0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Корпус Argon One позволяет перенести все разъёмы Raspberry Pi 4 на одну сторону

Содержание

Корпус Argon One объединяет все разъемы Raspberry Pi 4 с одной стороны

Из-за своего небольшого размера плата Raspberry Pi 4 имеет порты Ethernet и USB на одной стороне, а порты micro HDMI, AV-порт и порт USB-C — на другой. Это может не быть проблемой для большинства людей, так как наличие всех портов на одной стороне может упростить прокладку кабелей.

Корпус Argon One для Raspberry Pi 4 делает это возможным благодаря плате адаптера, которая приносит порты HDMI и AV на левую сторону к портам USB, а дополнительная плата расширения питания делает то же самое для порта USB-C, плюс добавляется кнопка питание.

Argon One поставляется в комплекте со следующими компонентами:

  • Алюминиевая верхняя крышка, черное дно
  • Плата питания AR1
  • AR1 AV плата с входами и выходами micro HDMI, входом и выходом AV-порта
  • Вентилятор
  • Кнопка питания
  • Тепловые накладки для процессора и чип памяти обеспечивают пассивное охлаждение через внутренние радиаторы, встроенные в верхнюю крышку.
  • Четыре резиновые накладки и набор винтов.

Обратите внимание, что поскольку алюминиевый корпус будет охлаждать плату, вентилятор может быть дополнением в зависимости от нагрузки вашего приложения и окружающей среды (температура окружающей среды). Если вы подключите вентилятор, скорость вращения будет зависеть от температуры процессора с 10% скорости при 55 ° C, 55% скорости при 60 ° C и полной скорости, когда температура процессора превышает 65 ° C, как объяснено в вики.

По нашему мнению, было бы лучше иметь кнопку питания на передней панели, поскольку она обеспечивает чистое, программно-управляемое отключение платы. Еще одним приятным моментом является то, что вы можете поднять магнитную крышку в верхней части корпуса, чтобы получить доступ к разъему GPIO.

Мы впервые узнали о корпусе Argon One из новинок на Banggood, где он продается за 29,99 долларов, но корпус Raspberry Pi существует уже несколько месяцев и может быть приобретен из других источников, включая Amazon или напрямую на Waveshare.

Корпус Argon One позволяет перенести все разъёмы Raspberry Pi 4 на одну сторону

Обсуждение устройств, не относящихся к данной теме, запрещено. Если нужной вам темы по конкретной модели не существует — создайте её.

Вместо слов «Спасибо!» используйте . Если у Вас меньше 15 постов — нажмите на кнопку под тем сообщением, где Вам помогли, и напишите благодарность.

На форуме принято размещать изображения под спойлером

Raspberry Pi — одноплатный компьютер размером с банковскую карту, изначально разработанный как бюджетная система для обучения информатике, впоследствии получивший намного более широкое применение и популярность, чем ожидали его авторы. Разрабатывается Raspberry Pi Foundation. Всего за три года было продано более 4,5 миллионов устройств Raspberry Pi.

Raspberry Pi выпускается в нескольких комплектациях: модель «A», «B», «B+»,«2B», «Zero», «Zero W», «3B», «3B+», «3A+» и «4B».

Отличия между версиями в следующем:

Официальные ОС:

  • Raspbian (порт Debian на ARMv6 архитектуру)
  • Arch
  • OpenELEC
  • Raspbmc
  • RICS OS
  • Pidora
  • Win 10 IoT (RPi 2B/3B)
  • Ubuntu
  • DietPi
  • Suse Linux
  • И другие

Скачать нужный образ этих ОС можно на официальном сайте. Все образы предоставляются в виде файла с расширением .img

Что такое GPIO (Википедия, EN)

Ещё о «малиновом» GPIO

Сообщение отредактировал stp101 — 18.05.20, 09:16

Существует альтернативный Rasberry Pi проект от Rhombus Tech. Конечная цель — сделать одноплатный компьютер стоимостью 15$. По оценкам специалистов этой организации, для этого необходимо запустить в производство не менее 100 000 таких платок.

В данное время собираются предзаказы для оценки спроса на такие компьютеры. Заказываем, не стесняемся, чем больше будет заказчиков, чем ниже конечная цена устройства.

Модель B значительно более интересна — Ethernet порт, 2 USB порта, RDS разъем.
Из FAQ на сайте производителя узнал, что блок питания должен выдать 700 mA для запуска компьютера.
PoE пока не поддерживается, но разработчики обещают подумать над решением.
Кому лень самому сделать корпус, летом могут заказать на сайте несколько на выбор.
ОС грузится с SD-карты.
Wi-Fi доступен через USB-донгл.

Вывод — если хотите получить более-менее производительный аппарат, нужно готовить сверху $100 на 32Гб карту 10го класса и $20 за нано Wi-Fi карту.

Mohnatenkij,
Ну, «лего» корпуса уже видел на сайте, это да, еще тот юмор.
Лично я думаю, что почти у каждого дома найдется какая-нибудь старая ненужная железка (например, DVD(CD)-ROM, или колонки), в которые это дело можно засунуть. Также в такой корпус вместится адаптер питания (любое зарядное устройство с microusb) и выносной жесткий диск гигов на 160 (и выше).
Для системы будет достаточно 2 гигабайтной microSD карты, вставленной в адаптер, такие часто кладут в комплект с сотовыми телефонами. Найти можно будет, имхо, на край купить рублей за 100.
В общем, я посчитал, что да, внешняя память — в моем случае это будет винт — самый дорогой компонент. Корпус, питание — все это делается недорого с помощью подручных средств.
Зачем Wi-Fi-донгл нужен я не понял, т.к. есть порт для ЛВС.

«Прошивки»:
Дебиан, http://www.raspberrypi.org/downloads , очень любопытно глянуть какие пакеты там идут в комплекте, благо вес немалый — почти 800 метров в архиве

«Покупка», устройство будет доступно по адресу
http://www.raspberrypi.com/

Сообщение отредактировал darkarrow — 18.02.12, 12:19

Mohnatenkij, жесткие диски разные бывают — некоторые цепляются к планшетам по usb, некоторые не цепляются, т.е. имеют разный минимум силы тока (мА) для запуска и работы. Так что тут, думаю, индвидуально будет.
На край, можно будет приспособить еще 1 микроюсб зарядку и Y-образный кабель для жесткого диска (где 1 штекер на питание и второй на data).

Мне вот интересно, пусть даже в максимальной конфигурации — плата, 2 адаптера питания, внешний USB Drive, в герметичном корпусе соотв. размеров с некоторым количеством свободного объема будут перегреваться или нет? Хотя можно радиатор прямо на металлический корпус зафигачить. Будет дикообраз 😉 Зато без кулеров и дырок для проникновения вездесущей пыли.

P.S.: мне тут коллеги говорят, что, мол, современные медиаплееры с прошивками на основе Linux могут всё тоже самое. Только там уже приличный корпус, бОльшее количество разъемов и их более удобное расположение, БП для медиаплеера и ж/д с ценой порядка

100 USD). Но такого интереса уже не будет)

Кстати, а кто-нибудь собирается использовать GPIO? Если да, то для каких целей?

Raspberry Pi 4 B. Первые разочарования

Заказывая новую «малинку», у меня не было определенного плана что с ней делать, но зная что «малинок много не бывает» и любой хоббист найдет ей за пару минут применений больше, чем пальцев на своих же руках и ногах, я не задумываясь заказал вот такой комплект:

  • Raspberry Pi 4 (4 Gb RAM),
  • официальный БП USB-C,
  • официальный бело-красный пластиковый корпус.

И тут же я столкнулся с первой проблемой — цена. Комплект c доставкой обошелся мне чуть больше ста! долларов (100 USD). И если прибавить сюда еще и microSD карту хорошего качества класса A2, как рекомендует, например, официальный сайт Home Assistant, то мы с легкостью подойдем к отметке в 150 долларов. Накинем Z-wave и Zigbee стики и вот уже и «колобок» (Athom Homey) не кажется такой уж и дорогой покупкой. Не далеко с таким ценником и до Intel Nuc, а если рассматривать б/у варианты, то можно собрать намного более производительный центр умного дома на базе неттопа или barebone компьютера. Но все мы знаем, что огромное комьюнити пользователей и база знаний всегда идет бесплатно с покупкой любой Raspberry Pi, поэтому заострять внимание на цене не считаю нужным. «Малину» никогда не покупали за соотношение цена/производительность, плюс есть ведь и более дешевые версии четвертой raspberry с меньшим объемом памяти — 1 и 2 Гб соответственно, они все ещё находятся в бюджетной категории.

Итак, пришел мой заказ, я не претендую на полноценный обзор, но хотел бы отметить некоторые свои наблюдения, которые, надеюсь, будут полезны многим на этом портале. Все они будут через ту или иную призму касаться «умного дома». Обзор затронет лишь часть того, о чем хотелось бы написать, поэтому подписывайтесь. Всё заслуживающее внимание широкой аудитории будет периодически появляться в моем блоге. Не забудьте поставить лайк или оставить комментарий, чтоб мотивировать автора на создание интересующего вас контента.

Близнецы или Двойняшки: Внешние различия с Raspberry Pi 3B

На сайте уже есть полная спецификация продукта — с ней можно познакомиться здесь. Основными внешними различиями являются наличие двух microHDMI портов вместо одного полноразмерного HDMI порта, изменение в очередности расположения портов USB (два из них теперь USB 3.0) и Ethernet, а также расположения модуля RAM на верхней стороне платы — на Rpi 3B он был расположен снизу. Еще одно важное изменение — порт USB-C для питания. Все остальное, включая GPIO, разъёмы для SD карт, дисплея, камеры и PoE расположены в тех же местах и идентичны таким же на плате предыдущего поколения. Это дает нам возможность использовать аксессуары от предыдущих моделей Raspberry. К сожалению, использование корпусов от Rpi 3 не получиться без модификаций, из-за разного расположения разъёмов.

Быстрее, выше, сильнее или коротко о производительности

Вы уже наверняка знаете, что основные изменения коснулись процессора и графического чипа, а также памяти — ее стало не только больше, но она еще и стала быстрее. Сравнительные таблицы пестрят на многих сайтах. Я тоже не удержался от того, чтоб не создать еще одну и подчерктнуть основные изменения в Rpi 4, по сравнению с предшественницей:

Но вот что действительно очень важно, так это новая высокоскоростная шина обмена данных, за счет нее удалось разделить потоки от USB и Ethernet, чтобы полностью использовать потенциал этих интерфейсов, а также увеличить скорость слота microSD. Я решил сам сделать несколько тестов, вот их результаты:

/test.tmp
bs=500K count=1024

/test.tmp of=/dev/null
bs=500K count=1024

Множество сайтов сделали сравнения скорости процессора, производительности, температуры и энергопотребления новой Raspberry Pi 4 B. Я не буду повторяться, а приведу ссылки на официальный benchmark от Raspberry, обзор и сравнение от Tom’s Hardware, а также сравнительную таблицу от Core Electronics.

Читать еще:  Программы для работы с веб-камерами

Raspbian Buster и первый старт

Вместе с новой начинкой мы также получили и новую версию операционной системы — Raspbian Buster. Я не буду заострять внимание на различиях с предыдущей версией Stretch, о них подробно можно почитать здесь. Скажу лишь, что изменения коснулись в основном безопасности, а также чуть изменился интерфейс — его сделали более современным, а именно, убрали красивости. Основное же различие лежит в использовании нового open-source драйвера Open GL совместно с аппаратным ускорением для использования всех возможностей новой четвертой «малины», портировать его в старые версии Raspbian посчитали накладным, и поэтому они не поддерживают новую Raspberry Pi 4. Именно здесь и кроется корень многих проблем: любая новая система требует времени разработчиков на адаптацию их программных продуктов для работы с ней. Более того Raspbian Buster вышел даже раньше официального релиза своего прототипа Debian Buster, официальный релиз которого назначен на 6 июля 2019 года. Соответственно, не стоит ждать полной поддержки всего и вся с первых же дней. В этом я смог убедиться и сам, но об этом немного позже.

Я скачал образ Raspbian Buster Desktop c сайта Raspberry. Записал с помощью Balena Etcher на SD карту, вставил в малинку, подключил ее к монитору и питанию, и загрузка началась. Подводных камней и проблем не было, несмотря на пугающую надпись с официального сайта:

После загрузки система сразу предложила скачать обновления, что я сразу и подтвердил. Честно сказать, я никогда не использовал продукты Raspberry в режиме ПК, а в основном только удаленно в headless.

Удивила быстрота работы и отзывчивость мыши, но только до тех пор, пока я не активировал 4k60p вывод на монитор, после этого все стало хоть немного, но притормаживать. Открыл YouTube в браузере Chromium и запустил видео 4k60p, к сожалению, даже выбрать 4K качество было невозможно, а при 1080p видео cильно лагало, лишь 720p было смотрибельным. Хоть и разочарование, но не сильное, все-таки я покупал Raspberry не для просмотра видео на YouTube. После непродолжительного знакомства с интерфейсом я активировал в настройках ssh и vnc, чтобы перейти к обычному способу общения с одноплатником — через терминал.

Если у вас нет клавиатуры, мыши и монитора, для того чтобы сделать первую настройку и включит ssh, вы можете воспользоваться вот этой инструкцией с портала.

Несбывшиеся мечты, запуск с USB и новый EEPROM

Отсутствие m.2 или eMMC слота на Raspberry Pi 4 компенсируется наличием двух портов USB 3.0. Увеличение скорости в почти 10 раз позволяет нам наконец-то эффективно использовать внешние USB диски. И вот я уже подготовился установить всю систему на внешний SSD, но не тут было, оказывается пока загрузка с USB не поддерживается. Вот что пишут на официальном сайте самого Raspberry:

» PXE and USB Boot. Support for these additional bootmodes will be added in the future via optional bootloader updates. The current schedule is to release PXE boot first, then USB boot. «

В данный момент (начало июля 2019 года) запуск с USB не поддерживается, эта функция будет доступна даже позже запуска по сети (PXE boot). К счастью, существует возможность перенести всю root область на USB диск, оставив только небольшую загрузочную часть на флэшке. Инструкция о том, как это сделать, может с легкостью стать темой отдельной статьи, пока же вы можете воспользоваться инструкцией от Tom’s Hardware здесь.

Это приводит нас к еще одному серьезному изменению в архитектуре нового одноплатника, по сравнению с предыдущей моделью. У четвертой «малины» имеется SPI EEPROM (4MBits/512KB) — не что иное, как небольшой чип, содержащий код для загрузки системы. Он, по сути, заменяет bootcode.bin, который ранее находился в boot разделе SD карты. EEPROM является перезаписываемым, поэтому новые функции могут быть добавлены в следующих прошивках как, например, столь вожделенный нами USB Boot. Более подробно об этом можно прочитать здесь.

Deconz, Docker, Home Assistant в venv и другие ругательства

Переходим в терминал и начинаем проверять совместимость наших любимых программ для умного дома. Начнем с Deconz. Образ под Buster на сайте dresden elektronik пока не доступен, что и следовало ожидать. Что же, пробуем установить Deconz из командной строки, на сайте сразу видим, что ни Buster, ни Raspberry Pi 4 не поддерживаются. Попытка не пытка, следуем инструкции с сайта:

Похожее на положительный исход, устанавливается deconz 2.05.65. Проверку стабильности релиза делать не стал, но на github открыта issue и есть информация, что официальная поддержка Buster-a появиться только в deconz 2.05.67. Так что, судя по всему, без багов не обойтись. Подождем.

Теперь переходим к Home Assistant . Образа Hass.io для Raspberry Pi 4 пока нет — ожидаемо. Зато новый образ Hassbian основан на Debian Buster , но Debian это вовсе не Raspbian, подводных камней не миновать. Вдобавок такой способ установки HA один из самых непопулярных, пробовать его не стал. Тем более на github открыт целый раздел, где собирают все issue этого релиза.

Заключение

Если подвести краткий итог, то однозначно можно сказать, что Raspberry Pi 4 — это серьезный upgrade, по сравнению с предшественником. Увелечение скорости USB, скоростной гигабитный Ethernet порт, а также новый мощный процессор и графический чип делают решение о покупке достаточно простым.

При сравнении с предыдущей версией Raspberry Pi3 B , у нас имеется огромный запас по ресурсам и мы можем нагрузить наш сервер умного дома дополнительными задачами, например, такими как распознование лиц.

К сожалению, в данный момент мы также видим и отсутствие полного спектра поддерживаемого программного обеспечения, нет поддержки загрузки с USB и SSD, а также всеобщий ажиотаж и отсутствие платы в продаже во многих магазинах. Из этого всего можно сделать очевидный выбор — с покупкой платы пока стоит повременить.

Если Вы все-таки решили приобрести Raspberry Pi 4 B, то сможете это сделать очень выгодно, достаточно перейти по ссылке.

Raspberry Pi 4. Что дают четыре ядра и четыре гига в четвертой ревизии «малинки»

Содержание статьи

Как и у людей, у компьютеров есть своя судьба — и складывается она зачастую по-разному. Одни ведут размеренную жизнь и тихо уходят на покой в предназначенный срок. Другим уготовано вписать свое имя в историю, стать признанной легендой и даже породить целую субкультуру. Выход четвертой ревизии популярного одноплатника Raspberry Pi не оставляет скептикам ни единого шанса: английский микрокомпьютер с нами всерьез и надолго.

Получив в народе ласковое прозвище «малинка», RPi стал своего рода ZX Spectrum для современной эпохи. Параллели можно проводить долго: оба компьютера появились на свет в Англии (да не где-нибудь, а в Кембридже!), оба предназначались в первую очередь для образования, но при этом легко «переросли» отведенные рамки. Будучи не самыми производительными для своего времени, они привлекали пользователей демократичной ценой, простотой и, конечно же, поддержкой со стороны сообщества.

Хоть основатель Raspberry Pi Foundation Эбен Аптон и не получил пока от английской королевы титул рыцаря, как это было с Клайвом Синклером почти сорок лет назад, можно не сомневаться, что общественное признание его заслуг еще впереди. Вполне возможно, через пару десятилетий кто-то из нового поколения хакеров и программистов с теплотой вспомнит свой первый микрокомпьютер Raspberry, который помог определиться с выбором жизненного пути. Да, Линус Торвальдс учился программированию на Sinclair QL, если ты не знал!

Про сэра Клайва Синклера и разработку первых микрокомпьютеров в Sinclair Research снят художественно-исторический фильм Micro Men с Мартином Фрименом в одной из главных ролей. Успеха другой его работы — сериала «Шерлок» — эта картина не получила, но если судьба пионеров ИТ тебя хоть сколько-то интересует, фильм однозначно стоит смотреть.

Думаю, теперь ты понимаешь, почему я просто не мог пройти мимо Raspberry Pi 4 и приобрел этот одноплатник, как только он появился у нас в свободной продаже и максимальной комплектации. Официальных поставок в Россию, насколько мне известно, пока не было, но перекупщики вовремя подсуетились и завезли немного «малинок» для самых нетерпеливых энтузиастов. Самое время узнать, что приготовило нам нынешнее обновление!

Обзор платы

Любопытные детали можно обнаружить уже в комплектации. Плата не упакована в антистатический пакет — и это странно. Эбен Аптон упоминал, что его команда старается максимально удешевить производство Raspberry Pi, но это какая-то уж слишком радикальная оптимизация затрат. Подобную экономию ожидаешь увидеть в применении к Raspberry Pi Zero за $5, но никак не к флагманской модели за $55.

Однако все это мелочи жизни, о которых сразу забываешь, едва ознакомившись с бумажной инструкцией. Ты наверняка уже в курсе, что четвертая версия одноплатника поставляется с разными объемами оперативной памяти на выбор. Летом Raspberry Pi Foundation анонсировала появление сразу трех вариантов, с микросхемами LPDDR4 емкостью в один, два или четыре гигабайта. Но в инструкции содержится упоминание о еще одной версии, которая, видимо, не дошла до релиза — на целых восемь гигабайт! Ого!

Про нее в новостях не было ни слова, и нам остается только гадать, по какой причине разработчики решили отказаться от подобной модели. Вполне возможно, что итоговая стоимость «малинки» с такой микросхемой памяти оказалась слишком высокой и не укладывалась в философию дешевого компьютера, которой стараются придерживаться в Кембридже. Кроме того, не стоит забывать, что выпуск нового поколения сразу в нескольких вариантах — это смелый эксперимент и в самой организации никто пока не знает, какая модель в итоге окажется наиболее популярной среди пользователей.

В такой ситуации отложить выпуск версии на восемь гигабайт и оценить спрос на ее ближайший аналог с четырьмя — вполне логичный шаг. Так что вероятность выхода еще более производительного Raspberry Pi сохраняется, тем более что разработчикам предстоит как-то исправить аппаратную проблему совместимости с некоторыми блоками питания (об этом чуть ниже).

Дальнейший осмотр самого микрокомпьютера настолько неожиданных сюрпризов не принес. Как и было заявлено, форм-фактор остался прежним, а вот расположение и набор разъемов немного изменились, из-за чего одноплатник потерял обратную совместимость с некоторыми прежними аксессуарами. В истории Raspberry Pi такое произошло, кстати, впервые, если не считать оригинальные модели с полноразмерными карточками SD. Стоило ли оно того?

Первое, что бросается в глаза, — разъем RJ45 для гигабитного Ethernet поменяли местами с парой портов USB, переместив его ближе к выводам PoE. Безусловно, такое изменение напрашивалось само собой и только облегчило разводку платы. К слову, теперь сеть и периферия USB висят на отдельных интерфейсах. До этого их объединял общий хаб, что создавало проблемы при одновременном использовании.

Кроме того, у нас наконец-то появились два порта стандарта USB 3.0, без него в 2019 году было бы совсем грустно. Это означает, что теперь есть возможность подключать внешние SSD и прочую современную скоростную периферию вроде веб-камер с разрешением 4К. Можно даже собрать собственный бюджетный NAS, благо связка из USB 3.0 и гигабитного Ethernet располагает к определенного рода безумствам — например, RAID на SSD. Кстати, ответственная за USB микросхема VIA VL805 общается с процессором по PCI Express, и энтузиасты практически тут же нашли способ работать с еще более быстрыми дисками NVMe, просто отпаяв концентратор USB с платы. Классный аппаратный хак!

Читать еще:  Бизнес-ПК Lenovo ThinkCentre получили процессоры Intel десятого поколения

С боковой стороны убрали полноразмерный разъем HDMI, заменив его парочкой Micro-HDMI 2.0. Увы, они стоят близко друг к другу, и из-за этого подключать переходники с толстыми коннекторами на хвостах будет неудобно. Зато теперь появилась возможность выводить картинку сразу на два дисплея. Производитель в анонсах нескромно пишет о том, что поддерживается «до двух дисплеев и до 4К@60», но на самом деле приходится выбирать: либо два дисплея на 30 кадрах, либо один, но с плавным изображением.

По сравнению с крохотными разъемами видеоинтерфейсов олдскульный 3,5-миллиметровый аудиоджек кажется огромным. Удивительно, но инженеры не только решили сохранить его, но еще и не стали выкидывать возможность выводить на него аналоговый видеосигнал! Так что все желающие могут попробовать вдохнуть жизнь в старые телевизоры и эмулировать ретроигры на аутентичном экране.

А вот с разъемом Mini-USB разработчики распрощались, теперь на его месте ты найдешь USB Type-C. По уверениям создателей, это позволяет прокормить новый «камень», аппетиты которого выросли до 3 ампер под нагрузкой — в сумме внушительные 15 Ватт потребления. Насколько верны столь смелые заявления, мы обязательно выясним чуть позже, а пока лишь замечу, что реализация стандарта USB Power Delivery на новой плате сломала совместимость с нынешними блоками питания у некоторой части пользователей (включая меня). Если для тебя эта проблема критична, стоит подождать следующей ревизии платы, в которой разработчики обещали исправить недочет.

Слот для microSD оставили на своем законном месте. Если ты рассчитывал на встроенный флеш-накопитель в новом поколении (как на RPi Compute Module, например), увы и ах — надеждам не суждено было сбыться. Я тоже немного разочарован, если честно. На Raspberry Pi 2 этот разъем был не самой удачной конструкции — и на моей плате разболтался спустя некоторое время, так что успешная загрузка системы с карты памяти происходила через раз.

Штыревые контакты GPIO также не претерпели изменений. С одной стороны, это позволило сохранить совместимость с существующими платами расширения, что приятно. С другой стороны — как и раньше, очень не хватает выведенного сигнала RESET для принудительной перезагрузки системы (например, автоматически с помощью микросхемы-супервизора). Кроме того, было бы здорово иметь хотя бы парочку дополнительных интерфейсов USB на этом разъеме — чтобы было удобно пользоваться той периферией, которую не предполагается переподключать слишком часто (такие интерфейсы почти всегда можно обнаружить в нижней части обычных десктопных материнок).

Самый SoC: BCM2711

Однако самые интересные изменения произошли, конечно же, с центральным процессором. Теперь это SoC BCM2711 с четырьмя ядрами Cortex-A72 на архитектуре ARMv8, что выводит производительность системы на качественно иной уровень. Предыдущие модели основывались на ядрах от Cortex-A7 (Raspberry Pi 2) до Cortex-A53 (Raspberry Pi 3+), то есть с этим обновлением разработчики перемахнули сразу через несколько ступенек.

В первую очередь этому способствовал переход на техпроцесс 28 нм. Микросхемы на всех предыдущих версиях одноплатника изготавливались по технологии 40 нм, и с выходом BCM2873 на RPi 3+ инженеры уперлись в ограничения по площади кристалла. Более производительные ядра требовали больше транзисторов, которые просто негде было разместить. Как видишь, пока Intel и AMD безуспешно штурмуют порог в 10 нм при разработке процессоров на х86, другие — более скромные — компании вполне комфортно себя чувствуют на уже проверенных и давно обкатанных техпроцессах.

На текущий момент документации к микросхеме BCM2711 нет в открытом доступе, но ты можешь частично удовлетворить свое любопытство, ознакомившись с мануалом на Cortex-A72.

Что касается периферии, то новая система на кристалле получила в свое распоряжение ускоритель трехмерной графики Videocore VI (500 МГц, 2160p). Информации по GPU сейчас тоже немного, и остается только надеяться, что по прошествии какого-то времени в Broadcom поддержат сообщество и выложат соответствующий референс, как это произошло с Videocore IV во вторую годовщину проекта Raspberry Pi. Все-таки Эбен Аптон неоднократно заявлял, что их конечная цель — сделать со временем одноплатник максимально открытым.

Интересности

Пройдусь по самым важным пунктам из того, на что я обратил внимание при работе с RPi 4.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», увеличит личную накопительную скидку и позволит накапливать профессиональный рейтинг Xakep Score! Подробнее

Raspberry Pi

Товары

Raspberry Pi – это миниатюрный одноплатный компьютер, который с лёгкостью поместится на ладони взрослого человека.

Содержание

  • Обзор
  • Операционные системы
  • Установка Raspbian
  • Работа с GPIO
  • Программирование GPIO
  • Часто Задаваемые вопросы FAQ

Обзор плат Raspberry Pi

Raspberry Pi – это миниатюрный одноплатный компьютер, который с лёгкостью поместится на ладони взрослого человека. Несмотря на свои скромные размеры, плата имеет высокую производительность, что позволяет ей выйти на один уровень со стационарными ПК. Изначально Raspberry Pi была разработана, как учебное пособие по информатике. Но сама идея оказалась настолько удачной, что за несколько лет мини-компьютер стал популярен в очень широких кругах. С течением времени Raspberry Pi пережила несколько модификаций, каждая из которых отличалась от предшественника каким-либо параметром. Такой подход позволил регулировать стоимость изделия в зависимости от потребностей пользователя, что также положительно сказалось на популярности устройства. Вся линейка Raspberry Pi применяет процессоры с АРМ-архитектурой, которая зарекомендовала себя с лучшей стороны. На рисунке №1 показан внешний вид одной из популярных плат Raspberry Pi В+.


Рисунок №1 – обзор составных элементов Raspberry Pi

На сегодняшний день (период 2012-2019гг.) существует 11 разновидностей Raspberry Pi. Последние версии оснащены беспроводными WiFi и Bluetooth модулями, расширяющими границы применения мини-пк в области Ethernet-технологий. Ниже приведена сравнительная таблица, в которой отражены особенности каждой модификации с указанием некоторых технических данных.

Cortex-A53 (ARM v8)

Cortex-A53 (ARM v8)

Cortex-A53 (ARM v8)

Cortex-A72 (ARM v8)

Как видно из вышеприведенной таблицы, даже самая младшая модель в линейке имеет вполне серьёзные характеристики, учитывая то, что это одноплатный компьютер размером чуть больше кредитной карты.

На рисунке №2 изображена последняя на момент написания статьи модификация Raspberry Pi 4В, запущенная в продажу в июне 2019г. Она оснащена дополнительным графическим процессором VideoCore VI (OpenGL ES 3.x), а также аппаратным декодером 4Kp60 для воспроизведения HEVC видео. Два порта microHDMI с возможностью пропускать сигнал до 4К, позволяют подключить одновременно два монитора.


Рисунок №2 – внешний вид Raspberry Pi 4В

Основной отличительной чертой Raspberry Pi от обычных компьютеров, является наличие программируемых портов ввода-вывода GPIO. С помощью них можно управлять различными устройствами и принимать телеметрию с различного рода датчиков.

Купить Raspberry Pi вы можете в нашем магазине с доставкой по всей России.

Операционные системы

Хоть Raspberry Pi внешне может напомнить нам Arduino, он всё-таки использует кардинально другой метод функционирования. Данная плата, как и обычный ПК, работает под управлением одной из специализированных операционных систем. В зависимости от области применения или личных симпатий, каждый может выбрать для себя свою. Ниже приведён перечень наиболее популярных «операционок» для Raspberry Pi с их кратким описанием.

Raspbian – данная операционная система в 2015 году была представлена как основная для Raspberry Pi. Она по максимуму оптимизирована для процессоров с АРМ-архитектурой и достаточно активно продолжает развиваться. Основой операционной системы является Debian GNU/Linux. Среда рабочего стола состоит из LXDE (среда для UNIX и других POSIX-совместимых систем типа Linux и BSD), а также менеджера окон Openbox (бесплатный менеджер для X Window System). В состав дистрибутива входят: программа компьютерной алгебры Mathematica; модифицированная версия Minecraft PI; урезанная версия Chrome.

Debian – операционная система с открытым исходным кодом. В состав Debian входит более 59000 пакетов уже скомпилированного ПО. Система использует ядро Linux или FreeBSD. В стандартный дистрибутив включены: среда рабочего стола GNOME с набором наиболее популярных программ, таких как Firefox, LibreOffice, Evolution, и прочий набор для работы с мультимедиа. Также есть возможность установки образов с используемыми средами рабочих столов KDE, Xfce, LXDE, MATE и Cinnamon.

Ubuntu – система основана на Debian GNU/Linux. По популярности Ubuntu занимает первое место среди дистрибутивов Linux, предназначенных для web-серверов. В состав дистрибутива входят: программа для просмотра Интернет; офисный пакет, программы для коммуникации и т.д.

Fedora – эта операционная система основана на дистрибутиве Linux от известной фирмы Red Hat. В состав дистрибутива входят LibreOffice, Mozilla Firefox, а также другое ПО, которое можно дополнительно установить через Цент Приложений GNOME.

Arch Linux – это свободно распространяемый дистрибутив GNU/Linux общего назначения. Особенностью данной системы является отсутствие графического установщика, что может изрядно потренировать навыки ярых исследователей Linux.

Gentoo Linux – один из популярных дистрибутивов GNU/Linux с гибкой технологией управления пакетами. В системе предусмотрена возможность максимальной оптимизации под конкретное аппаратное решение. Алгоритм управления пакетами даёт возможность легко реализовать как рабочую станцию, так и сервер.

RISC OS – операционная система специально разрабатывалась для процессоров с архитектурой АRМ. Особенности ядра RISC OS позволяют системе производить ускоренный запуск за счёт хранения данных в ПЗУ. Такой подход также помогает защитить данные при различного рода сбоях и влияния вредоносного ПО.

OpenELEC – это программный комплекс для организации домашнего кинотеатра под управлением GNU/Linux.

OSMC – ещё один комплекс для реализации домашнего кинотеатра.

В сети Интернет, помимо перечисленных операционных систем, можно найти ещё множество модификаций для самых различных предназначений. Но так как Raspbian является основной средой для Raspberry Pi, то в дальнейшем будем опираться именно на неё.

Установка Raspbian

Для установки операционной системы необходимо подключить к плате Raspberry Pi минимальный набор периферии, а именно: монитор, клавиатуру и мышь. Далее, необходима SD-карта с записанным образом Raspbian. Именно с неё и будет производится установка.

Для того, чтобы записать образ на карту памяти, её необходимо вставить в компьютер и отформатировать в системе FAT32. Сделать это можно как стандартными средствами Windows, так и сторонними программами, например – SD Memory Card Formatter . После чего, скачиваем дистрибутив операционной системы с официального сайта Raspberry. Для неопытных пользователей, доступна упрощённая версия установщика NOOBS. По окончании загрузки, архив необходимо распаковать в корень карты памяти. На этом подготовительный этап окончен.

Вставляем карту памяти в плату Raspberry Pi (клавиатура, мышь и монитор уже подключены) и подаём питание через разъём micro-USB. Начинается установка Raspbian, которая длиться порядка 10 минут. В это время от пользователя практически ничего не требуется кроме самых простых и интуитивно понятных действий, таких как выбор языка, ввод пароля и т.п. На завершающем этапе появиться меню, в котором можно выбрать тип пользовательского интерфейса (консольный или графический). Выбираем графический и завершаем установку нажатием кнопки Finish. Система попросит перезагрузиться и как следствие запуститься уже в более привлекательном виде.

Работа с GPIO

Как уже говорилось ранее, основной отличительной черной Raspberry Pi от обычного ПК, является наличие на плате портов общего назначения GPIO (General-purpose input/output). Пользователю доступна возможность управления этими выводами, а это значит, что к Raspberry Pi можно подключать дисплеи, кнопки, датчики, реле и прочие электронные модули, которыми можно манипулировать на своё усмотрение.

Внешне GPIO выполнен в виде двухрядной штыревой колодки с шагом 2,54мм, которая расположена на краю платы. Ранние модели, такие как В и А содержат 26 выводов, а более современные – 40. На рисунке №3 показан внешний вид портов общего назначения для платы Raspberry Pi 3В+ с указанием нумерации выводов.

Читать еще:  Игроки нашли в Call of Duty: Warzone облик для оружия, увеличивающий урон от выстрелов в голову

Рисунок №3 – выводы GPIO

Но для того, чтобы полноценно использовать GPIO, знать их нумерацию недостаточно. Необходимо точно понимать где расположен тот или иной вывод, как он называется и за что он отвечает. На рисунке №4 приведена полная распиновка разъёмов GPIO для различных модификаций Raspberry Pi.



Рисунок №4 – распиновка GPIO в платах Raspberry Pi

Как видно из вышеприведенного рисунка, на колодке помимо самих GPIO выведены штырьки с напряжениями 3,3V, 5V, а также выводы GND. Некоторые GPIO имеют альтернативные функции, назначение которых указано в синих блоках. К тому же нельзя нарушать нагрузочные способности порта, чтобы не вывести Raspberry Pi из строя. Следует помнить, что GPIO работает с напряжением 3,3V и максимальным током нагрузки 50mA на один вывод. Это означает, что любое превышение указанных параметров негативно скажется на работоспособности платы, поэтому лучше использовать гальваническую развязку между GPIO и внешним исполнительным устройством. То же самое относится и ко входным цепям, к которым применяются резистивные делители и всевозможные преобразователи уровней. На рисунке №5 показан пример правильного и неправильного подключения базовых элементов.

Рисунок №5 – примеры правильного и неправильного подключения

В левой части рисунка прямое подключение светодиода приведёт к превышению максимально допустимого тока 50mA. Это, в свою очередь, выведет GPIO10 из строя. В правой части рисунка добавлен ограничительный резистор, который будет удерживать ток в допустимых рамках. Что касается кнопки, то может возникнуть ситуация, когда GPIO10 ошибочно будет сконфигурирован на выход, и её нажатие приведёт к прямому соединению 3,3V и GND. При добавлении резисторов R2 и R3 все выводы будут гарантировано защищены от перегрузок. Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что мелочится в элементах защиты не стоит, так как работоспособность Raspberry Pi гораздо важнее кучки дешёвых резисторов.

Программирование GPIO

Операционная система Raspbian предлагает пользователям удобный модуль для программного управления GPIO. Называется он RPi.GPIO и является стандартным приложением. Перед его применением, модуль рекомендуется обновить. Сделать это можно набрав в консоли следующие строки:

sudo apt-get update

sudo apt-get install python-rpi.gpio

Чтобы иметь практическое представление о работе с GPIO, создадим небольшой проект, который заставит Raspberry Pi мигать светодиодом один раз в секунду, а при нажатии на кнопку увеличивать частоту мигания в 5 раз. Схема будущего проекта показана на рисунке №6.

Рисунок №6 – схема управления светодиодом

За управление светодиодом будет отвечать GPIO4, а за чтение состояния кнопки GPIO17.

По классике, программы для Raspberry Pi пишутся на скриптовом языке программирования Python. Особенность его в том, что для запуска программы не требуется компилятор. Скрипт запускается и начинает работу сразу, но его необходимо сохранить в файл с последующей загрузкой в плату. Для этого открываем терминал и прописываем следующую строку:

Тем самым мы создаём файл «led_key_test.py» в директории «/home/pi». Как следствие откроется редактор, в который необходимо написать нижеследующий код.

# Подключение библиотек для работы с GPIO и организации задержек по времени

import RPi.GPIO as GPIO

# Определение выводов GPIO, к которым подключены светодиод и кнопка

# Сброс портов (все выводы настраиваются на вход — INPUT)

# Режим нумерации пинов — по названию (не по порядковому номеру на колодке)

# Настройка пина LED на выход (OUTPUT)

# Установка логического (0) на выводе LED

# Настройка пина KEY на вход (INPUT)

# Вывод приветствия на экран

print ‘Hello Raspberry Pi’

# Проверка на прерывание программы по нажатию (CTRL+C) на клавиатуре

# Если кнопка нажата (на пине KEY логический 0)

if GPIO.input(KEY) == False:

# Выставляем задержку 0,1 сек. и выводим сообщение

print ‘Key is pressed.’

# иначе задержка — 0,5 сек.

# Если CTRL+C была нажата – сбрасываем порт и завершаем выполнение программы

Ещё одной немаловажной особенностью программы Python является строгое соблюдение отступов (табуляций) при написании программ. Учитывайте это правило при создании своего кода.

Итак, переходим к последнему этапу. Чтобы выйти из редактора жмём CTRL+X и сохраняем программу нажатием «у» + ENTER. Осталось только сделать скрипт исполняемым. Для этого вводим в терминале следующие строки:

chmod +x /home/pi/led_key_test.py

Видим на экране приветствие и мигающий 1 раз в секунду светодиод. Теперь проверяем работоспособность кнопки, и если всё сделано правильно, то при её нажатии частота мигания возрастёт и возвратиться к прежней при её отпускании.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Какие виды внешних устройств можно подключить к Raspberry Pi по Bluetooth-каналу?

Ответ: В этом плане нет особых ограничений. Например, такие устройства, как колонки, мышь и клавиатура, с лёгкостью могут быть подключены к плате. Метод сопряжения зависит от операционной системы, которая установлена Raspberry Pi.

Вопрос: Какой на Raspberry Pi установлен root-пароль по умолчанию?

Ответ: Всё зависит от операционной системы. К примеру, для Raspbian, паролем будет «raspberry».

Вопрос: Можно ли применить Raspberry Pi для управления 3D-принтером?

Ответ: По большому счёту, применить Raspberry Pi для управления 3D-принтером возможно, но не слишком удобно. Дело в том, что стандартные операционные системы, предназначенные для Raspberry Pi, не способны обеспечить RealTime-режим, необходимый для чёткой работы принтера. Другой преградой является недостаточное количество GPIO для подключения всей необходимой периферии без применения специальных плат расширения.

Вопрос: Как можно установить Apache, PHP, MySQL на Raspberry Pi?

Ответ: Этом можно сделать стандартными Linux-командами:

sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5

Распиновка Raspberry Pi — нюансы и особенности

В Raspberry Pi встроен GPIO – интерфейс ввода/вывода, к которому можно подключать различные внешние устройства. Они, в свою очередь, могут работать как на ввод, так и на выход, то есть – принимать сигнал и отправлять его на «Малину» либо делать только что-то одно. Первое, что нужно знать человеку, желающему наладить взаимодействие одного или нескольких устройств с Raspberry Pi – распиновка.

В Raspberry Pi встроен GPIO – интерфейс ввода/вывода, к которому можно подключать различные внешние устройства. Они, в свою очередь, могут работать как на ввод, так и на выход, то есть – принимать сигнал и отправлять его на «Малину» либо делать только что-то одно.

Первое, что нужно знать человеку, желающему наладить взаимодействие одного или нескольких устройств с Raspberry Pi – распиновка. Настоятельно рекомендуется загрузить к себе ее схему, чтобы впоследствии, когда возникнет необходимость, быстро узнать за что отвечает тот или иной пин.

Какие пины присутствуют на Raspberry Pi

У Raspberry распиновка включает в себя два ряда штырьков. Совокупное количество же пинов равняется 40, а значит в одном ряде их числов – 20.

В первую очередь человеку, который хочет подключить внешнее устройство, нужно знать, чем отличается каждый ряд. Первый (располагается слева) предназначается девайсам, для работы которых требуется напряжение в 3,3 Вольта. Второй (соответственно, размещается справа) – 5 Вольт. С этим не должно возникнуть вопросов.

Следующее, что нужно знать о распиновке GPIO Raspberry Pi – назначение всех штырьков. Всего существует три типа пинов:

  • питающие (при включении подают электричество);
  • порты (выводящие и принимающие информацию);
  • заземляющие.

Если посмотреть на схему Raspberry Pi 3 (или другой модели), то можно увидеть, что пины подписаны. Power – это питающие, Ground (иногда пишется GND) – заземляющие, а BCM – непосредственно порты.

Управление электроприборами через Raspberry Pi

Типы портов по номерам

Теперь можно рассмотреть, какой PIN на Rapsberry Pi за что конкретно отвечает.

  • питающие (Power) – 1 и 17 штырек;
  • заземляющие (Ground или RND) – 9, 25 и 39;
  • порты (BCM) – все остальные.

Второй ряд (тот, который предназначен для 5-вольтных устройств) Raspberry распиновку имеет немного другую:

  • питающие являются смежными – 2, 4 пины;
  • заземляющие – 6, 14, 20, 30 и 34;
  • порты – все остальные.

Как можно заметить, нумерация в «Малине» выполняется не сверху вниз по рядам, а по горизонтали. То есть: 1 – 3,3V, 2 – 5V, 3 – порт, 4 – 5V, 5 – порт, 6 – заземление, 7 – порт, 8 – первый порт для 5-вольтных устройств и т.д.

Существует два способа нумерации – по порядку и в соответствии с номерами, использующимися в чипе. Это обусловлено тем, что питающие и заземляющие не имеют своих номеров в формате BCM.

Выше указана нумерация по порядку, тогда как второй вариант обозначается буквами BCM. Именно номера BCM используются при написании программ, однако есть исключения. Например, WiringPi (библиотека для взаимодействия с GPIO) имеет собственную нумерацию. К примеру, 3-у порту, который процессор считает BCM 2, назначает номер WiringPi 8. При написании кода с применением WiringPi нужно ознакомиться с соответствующей схемой.

Следует отметить, что пины заземления могут использовать любые девайсы (и 3-х, и 5-и вольтный), так как не имеют каких-то отличительных особенностей – в каждом ряду они одинаковые.

Что следует учитывать при работе с GPIO

Можно подключать любые устройства в Raspberry 2, 3 т.д. пины. Однако на GPIO есть специальные порты, которые применять не по назначению возможно, но не рекомендуется. К ним относятся BCM 0 и BCM 1, которые в схеме имеют номера 27 и 28 соответственно. Эти порты предназначены специально для поверхностного монтажа – HAT-устройств, которые, по сути, являются платами расширения.

Также тем, кто планирует работать с GPIO «Малины» рекомендуется следить за силой тока. Максимально через все пины может подаваться электричество в 50мА. При неправильном использовании такая сила может повредить не только внешнее устройство, но и вывести из строя процессор Raspberry.

Возможности пинов Raspberry

Теперь кратко нужно рассмотреть возможности пинов, присутствующих в «Малине». Первое, о чем следует рассказать – о силе тока. Максимально на один 3-вольтовый пин может быть подано 16 миллиампер, тогда как суммарно на все, работающие под указанным напряжением – 50 миллиампер. На 5-вольтовые power-штырьки, в свою очередь, может быть суммарно подано до 500 миллиампер. Благодаря этому по GPIO возможно подключать в том числе клавиатуры, мыши и прочее оборудование.

Любой из пинов-портов может работать в двух режимах: INPUT (вход) и OUTPUT (выход). При этом все, кроме BCM14 и BCM15 по умолчанию сконфигурированы именно на вход, однако это легко можно поправить при написании кода.

Важно: если пин включен в режиме INPUT, то он автоматически переводит любую входящую информацию в цифровой вид. Это делается посредством триггера Шмитта. Здесь же следует отметить, что Raspberry Pi 3 пины вообще не способны принимать аналоговый сигнал. Чтобы в ней реализовать такую возможность, требуется использовать АЦП/ЦАП.

При помощи каких языков можно взаимодействовать с пинами

Это возможно сделать при помощи практически любого популярного ЯП:

Об особенностях работы с GPIO можно узнать из различных материалов в Сети. Например, это возможно сделать на сайте elinux.org.

Как можно видеть, 40 pin Raspberry Pi освоить не очень трудно. Ее GPIO имеет очень простую структуру. Но чтобы не запутаться или не забыть назначение портов, и тем самым не спалить плату или внешний девайс, рекомендуется всегда держать при себе соответствующую схему. А если, в свою очередь, неудобно работать со встроенной GPIO, то можно приобрести плату-расширения. Используя ее, возможно свободно размещать внешние устройства, не беспокоясь, что контакты заденут один или несколько штырьков, расположенных по соседству.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector