Лучшие аналоги Raspberry Pi. Применение Raspberry Pi для домашней автоматизации

Напоминаем, что попытки повторить действия автора могут привести к потере гарантии на оборудование и даже к выходу его из строя. Материал приведен исключительно в ознакомительных целях. Если же вы собираетесь воспроизводить действия, описанные ниже, настоятельно советуем внимательно прочитать статью до конца хотя бы один раз. Редакция 3DNews не несет никакой ответственности за любые возможные последствия.

Стыдно признаться, но Raspberry Pi мы заполучили больше года назад и да, не написали тогда про него ни строчки, хотя и трёхмесячное ожидание было томительным, и радость от получения посылки из Туманного Альбиона была искренней. Оно, наверное, и к лучшему. За год вокруг Raspberry Pi образовалось приличных размеров сообщество пользователей, разработчиков и компаний, которые явили миру немалое количество аксессуаров, проектов и программного обеспечения. Да и сам одноплатный компьютер успел претерпеть некоторые изменения в аппаратной части — в новых версиях убрали ряд недочётов и в два раза увеличили объём RAM у модели B.

⇡ История Raspberry Pi

Вообще история развития и появления Raspberry Pi не так проста. Первый прототип этого устройства появился в году. Уже тогда он должен был стоить $25 и предназначался для обучения школьников азам компьютерных премудростей — тому, что в англоязычной литературе принято называть Computer Science (CS), а у нас не совсем корректно зовётся информатикой (о терминологии спорят до сих пор). Основателям проекта — сотрудникам и преподавателям Компьютерной лаборатории Кембриджского университета — не нравился тот факт, что с каждым годом уровень подготовки абитуриентов неуклонно снижался. Если в 90-е годы к ним, как правило, приходили учиться молодые люди, не понаслышке знакомые с программированием, то в 2000-х типичный абитуриент был разве что немного знаком с веб-дизайном.

Сожаление разработчиков Raspberry Pi понятно, ведь их молодость пришлась как раз на время появления и расцвета первых по-настоящему домашних «персоналок» Amiga, BBC Micro, Spectrum ZX и Commodore 64. Пользователи этих ПК порой попросту вынуждены были заниматься программированием, если не находили подходящего софта для своих задач. Причём нередко надо было не просто уметь писать код, но и хорошо понимать принципы работы железной составляющей, умело обходить имеющиеся ограничения и различными ухищрениями добиваться максимальной производительности своего творения. Самые продвинутые брали в руки паяльник, ведь периферии поначалу тоже было немного. А для некоторых это и вовсе стало поводом открыть свой «свечной заводик».

Впрочем, все мы знаем, что в 90-х произошло с платформой Wintel, которая стала фактически монополистом на рынке ПК и в итоге избавила пользователей от необходимости осваивать программирование. В школах тоже решили переключиться на изучение основ работы с одним известным офисным пакетом и создание простеньких HTML-страничек. Потом лопнул пузырь доткомов, стали массово распространяться игровые приставки и персональные компьютеры. В общем, жизнь простых пользователей заметно упростилась, а ряды энтузиастов заметно поредели. Такая ситуация не устраивала преподавателей — и они загорелись идеей создания платформы, которая возродила бы интерес к самостоятельному изучению этой темы. Так ли уж всё печально, однозначно сказать трудно, но вдохновлялись создатели историей некогда легендарного учебного компьютера BBC Micro , не рассчитывая, впрочем, коренным образом изменить ситуацию с интересом к Computer Science.

Параллелей между Raspberry Pi и BBC Micro не так уж мало. Оба имеют две аппаратные, незначительно различающиеся версии — Model A и Model B. Оба основаны на RISC-подобной архитектуре, причём железо в обоих случаях используется оптимальное, хотя и не самое продвинутое. RISC OS тоже не забыли портировать. Задача у них одна и та же — заинтересовать подрастающее поколение компьютерными технологиями на достаточно продвинутом уровне. BBC Micro планировалось продать не более 12 тысяч штук, а за 10 с лишним лет в итоге было продано около полутора миллионов. Пробная партия Raspberry Pi объёмом 10 000 экземпляров разошлась за несколько минут, причём поначалу действовало правило «одна штука в одни руки». Представитель одного из двух официальных дистрибьюторов «сердечно» попросил пользователей перестать обновлять страничку онлайн-магазина, так как сервера попросту не справлялись с нагрузкой. Год спустя, во время старта продаж в США история повторилась . На текущий момент, то есть почти через полтора года после запуска, продано более полутора миллионов устройств, и это, похоже, не предел.

Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается. Ещё пара лет после появления первого прототипа ушла на создание различных вариантов ПК, пока в 2008 году не стало ясно, что процессоры для мобильных устройств стали доступными и достаточно мощными для работы с медиаконтентом и именно их, а не микроконтроллеры, следует использовать для претворения идеи в жизнь. В 2009 году была создана благотворительная организация Raspberry Pi Foundation, в задачи которой входит разработка и продвижение одноимённого компьютера. Два года потребовалось на создание аппаратной и программной части будущего устройства, заключение договоров и соблюдение прочих формальностей. В какой-то момент даже была идея сделать мини-ПК в виде большой флешки - с одной стороны USB-порт, а c другой HDMI-выход. Подобные устройства с Android на борту сейчас в огромных количествах клепают китайские компании. Наконец, в 2011 году появились первые альфа- и бета-версии плат. И только в начале прошлого года первая партия Raspberry Pi отправилась на сборочный конвейер, а до заказчиков она добралась ближе к лету, потому что китайский подрядчик умудрился ошибиться при сборке, что вызвало дополнительные затраты времени на исправление ошибки.

Заметьте, Raspberry Pi — по сути некоммерческий проект. Так что нет ничего удивительного в том, что на его разработку ушло столько лет. Одновременно это ответ на недовольные возгласы в духе «А почему процессор такой, а не такой-то? Где мой гигабайт памяти? Нельзя что ли было добавить поддержку SATA? Почему нет модуля Wi-Fi/3G/Bluetooth?». Помилуйте, вам за $25 (или $35) предоставили добротную машинку для домашних экспериментов и «наколенных» проектов. В конце концов, новичку проще разобраться с Raspberry Pi, чем с микроконтроллерами; он намного удобнее и функциональнее плат мини-роутеров, которые нередко используются в исследовательских задачах ; его цена заметно ниже, чем у всех остальных одноплатных решений , пусть и более функциональных. Получается, что конкурентов у Raspberry Pi пока что нет. Ну что же, мы подробно рассказали об истории создания этого проекта, но до сих пор ни разу не обмолвились о том, что он собой представляет, что с ним можно сделать и какие у него недостатки.

⇡ Технические характеристики и возможности

Raspberry Pi называют одноплатным компьютером размером с кредитную карту. На самом деле сама плата чуть крупнее — 85,6x56x21 мм — и не имеет скруглённых краёв, к тому же некоторые порты попросту торчат снаружи, не говоря уж про карту SD, которая более чем на половину выпирает за пределы платы. Решить эту проблему могут «короткие» адаптеры для micro-SD. Весит устройство всего 54 грамма. Raspberry Pi выпускается в двух версиях — Model A и Model B. У Model A нет порта Ethernet, один порт USB 2.0 и 256 Мбайт RAM, а стоит она $25. Model B оснащена портом Ethernet 10/100 Мбит/с, двумя портами USB 2.0, объём оперативной памяти у неё в два раза больше. Всё это удовольствие продаётся уже за $35. Только учтите, что это «чистая» цена, без учёта возможных налогов и расходов на доставку. Нам, к примеру, приобретение Model B обошлось чуть ли не два раза дороже. Также при покупке стоит обратить внимание на маркировку SoC. Номер партии для «старых» версий Model B с 256 Мбайт RAM начинается с K4P2G, а у ревизии с 512 Мбайт памяти — с K4P4G.

Схема Raspberry Pi Model с www.raspberrypi.org

По идее, начиная с этого года все Raspberry Pi Model B должны иметь полгигабайта RAM, но на складах перекупщиков вполне могли заваляться более ранние модели. Лицензией на производство плат обладают компании Premier Farnell, RS Components и Egoman. Причём последняя выпускает платы красного цвета, которые могут предлагаться только на китайских территориях. К первой годовщине проекта RS Components выпустили юбилейную партию плат синего цвета объёмом 1000 штук. Эти же компании имеют право продавать Raspberry Pi, а в США распространением занимается Allied Electronics. Так что все остальные магазины попросту закупают большие партии устройств у этой четвёрки и перепродают конечным потребителям. Обе модели плат от разных производителей (сборкой занимаются заводы Sony, Qisda и Egoman), имеют некоторые несущественные различия , но по большому счёту они идентичны.

Основой Raspberry Pi является система-на-кристалле, Broadcom BCM2835 (линейка BCM2708), которая включает процессорное ядро ARM11 с базовой частотой 700 МГц (возможен разгон до 1 ГГц) и графическое ядро Broadcom VideoCore IV. Из-за того, что использована ныне слегка устаревшая архитектура ARMv6, ряд дистрибутивов не поддерживают данный процессор. К ним относится, например, Ubuntu. Про Android тоже нельзя сказать, что он хорошо работает. С другой стороны, разработчики приложили максимум усилий для того, чтобы как следует подготовить ОС к работе на данном железе, чего, кстати говоря, не скажешь о многих других одноплатных ARM-компьютерах. GPU поддерживает стандарты OpenGL ES 1.1/2.0, OpenVG 1.1, Open EGL, OpenMAX и способен кодировать, декодировать и выводить Full HD-видео (1080p, 30 FPS, H.264 High-Profile). Для аппаратного ускорения MPEG-2 и VC-1 лицензии придётся докупать отдельно, и это ещё один повод напомнить, что стоимость лицензий и патентных отчислений вносит далеко не самую маленькую лепту в конечную цену почти любого высокотехнологичного устройства.

Чип памяти производства Samsung или Hynix напаян прямо поверх основного чипсета, так что увеличить RAM самостоятельно не получится. Память здесь общая, поэтому пользователь сам выбирает, сколько мегабайт отдать GPU. Видеовыходов два — композитный RCA (576i или 480i, PAL-BGHID/PAL-M/PAL-N/NTSC/NTSC-J) и HDMI 1.3a с поддержкой HDCP и протокола CEC (управление с одного ПДУ всеми мультимедийными устройствами). Так что для создания простенького медиацентра Raspberry Pi вполне подойдёт, а наличие готового решения Raspbmc значительно упрощает задачу. Выбор именно таких видеовыходов объясняется очень просто — компьютер, как в давние времена, рассчитан на подключение к телевизору, а не к мониторам. Поэтому нет, например, разъёма DVI. Ну и ладно, переходник с HDMI можно купить самому. (Сами видите, столько всего ещё можно или даже нужно докупить к этой плате ) Звук либо передаётся через HDMI, либо выводится через обычное 3,5-мм гнездо.

Встроенное устройство для чтения карт памяти гарантированно работает с большинством SD-карт объёмом до 32 Гбайт. Загружаться Raspberry Pi умеет только с карточек SD. Если точнее, то сама ОС может располагаться на USB-накопителе, но вот загрузчик всегда должен быть на SD. Кнопок включения и сброса нет — устройство само включается при подаче питания. Питается Raspberry Pi от порта micro-USB или с пары выделенных выводов GPIO. Для Model A рекомендуется источник на 5 В и 500-700 мА, а для Model B на 5 В и 700-1200 мА. То есть порта USB 3.0 или зарядного устройства для телефона должно хватить, хотя лучше подобрать более стабильный источник питания. Сами платы потребляют чуть меньше, но часть энергии требуется для работы подключенных к USB-портам устройствам. Альтернативный вариант — питание от подключенного к плате USB-хаба с отдельным БП или аккумуляторов, но это не самое лучшее решение. Кстати, контроллер Ethernet в Model B тоже «висит» на шине USB. Индикация минимальная — на плате распаяно пять светодиодов. Три из них указывают на активность и режим работы Ethernet, а ещё два сигнализируют о наличии питания и работе с SD-картой.

А теперь — самое интересное: набор низкоуровневых интерфейсов, которые позволяют подключать к Raspberry Pi платы расширения, внешние контроллеры, датчики и прочие аксессуары. Во-первых, на плате есть 15-пиновые слоты CSI -2 для подключения камеры и DSI для установки дисплея. Во-вторых, имеется колодка на 26 линий ввода-вывода общего назначения (GPIO, General Purpose Input/Output), из которых по факту для управления доступно только 17 — не густо, но и не пусто. На них же реализованы интерфейсы UART, консольный порт, SPI и I²C. На новых ревизиях плат разведены, но не распаяны ещё четыре GPIO, дополнительно дающие I²C и I²S. Если вам не знакомы все эти аббревиатуры, то не пугайтесь — это названия широко распространённых в микроэлектронике стандартов подключения одних устройств к другим. Использование GPIO — это как раз самое интересное и творческое применение Raspberry Pi.

Впрочем, недостатков у него тоже хватает. В нём, к примеру, нет собственных часов реального времени (Real Time Clock, RTC). Тех самых, которые «помнят» текущее время и идут сами по себе. Поэтому единственный способ получения времени - это синхронизация с NTP-серверами. SoC содержит в себе цифровой сигнальный процессор (DSP), но полного доступа к его API, по-видимому, до сих пор нет. Выводы GPIO никак не защищены от короткого замыкания, поэтому ошибка в монтаже может сгубить весь мини-ПК. Также они способны обрабатывать только цифровые сигналы. Видеовыходы не могут одновременно выводить картинку. Аудиовхода вообще нет. В общем, недостатков у Raspberry Pi хватает. А ещё его пример хорошо иллюстрирует процесс разработки современных устройств. Взять те же часы. Они оказались на удивление дорогим компонентом, от которого решено было отказаться. При этом разработка устройства происходила на добровольных началах, то есть никто за неё не платил. Стоимость компонентов снижается при увеличении заказа, а первую партию в 10000 штук совсем уж серьёзной не назовёшь. Сборка, доставка, налоги, пошлины, лицензии и так далее — всё это требует денег. Да и дистрибьюторы тоже хотят получить свою копеечку. И всё равно в итоге удалось уложиться в $25.

Неудивительно, что некоторые пользователи скупают Raspberry Pi пачками и «прикручивают» к чему попало. Эта машинка может стать в ваших руках и медиацентром, и управляющим центром «умного дома», и игровой приставкой для любителей 8-битной классики , и сердцем радиоуправляемых моделей. Тут уж всё зависит от вашей фантазии, желания и прямоты рук. В Сети есть немало примеров, готовых проектов, сообществ пользователей и целых магазинов, посвящённых Raspberry Pi. Есть даже официальный очень-очень скромный The Pi Store с небольшим количеством ПО, игр, руководств и собственным журналом. Короче: «Ищущий да обрящет!» Для начала рекомендуем пролистать списки проектов на официальном форуме или же ознакомиться с наглядными примерами от Adafruit и Element14 . Ну а мы переходим ко второй части нашего обзора — практической, в которой рассмотрим процесс начальной настройки Raspberry Pi и установим на него клиент BitTorrent Sync.

2. Беспроводная точка доступа
Настройте доступ к сети с помощью Raspberry Pi. По желанию вы также сможете создать отдельную гостевую сеть. Для этого вам нужны SD-карта, сетевой USB-адаптер и немного навыков кодинга, чтобы всё правильно настроить.

3. Тачскрин для приборной панели авто

Если вы готовы потратить достаточное количество времени, попробуйте создать на базе Raspberry Pi сенсорную панель, которая сэкономит вам несколько сотен долларов. Благодаря открытому софту XBMC Media Center вы сможете проигрывать музыку, смотреть видео и фото, а также много чего ещё (только не забывайте следить за дорогой).

4. Робот
Если у вас есть лишний контроллер для Nintendo Wii, то можно использовать его для создания собственного робота - только его внешний облик полностью зависит от вашей фантазии и доступных материалов. Вам также понадобиться шасси и контроллер мотора, чтобы робот мог двигаться.

5. Камера с датчиком движения
Хотите узнать, кто заходил в ваш кабинет, пока вас не было на месте? Или может сделать удачный кадр белки, которая зачастила к вам во двор? Камера с датчиком движения на базе Raspberry Pi может выручить вас. Для её создания вам понадобятся пассивный ИК-датчик и навыки кодинга, но затраченное на гаджет время окупится сполна.

6. Стратостат

Благодаря прикреплённому к аэростату Raspberry Pi можно запечатлеть невероятной красоты кадры из стратосферы. Отслеживать за его перемещением можно с помощью GPS, а снимки получить удалённо, если устройство-таки затерялось.

7. Конвертер речи
Если у вас проблемы со чтением, то можно создать устройство преобразующее текст в речь. Даже если у вас таких проблем никогда не было, это всё равно увлекательный проект. Конечно, вам понадобятся дополнительные запчасти, да и качество будет несравнимым с аудиокнигами, но оно того стоит.

8. Фотокамера

Есть несколько разных способов сделать простую фотокамеру на базе Raspberry Pi. И чем больше времени вы потратите на её создание, тем лучше результат. Если вы сможете перепаять элементы на плате, у вас может получиться тонкая камера с TFT-экраном в корпусе, распечатанном на 3D-принтере. Как это сделать? Смотри видео.

9. Ламповые часы
Сделать часы с помощью Raspberry Pi и ламп Nixie не такая уж и сложная задача, а результат впечатляет. К тому же, если подключить их к интернету, можно настроить автоматический переход на летнее время и обратно. Всего несколько строчек кода - и у вас на столе беспроводное устройство.

10. Передатчик азбуки Морзе

Raspberry Pi позволит объединить старые и новые технологии и создать передатчик азбуки Морзе. Вам придётся потрудиться, чтобы запрограммировать Pi, но когда всё будет закончено, у вас на руках будет устройство способное кодировать и декодировать Морзе. Можно даже заморочиться и создать олдскульный передатчик.

11. Метеостанция
Компактная, дешёвая, с малым расходом энергии - Raspberry Pi идеально подходит для создания собственной метеостанции. После этого вам больше не придётся полагаться на прогноз погоды по ТВ. Правда, понадобится немного «железа», но всё не так сложно, как может показаться на первый взгляд.

12. Скворечник

Коробка плюc Raspberry Pi - и у вас появится возможность наблюдать, как живут птицы. Можно даже настроить онлайн-стрим. Среди необходимых деталей - инфракрасные светодиоды и модуль камеры NoIR.

13. Wi-Fi-печь

Для создания этой буржуйки Джеймс Гао взял старую электропечь, Raspberry Pi и детали, распечатанные на 3D-принтере. С помощью системы обратной связи с замкнутым контуром осуществляется удалённое управление, а также автоматически регулируется уровень температуры (для этого нужны термопара и шаговый мотор).

14. Ретро игровая консоль
Raspberry Pi легко можно превратить в консоль, карманный компьютер или олдскульный игровой автомат. Самый простой способ - загрузить эмулятор на SD-карту и подключить USB-контроллеры. Можно уложиться за час, RetroPie вам в помощь.

15. Булава для жонглирования

Вдруг среди вас есть те, кто увлекается жонглированием, и вам хочется внести разнообразие в это хобби. Вы можете «оживить» булаву (или шар) с помощью светодиодов. Понадобятся SD-карта, плата Pibrella и кусок кода на Python. Выглядит необычно.

16. Цифровой сад

Для этого проекта вам необходима плата Pibrella, несколько небольших моторчиков и, конечно же, Raspberry Pi. Цветок-вентилятор, пчела, которая начинает летать по нажатию кнопки или инсталляция с успокаивающей музыкой на фоне.

Перевод материала «16 Fun Projects for Your New Raspberry Pi » с fieldguide.gizmodo.com.

Платы для разработчиков, известные на рынке как микрокомпьютеры, с каждым днём становятся всё популярнее. Первая партия всеми любимого Raspberry Pi уже отправилась к покупателям. А тем временем стоимость второй модели с литерой «В» значительно снизилась у перекупщиков (у производителя очень дорогая доставка) - отличный повод познакомиться с этим гаджетом.

Основную модель, Raspberry Pi 2 B, в Китае можно найти за 32 доллара (у официального поставщика - 50 долларов с учётом доставки). Вполне гуманный ценник для подобного многофункционального устройства.

Так что же представляет собой нашумевшая «Малинка»?

Внешне Raspberry Pi 2 представляет собой небольшую плату чуть больше банковской карты. Мозгом нашего одноплатника является четырёхъядерный ARM Cortex-A7 с частотой 900 МГц. При желании можно и разогнать немного при помощи встроенной утилиты. Кроме этого, на плате распаян гигабайт памяти, из которого до 128 МБ можно выделить для работы видеоядра.

Видеовыход - HDMI. От аналогового RCA, имевшегося в прежних версиях, разработчики отказались (но не совсем: при помощи хитрого кабеля можно вывести аналоговый сигнал на старый телевизор через разъём 3,5 мм). Зато плата оборудована четырьмя слотами USB. Каждый порт способен выдавать ток силой до 1,2 А. Правда, для этого Raspberry нужно запитывать от блока питания 2 А. Если такая сила тока не нужна, можно включить «Малинку» даже в обычный USB-порт компьютера мощностью 2,5 Вт (5 В × 0,5 А).

На нижней стороне рассматриваемой нами модели, в отличие от первого поколения, расположен слот microSD (когда-то был SD). Именно флешка является основным загрузчиком системы и устройством для записи по умолчанию. К сожалению, Raspberry Pi 2 не обладает беспроводными интерфейсами, есть только Ethernet, хотя можно вставить Wi-Fi-донгл.

Главное, что отличает Raspberry от обычного компьютера, - наличие дополнительных выводов. Их много. Благодаря отдельным выводам с защёлками можно подключить камеру (CSI) и дисплей (DSI). Оба периферийных устройства будут работать напрямую с видеоядром и процессором. А ещё есть 40 выводов GPIO: интерфейса ввода-вывода общего назначения. С его помощью можно подключать всё и менять назначение входов-выходов на лету.

К слову, о комплекте поставки. Устройство продаётся в фирменной коробочке, в которой есть ещё инструкция. Кроме стандартной комплектации, встречается расширенная . В неё, кроме платы, инструкции и коробочки, входит также набор болтиков, акриловый корпус , крошечный рассеиватель и такой же кулер. Корпус лучше заменить, например на такой . А вот раздобыть остальное будет не так просто.

Операционные системы и софт

Главным отличием Raspberry от многих более продвинутых одноплатных компьютеров, например Cubietruck с SATA, стала отличная поддержка: причёсанные дистрибутивы, огромное количество готового кода для собственных разработок, унифицированные комплектующие и куча соратников, которые всегда рады помочь в любом, даже самом сложном или глупом проекте.

Официальной операционной системой для Raspberry является вариант Debian - Raspbian . Сейчас в нём есть даже встроенный маркет приложений, так что использование «Малинки» нельзя назвать сложным. На официальном сайте Raspberry Pi, помимо Raspbian, можно скачать и несколько других дистрибутивов Linux: Debian Wheezy, Ubuntu MATE, Fedora Remix.

Raspbian представляет собой набор лишь нескольких базовых приложений для работы. Прочие дистрибутивы более функциональны, но есть значительная оговорка: возможна работа только с ARM-версиями программ. Производительности и функциональности устройства достаточно для использования Raspberry Pi 2 в качестве обычного офисного компьютера. Благодаря отличному видеоядру Pi 2 можно превратить в домашний медиасервер: мощности чипа вполне хватает для декодирования видео 1 080p. Пользователям доступны две программы-медиацентра: OpenELEC и OSMC .

Хватит производительности ПК и для эмуляции PlayStation 1 с использованием RetroPie . Кстати, в родной Raspbian есть специальная версия Minecraft . А отчаянным гикам может пригодиться бесплатная версия Wolfram Mathematica .

Есть на Raspberry Pi 2 и свой дистрибутив Windows 10 . К сожалению, эта система не обладает графическим интерфейсом и позволяет управлять собой только удалённо, подключаясь через PowerShell (нет даже командной строки). При этом можно запускать 32-битные приложения.

Установка системы

Для использования Raspberry в качестве ПК необходимо подключить монитор, клавиатуру, мышку и питание от microUSB. В слот для карт памяти необходимо вставить microSD с установленной системой: образ скачивается с официального сайта и монтируется на карту специальной утилитой. Также можно использовать программу NOOBS : её нужно скачать с официального сайта, предварительно отформатировав карту (официальная инструкция).

После плату можно включить. При установке системы с помощью NOOBS на экране появится инсталлятор, предлагающий выбрать одну из доступных ОС (правда, для установки образ нужно скачать и положить на карту памяти). Можно установить сразу несколько систем и выбирать их из меню загрузки после запуска.

Что делать потом

Назначений Raspberry Pi 2 и готовых проектов не перечесть. Микрокомпьютер можно заставить работать практически с любой периферией, выводить изображение куда угодно. В следующей статье попробуем подключить к Raspberry Pi 2 высококачественный цифроаналоговый преобразователь и создать маленький медиацентр.

). С тех пор плату успели несколько раз обновить, и относительно недавно появилась модель Raspberry Pi 2. Она по-прежнему стоит $35, как и Raspberry Pi на момент выхода. А поскольку размеры и компоновка внешне изменилась не сильно (корпуса для предыдущих моделей можно использовать и с Raspberry Pi2), можно подумать, что изменений в плате практически нет, но это не так.

Различия

В новой модели используется более компактный слот для карт памяти, microSD вместо SD. Устаревший видеоразъем RCA video и в старых моделях лишь дополнял основной (HDMI), а в Pi 2 от него и вовсе избавились, освободив немного места на плате для других компонентов.

Например, для двух дополнительных слотов USB, и теперь их общее количество — 4 штуки. И это не роскошь, а необходимость, поскольку после подключения клавиатуры и мыши к предыдущим моделям, свободных портов уже не оставалось.

Порты теперь могут выдавать ток силой до 1,2 А, для чего устройство необходимо подключать к блоку питания 2А. Однако для обычной работы Pi2 2А блок требованием не является, и мини-компьютер запускается даже от обычного USB порта мощностью 2,5 Вт (5В * 0,5А).

Одно из самых серьезных изменений по сравнению с самой первой моделью — использование более мощного процессора. Теперь это не одноядерный ARM с частотой 700 МГц, а 4 физических ядра ARM Cortex-A7 с частотой 900 МГц, из которых при желании можно вытянуть еще пару десятков мегагерц, используя встроенную утилиту для разгона.

Под стать процессору, была доработана и память. Теперь ее вдвое больше (1 ГБ делится между CPU и GPU), а рабочая частота на 50 МГц выше.

Софт

С момента выхода Raspberry Pi программная составляющая это платформы стала тоже более развитой и интересной.

В новой версии родной операционной системы Raspbian теперь есть встроенный маркет приложений. А на официальном сайте Raspberry Pi помимо Raspbian можно скачать и несколько других дистрибутивов Linux: Debian Wheezy, Ubuntu Mate, Fedora Remix.

Операционные системы также стало гораздо проще инсталлировать. Даже сравнивая с Windows, установка ОС на Raspberry Pi проходит в несколько раз проще (подробнее об этом ниже).

Безусловно наличие разнообразных систем и программ само по себе было бы просто галочкой в описании, если бы производительность Raspberry Pi 2 не подтянули на новый уровень.

Там где раньше система задумывалась, и иногда секунд по 10 загружала веб-страницу, новое железо вполне позволяет использовать Pi2 как обычный офисный компьютер: страницы и программы загружаются намного быстрее, периодические подвисания и более-менее постоянные лаги пропали.

Благодаря новому процессору Pi 2 можно использовать и как домашний медиа-сервер, поскольку мощности чипа вполне хватает для декодирования 1080p видео, а на официальном сайте имеется сразу две программы-медиацентра (Openelec и OSMC).

Несколько месяцев назад Microsoft внезапно объявила о планах по выпуску специальной бесплатной версии Windows 10 для Raspberry Pi 2. Естественно все сводилось к степени урезанности системы, и на этот вопрос тогда не было ответа.

Теперь предварительная версия Windows 10 для Pi 2 доступна, и можно с сожалением констатировать, что для обычных пользователей она не представляет никакого интереса. В ней фактически нет интерфейса (и даже командной строки), а для управления необходимо удаленно подключаться через PowerShell

Запускать 32-битные приложения в Windows 10 IoT Core можно, однако никакого вывода помимо текстового в сессию удаленного подключения вы не увидите.

Впечатления от использования

По сравнению с первой версией, для использования Raspberry Pi2 потребуется чуть меньше знаний о компьютере. Подключить плату к стандартному монитору стало проще благодаря более широкому распространению стандарта HDMI, вследствие чего HDMI кабель и переходник HDMI-DVI появился у гораздо большего количества пользователей, после покупки новых видеокарт.

Для работы в режиме мини-ПК к плате достаточно подключить монитор, клавиатуру, мышку и питание от Micro USB. В слот для карт памяти необходимо установить либо карту с уже установленной системой, либо, что гораздо проще и быстрее, карту с утилитой Noobs.

Micro SD карта с Noobs уже может идти в комплекте с Pi 2, либо же эту утилиту можно скачать с официального сайта, предварительно отформатировав карту (официальная инструкция).

После этого плату можно включать и на экране появится инсталлятор, предлагающий выбрать одну из доступных ОС. В зависимости от версии Noobs, система уже будет храниться на флешке, либо будет скачана перед установкой непосредственно с сервера.

Инсталляция проходит очень быстро и без лишних вопросов. При желании, можно установить сразу несколько систем и выбирать их из меню загрузки после запуска Pi 2.

После перезагрузки необходимо лишь один раз указать, чтобы системы запускались в графическом режиме, и на этом процедура установки заканчивается.

Родная система (Raspbian) практически не изменилась с точки зрения пользователя, и по-прежнему представляет из себя набор лишь нескольких базовых приложений для работы. Linux дистрибутивы — это уже немного другой разговор, и если вы хотите использовать Raspberry как более-менее полноценный компьютер, то можете смело игнорировать родную систему.

Еще раз возвращаясь к вопросу производительности, можно добавить, что мощности нового процессора вполне достаточно для эмуляции PlayStation 1, для чего существует эмулятор RetroPie. А в родную Raspbian даже встроена ARM версия (причем бесплатная) игры Minecraft, работающая с хорошей производительностью.

Наверное единственным недостатком Pi 2, который так и не устранили по сравнению с первой версией, является отсутствие модуля Wi-Fi. Поэтому к интернету плату необходимо подключать либо по Ethernet, либо покупать дополнительный Wi-Fi-модуль для USB порта.

	Raspberry Pi Raspberry Pi 2 Model B 1 285 - 1 285 грн Сравнить цены
Чипсет	—
Тип процессора	ARM Cortex-A7
Частота, ГГц	0,9
Количество ядер	4
Предустановленая ОС	—
Объем оперативной памяти, ГБ	1
Стандарт	нет данных
Объем жесткого диска, ГБ	—
Объем SSD, ГБ	нет данных
Интерфейс	—
Скорость вращения жесткого диска, об/мин	—
Графический чипсет	интегрированный VideoCore IV 3D
Объем памяти, ГБ	—
Тип памяти	—
Встроенный оптический накопитель	—
Звуковой контроллер	интегрированный
Внешние порты	4x USB, HDMI, 1xAudio Jack (Mic in/Headphone out)
Картридер	microSD
Сетевой адаптер	+
Мощность БП, ВА/Вт	нет данных
Дополнительно	Camera interface (CSI), Display interface (DSI), 40 GPIO pins

Примерно два года назад компания Raspberry Pi Foundation выпустила довольно интересный девайс - одноплатный компьютер, размером чуть больше банковской пластиковой карты по очень привлекательной цене. Новинка сразу получила огромную популярность, очередь предварительных заказов на неё растянулась на несколько месяцев.

Raspberry Pi был представлен в двух комплектациях: модель «A» и модель «B». Обе версии оснащены ARM11 процессором Broadcom BCM2835 с тактовой частотой 700 МГц и модулем оперативной памяти на 256 Мб / 512 Мб. Модель «A» оснащается одним USB 2.0 портом, модель «B» - двумя. У модели «B» присутствует порт Ethernet. Процессор BCM2835 включает в себя так же графическое ядро. Вывод видеосигнала производится через композитный разъём RCA или через цифровой HDMI-интерфейс.

Файловая система, образ ядра и пользовательские файлы размещаются на карте памяти SD, MMC или SDIO. Наибольшую привлекательность у Raspberry Pi вызывает низкое энергопотребление (5В / 700mA), наличие портов ввода/вывода GPIO с интерфейсами I2C, SPI, UART, а так же возможность удаленной работы через Ethernet.

В настоящее время выпускается только модель «В» с 512 Мб оперативной памяти и поддержкой Ethernet. Кроме того, в продаже появилась новая версия, которая отличается от предыдущей модели «В» более компактным размещением компонентов, наличием 4 портов USB, увеличением количества портов ввода/вывода GPIO и отсутствием композитного видеовыхода. Внешний вид модели «В» и новой модели компьютера Raspberry Pi показан на рис. 1

Для чего можно применить такой девайс? В первую очередь следует отметить, что Raspberry Pi является хотя и не очень мощным, но вместе с тем вполне полноценным компьютером. Подключив к нему монитор, клавиатуру, мышку и установив какой-либо дистрибутив операционной системы Linux его можно использовать в качестве настольного компьютера для решения задач, которые не требует мощных вычислительных ресурсов.

Raspberry Pi вполне подойдет для применения в качестве домашнего медиа-сервера, сервера хранения данных, «мозга» робота или станка, сервера домашней автоматизации (или ).

Появление Raspberry Pi сразу вызвало ажиотаж вокруг этого устройства. Когда страсти немного утихли, и он появился в свободной продаже по адекватной стоимости, я решил познакомиться поближе с этим миникомпьютером. Для меня Raspberry Pi в первую очередь представлял интерес с точки зрения использования в системе домашней автоматизации, идея которой «созрела» уже давно и требовала практической реализации.

Я использую термин «домашняя автоматизация», потому что мне категорически не нравиться выражение «умный дом». Нет, ничего плохого в термине «умный дом» нет, но в последнее время это понятие очень сильно извратили.

Умный дом - сложная «многоконтурная» система, которая помимо выполнения различных сценариев, заданных пользователем, может принимать различные решения в зависимости от той или иной нештатной ситуации. Другими словами - это «мыслящая» (разумеется, на машинном уровне) система. А в последнее время называю «умным домом» что угодно - например, датчик протечки воды, управление светом по датчикам движения и т.д. Да, это все отдельные компоненты умного дома, но никак не умный дом в целом.

Итак, рассмотрим структуру построения системы домашней автоматизации с применением Raspberry Pi (рис.2).

Рис. 2 Структура построения системы домашней автоматизации с применением Raspberry Pi (для увеличения нажмите на рисунок)

Система домашней автоматизации состоит из центрального сервера, связанного по интерфейсу RS485 с установленными в каждом помещении контроллерами, а к контроллерам в свою очередь подключаются различные устройства управления, контроля, регулирования, защит.

Преимущество такой сетевой архитектуры состоит в том, что нет необходимости тянуть провода от каждого устройства к серверу, а достаточно соединить контроллеры, к которым они подключены, одним кабелем UTP - одна пара проводов которого используется для интерфейса RS485, а остальные пары - для питания контроллеров и датчиков. Кроме того, логика работы задумывается так, что выход из строя любого контроллера или даже центрального сервера не должен повлиять на работоспособность остальной системы.

В качестве центрального сервера системы домашней автоматизации применяется Raspberry Pi. На нем установлен Web сервер, посредством которого пользователь с любого коммуникационного устройства (смартфона, ноутбука, планшета) через браузер может получать информацию о всех процессах, происходящих в доме и соответственно, управлять ими. Доступ к Web серверу по вводу логина и пароля можно получить как из домашней локальной сети, так и из сети интернет через Wi-Fi роутер.

К последовательному порту UART Raspberry Pi через согласующее устройство по интерфейсу RS485 подключаются контроллеры, имеющие различный набор вводов/выводов. Кроме этого, к RS485 может подключается GSM модем для доступа к системе через сотовую или стационарную телефонную сеть на случай, если в точке, где находится пользователь, нет возможности получить выход в интернет. Доступ к системе в этом случае также выполняется через ввод пароля.

Еще одним устройством в сети RS485 является радиомодуль. Его назначение - привязка к общей системе автоматизации всех радиодатчиков и радиопультов дистанционного управления.

На текущий момент разработана первая версия системы домашней автоматизации с применением Raspberry Pi. Помимо центрального сервера в её состав входит несколько типов контроллеров, имеющих интерфейс RS485 для связи с сервером:

Восьмиканальный контроллер температуры и влажности. Контроллер позволяет собирать показания температуры и влажности с одного датчика DHT22 и семи датчиков DHT11;

Четырехканальный терморегулятор (термостат). Контроллер может управлять 4 нагрузками как в ручном режиме, так и по заданным параметрам температуры. Ввод значений температуры возможен как непосредственно на контроллере, так и удаленно через web-интерфейс. Режимы прямого и обратного типа управления каналами позволяют использовать контроллер как для управления нагревом, так и охлаждением;

Радиомодуль используется для эмуляции радиобрелков и сбора информации с радиодатчиков. Позволяет эмулировать до 5 радиобрелков и принимать данные с 10 радиодатчиков;

Универсальный контроллер. Имеет 4 независимых входа и выхода и два входа подключения датчиков температуры и влажности DHT11 и DHT22.

Там же вы найдете ссылки на описание установки программного обеспечения для Raspberry Pi, а так же на материалы, в которых описывается технология изготовления контроллеров, о которых рассказывалось выше. Хотелось бы отметить, что данный проект является полностью некоммерческим, с открытыми источниками по схемным и программным решениям и с техподдержкой на форуме.