимая ОС загружается во время установочного процесса. Таким образом, чтобы все нормально загрузилась, Pi должна быть подключена к интернету. NOOBS и NOOBS LITE можно загрузить бесплатно на странице загрузок на сайте компании-производителя.

    Использование Raspberry Pi

    Закончив с настройками, приступаем к подключению электропитания – при помощи кабеля micro USB подсоедините Pi к электросети. Когда Pi начнет получать электроэнергию, на ней загорится красный светодиод, помеченный надписью PWR. Кроме того, на Pi есть еще и зеленый светодиод, помеченный надписью OK (в более поздних версиях – ACK) – он беспорядочно мигает, когда Pi считывает данные с SD-карты.

    Имейте в виду, что BIOS платы хранится на SD-карте, поэтому если загрузка будет неудачной, Pi не покажет на экране абсолютно ничего. Если у вас проблемы с загрузкой, обратитесь к соответствующему руководству , которое содержит информацию обо всех неисправностях, известных на данный момент.

    Если загрузка прошла удачно и все работает как нужно, Pi покажет «радужный экран» – по сути, это просто четыре пикселя, которые при помощи GPU смешаны друг с другом и растянуты на весь экран. Вскоре после этого запустится процессор ARM и начнет загружаться установленная ОС. Запуск Raspbian начнется с того, что она будет показывать длинный прокручивающийся текст, сообщающий о том, что в данный момент делает Pi, чтобы подготовить себя к работе. Если ваша плата – это Pi 2 и она на этом этапе зависла, то вы, вероятно, используете устаревшую прошивку. О том, как сделать апдейт текущей версии ОС, читайте ниже.

    Когда Pi закончит загружать ОС, вам нужно будет ввести имя пользователя и пароль – по умолчанию именем пользователя будет «pi», а пароль – «raspberry». Имейте в виду, что когда вы вводите пароль, на экране ничего отображаться не будет – это мера безопасности. Если это самая первая загрузка Pi, то этот этап, возможно, будет пропущен.

    После этого (и, опять же, если это будет самая первая загрузка) система покажет вам конфигурационное меню «raspi-config».

    С его помощью вам нужно сделать так, чтобы системе стал доступен весь объем SD-карты, включить на мониторе «оверскан» (срезание краев) и настроить конфигурацию клавиатуры. Кроме того, это меню можно использовать и для базовых настроек вроде смены пароля.

    sudo raspi-config

    Чтобы открыть более привычный графический пользовательский интерфейс (GUI), залогинившись, впишите следующее:

    В конце сессии, когда вы решите закончить и выключить Pi, сначала выйдите из GUI. Для этого введите в текстовом окне следующий текст:

    sudo halt

    sudo shutdown –h now

    Лишь после этого Pi можно отключать от питания, потому что если отключить ее до «виртуального» отключения, это может повредить файловую систему SD-карты.

    Ну а теперь мои поздравления! Первый сеанс работы с Raspberry Pi прошел успешно!

    Как, работая с NOOBS, получить композитное видео

    Важно отметить, что если вы, выводя видео на обычный телевизор (или мини-дисплей с композитным выходом), используете NOOBS и разъем «A/V» (т.е. композитный RCA), то картинка не появится сию же секунду – вам, чтобы переключатся с композитного коннектора на HDMI, надо будет постоянно нажимать на «3» (для PAL) или на «4» (для NTSC). При этом перед нажатием на «3» или «4» вам нужно будет подождать несколько секунд, т.к. NOOBS нужно немного времени перед тем, как он начнет «слушать» действия, исходящие от клавиатуры. Если вам интересно, начал ли NOOBS получать данные от клавиатуры, нажмите Caps Lock – если индикатор клавиши включается и выключается, значит, NOOBS загрузился и начал считывать клавиатуру.

    Продолжайте нажимать «3» или «4», пока не появится видео. Где вы на них нажимаете (на цифровом блоке или на верхнем ряду) – не важно, но имейте в виду, что во французской раскладке вам не надо зажимать Shift, чтобы иметь возможность печатать клавиши, т.к. система воспринимает клавиатуру как английскую. После того, как вы выберете между PAL и NTSC, система спросит, стоит ли сделать это выбором по умолчанию. Сделайте это, а затем продолжайте установку. Имейте в виду, что этот выбор будет перенесен и в инсталлированную ОС, т.к. будет записан в config.txt взамен автовыбора HDMI.

    Если картинка получилась монохромной, вы используете неправильный ТВ-стандарт – попробуйте переключиться с PAL на NTSC и наоборот. Если вы работаете с B+, а ваш «A/V» кабель ¬– неизвестного происхождения или типа, то имейте в виду, что не все с виду похожие кабели работают одинаково. У некоторых видеокамерных кабелей видео может идти по проводу с красным штекером, а не с желтым.

    Если вы используете HDMI-соединение, NOOBS должен выдать картинку автоматически, но если этого не происходит или картинка получилась какой-то искаженной, попробуйте переключить HDMI-настройки с «safe» на «optimal» и наоборот, нажимая на «1» и «2».

    После того, как вы установите (например) Raspbian, вместо NOOBS загрузится именно эта ОС, однако в Raspbian способ работы с композитным видео немного другой. Она смотрит, есть ли подключенные HDMI-девайсы, и если нет, она автоматически переключается на NTSC (только если вы не перезаписали настройки в config.txt, как было описано выше).

    Если вы используете старый PAL-телевизор, то картинка может быть только монохромной. Впрочем, тут можно зайти в config.txt и вместо «sdtv_mode=0» вписать «sdtv_mode=2» (для PAL). Это можно сделать и через NOOBS – перезапустите плату, попутно зажимая Shift, и Pi загрузит NOOBS. Теперь снова нажмите «3» (для композитной картинки), выберите вариант с редактированием config.txt, отредактируйте, сохраните и перезагрузитесь.

    Обновление Raspbian

    Если вы используете старый дистрибутив Raspbian (особенно на карте с предустановленной ОС), то наверняка не прочь обновить ее до самой последней версии. Убедитесь, что вы подключены к интернету, перезагрузите Raspbian и введите следующий код:

    sudo apt-get update sudo apt-get upgrade

    Подождите несколько минут (пока будет идти обновление), а затем перезапустите Pi.

    Специальные инструкции для обновления Raspbian для пользователей Pi 2

    Если ваша плата – это Pi 2, то вам нужно удостовериться, что используемые вами версии NOOBS и Raspbian были выпущены после релиза Pi 2.

    Если у вас есть карта с Raspbian, которая нормально грузится на старую Pi, но не грузится на Pi 2 или зависает на «радужном экране», нижеследующий код должен помочь в том, чтобы эта карта работала и на Pi 2:

    apt-get update apt-get upgrade apt-get dist-upgrade apt-get install raspberrypi-ui-mods

    Прочая информация

    Вы, возможно, найдете полезным неофициальное «Пользовательское руководство по Raspberry Pi» , написанное Эбеном Аптоном (Eben Upton) и Гаретом Хэлфекри (Gareth Halfacree).

    Также вам может пригодиться «Учебное руководство по Raspberry Pi» (оно сосредоточено в основном на обучении программированию и написано британскими учителями из организации Computing at School).

    Наконец, есть бесплатный ежемесячный журнал MagPi, который можно найти .

    Иллюстрированный гайд по покупке Raspberry Pi

    // в процессе обработки

    Начат Abishur, переписан Mahjongg, отредактирован Lorna.

    Идея создания полного и всеобъемлющего (хотя пускай и неофициального) гайда по покупке Pi зрела давно – поэтому, встречайте! Надеемся, он будет вам полезен. Если у вас будут какие-то дельные советы и предложения, пожалуйста, поделитесь ими в комментариях – чтобы сделать этот гайд еще более полным и информативным.

    Возможно, вы наткнулись на этот гайд, т.к. лишь подумываете о том, чтобы купить Raspberry Pi, но пока не знаете, что именно вам нужно. Эта страница поможет подобрать все необходимые компоненты – будь то покупка стартового набора или каких-то дополнительных деталей и оборудования. Если вы новичок в компьютерах, некоторые фрагменты этого гайда могут показаться пугающими. Но не волнуйтесь – не торопясь, переходите от одного пункта к другому, и в конце концов у вас будет все, что нужно!

    Имейте в виду – по итогам каждого этапа нужно выбрать лишь один предмет.

    Для начала нужно выбрать саму Raspberry Pi.

    Модель Raspberry Pi 2 B (второе поколение)...

    Или Raspberry Pi B+...

    Или Raspberry Pi A+...

    Все эти модели можно купить на Element 14 или RS Components или через сторонних реселлеров.

    Впрочем, если хотите, то можно купить и какую-нибудь из старых моделей – A или B.

    Теперь дело за настенным адаптером с разъемом micro USB.

    Вам потребуется стабилизированный источник питания (PSU), выдающий напряжение 5v ±5% и как минимум 700 миллиампер (или 0.7 А). Адаптер, дающий выше 0.7 А (к примеру, 1 А), тоже подойдет. Избегайте маленьких зарядников для небольших GSM-телефонов, т.к. они зачастую не стабилизированы и потому ненадежны. B+ и Pi 2 можно питать через PSU, дающий 2.5 А, но эти модели отличает особая «энергобережливость», благодаря чему они могут работать и с PSU на 0.7 А, а то и меньше (зависит от того, сколько используется портов USB и HDMI). Однако дополнительное электропитание может потребоваться не только из-за нескольких USB-девайсов, «висящих» на Pi, но и при выполнении каких-либо особо трудоемких задач. Кроме того, в качестве блока питания для Pi можно использовать зарядник от Kindle, iPhone и т.д., но надо убедиться, что он дает достаточно электроэнергии. Как правило, этот параметр указан на этикетке, наклеенной на девайс – смотрите цифру рядом со словом Output.

    Судя по наклейке на этом PSU, он выдает 5v и 700 миллиампер (700 mA) – этого должно вполне хватить для питания Raspberry Pi. Имейте в виду, что 5v 0.7A – это то же самое, что 5v 700mA. При этом отклонение от параметра 5v допускается в пределах ±5%, тогда как в миллиамперах может стоять любое число, равнозначное либо превышающее 700 mA (0.7 А).

    Также можно воспользоваться USB-адаптером переменного тока вроде того, что изображен на картинке ниже:

    Но для него также потребуется USB-кабель, заканчивающийся разъемом micro USB – вроде этого:

    Важно, чтобы кабель был качественным – многие проблемы с питанием возникают именно потому, что кабели сделаны из недоброкачественных проводов. Кроме того, кабель должен быть коротким и толстым. Предпочтительно, чтобы этот кабель продавался именно как питающий, а не как зарядный кабель.

    Если вы не знаете, что именно за разъем на вашем кабеле (micro USB или mini USB), то выяснить это очень просто. Разница показана на картинке ниже.

    Mini USB – слева. Это не наш вариант, он крупнее и выглядит как трапеция с вогнутыми «щеками». Micro USB – справа. Вот это то, что нам нужно. Он меньше и тоже выглядит как трапеция, за исключением того, что его «щеки» более выпуклые.

    На моделях B+ и Pi 2 светодиод PWR показывает и то, подается ли на плату питание, и то, достаточно ли электропитания дает PSU, и последнее также говорит о том, насколько хорошо функционирует кабель micro USB. При обнаружении перегрузки (т.е. если напряжение упадет до 4.65v) светодиод просто выключится, а если использовать при этом Raspbian GUI (графический пользовательский интерфейс Raspbian), в качестве предупреждения на дисплее может появиться «радужный квадрат».

    Нам также понадобится устройство для ввода данных клавиатура – как минимум клавиатура.

    Если вы работаете с Pi через терминал Linux (как показано на картинке ниже), то мышка вам не потребуется. Впрочем, если хотите, конечно, то можете подключить и ее.

    USB-мышка (вроде той, что показана ниже) в любом случае понадобится, если вы собираетесь работать через GUI.

    Кроме того, нам понадобится SD-карта.

    Опциональное оборудование:

    Аналоговый аудиокабель.

    Если вы для вывода видео используете композитный (RCA) кабель или кабель «из HDMI в DVI-D» и при этом хотите настроить звук, то вам понадобится 3,5-миллиметровый аудиокабель со штекерами типа «папа-папа».

    Но есть и другое решение – можно подключить внешние динамики. Если у них уже имеется кабель, который заканчивается 3,5-миллиметровым штекером, то изображенный выше кабель вам не понадобится. Если вы хотите подключить Pi к стереосистеме через белый и красный RCA (Phono) разъемы, то вам понадобится кабель, у которого с одной стороны будет 3,5-миллиметровый штекер, а с другой – два Phono-разъема. Подробнее на картинке ниже:

    Его, как правило, называют сетевым кабелем.

    USB-хаб.

    Если вы хотите подключить к Pi больше USB-девайсов, чем позволяет количество USB-портов, то вам понадобится USB-хаб. Впрочем, при использовании моделей поновее необходимость в нем снижается, т.к. у них побольше USB-портов, чем у старых моделей.

    USB-хабы могут быть пассивными (т.е. просто вставляются в USB-порт и все) или активными (т.е. вставляются в USB-порт, а затем подключаются к питанию). Пассивный хаб изображен на первой картинке, а активный – на второй:

    Если вы используете старую модель Pi, и при этом хотите подключить к ней какой-нибудь очень энергоемкий девайс (вроде жесткого диска), то вам понадобится именно активный USB-хаб. Однако у моделей поновее USB-порты получают больше электропитания, поэтому если вы захотите подключить кард-ридер, флешку или WiFi-адаптер, то достаточно будет и пассивного USB-хаба. Впрочем, некоторые WiFI-адаптеры настолько «прожорливы», что нуждаются в активном хабе, даже будучи подключенными к новой модели.

    Остальное – все, что угодно.

    К платам Raspberry Pi можно подключить еще кучу всякой всячины. Для WiFi-соединения – WiFi-адаптер с USB-интерфейсом. Для управления реле и моторами – Gertboard. Нужен корпус? Pi можно упрятать в «чехол» на любой вкус и цвет – от футляра из Lego до корпуса из-под старой игровой приставки или даже «ларца» из акрила лазерной резки. Также можно подключить датчики или даже маленькие LCD-тачсрины вроде этого].

    Кроме того, для B+ и Pi 2 можно использовать расширительную плату нового типа под названием HAT (Hardware Attached on Top – если переводить буквально, «оборудование, прицепленное сверху»). Также есть разного рода универсальные расширительные платы, которые могут самостоятельно сообщать о себе Linux, т.е. Linux с самого начала знает, какие драйверы для них использовать. И это уже не говоря о почти бесконечном выборе дополнительных компонентов и аксессуаров: единственное ограничение – это ваша фантазия!

    Этот одноплатный компьютер, первая версия которого была представлена в 2011 г., набирает обороты и его популярность превзошла все ожидания. Сегодня попробуем разобраться, что такое Raspberry Pi и одноплатные компьютеры вообще, зачем они нужны, в чем их преимущества по сравнению с традиционными компьютерами, что нужно, чтобы начать работать с Raspberry Pi и где купить Raspberry Pi . А дальше вас ждет серия уроков по Raspberry Pi для начинающих и интересные идеи по использованию устройства в роботах и робототехнике.

    Raspberry Pi – одноплатный компьютер, то есть различные части компьютера, которые обычно располагаются на отдельных платах, здесь представлены на одной.

    Первый проект будущей Raspberry Pi был представлен в 2011 г., промышленное производство началось в 2012 г. В названии продукта объединены Raspberry — малина и Pi — число Пи. Изображение малины стало логотипом проекта.

    Изначально проект создавался как образовательный, Raspberry Pi отлично подходит для изучения основ электроники — все видно, доступно и цена не велика. На сайте проекта присутствует весомый с подробными инструкциями и методиками. Raspberry Pi Foundation постоянно акцентирует внимание на обучающих возможностях компьютера, в их официальном твиттере вы найдете огромное множество юных счастливых обладателей устройства и их достижения.

    Для чего нужны одноплатные компьютеры?

    Одноплатные компьютеры обычно небольшого размера, энергоэффективны и имеют относительно небольшую стоимость. Все это относится и к Raspberry Pi. Многие пользователи используют Raspberry Pi как сервер, ведь она потребляет мало энергии и совершенно бесшумна. Благодаря небольшому размеру ее можно встроить в различные корпусы и использовать, например, как мозг для робота. Поэтому проект «Занимательная робототехника» и обратился к рассмотрению этого устройства. В целом с Raspberry Pi можно сделать основную массу всего того, что вы делаете на обычном настольном компьютере, но с некоторой спецификой, в основном связанной с несовместимостью со многими операционными системами.

    Выглядит Raspberry Pi так, размер платы схож с кредитной картой:

    Плата Raspberry Pi

    Сегодня Raspberry Pi популярен не только в обучении, но и среди взрослых и вполне серьезных дяденек, которые создают иногда такие вот безумные проекты — всего каких-то 64 Raspberry Pi, немного -деталей и супер-компьютер готов!

    Немного технических деталей Raspberry Pi

    Размеры Raspberry Pi: 85,6x56x21 мм, вес 45 г.

    RaspberryPi выпускается в двух версиях — A и B. Версия В на сегодняшний день более популярна.

    Сравнение версий и основные характеристики Raspberry Pi:

    • Процессор ARM11,Broadcom BCM2835,700 МГц;
    • Оперативная память — 256 Мб у А, 512 Мб у В;
    • USB входы/выходы — 1 у А, 2 у В;
    • SD вход;
    • RCA выход (“тюльпан”);
    • HDMI выход;
    • Ethernet вход/выход — есть только у В;
    • Audio выход;
    • GPIO контакты.

    Как видно, Raspberry Pi имеет только оперативную память. В качестве постоянной памяти предполагается использование SD-карт.

    Стоимость и где купить Raspberry Pi?

    Официальный дилер и некоторые другие интернет-магазины в России продают модель B в районе 2300-2500 рублей + доставка.

    Самый экономичный способ купить Raspberry Pi в России — это по-прежнему крупные китайские интернет-магазины (я сам делаю именно так).

    По состоянию на момент написания статьи модель B на сайте AliExpress стоит $44 , на DealExtreme — $49. И там, и там бесплатная доставка. Если нет времени ждать посылку из Китая — рекомендуем интернет-магазины и DESSY .

    Цены этих магазинов постоянно меняются, появляются какие-то скидки и спецпредложения. Сам я заказывал на DealExtreme недавно за $54 и тогда это было лучшее предложение. Поэтому, если вы раздумываете о покупке, то текущий вариант на AliExpress очень выгодный.

    Что касается работы почты и таможни, то от заказа до получения в этот раз у меня прошло чуть меньше месяца. Предыдущие посылки из Китая приходили недели за три. Т.е. сроки вполне адекватные.

    Плата была упакована в картонную фиременную коробку, интернет-магазин дополнительно упаковывает в противоударный пакет, поэтому поломаться в дороге ничего не должно.

    Что еще нужно для начала работы с Raspberry Pi?

    Чтобы начать работу с Raspberry Pi помимо самой платы вам понадобиться:

    • SD-карта, с которой вы загрузите операционную систему; производитель рекомендует использовать карту от 8 до 32 Gb, реально работают и на меньших картах;
    • монитор или телевизор с разъемами HDMI, DVI или RCA («тюльпан») (VGA не подходит), и, соответственно, кабель HDMI-HDMI, HDMI-DVI или RCA-RCA;
    • USB-клавиатура;
    • USB-мышь.

    Я подключил Raspberry Pi к 24-дюймовому телевизору, выглядит это так (сама Raspberry Pi выделена овалом):

    Raspberry Pi, подключенная к телевизору

    Raspberry Pi поставляется без ОС, ее нужно скачать с сайта производителя и загрузить на SD, что мы опишем подробнее в следующей статье. Так же продаются SD-карты с уже закачанной туда ОС. Я особого смысла в этом не вижу.

    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.

    Спустя пять лет после выпуска первых устройств Raspberry Pi, проект продолжает набирать все большую и большую популярность и распространятся далеко за пределами его первоначального назначения. Основатель проекта Эбен Аптон изначально надеялся продать не более чем 10 000 плат, но на данный момент уж больше 10 000 000 устройств находятся в руках студентов, преподавателей и других людей ит-специальностей.

    Помимо третьего поколения Raspberry Pi, сейчас вы можете найти облегченную модель Raspberry Pi Zero, а также другие компоненты, такие как видеокамера, сенсорный экран и различные датчики.

    С таким огромным количеством возможностей может быть сложно понять с чего начать Raspberry Pi 3 применение. В этой статье будет рассмотрено начало работы Raspberry Pi. Я предполагаю, что вы уже знаете как подключить экран, мышь, клавиатуру, питание и поставить операционную систему. Сегодня мы рассмотрим что делать дальше.

    У многих людей есть Raspberry Pi, но они даже не знают какая у них версия устройства. Можно определить версию устройства по количеству памяти, этот параметр отличается больше всего. Или например, в более поздних платах были добавлены дополнительные слоты GPIO. Но есть и некоторые незначительные отличия, о которых вам стоит знать при создании своего проекта.

    Вы можете выяснить версию платы с помощью визуального осмотра, но лучше всего это сделать с помощью терминала. Для этого включите устройство и выполните команду:

    cat /proc/cpuinfo |grep "Revision"

    Вывод будет содержать строку из четырех или шести символов, по которой можно понять какое устройство вы используете:

    Если вы видите очень большой номер, который начинается с 1000 дальше идет номер ревизии и снова 1000, то это признак перенапряжения питания.

    Вот некоторые сравнительные характеристики разных версий устройств:

    Если вы хотите узнать больше информации о вашей плате из командной строки, можете воспользоваться следующими командами:

    Аппаратное обеспечение:

    cat /proc/cpuinfo

    cat /proc/version

    Оперативная память:

    cat /proc/memory

    Подключение Raspberry Pi

    Возможно, вы привыкли, что для включения любого электрического устройства достаточно подключить его к розетке, нажать кнопку и оно работает. Raspberry Pi не относиться к таким устройствам. Для этого микрокомпьютера важно правильно подобрать устройство питания, которое обеспечит стабильное питание для получения максимальной производительности. Никакой кнопки для включения и выключения нет, но если хотите, вы можете ее сделать.

    Если вы считаете, что вашему устройству не хватает питания, можно проверить напряжение с помощью мультиметра. На старых платах есть отверстия на верхней части платы подписанные TP1 и TP2.На модели B+, Pi2 и Pi3 они размещены внизу платы, на стороне SD карты, и отмечены PP3 и PP7.

    Сначала подключите все периферийные устройства, которые вы собираетесь использовать. Установите мультиметр на измерение напряжения до 20 вольт. Подключите красный провод к TP1 или PP3, а черный к TP2 или PP7. Мультиметр должен выдать значение около 5 Вольт. отклонение в 0,25 Вольт - это плохо и чем ближе к пяти, тем лучше. Если вы обнаружили снижение напряжения это могло произойти по двум причинам:

    • Ваш шнур USB. Возможно, он подходит для зарядки телефона, но он работает слишком медленно. Для телефона этого достаточно, но Raspberry Pi не хватает мощности.
    • Периферические устройства. Для всех USB устройств нужно питание, чтобы решить проблему можно использовать USB хаб.

    В общем, подключение Raspberry Pi не вызывает много проблем.

    Добавление кнопки сброса

    Теперь, когда вы знаете основы и выбрали источник питания можно добавить кнопку выключения для вашего устройства. В большинстве электроники есть кнопка выключения, но здесь ее нет и если вы захотите перезагрузить Raspberry Pi, вам придется вынуть шнур питания и вставить обратно. Но можно добавить кнопку чтобы этого не делать.

    На плате есть два отверстия рядом друг с другом, одно круглое, второе - квадратное. На модели B они отмечены как P6 и находятся рядом с портом HDMI. На более поздних платах они размещаются ближе к портам GPIO и обозначены RUN.

    Вы можете приобрести любую кнопку и припаять ее контакты к этим портам. Все что нужно для сброса процессора - это замкнуть эти выходы.

    Использование GPIO и датчиков

    Помимо своей низкой цены, Raspberry Pi очень привлекательный для пользователей из-за возможности использовать GPIO.

    GPIO или general purpose input/output это порты общего назначения ввода и вывода. Почти все проекты Raspberry Pi построены на использовании этих портов. Их сила в гибкости.

    Первые платы Raspberry Pi имели 26 GPIO портов, Raspberry Pi 2 и Pi 3 имеют 40. С технической точки зрения только 17 из 26 и 28 из 40 соответственно. Остальные - это электрические контакты и заземления. Все порты обозначены номерами, но чтобы правильно их использовать вам понадобиться распечатка с описанием значений. Например, для 40:

    Или для 28:

    Ее можно распечатать и приложить к плате, чтобы не запутаться во время работы:

    Чтобы заставить GPIO делать то, что вам нужно понадобиться немного программирования. Обычно, все можно сделать на Python. Если вы не знали, то часть имени Pi походит от инструмента для обучения программированию на Python. Вы можете найти очень много инструкций по использованию Python для Raspbery и GPIO в интернете.

    Найдите проект

    Ваше устройство почти готово. Все, что осталось - это определится с проектом и начать что-то делать. Даже если вы еще не написали ни одной строчки кода или не работали паяльником, Raspberry Pi может стать идеальным средством для обучения этим вещам.

    Если вы не хотите ничего программировать, но хочется сделать что-то полезное, можно установить Kodi на Raspberry и сделать домашний медиа центр.

    После этого можно перейти к поиску других проектов. Что вам больше нравиться, игры? Домашняя автоматизация? Фотография? Возможно, кто-то уже выложил в интернете инструкции, как сделать то что вы хотите. Используйте их или сделайте что-то свое. Вот некоторые интересные проекты, которые вы можете реализовать:

    • Cupcade - самый простой способ создать собственную небольшую игровую систему. Но здесь нужно покупать устройство комплектом, чтобы получить все необходимые детали;
    • MagicMirror - один из самых популярных проектов на Raspberry Pi, суть в том, чтобы выводить текстовую информацию на зеркало с помощью экрана и этого микрокомпьютера;
    • Minecraft - вы можете создать свой сервер Minecraft на основе Raspberry Pi;

    Это далеко не все интересные проекты с помощью которых можно найти применение Raspberry Pi 3. Еще несколько вы можете найти в статье .

    Выводы

    В этой статье мы рассмотрели начало работы raspberry pi. Это очень интересное устройство может быть достаточно полезным при правильном использовании. А вы уже купили Raspberry Pi? Собираетесь покупать? Или уже собрали свой проект и нашли применение raspberry pi? Напишите в комментариях!

    На завершение видео от 16 бит тому назад про Raspberry Pi:

    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.

    Читать еще: