Ръководство за начинаещи за Raspberry Pi

Малките неща са важни.

Мнозина се питат какво означава терминът Интернет на нещата (IoT) или какво всъщност представлява. С прости думи, IoT е термин за категоризиране на всичко, което може да се свърже с интернет. Това включва вашия Alexa, HomePod, Android часовник, интелигентен хладилник Samsung и много други. Дори да осъзнаете, че IoT е термин, предназначен да опише група малки устройства, които се свързват с интернет и разговарят помежду си, все още е доста неясно как тези малки устройства всъщност правят това, което правят.

За разлика от това, всеки знае по принцип какво прави Macbook или компютър и на какво е способен. Интересното е, че вътрешността на тези IoT устройства много прилича на компютрите, които използваме ежедневно, което включва процесор, памет, мрежа и / или bluetooth модул и някои други сензори.

Това, което много хора не осъзнават, е колко лесно е да създадете свой собствен IoTустройство, използващо малък компютър. Всъщност може би се чудите дали изобщо съществува лесно достъпен, евтин и мощен малък компютър. Добрата новина е, че всъщност съществуваи е наистина мощен.

Raspberry Pi е ТОЧНО това.

Raspberry Pi е малък компютър, който приляга плътно в ръката ви. Не се заблуждавайте от неговия размер и просто погледнете хардуерните спецификации за най-новото (3+) поколение Raspberry Pi.

  • 1,4 GHz 64-битов четириядрен ARM Cortex-A53, 1 GB RAM
  • 2.4 / 5Ghz двулентова 802.11ac безжична LAN, 10/100 / 1000Mbps Ethernet
  • Bluetooth 4.2
  • 4 USB порта, Full HDMI порт, Комбиниран 3,5 мм аудио жак и композитен видео порт, 40 GPIO пина
  • Слот за Micro SD карта, VideoCore IV 3D графично ядро, Интерфейс на камерата (CSI), Интерфейс на дисплея (DSI),

Както можете да видите, този малък звяр разполага с четириядрен процесор, бърза безжична връзка, Bluetooth модул и достатъчно RAM, за да прави повечето неща, които правите на вашия компютър. Още по-добре, това струва само $ 35 или около разумна вечеря навън (или 3 тоста с авокадо в SF).

Raspberry Pis имат интересна конвенция за именуване. Те са категоризирани по комбинация от име на модел и поколение. Имената на моделите включват A, A +, B, B +, Zero и Compute Module (Compute Module е предназначен главно за индустриални приложения, така че няма да го засягаме в тази статия).

Всеки модел се диференцира по наличните съединители и размера на основната платка. Създадени са различни поколения, които до голяма степен са категоризирани по числа от 1 до 3. Всяко поколение се диференцира главно от производителността на чипа. Най-новата и най-мощната версия се нарича Raspberry Pi 3+ Model B + .

Като справка, ето няколко изображения, които показват кои части са налични във всеки от моделите.

Всеки модел има свои собствени компромиси. Например Raspberry Pi Model Zero е най-малкият от всички и консумира средно само 100 mA (0,5 W) мощност. (В средния работен плот има захранване с мощност 200 ~ 1400W). Но в него се помещава само едноядрен процесор, има по-ниска RAM и липсва пълен HDMI порт.

По-малкият му размер обаче му позволява да се побере в повече пространства, което го прави полезен за изграждане на устройства, които са ограничени от пространство и мощност. Така че, ако имате няколко модела за избор, увеличавате възможностите си за вашия проект.

Какъв софтуер работи?

За съжаление Raspberry Pi не работи с Mac OS X или Windows. Вместо това той изпълнява версия на Linux, наречена Raspbian. Можете да изберете сами да инсталирате Raspbian на micro SD карта с инсталатора на NOOBS или да закупите предварително заредена micro SD карта като тази, която се вижда тук. След като включите микро SD картата с инсталиран Raspbian и включите Raspberry Pi, получавате следния екран за зареждане:

Както можете да видите, работният плот изглежда точно като обикновен работен плот на вашия голям компютър. По подразбиране получавате уеб браузър, терминал, преглед на изображения, калкулатор и много други функции.

Raspbian също така ви позволява да инсталирате тонове софтуер от собственото си хранилище с отворен код безплатно. Процесът на инсталиране на софтуер също е доста прост. Можете да използвате командата apt-get , популярна команда за Linux, за да инсталирате софтуер от различни хранилища, за да инсталирате всеки наличен софтуер.

Например sudo apt-get install scratch2ще инсталира популярния език за програмиране с нулата. Разглеждайте различни хранилища и StackOverflow и скоро ще разберете, че можете да правите почти всичко с тези устройства.

Какво всъщност можете да направите с това?

Добре, така че сега имате малък компютър, който работи с куп безплатен софтуер. Какво всъщност можете да направите с него? Е, ето един лесен и забавен проект на Python, който реализирах с група ученици от средното училище като част от клас по кодиране.

Използвайки съвместим с Raspberry Pi сензор за температура / влажност / налягане със светодиоден екран, аз научих концепцията за случайност, използвайки произволни цветове на LED екрана, а не цифри. Моите ученици обичаха как могат да взаимодействат визуално и физически със собствения си код. Можете да видите видеоклипа на проекта тук:

Използвайки същото устройство, ние също изградихме калкулатор, игрално устройство, метеорологична станция и много други. Намерих ги за много полезен и икономически ефективен начин за преподаване на уводно програмиране на млади ученици. Смятам да обхващам подробности за учебните си програми в статия някой друг път.

Един от моите колеги в Станфорд създаде персонализирана машина за еспресо, подсигурена с Raspberry Pi, за да защити ценното ни кафе. Идеята е донякъде подобна на защитена ключалка на вратата Raspberry Pi, както се вижда тук.

Има много, много статии за използването на Raspberry Pi за изграждане на забавни и полезни IoT устройства. Ето някои от списъка с тях, които намерих: Raspberry Pi Камера за сигурност, Raspberry Pi Media Center, Raspberry Pi Code Club.

Обобщавайки

Надявам се тази статия да даде някои основни идеи за това какво представляват Raspberry Pis, как са изградени и за какво се използват. Също така се надявам тази статия донякъде да демистифицира какво всъщност означава IoT.

По същество IoT е движение за свързване на милиони малки неща с помощта на Интернет, а Raspberry Pi е един от начините за захранване на тези малки неща. Наистина вярвам, че бъдещето е в IoT и се надявам всички да се опитат да участват, за да го приближат на крачка до нас.

Малките неща са важни, стотици - Клиф Шоу.

Това е първата ми статия за Medium! Всеки коментар за корекции, подобрения и аплодисменти е много благодарен!