Все, що потрібно знати про початок роботи з Raspberry Pi

Тепер більше чотирьох років, Raspberry Pi, дешевий кредитний картки розміром комп'ютер, взяв обчислювальної та DIY світ штурмом. Прочитайте, як ми ведемо вас через все, починаючи від купівлі до живлення крошечного динамо.

Що таке Raspberry Pi?

Raspberry Pi є комп'ютером розміром з кредитною карткою, розроблений та виготовлений Фондом Raspberry Pi, неприбутковою організацією, що займається створенням комп'ютерів та інструкцій з програмування якомога ширшим числом людей.

Хоча оригінальна місія проекту Raspberry Pi полягала в отриманні студентами недорогих комп'ютерів з можливостями програмування, Pi була охоплена різноманітною аудиторією. Тінкери, програмісти та DIYers по всьому світу прийняли крихітну платформу для проектів, починаючи від відтворення ретро-аркадних кабінетів до керування роботами до створення дешевих, але потужних домашніх медіа-пристроїв..

Представлений в 2012 році, оригінальний Raspberry Pi (те, що ми зараз називаємо як Raspberry Pi 1 Model A) показав установку системи на чіпі, побудовану навколо процесора Broadcom BCM2835 - маленький, але досить потужний мобільний процесор, який зазвичай використовується в мобільних телефонах . Вона включала процесор, графічний процесор, обробку аудіо / відео та інші функціональні можливості на мікросхемі з низькою потужністю в парі з одноядерним процесором ARM потужністю 700 МГц. Протягом наступних років фундація випустила декілька ревізій (вимикаючи мікросхеми Broadcom для покращення версій і підвищуючи потужність процесора за допомогою чотирьохядерного чіпа 1,2 ГГц).

Хоча Pi є дивовижним маленьким пристроєм, який з часу його впровадження виріс не так швидко, важливо підкреслити, що таке Raspberry Pi не. Raspberry Pi не є відмінною заміною для вашого настільного комп'ютера або ноутбука. Ви не можете запускати Windows на ньому (принаймні не традиційну версію Windows, яку ви знаєте), хоча ви можете запускати багато дистрибутивів Linux, включаючи дистрибутиви з робочими середовищами, веб-браузерами та іншими елементами, які можна очікувати на настільному комп'ютері.

Raspberry Pi є, однак, дивовижно універсальний пристрій, який упаковує багато апаратних засобів у дуже недороге тіло і ідеально підходить для електроніки для хобі, проектів DIY, створення недорогого комп'ютера для програмування уроків і експериментів, а також інших зусиль..

Що на форумі Raspberry Pi?

Програміст LEGO для масштабування, не включений.

У перші роки фундації Pi, Raspberry Pi прийшов у двох версіях з двома різними цінами: модель A ($ 25) і модель B ($ 35). Якщо вам знадобилося менше апаратного забезпечення (модель A має менше одного порту USB, немає порту Ethernet і половина оперативної пам'яті), ви можете заощадити 10 доларів.

Зі зниженням витрат на виробництво та збільшенням уваги Pi, вони змогли значно збільшити апаратні характеристики пристрою, зберігаючи при цьому витрати на ті ж самі, в кінцевому підсумку, об'єднуючи всі моделі з впровадженням Raspberry Pi 2 у 2015 році та Raspberry Pi 3 в 2016 році. По-іншому: кращий Raspberry Pi доступний в будь-який момент часу завжди коштував $ 35. Так що ви отримуєте, коли ви купуєте комп'ютер розміром $ 35 кредитних карт?

Нинішнє покоління Raspberry Pi 3, наведене вище, має таке обладнання:

• Процесор ARM 1,2 ГГц Систем-On-a-Chip (SoC) з інтегрованою 1 Гб оперативної пам'яті.
• 1 порт HDMI для цифрового аудіо / відео виходу
• 1 3,5-мм роз'єм, який пропонує як аудіо, так і композитний вихід відео (у парі з відповідним кабелем).
• 4 порти USB 2.0 для підключення пристроїв введення та додаткових компонентів.
• 1 зчитувач карт microSD для завантаження операційної системи.
• 1 Порт локальної мережі Ethernet.
• 1 Вбудована радіоантенна Wi-Fi / Bluetooth.
• 1 порт microUSB.
• 1 інтерфейс GPIO (загальний вхід / вихід).

Що таке GPIO? Raspberry Pi поставляється з набором 26 відкритих вертикальних контактів на дошці. Ці контакти є інтерфейсом вводу / виводу загального призначення, який спеціально не пов'язаний з будь-якою специфічною функцією на платі Raspberry Pi.

Замість цього, висновки GPIO явно призначені для кінцевого користувача, щоб мати доступ до апаратури низького рівня безпосередньо до плати з метою приєднання до Pi інших апаратних плат, периферійних пристроїв, РК-екранів та інших пристроїв. Наприклад, якщо ви хочете взяти старий аркадний контролер і підключити його безпосередньо до вашого Raspberry Pi, щоб дати вашій аркаді більш автентичне відчуття, ви можете зробити це за допомогою інтерфейсу GPIO.

Незважаючи на те, що ми не будемо використовувати заголовок GPIO в сьогоднішньому підручнику "Початок роботи", ми скористаємося його в інших навчальних посібниках, наприклад, нашому складі світлодіодного індикатора Raspberry Pi, який використовує світлодіодну пробку, прикріплену до заголовка GPIO..

Де купити Raspberry Pi

У оригінальній версії цього посібника ми сильно застерігали читачів від покупки від Amazon або eBay. У перші дні, коли популярність Pi зростала, дуже важко було потрапити на одиницю, і якщо ви придбали у когось, крім уповноваженого продавця Raspberry Pi Foundation, є хороший шанс, що ви або переплатите, або закінчите з дуже підозрюють продукт у ваших руках.

Сьогодні ви все ще можете придбати у офіційного реселера Pi, як один з багатьох компаній, які постачає Pi Foundation санкціонований дистриб'ютор Element14, але ризик покупки від третьої сторони або через Amazon впав. Насправді, ми купили всі наші підрозділи Pi від Amazon за останні кілька років без проблем.

Є кілька версій Pi, але якщо ви тільки починаєте роботу, ви повинні абсолютно купувати найновіше покоління пристрою - Raspberry Pi 3. Практично кожен старий підручник Pi в Інтернеті все ще працює зі старими моделями, але багато проектів, які ви бажаєте виконати (особливо якщо ви хочете використовувати Pi як емулятор відеоігор або подібне), дійсно виграєте від нового обладнання.

У рідкісних випадках, однак, ви можете захотіти вгору eBay купити старше і дешевше модель Pi. Наш навчальний посібник з перетворення одиниці Pi і світлодіодної плати в індикатор погоди, наприклад, не потребує сильної нової одиниці Pi і працює відмінно на оригінальній моделі Raspberry Pi 1 від 2012 року..

Інші речі вам потрібно

Raspberry Pi - це просто голова дошка, вона не поставляється з корпусом, будь-якими кабелями або навіть джерелом живлення. Таким чином, вам доведеться купувати ці речі разом з вашим Pi. Ось інші речі, які потрібно придбати (якщо ви ще не маєте його).

Стабільне джерело живлення: Raspberry Pi отримує живлення від порту microUSB і потребує адаптера microUSB-to-AC. Оскільки Pi є мікрокомп'ютером, а не просто стільниковим телефоном, ви маєте використовувати високоякісний зарядний пристрій зі стабільною подачею енергії, що забезпечує послідовність 5v з мінімальним виходом 700mA для старих модельних одиниць і 2.5A для Pi 3.

Ось графік, люб'язно наданий Фондом Pi, в якому викладені запропоновані та мінімальні вимоги до енергії.

Використання зарядного пристрою низької якості або недостатньої потужності є джерелом проблем нестабільності системи і розчаруванням з Raspberry Pi. Ви можете запобігти купі майбутніх головних болів, просто отримавши дуже високу якість джерела живлення, бажано одну, призначену для Pi, прямо з воріт. Ми рекомендуємо блок живлення 5V 2.5A марки CanaKit ($ 10). Він побудований спеціально для використання з Pi, він може забезпечити достатньо стабільної потужності для найстаріших до найновіших пристроїв, і він не залишить вас з проблемами завантаження або пошкоджених даних, як деякі випадкові зарядні пристрої з мобільного телефону.

Випадок: Пі судна гола; Вам знадобиться належний випадок, щоб укласти його. Ви можете підібрати акриловий / пластиковий футляр на суму близько $ 10-25, або пройти більш творчий шлях і створити свій власний випадок (як багато хто зробив це незабаром після випуску Pi).

Коли ви робите покупки, будьте обережні, щоб перевірити, що ви купуєте правильний випадок для вашої моделі. Значні зміни на борту Raspberry Pi протягом останніх кількох років, включаючи переміщення та пряме видалення деяких портів, означає, що старі випадки не відповідають новим моделям.

Ніяких особливо вимогливих чи кричущих? Випадок $ 8 Raspberry Pi 3 від Pi Foundation - важке значення. Хочете щось кричуще? Небесна межа Amazon наповнена справді крутими випадками Pi, як цей випадок «Bel-Aire», який нагадує крихітний артефакт 1950-х років.

Карта 4 Гб + SD: Старі пристрої Pi використовували повнорозмірну карту SD, але Pi 2 і Pi 3 використовували карти microSD. Фонд Raspberry Pi рекомендує, як мінімум, 4 ГБ SD-карти класу. Але оскільки SD-карти в ці дні є дешевими, ми рекомендуємо принаймні 16-Гбайтну SD-карту класу 10 для старих карток пам'яті Pi або 16GB Class 10 для нових моделей. Можливо, у вас вже лежить один, але не всі карти SD обов'язково працюватимуть - перевірте цю таблицю з elinux.org, щоб побачити список перевірених робочих (і не працюючих) карт для Pi.

Аудіо / візуальні кабелі: Якщо ви підключаєте свій Pi до телевізора HDTV або нового монітора комп'ютера з підтримкою HDMI, вам знадобиться кабель HDMI. Для цифрового відео на стандартному моніторі комп'ютера, який не має порту HDMI, вам знадобиться кабель HDMI-DVI для відеосигналу і 3,5-мм стереокабель для звуку (оскільки ви втратите звук в перетворенні HDMI-DVI).

Деякі Pis також мають аналогові виходи для старих телевізорів. Якщо ви підключаєте і старше Pi до аналогового телевізора, вам знадобиться кабель RCA для відео і 3,5-мм стерео кабель для звуку. Для виконання цього завдання вам не потрібно купувати спеціальний кабель RCA, навіть можна використовувати жовто-червоний-білий трикабельний кабель, який у вас є, - просто дотримуйтесь кольору на обох кінцях кабелю, коли ви підключаєте в.

Якщо вам потрібно підключити новий пристрій Pi до джерела SD / аналогового відео, вам необхідно придбати адаптерний кабель, який називається адаптером 3,5 мм до RCA або кабелем роз'єднання TRRS AV. Оскільки такі кабелі відомі тим, що не мають специфікації / стандарту і не працюють з потрібним пристроєм, ми настійно рекомендуємо просто підібрати цей дешевий і високооцінений пристрій, який, як відомо, сумісний з Raspberry Pi.

Кабель Ethernet або адаптер Wi-Fi: Підключення до мережі не є абсолютною необхідністю для Pi, але це полегшує оновлення (і завантаження) програмного забезпечення і надає доступ до широкого спектру додатків, залежних від мережі. І, очевидно, якщо ваш проект залежить від підключення до мережі або Інтернету, вам знадобиться Wi-Fi або Ethernet.

Всі версії Pi мають вбудований порт Ethernet, тому ви можете просто підключити кабель Ethernet і перейти. Якщо ви хочете використовувати Wi-Fi, Pi 3 має вбудований Wi-Fi. Якщо у вас є старший Pi, ви можете придбати один з багатьох мікро Wi-Fi адаптерів, сумісних з Pi. Ми мали великий успіх з крихітним адаптером Edimax EW-7811Un і використовували його в декількох збірок.

Миша та клавіатура: Навіть якщо ваша кінцева мета полягає у створенні файлового сервера без голови або інших пристроїв без вхідних периферійних пристроїв / моніторів, вам все одно знадобляться миша та клавіатура для того, щоб отримати роботу Pi.

Будь-яка стандартна провідна USB-клавіатура та миша повинні працювати без проблем з Raspberry Pi. Проте, є одна застереження щодо цього твердження: для специфікацій дизайну USB, USB-клавіатури та миші повинні використовувати менше 100 мАг потужності, але багато моделей не враховують цю специфікацію і малюють більше.

На старих підрозділах Pi ця зайва проблема є проблематичною, тому що USB-порти були сумні. Якщо ви виявите, що периферійні пристрої складають понад 100 мАч кожен, вам знадобиться використовувати концентратор з живленням USB (див. Нижче). На нових моделях це має бути меншою проблемою, оскільки USB-порти значно покращуються, а пристрої користуються великими блоками живлення.

Вам може виявитися корисним перевірити цей великий список перевірених Pi-сумісних периферійних пристроїв, які підтримує eLinux.org.

Хард-концентратор USB (додатково): Якщо периферійні пристрої не відповідають специфікації, або вам потрібно приєднати більше двох пристроїв (наприклад, клавіатури, миші та адаптера Wi-Fi USB), вам знадобиться зовнішній концентратор USB із власним джерелом живлення.

Ми перевірили всі силові вузли, які ми мали прокладати по всьому офісу з Pi-з приємних торгових марок Belkin, які не мали жодних проблем з будь-якими з них. Тим не менш, ми рекомендуємо перевірити існуючий концентратор або потенційну покупку на секції хаба вищезазначеного списку периферійних пристроїв eLinux.

Як встановити операційну систему на Raspberry Pi

Тепер, коли ми зібрали всі необхідні апаратні засоби, Pi і периферійні пристрої, прийшов час приступити до справи завантаження операційної системи на ваш Pi. Незалежно від того, який проект ви виконуєте, установка операційної системи на Pi зазвичай буде виконуватися за тією ж процедурою.

На відміну від традиційного комп'ютера, де є BIOS, диск, який підтримує знімні носії (наприклад, DVD-привід), а також жорсткий диск всередині комп'ютера, Raspberry Pi просто має пристрій читання карток SD. Таким чином, ви не збираєтеся слідувати традиційному маршруту встановлення комп'ютера та встановлення операційної системи на внутрішній пристрій зберігання. замість цього, ми збираємося підготувати SD-карту на традиційному комп'ютері та завантажити її в Raspberry Pi для подальшого розпакування / налаштування.

Перший крок: Вибір та завантаження операційної системи

Якщо ви працюєте над конкретним проектом, ви вже можете знати, яку операційну систему потрібно завантажити. Якщо ви просто хочете, щоб возитися, ви, ймовірно, хочете загального призначення Linux дистрибутив для Pi. Хоча для Pi доступно велике різноманіття дистрибутивів Linux, дистрибутив, який ми будемо використовувати в нашому прикладі, є найбільш підтримуваним і найбільш стабільним: Raspbian, версія Debian Linux, оптимізована для Raspberry Pi.

Для цього вам знадобиться окремий комп'ютер із пристроєм зчитування карток SD.

По-перше, почніть з копії Rasbian з фонду Raspberry Pi. Є дві версії Rasbian: "Rasbian Jessie з Pixel" і "Rasbian Jessie Lite". Pixel є новим (і дуже гарним) інтерфейсом для робочого столу Raspberry Pi Foundation, випущеним восени 2016 року. Полегшена версія не має більше робочого столу для пікселів GPU і зберігає стару (і досить потворну) попередню настільну систему Rasbian. Якщо ви не маєте старіших апаратних засобів і не потребуєте більш просту версію, ми пропонуємо вам завантажити версію "з пікселем". \ T

Крок другий: Напишіть зображення ОС на карту SD

Тепер, коли ви завантажили Raspbian, потрібно записати зображення на карту SD. Etcher, безкоштовна програма для користувачів Windows, MacOS і Linux робить процес простим.

Спочатку підключіть SD-карту до комп'ютера. Далі, розпалюйте Etcher.

Проблисковий Raspbian - це простий триступеневий процес:

1. У розділі «Вибрати зображення» вкажіть Etcher на zip-файл Raspbian IMG, завантажений раніше.
2. У розділі "Вибрати диск" виберіть карту SD зі списку опцій. Зауважте, що ваші системні диски не відображатимуться як опція, а будь-які зовнішні жорсткі диски, які ви підключили до мережі. Якщо ви не впевнені, яким є диск, відключіть всі зовнішні диски, збережені на SD-карті, на яку ви хочете написати.
3. Нарешті, натисніть "Flash!", І ваша карта SD буде готова до використання в найкоротші терміни.

Etcher - це дуже спрощена програма, що полегшує процес. Досвідчені користувачі можуть віддати перевагу методу командного рядка, який описаний на сайті raspberrypi.org для цікавих користувачів macOS і Linux.

Крок третій: Покладіть вашу SD-карту в Pi і запустіть її

Тепер настав час вперше запустити Pi. Приєднайте всі необхідні кабелі та периферійні пристрої до вашого Raspberry Pi, за винятком кабелю живлення - це кабель HDMI або RCA, концентратор USB, кабель Ethernet і все, що вам потрібно.

Після того, як всі кабелі прикріплені до Pi та відповідних напрямків, вставте SD-карту. Після твердої фіксації картки SD вставте кабель живлення microUSB. Існує немає кнопки живлення на Pi-як тільки ви підключите кабель живлення, він почне завантаження.

Майже відразу ж ви побачите, що послідовність завантаження швидко прокручується, подібно до перегляду вище. Проте, якщо ви використовуєте версію програми Pixel у програмі Rasbian Jessie, вигляд швидко заміниться простим заставкою:

Через кілька секунд, коли процес завантаження завершиться, ви перейдете до робочого столу Pixel.

Вітаємо, ви вперше успішно завантажили свій Pi. Для тих з вас, хто знайомий з ранніми версіями Debian на Raspberry Pi і його дуже спартанському настільному комп'ютері, ви відразу ж не будете гарно виглядати порівняно. Це все одно, що ми обчислюємо в 21 столітті!

Далі ми навчимо вас налаштувати Raspbian на вашому Pi.

Налаштування Raspbian на Pi

Тепер, коли ви працюєте, настав час налаштувати мережу, оновити програмне забезпечення та іншим чином підготувати Raspbian до використання у ваших проектах.

Підключення до Wi-Fi

Якщо ви підключені до домашньої мережі через мережу Ethernet, перейдіть до наступного розділу "Тестування мережі". Якщо потрібно налаштувати бездротове з'єднання, знайдіть піктограму мережі у верхньому правому куті екрана та натисніть її:

У спадному меню виберіть бездротову мережу, до якої потрібно підключитися.

Введіть свій пароль Wi-Fi у спливаючому вікні, а потім переконайтеся, що піктограма мережі змінюється від піктограми без підключення до піктограми Wi-Fi.

Час, щоб перевірити підключення до мережі, підтвердивши, що ми можемо підключитися до Інтернету.

Тестування мережі

Тепер, коли ви налаштували з'єднання Wi-Fi (або переходили прямо до цього розділу, оскільки ви використовуєте Ethernet), настав час перевірити ваше з'єднання. Який кращий спосіб перевірити з'єднання, ніж запустити браузер і відвідайте How-To Geek?

На робочому столі натисніть на значок меню Raspberry Pi, розташований у верхньому лівому куті, потім перейдіть до Інтернету> Веб-браузер Chromium.

Запустіть Chromium, клацнувши на ньому, а потім введіть www.howtogeek.com:

Успіх! Мало того, що ми маємо мережеве підключення, але How-To Geek виглядає так само добре на легкій Pi, як на повноцінному робочому столі. Це, ймовірно, буде першим з багатьох разів ви здивовані і задоволені тільки, наскільки здатний ваш новий маленький мікрокомп'ютер.

Оновлення програмного забезпечення

Перш ніж почати копатися у вашій Pi, хороша ідея зробити базове оновлення програмного забезпечення. Ми налаштували мережу, протестували підключення, і зараз ідеальний час для оновлення загальносистемного програмного забезпечення.

Хоча інтерфейс, як пройшов довгий шлях на Pi і Pixel, абсолютно красивий в порівнянні зі старим робочим столом, вам все одно доведеться брудні руки, а потім і потім в терміналі - і оновлення є одним з тих часів. Натисніть на піктограму терміналу у верхньому лівому куті екрана, щоб запустити термінал.

На терміналі введіть таку команду:

sudo apt-get оновлення & & sudo apt-get upgrade

Ця команда комбінації інструктує Raspbian шукати доступні сховища програмного забезпечення для системних і програмних оновлень і оновлень. Коли такі оновлення виявляються, вам буде запропоновано затвердити або відхилити зміни за допомогою клавіш Y і N.

Якщо у вас немає переконливих причин пропустити оновлення (яке на цьому етапі гри ми не робимо), просто натисніть клавішу Y, щоб підтвердити всі зміни, як вони з'являються. Навіть на новій установці, де ви використовуєте найновіше зображення з фонду Raspberry Pi, розраховуйте вбити хороші 20-30 хвилин, як Rasbian churns через відповідні оновлення.

Додаткові ресурси та проекти Raspberry Pi

Протягом багатьох років, як ми написали оригінальну версію цього керівництва Raspberry Pi, ми мали масу задоволення, використовуючи Raspberry Pi в якості основи десятків проектів. У будь-який момент часу ми, як правило, маємо принаймні півдюжини підрозділів Pi і працюємо. Ви можете шукати в архіві How-To Geek Raspberry Pi для повної роботи, але ось деякі з наших улюблених проектів.

Руки вниз, ми отримали найбільший пробіг з Pi, перетворюючи його у медіа-центр для наших всіх місцевих і потокових медіа-потреб. Кожен телевізор у всьому нашому будинку (у номері для гостей!) Має підключений до нього Pi.

Хочете грати на м'яких відеоіграх, якими може працювати ваш настільний комп'ютер, але на телевізорі у вітальні, а не на робочому столі? Ви також можете зробити це, прокотивши Pi у потокову парову машину. Потрібен більш практичний проект? Ви можете перетворити Pi і зовнішній жорсткий диск на мережеву резервну станцію для всіх ваших локальних резервних потреб файлів.

Але насправді, це лише вершина айсберга, і ми впевнені, що ви знайдете багато ідей як в архіві HTG, так і в пошуку в Інтернеті..

Якщо ви хочете отримати додаткове читання, ось деякі чудові посилання, пов'язані з Raspberry Pi:

• Офіційна документація про рапбію: Від налаштування вашого config.txt до встановлення медіаплеєрів, користувальницька документація Raspbian є зручною посиланням.
• Офіційний блог Raspberry Pi: Якщо ви не стежите за іншими, пов'язані з Raspberry Pi, стежте за офіційним блогом. Вони постійно публікують оновлення на нових розробках Pi, веселих проектах фанатів Пі, а також інших цікавих для ентузіастів Pi. Поки ви перевіряєте блог, не забудьте зупинитися на офіційних форумах.
• MagPi: Неофіційний журнал Raspberry Pi: Опублікований вісім разів на рік, MapPi - вільний і полірований електронний журнал для любителів Pi.
• Raspberry Pi Зображення дисків: Експерименти з Raspberry Pi розподілу так само просто, як захоплення іншої дешевої SD-карти і завантаження її з новим зображенням. Зображення дисків Raspberry Pi є зручним індексом поточних дистрибутивів Linux і Android.
• Список перевірених периферійних даних eLinux.org: Хоча ми згадували про це раніше в нашому підручнику, варто згадати ще раз. Якщо ви намагаєтеся зрозуміти, чому існуючий апаратний пристрій не буде працювати з Pi або хочете підтвердити, що пристрій, який ви шукаєте, ймовірно, працюватиме з вашим Pi, це безцінний ресурс.

---

Маєте спільний проект Raspberry Pi? Є запит на пі-орієнтований підручник? Стріляйте нам по електронній пошті в [email protected] або звук в коментарях.