Raspberry Pi — что за фрукт?
Мы открываем еще одно направление нашего проекта — Raspberry Pi. Этот одноплатный компьютер, первая версия которого была представлена в 2011 г., набирает обороты и его популярность превзошла все ожидания. Сегодня попробуем разобраться, что такое Raspberry Pi и одноплатные компьютеры вообще, зачем они нужны, в чем их преимущества по сравнению с традиционными компьютерами, что нужно, чтобы начать работать с Raspberry Pi и где купить Raspberry Pi. А дальше вас ждет серия уроков по Raspberry Pi для начинающих и интересные идеи по использованию устройства в роботах и робототехнике.
Raspberry Pi – одноплатный компьютер, то есть различные части компьютера, которые обычно располагаются на отдельных платах, здесь представлены на одной.
Первый проект будущей Raspberry Pi был представлен в 2011 г., промышленное производство началось в 2012 г. В названии продукта объединены Raspberry — малина и Pi — число Пи. Изображение малины стало логотипом проекта.
Изначально проект создавался как образовательный, Raspberry Pi отлично подходит для изучения основ электроники — все видно, доступно и цена не велика. На сайте проекта присутствует весомый образовательный раздел с подробными инструкциями и методиками. Raspberry Pi Foundation постоянно акцентирует внимание на обучающих возможностях компьютера, в их официальном твиттере вы найдете огромное множество юных счастливых обладателей устройства и их достижения.
Типы и модели одноплатных компьютеров
Ну, почти. В наши дни все больше одноплатных компьютеров поставляются с предустановленными операционными системами в свои хранилища (обычно это карты micro SD), поэтому вам даже не нужно беспокоиться о технических аспектах настройки. Альтернативой, как я узнал, когда наша команда создала собственный облачный сервер, были бы строки и строки кода.
Но по мере того, как SBC становятся все более популярными, для них разрабатывается все больше руководств (даже для конкретных ситуаций, таких как облачный сервер). Так что хорошая вещь — если вы в руководствуетесь с инструкциями — у вас все будет хорошо!
Самое важное, это то, что приведенные ниже платы предназначены для очень разных целей и отличаются друг от друга. Мы проведем вас через них, чтобы вы могли почувствовать, насколько похожи эти SBC и чем они отличаются.
Так что давайте проведем вас через популярные одноплатные компьютеры, представленные на рынке, и проясним, какая плата предназначена для какого типа пользователей!
Недорогой, хорошо известный одноплатный компьютер: Raspberry Pi 3B+ ($38)
Чаще всего Raspberry Pi — это первый шаг людей в мир одноплатных компьютеров. Частично из-за этой низкой цены (я студент и даже могу себе это позволить!), Но также потому, что на данный момент существует так много документации и бесплатного программного обеспечения для сообщества. Raspberry Pi невероятно гибок и использовался почти до всего на данный момент: от роботизированных машин build-it-yourself (80 долларов за комплект) до ретро-игр (90 долларов за комплект) до огромных стартовых пакетов для кодирования и проводки (50 долларов без Пи).
Единственным большим недостатком Pi является (как и следовало ожидать по его цене) то, что он имеет очень скудные характеристики по сравнению с другими SBC, не говоря уже о обычных компьютерах.
Для кого Raspberry Pi?
По сути, любой, кто хочет возиться с одноплатными компьютерами в первый раз, не взломав банк, или даже представить как подарок для члена семьи или друга.
Одноплатный компьютер Teeny Tiny: ODROID XU4Q ($80)
Ой, посмотрите на это, такой крошечный! Эта компактная одноплатная плата по-прежнему имеет мясистый процессор и стала фаворитом среди пользователей, которым нужна мощная система для запуска Android или Linux в небольших проектах. Один из самых популярных (и до сих пор занимающий особое место в моей голове) — это универсальный набор для эмулятора мультисистемной игры, который можете купить и затем создать! За $59 (работает на более медленной версии ODROID) вы получаете весь комплект.
Для кого предназначен Odroid XU4Q?
Карманные любители ретро-игр, чрезвычайно малые конструкторы форм-фактора и учащимся пользователям.
Универсальный одноплатный компьютер: ASUS Tinker Board ($82)
Те из вас, кто изготавливает ваши собственные ПК, узнают имя за этой платой. И это действительно здорово, потому что ASUS делает отличную работу по созданию простой в понимании платы с цветовой кодировкой. Когда вы начинаете копаться в этом, на плате есть много чудесных нудных аспектов. Тем не менее, более ближний осмотр также покажет, что ASUS все продумала. Например, хороший объем памяти eMMC. С хранилищем непосредственно на плате вы получаете преимущество в том, что оно быстрее и надежнее, чем карта micro SD, используемая большинством плат стоимостью менее 100 долларов. Так что здесь вы можете установить свою основную ОС для стабильности!
Для кого предназначен Asus Tinker Board?
Тем кто хочет, повозиться. Цвета делают его очень удобным для пользователя по сравнению с другими платами, и там есть множество пошаговых инструкций!
Одноплатный компьютер Powerhouse: Cubieboard 5 ($ 109)
Эта плата, также называемая «cubietruck» за ее ворчание, может похвастаться мощным Cortex-A7 (это 8-ядерный процессор)! Это сделало его очень популярным среди людей, желающих построить полноценный ПК на ограниченном месте. Я видел, как они крались за телевизорами, за столами людей… некоторые действительно творческие проекты! Более того, существует множество вариантов подключения, которые вы действительно можете использовать для работы с несколькими устройствами, чтобы воспользоваться преимуществами многоядерного процессора.
Наконец, одним из самых замечательных аспектов этой платы является то, что сама конструкция имеет открытый исходный код. Так что, если вы супер всезнайка и хотите поиграться с кодом и дизайном платы, вам повезет с этим!
Для кого предназначен Cubieboard 5?
Для крупномасштабных проектов с несколькими устройствами, которые требуют многоядерной производительности. Очень редко для начинающих пользователей, но все же может использоваться для начинающих, если они хотят экспериментировать и терпеть неудачные попытки запуска на различных установках.
Одноплатный компьютер «BUT WHAT ABOUT WINDOWS»: LattePanda (129 долларов)
Не волнуйтесь, мистер Microsoft Exec, который читает наш блог. Мы не пропустили Windows-систему в этом списке. На полном серьезе, это одна из самых популярных плат у пользователей, которые хотят беспроблемного использования свой обычный ПК. Он поставляется в комплекте с самым симпатичным на рынке процессором Intel Cherry Trail Z8350 (4-ядерный процессор), а также 2 ГБ оперативной памяти DDR3L, 32 ГБ памяти и графикой Intel HD.
Это не взорвет мир, но даст вам полный опыт работы с Windows 10.
Для кого предназначен LattePanda?
Тем пользователям, которым нужен удобный и знакомый опыт, которым просто нужен компьютер с Windows в крошечном форм-факторе, без необходимости знать код.
NVIDIA или AMD: снова с одноплатными компьютерами
Ну соответственно, они снова здесь.
Не довольствуясь борьбой за наши кошельки для видеокарт (и процессоров), AMD и NVIDIA тоже рушат рынок одноплатных компьютеров!
Одноплатный компьютер AMD: UDOO BOLT V8 (~ $450)
Подумайте о обычном ПК за 300-400 долларов со страницы основных деталей. Затем сожмите его в одну маленькую коробочку. Это более или менее то, что UDOO сделал с диапазоном болтов. V8 (самый мощный) в настоящее время недоступен на AliExpress, так как команда только начала отсылать их своим сторонникам по кикстартеру в этом месяце.
Спецификации? Только 4-ядерный 8-поточный AMD Ryzen V1605B, работающий на частоте 2,3 ГГц с тактовой частотой усиления до 3,6 ГГц (на одной плате!). О, и это еще не все, это идет с iGPU Radeon Vega 8, до 32 ГБ DDR4 2400 МГц, и даже имеет высокоскоростной порт M.2 на плате. Вот видео от его создателей, дающее вам краткое изложение возможностей (от их начала, до теперь успешного выпуска на рынок):
Для кого предназначен Udoo Bold?
Серьезные геймеры, которые хотят, чтобы второй компьютер работал как потоковое устройство, путешествующие рабочие, которым нужен сверхпортативный компьютер, или даже любители мультимедиа, которые хотят иметь надежный интеллектуальный концентратор для своего телевизора. Есть много возможностей с таким количеством энергии.
Одноплатный компьютер NVIDIA: Jetson AGX Xavier ($ 1299)
Вы знаете, как мы, геймеры, иногда соединяем 2 GPU вместе для повышения производительности? Ну, когда дело дошло до ИИ-вычислений, NVIDIA вспомнила эту технику и они немного сошли с ума.
Представьте себе обучающий компьютер в вашем автомобиле, который запоминает расположение дорог при движении по ним и знает, как реагировать на встречное движение. И это только один пример! Эта штука просто напичкана вычислительной мощностью, больше, чем обычная рабочая станция с графическим процессором. Потенциал этой вещи немного устрашает, если углубиться в возможности.
Более забавный (но похожий) пример — то, как сотрудники Postmates разработали автономного робота доставки:
Для кого предназначен Jetson AGX?
Тот, кто хочет возиться с ИИ. Только не создавай Скайнет на нас.
Калинка-малинка
Одним из самых популярных одноплатных компьютеров является Raspberry Pi — изначально это решение задумывалось для обучения информатике школьников и студентов. Однако со временем «малинка» стала все чаще использоваться инженерами и энтузиастами для создания самых разнообразных устройств: беспроводных точек доступа, метеостанций, фотокамер и т.п. Первые модификации Raspberry Pi появились в свободной продаже в 2012 году. Одна из последних моделей, Raspberry Pi 3A+ появилась в конце 2018 года.
Устройство оснащено 64-битным процессором (4 ядра ARM Cortex-A53 x64, тактовая частота 1,4 ГГц), 512 Мб ОЗУ и слотом MicroSD. Устройство умеет работать с Wi-Fi (в том числе в диапазоне 5 ГГц) и Bluetooth 4.2. Этот одноплатный компьютер оборудован одним портом USB 2.0, к которому можно подсоединить USB-хаб, если одного порта недостаточно. Стоит отметить, что модификация 3A+ лишена Ethernet-порта, в отличие от модели 3B. За Raspberry 3A+ придется отдать 25 долларов (плюс стоимость доставки) — цена довольно демократичная, однако набор дополнительных компонентов может стоить гораздо дороже самого устройства.
Разумеется, Raspberry Pi — не единственный популярный одноплатный компьютер. Китайские разработчики с 2014 году производят клон «малинки» — Banana Pi.
Устройство не полностью совместимо с Raspberry Pi, но большинство дополнительных компонентов могут использоваться обоими компьютерами без дополнительных модификаций. Новая модель Banana Pi BPI-M4 оснащено четырьмя вычислительными ядрами ARM Cortex-A53, базовая версия оборудована 1 Гб ОЗУ (есть возможность заказа модификации с 2 Гб оперативной памяти). Помимо традиционного разъема для MicroSD «банан» оснащен и модулем eMMC (до 64 Гб). В отличие от Raspberry Pi 3A+ здесь есть Ethernet-гнездо, а USB-портов четыре. Плата весит около 50 граммов и имеет весьма компактные размеры — 92х60 мм. Словом, весьма достойный конкурент «малинки». Не забудем, что и для Banana Pi существуют образы большинства популярных дистрибутивов Linux, поэтому вы сможете использовать тысячи полезных программ, доступных в репозиториях.
Всё и сразу: Geniatech XPI-iMX8MM
Цена: примерно 90 долларов за максимальную комплектацию
На плате размером меньше смартфона производители разместили:
- четырёхядерный процессор Arm Cortex A53 1,8 гигагерц;
- 4 гигабайта оперативной памяти;
- 128 гигабайт для хранения данных;
- выход HDMI для монитора с поддержкой 4k;
- гигабитный порт для проводного интернета;
- вайфай и блютус;
- 4 USB порта 2.0 и один порт USB-С;
- кодеки для обработки видео;
- выход на наушники;
- 40-контактную площадку для подключения внешних устройств, как у Raspberry Pi.
Это уже полноценный компьютер, в который можно воткнуть зарядку от телефона, подключить монитор с клавиатурой и загрузить полноценный Linux для разработки. Но главный плюс этой платы — мощность процессора и большой объём памяти.
Одноплатный компьютер: что это?
Одноплатный компьютер представляет собой устройство небольшого размера всего лишь с одной платой, где собрано всё, что необходимо для его работы. У обычного компьютера, как правило, плат имеется несколько — материнка, оперативка, видеокарта, сетевая карта и так далее. У одноплатного компьютера все это компактно напаяно на одну плату.
Набор компонентов у разных моделей и разных производителей может различаться, однако базовые элементы следующие:
- ОЗУ;
- микропроцессор;
- разъемы для подключения дополнительных устройств;
- сетевой модуль.
Дополнительно на плате могут быть размещены:
- датчики температуры;
- дисплей.
Конечно, в сравнении с полноценным ПК, производительность одноплатного компьютера невысока, однако она с лихвой компенсируется его малым весом, размером, энергопотреблением. Видеовыходы у подобного устройства бывают разные: от VGA (Ви Джи Эй) до HDMI (Эйч ДиЭмАй). Питание такого компьютера осуществляется посредством USB (ЮЭсБи)-шнура. То есть зарядить его можно через обычное зарядное устройство для планшета или смартфона.
Выводы
Тема микрокомпьютеров и аппаратных платформ на одном кристалле – весьма обширна. Она будет интересна всем, кто хочет попробовать свои силы в радиотехнике и электронике, но пока ещё не очень хорошо владеет паяльником и необходимым набором знаний. С универсальными разъёмами GPIO Вам не потребуется ничего паять – достаточно присоединить клеммы к нужным выводам на плате и создать необходимую программу, чтобы получить новое полезное устройство.
Помнится в советские времена существовали специальные радиоконструкторы, в которых на макетной плате без пайки можно было разместить готовые модули, связать их проводками и получить готовое устройство (электрозвонок, сигнализацию, рацию и т.п.). Фактически современные миникомпьютеры и аппаратные платформы являются тем же конструктором, но для взрослых и умеющих (или желающих научиться) программировать людей.
Думаю, когда моя «малинка» мне придёт, мы ещё не раз вернёмся к теме непосредственной разработки программ и устройств на её базе 🙂 А пока, думаю, достаточно будет разобраться во всём многообразии современных миникомпьютеров и понять, нужны они Вам или нет.
P.S. Разрешается свободно копировать и цитировать данную статью при условии указания открытой активной ссылки на источник и сохранения авторства Руслана Тертышного.
Arduino Industrial 101
Компания/проект — Arduino
Страница продукта
CPU — Qualcomm Atheros AR9331 (1x MIPS24k @ up to 400MHz)
Память — 64MB DDR2 RAM; 16MB SPI flash
Цена — $38.50
Войны Ардуино закончились, но мы не увидели много новых Ардуино-плат, кроме не-Linux, Sigfox-совместипой MKRFOX1200. Два сайта так ии не объединились, и каждый предлагает немного разные решения. Linux-совместимая, расширяемая плата Arduino Industrial 101 доступна на Arduino.org, а со страницы Arduino.ccесть только ссылка. Плата включает в себя Linux/WiFi от Arduino Yun и COM, интегрированный в Arduino-совместимую базовую плату. Плата включает запаянный модуль Chiwawa LGA, работающий под Linino (версия OpenWrt) на WiFi SoC AR9331, а также 64MB DDR2 RAM и 16MB SPI flash. На базовой плате установлен 16MHz ATmega32u4 MPU с 2.5KB SRAM и 32KB flash. Также есть USB OTG порт и 20 дискретных портов, включая UART-ы, 7 PWM, Ethernet, и 12 аналоговых входов.
Варианты использования
В основном микрокомпьютеры используются в следующих целях:
-
. Для этих целей подходят микрокомпьютеры с небольшим объемом оперативной памяти и без видеовыхода. Главное для такого микрокомпьютера – возможность отдавать команды на периферийные устройства. Правильность отдачи команд проверяется в ходе отладки разработанного устройства, а далее микрокомпьютер просто выполняет свои функции, под которые его программируют. Такие микрокомпьютеры подходят для систем «Умный дом» и «Интернет вещей»;
Микрокомпьютер этого класса обязательно оснащается видеовыходом, позволяющим подключить устройство к источнику отображения информации для удобной настройки ОС и используемого софта. Такие микрокомпьютеры покупают для того, чтобы сделать небольшой и экономичный в части потребления энергии сервер или мультимедийный проигрыватель. При этом универсальные микрокомпьютеры успешно справляются и с работой в системах автоматизации, а также используются в робототехнике.
