Raspberry Pi: Подключение и Настройка

Было продано более 34 миллионов единиц, Raspberry Pi — не только один из самых популярных компьютеров в мире; это также одно из самых важных. Эта недорогая одноплатная система, изначально разработанная для того, чтобы помочь детям узнать о технологиях, является лучшим выбором для производителей, разработчиков и любителей, которые хотят делать все, от создания промышленных роботов до создания аркадных автоматов в стиле ретро.

Если вам восемь или восемьдесят, если вы любите технологии, Raspberry Pi создан для вас. А с моделями стоимостью от 4 до 75 долларов каждый может позволить себе купить такую. Вот что вам нужно знать, чтобы максимально использовать Raspberry Pi.

Выбор модели и начало работы с Raspberry Pi

Если у вас нет Pi, вы обязательно должны его получить. У нас есть подробное руководство, которое поможет вам решить, какой Raspberry Pi купить, но если вы просто хотите получить быстрый ответ: приобретите Raspberry Pi 4 B, в идеале с 4 ГБ оперативной памяти (55 долларов США), хотя вы можете согласиться на 2 ГБ (35 долларов США). config, если хотите сэкономить. Вы также можете потратиться на Raspberry Pi 4 (8 ГБ), если хотите защитить свои вложения в будущем, хотя немногие приложения используют всю эту память.

Недавно выпущенная плата Raspberry Pi Pico носит название Pi, но представляет собой совершенно другой тип платы. Этот продукт за 4 доллара представляет собой микроконтроллер наподобие Arduino (см. Raspberry Pi Pico против Arduino ) и не имеет операционной системы; вы программируете его, подключая к другому компьютеру. Это отлично подходит для проектов в области электроники, но это не то, о чем думает большинство людей, когда говорят «Raspberry Pi».

Для каждой модели Pi, кроме Raspberry Pi Pico, вам также понадобятся:

• Карта microSD объемом не менее 16 ГБ. Мы поддерживаем список лучших карт microSD для Raspberry Pi, чтобы помочь вам выбрать. Однако после настройки вы можете загрузить Raspberry Pi 4 с USB-накопителя для максимальной производительности.
• Совместимый адаптер переменного тока. Для Pi 4 вам понадобится зарядное устройство USB Type-C (см. Наш список лучших зарядных устройств USB-C ) на 5 вольт и не менее 3 ампер. Для более ранних моделей Pi подходит зарядное устройство на 2,5 А, 5 В с интерфейсом micro USB.

Если вы решите выполнить установку Raspberry Pi без монитора, которая позволяет вам управлять Pi с другого компьютера, это единственное, что вам нужно.

Однако, если вы хотите использовать Pi как автономный, вам, очевидно, понадобятся:

• Клавиатура / мышь: у Pi есть USB-порты, которые вы можете использовать для их подключения, а если вы приобретете Raspberry Pi 400, клавиатура является частью корпуса. Все последние модели, кроме Raspberry Pi Zero (не W) и Pico, также имеют Bluetooth, который вы можете использовать. Нам нравится использовать беспроводные клавиатуры со встроенными указывающими устройствами для нашего Pi, и лучшим из них является Lenovo ThinkPad Trackpoint Keyboard II, который очень компактен и подключается как через Bluetooth, так и через 2,4 ГГц.
• Экран: хотя вы можете купить экраны, которые подключаются к контактам GPIO Pi, проще всего подключить кабель HDMI от Raspberry Pi к монитору или телевизору. Если у вас есть Pi 4, вам понадобится кабель micro HDMI-HDMI, потому что на этой плате есть выход micro HDMI. Pi Zero / Zero W использует выход mini HDMI.

Если у вас есть Raspberry Pi Pico, все, что вам нужно, это компьютер для его подключения (через USB), и, вероятно, вы захотите припаять контакты GPIO, без которых он не поставляется.

У нас есть подробная статья, в которой объясняется, как настроить Raspberry Pi в первый раз, а для пользователей Pico — как настроить Raspberry Pi Pico. Весь процесс должен занять не более 10 минут. Если вы хотите сэкономить деньги и место на рабочем столе, мы рекомендуем попробовать безголовую установку Pi и войти в свой Pi со своего основного ПК.

Что вы делаете с Raspberry Pi

Идея компьютера стоимостью менее 50 долларов сначала звучит круто, но что именно вы с ним будете делать? Для большинства взрослых даже самый мощный Raspberry Pi, Raspberry Pi 4, недостаточно мощный, чтобы служить в качестве основного ПК. Однако его небольшой размер, низкое энергопотребление и возможность подключения ко всем видам электронных компонентов через 40-контактный порт GPIO делают его идеальным для задач, которые ПК не может выполнить.

Raspberry Pi Pico может выполнять многие из тех же проектов, и иногда это более простой выбор. Если все, что вы делаете, — это простая повторяющаяся задача, которая не требует искусственного интеллекта, большого объема обработки или сложного интерфейса, Pico дешевле, потребляет меньше энергии и сразу запускается / выключается.

Каждый месяц мы документируем лучшие новые проекты Raspberry Pi из всех типов Pi. Список лучших проектов Raspberry Pi на апрель 2021 года включает механическую клавиатуру с питанием от пико, детектор кошек с искусственным интеллектом и онлайн-шахматную доску. Вот несколько примеров использования, которые большинство людей может попробовать дома или на работе.

• Ретро эмуляция машина: Из — за популярность эмуляции среды, такие как Retropie и Lakka, вы можете легко создать игровую консоль вокруг вашего Raspberry Pi, который может играть старые аркадные игры и название на классических системах, как Nintendo 64, Atari 2600 и Gameboy Продвигать.

  Если вы хотите играть в старые игры, посмотрите наше руководство о том, как настроить RetroPie на Raspberry Pi.

• Детский обучающий компьютер: Raspberry Pi изначально был разработан, чтобы заинтересовать детей программированием, дав им недорогой, бесконечно настраиваемый компьютер. Raspberry Pi работает под управлением Scratch Desktop, автономной версии удобного для детей языка программирования Scratch и имеет встроенную поддержку Python. Он также достаточно мощный, чтобы дети могли просматривать веб-страницы, играть в игры или писать школьные задания.

  Мы опубликовали обзор Elecrow CrowPi2, полнофункционального ноутбука Raspberry Pi и обучающего комплекта, в котором есть шведский стол или датчики, доступные при поднятии клавиатуры. Он содержит серию полезных уроков как для Scratch, так и для Python 3, которые показывают детям, как управлять этими датчиками с помощью кода. 

• Камера с замедленной съемкой: используя Raspberry Pi с официальной камерой Raspberry Pi HQ, вы можете снимать потрясающие видеоролики, которые документируют событие, которое происходит медленно, например, закат или, возможно, даже цветение цветка. У нас есть руководство о том, как делать покадровые фотографии с помощью Raspberry Pi.

• Робот: вы можете прикрепить к Raspberry Pi источники света, двигатели и датчики, что позволит ему управлять практически любым роботом, от робота-охранника с питанием от Raspberry Pi до механической руки, которая может собирать предметы.

  Один из наших любимых проектов Raspberry Pi — робот с крестиками-ноликами, который записывает свои движения на заметке и использует распознавание изображений AI, чтобы видеть доску.

• Камера распознавания изображений: Raspberry Pis более высокого класса достаточно мощны, чтобы распознавать объекты и классифицировать их на основе машинного обучения. Вы можете узнать все, от автомобильных номеров до огурцов и даже человеческое лицо. У нас есть руководство о том, как обучить Raspberry Pi распознаванию лиц.

• Веб-сервер: очень легко настроить Apache и запустить его в локальной сети. Наш учебник о том, как настроить веб-сервер Raspberry Pi, покажет вам, как это сделать.

• Клиент потоковой передачи игр: Да, вы можете запустить Google Stadia на Raspberry Pi. Вы также можете использовать Pi в качестве устройства Steam Link, которое запускает игры с ПК в другой комнате.
• KVM Over IP: с помощью нескольких простых частей и подходящего программного обеспечения вы можете превратить Raspberry Pi в KVM Over IP, устройство, которое позволяет удаленно управлять ПК, даже если на этом компьютере нет загрузочной операционной системы. Используйте это для доступа к BIOS другого компьютера или даже для установки на нем Windows / Linux.

Добавление датчиков к Raspberry Pi

Если вы хотите создать действительно крутые проекты Raspberry Pi, это поможет надеть шляпу. HAT (Hardware Attached on Top) — это плата расширения, которая подключается непосредственно к 40 контактам GPIO Raspberry Pi и предоставляет вам дополнительные функции, такие как освещение, двигатели, датчики, камеры или экран. 

Мы ведем список лучших шляп Raspberry Pi, который включает в себя все, от плат общего назначения, позволяющих легко добавлять датчики, до шляп с красочными светодиодными матрицами. Сейчас наша любимая HAT в целом — это Pimoroni Explorer HAT Pro, который имеет встроенные контроллеры двигателей, четыре аналоговых входа (для потенциометров или джойстиков) и четыре емкостных сенсорных панели.

Примечательные модели Raspberry Pi

С момента запуска оригинальной модели B, выпущенной весной 2012 года, было выпущено более десятка различных моделей Raspberry Pi. Компания продолжает активно производить все из них, кроме оригинальных моделей A и B, потому что некоторые компании все еще используют их. устаревшие платы в собственных продуктах. Однако на самом деле существует всего несколько моделей, которые среднему покупателю стоит рассмотреть прямо сейчас.

• Raspberry Pi 4 B с 2, 4 или 8 ГБ оперативной памяти (35, 55 или 75 долларов): это последняя модель, а версия на 8 ГБ является топовой. Если вы планируете заниматься физическими вычислениями (создавать робота или гаджет), 2 ГБ должно хватить, но 4 ГБ лучше, если вы планируете заниматься веб-серфингом и запускать программы на самом Pi. Модель 8 ГБ является излишней для большинства нынешних пользователей, но по мере выхода большего количества 64-битного программного обеспечения она станет более полезной. См. Наше руководство по Raspberry Pi 4 B для получения более подробной информации о первоклассном Raspberry Pi.

• Raspberry Pi Pico (4 доллара) сильно отличается от всех своих собратьев, поскольку это микроконтроллер, а не компьютер с Linux. Как и Arduino или ESP32, он не имеет собственной операционной системы и требует, чтобы вы загрузили код, подключив его к существующему ПК, Mac или полноценному Raspberry Pi.

  Pico — лучший выбор для некоторых проектов, чем традиционный Pi, потому что он имеет встроенное аналого-цифровое преобразование, запускается сразу и потребляет очень мало энергии. Pico оснащен чипом RP2040, собственным процессором Raspberry Pi. Другие поставщики могут лицензировать RP2040 и создавать свои собственные платы в стиле Pico.

• Raspberry Pi Zero W (10 долларов США): это наименее мощный Pi, но он также очень крошечный (размером с USB-накопитель) и очень дешевый, поэтому вы можете использовать его во многих различных проектах. У него есть как Wi-Fi, так и Bluetooth, поэтому он может подключаться к вашей сети и устройствам.

  Также есть Raspberry Pi Zero, у которого нет беспроводной связи, но мы бы не рекомендовали это, потому что это не намного дешевле. Если вы планируете использовать контакты GPIO, вам нужно будет прикрепить свои собственные (если вы не купите один с предварительно запаянными, что бывает редко). См. Наше руководство по Raspberry Pi Zero для получения дополнительной информации о том, как начать работу с Zero и что вы можете с ним делать.

• Raspberry Pi 3 B / 3 B + (35 долларов): это были Raspberry Pis текущего поколения до июня 2019 года, и их все еще легко найти в продаже. Они медленнее, чем Raspberry Pi 4, но у них есть некоторые плюсы в том, что они используют обычные кабели HDMI (а не micro HDMI), и они работают холоднее, чем Pi 4. Хотя они похожи, 3 B + на 200 МГц быстрее, чем Raspberry Pi 4. 3 B и имеет более качественный Wi-Fi. 

Далее по странице у нас есть полная таблица всех когда-либо созданных моделей Raspberry Pi.

Учебники и поддержка

Возможно, лучшее в Raspberry Pi — это сообщество энтузиастов, которые за ним стоят. Если вы ищете помощь, вы можете найти поддержку на собственном оборудовании Том в форуме Raspberry Pi, на официальных форумах Raspberry Pi в или на Reddit в / г / raspberry_pi.

В Интернете есть множество отличных руководств, которые помогут вам настроить Pi и использовать его для ваших конкретных нужд. Мы опубликовали несколько полезных советов здесь, в Tom’s Hardware, как для обычных Raspberry Pis, так и для Picos.

Контакты GPIO

Возможно, наиболее важной особенностью Raspberry Pi является набор из 40 контактов GPIO (универсальный ввод / вывод). Контакты GPIO Raspberry Pi позволяют подключаться ко всем видам электроники, включая светодиодные фонари, датчики, двигатели и контроллеры.

Каждый из 40 контактов служит разным целям; некоторые из них являются заземлением, другие обеспечивают напряжение питания 3,3 или 5 вольт, а третьи могут отправлять данные на различные типы устройств.
Чтобы узнать, что делает каждый вывод, см. Нашу статью и диаграмму с распиновкой Raspberry Pi GPIO.

Raspberry Pi PIco также имеет 40 контактов GPIO, но компоновка и функциональность другие и, в некотором смысле, более обширные. Pico имеет три встроенных преобразователя АЦП (аналого-цифровой), которые позволяют ему работать с аналоговыми устройствами, такими как джойстики и потенциометры, без необходимости в дополнительной плате.

Разгон Raspberry Pi

Raspberry Pi был создан для людей, которые любят возиться, поэтому все текущие модели разблокированы для разгона, что действительно легко сделать. У нас есть статья, в которой показано, как разогнать любой Raspberry Pi, в том числе разогнать Raspberry Pi 4 до 2,147 ГГц, но вы обязательно захотите добавить вентилятор, такой как Pimoroni Fan Shim или 52Pi Ice Tower. Кулер.

Краткая история Raspberry Pi

Этот компьютер-завоеватель мира имеет довольно скромное происхождение. В 2008 году основатель Raspberry Pi Эбен Аптон начал работу над проектом, пытаясь просто увеличить количество молодых людей, поступающих на программу компьютерных наук Кембриджского университета. Аптон планировал выпустить всего 1000 единиц, но когда Pi был запущен в 2012 году, взрослые производители вызвали такой большой интерес, что Raspberry Pi Foundation, некоммерческой организации, разрабатывающей компьютер, пришлось начать его массовое производство.

В 2014 году Фонд выпустил Raspberry Pi 1 A + и B +, которые первыми имели набор с 40-контактным разъемом GPIO, который есть у всех моделей до сих пор (более ранние модели имели набор с 26 контактами). В 2015 году был запущен Raspberry Pi 2 с переходом на более быстрый процессор и 1 ГБ оперативной памяти (более ранние модели имели до 512 МБ). Также в 2015 году на рынок вышла крошечная модель Pi Zero размером с USB-накопитель и стоимостью 5 долларов. В том же году пара прочных Raspberry Pis была установлена ​​на Международной космической станции как часть программы, которая позволяет детям отправлять на них код.

В 2016 году был выпущен Raspberry Pi 3 B, который предлагал более быстрый процессор с тактовой частотой 1,2 ГГц. В 2017 году появился Pi Zero W, который добавляет к Zero возможность подключения Wi-Fi и Bluetooth. А в 2019 году был выпущен Raspberry Pi 4 B, обновленный до четырехъядерного процессора с питанием от Cortex A-72, с двумя выходами micro HDMI и, впервые, с объемом оперативной памяти 2 ГБ и 4 ГБ. В 2020 году к модельному ряду присоединился Raspberry Pi 4 объемом 8 ГБ.

В 2021 году Raspberry Pi Foundation выпустила Raspberry Pi Pico, совершенно новый вид Pi, который служит микроконтроллером, а не автономным компьютером. Pico использует процессор RP2040, собственный кремний Raspberry Pi. Другие компании также могут использовать RP2040 на своих платах.

Сегодня, после того как было продано более 34 миллионов Raspberry Pis, половина единиц используется предприятиями, которым они нужны для выполнения промышленных задач или используют их как часть продукции. Тем не менее, дети и школы по-прежнему являются основным населением. По данным Pi Foundation, 250 000 детей в неделю принимают участие в соревнованиях, клубах и других программах Raspberry Pi.

Все модели Raspberry Pi

Вот список всех основных моделей Raspberry Pi, выпущенных с 2012 года. Обратите внимание, что вычислительные модули не имеют портов, потому что они предназначены для подключения к пользовательским печатным платам и обычно используются предприятиями, которые встраивают их в продукты.