Посібник для початківців з Raspberry Pi

Важливі дрібниці.

Багато хто ставить під сумнів, що означає термін Інтернет речей (IoT) або що він насправді представляє. Простіше кажучи, IoT - це термін для класифікації всього, що може підключитися до Інтернету. Сюди входять ваш Alexa, HomePod, годинник Android, розумний холодильник Samsung та багато іншого. Навіть якщо ви усвідомлюєте, що IoT - це термін, призначений для опису групи маленьких пристроїв, які підключаються до Інтернету та спілкуються між собою, все одно досить незрозуміло, як ці маленькі пристрої насправді роблять те, що роблять.

На відміну від цього, всі загалом знають, що робить Macbook або комп’ютер і на що здатний. Цікаво, що внутрішні елементи цих IoT-пристроїв дуже схожі на комп’ютери, якими ми користуємося щодня, що включає в себе процесор, пам’ять, мережу та / або модуль Bluetooth та деякі інші датчики.

Багато людей не усвідомлюють, наскільки легко створити власний IoTпристрій за допомогою невеликого комп'ютера. Насправді, ви можете задатися питанням, чи існує взагалі доступний, дешевий і потужний маленький комп'ютер. Хороша новина полягає в тому, що вона насправді існуєі це дійсно потужно.

Raspberry Pi - це ТОЧНО.

Raspberry Pi - це маленький комп’ютер, який щільно лягає у вашу руку. Не обманюйте його розмір і просто подивіться на апаратні характеристики останнього (3+) покоління Raspberry Pi.

  • 1,4-ГГц 64-розрядна чотириядерна ARM Cortex-A53, 1 Гб оперативної пам'яті
  • Двосмугова бездротова мережа 802.11ac, 2,4 / 5 ГГц, 10/100/1000 Мбіт / с Ethernet
  • Bluetooth 4.2
  • 4 порти USB, порт Full HDMI, комбінований 3,5-мм аудіороз'єм та композитний відеопорт, 40 контактів GPIO
  • Слот для карт Micro SD, графічне ядро ​​VideoCore IV 3D, інтерфейс камери (CSI), інтерфейс дисплея (DSI),

Як бачите, у цього маленького звіра є чотирьохядерний процесор, швидкий бездротовий зв'язок, модуль bluetooth та достатньо оперативної пам'яті для більшості справ, які ви робите на своєму комп'ютері. А ще краще, це коштує лише 35 доларів, або приблизно розумну вечерю (або 3 тости з авокадо в SF).

Raspberry Pis має цікаву конвенцію щодо іменування. Вони класифікуються за поєднанням назви моделі та покоління. Назви моделей включають модулі A, A +, B, B +, Zero та Compute (модуль Compute призначений в основному для промислових застосувань, тому ми не будемо торкатися його в цій статті).

Кожна модель відрізняється наявними роз’ємами та розмірами основної плати. На сьогодні створено різні покоління, які в основному класифікуються за номерами від 1 до 3. Кожне покоління в основному диференціюється за продуктивністю мікросхеми. Остання і найпотужніша версія називається Raspberry Pi 3+ Model B + .

Для довідки, ось кілька зображень, які показують, які деталі доступні в кожній із моделей.

Кожна модель має свої власні компроміси. Наприклад, Raspberry Pi Model Zero є найменшою з них і споживає в середньому лише 100 мА (0,5 Вт) енергії. (На середньому робочому столі використовується блок живлення потужністю 200 ~ 1400 Вт). Але в ньому розміщений лише одноядерний процесор, у нього менше оперативної пам’яті та бракує повноцінного порту HDMI.

Однак його менші розміри дозволяють вмістити більше просторів, що робить його корисним для побудови пристроїв, обмежених простором та енергією. Отже, наявність декількох моделей на вибір збільшує ваші можливості для вашого проекту.

Яке програмне забезпечення воно працює?

На жаль, Raspberry Pi не працює під управлінням Mac OS X або Windows. Натомість він запускає версію Linux під назвою Raspbian. Ви можете встановити Raspbian на карту micro SD самостійно за допомогою інсталятора NOOBS, або придбати попередньо завантажену карту micro SD, як та, яку ви бачите тут. Після того, як ви підключите карту micro SD із встановленою Raspbian і увімкнете Raspberry Pi, ви отримаєте такий екран завантаження:

Як бачите, робочий стіл виглядає так само, як звичайний робочий стіл на великому ПК. За замовчуванням ви отримуєте веб-браузер, термінал, переглядач зображень, калькулятор та багато інших функцій.

Raspbian також дозволяє безкоштовно встановлювати тонни програмного забезпечення із власного сховища програм з відкритим кодом. Процес встановлення програмного забезпечення також досить простий. Ви можете використовувати команду apt-get , популярну команду Linux, щоб встановити програмне забезпечення з різних сховищ, щоб встановити будь-яке доступне програмне забезпечення.

Наприклад, sudo apt-get install scratch2встановить популярну мову програмування на нулях. Переглядайте різні сховища та StackOverflow, і незабаром ви зрозумієте, що можете робити майже будь-що з цими пристроями.

Що ви НАСТАЙНО можете з цим зробити?

Гаразд, отже, у вас є невеликий комп’ютер, на якому запущено купу вільного програмного забезпечення. Що ви насправді можете з цим зробити? Ну, ось простий і веселий проект Python, який я реалізував із групою учнів середньої школи в рамках класу кодування.

Використовуючи сумісний з Raspberry Pi датчик температури / вологості / тиску зі світлодіодним екраном, я навчив концепцію випадковості, використовуючи випадкові кольори на світлодіодному екрані, а не цифри. Моїм студентам сподобалось, як вони можуть візуально та фізично взаємодіяти зі своїм власним кодом. Відео проекту можна подивитися тут:

Використовуючи той самий пристрій, ми також створили калькулятор, ігровий пристрій, метеостанцію та багато іншого. Я знайшов їх дуже корисним та економічно ефективним способом навчити вступного програмування молодих студентів. Я планую висвітлити деталі моїх навчальних програм у статті іншим часом.

Один із моїх колег у Стенфорді створив індивідуальну еспресо-машину, що захищає Raspberry Pi, для захисту нашої дорогоцінної кави. Ідея чимось схожа на захищений дверний замок Raspberry Pi, як показано тут.

Є багато-багато статей про використання Raspberry Pi для створення цікавих та корисних пристроїв IoT. Ось їх список, який я знайшов: Камера безпеки Raspberry Pi, Медіацентр Raspberry Pi, Код клуб Raspberry Pi.

Підведенню

Сподіваюся, ця стаття дає деякі основні уявлення про те, що таке Raspberry Pis, як вони побудовані та для чого вони використовуються. Крім того, я сподіваюся, що ця стаття дещо демістифікує, що насправді означає IoT.

По суті, IoT - це рух, який пов’язує мільйони дрібниць за допомогою Інтернету, а Raspberry Pi - один із способів забезпечити ці дрібниці. Я справді вірю, що майбутнє за Інтернетом речей, і я сподіваюся, що всі намагаються взяти участь у наближенні цього кроку до нас.

Нараховуються дрібниці, їх сотні - Кліфф Шоу.

Це моя перша стаття про Medium! Будь-який коментар щодо виправлень, вдосконалень та оплесків дуже вдячний!