raspberry pi 3 model a зачем он

Raspberry Pi 3 Model A+: подключение, настройка и начало работы

Используйте Raspberry Pi 3 Model A+ в качестве центрального компьютера в умном доме. Компактная малинка также подойдёт в качестве медиасервера, поможет эмулировать ретро-консоль или станет мозгом вашего робота с компьютерным зрением.

Сравнения: Model A vs Model B vs Zero

Raspberry Pi формфактора Model A — это компромисс между полноразмерными малинками Model B и компактными версиями Model Zero. Для примера сравним Raspberry Pi 3 Model A+ с Raspberry Pi 3 Model B+ и Raspberry Pi Zero W.

Установка и настройка

Для начало работы с одноплатником Raspberry Pi 3 прочитайте мануал по подготовке Raspberry Pi

Элементы платы

Чип SoC Broadcom BCM2837B0

Сердце компьютера Raspberry Pi 3 Model A+ — чип SoC Broadcom BCM2837B0, который выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле). Кристалл включает в себя 4-ядерный процессор CPU Cortex-A53 (ARMv8) с тактовой частотой 1,4 ГГц и графический двухъядерный сопроцессор GPU VideoCore IV с частотой 400 МГц.

Оперативная память LPDDR2 SDRAM

За выполнения и хранения данных в реальном времени на одноплатнике расположена оперативная память SDRAM Elpida B4432BBPA-10-F объёмом 512 МБ, которая делится между CPU и GPU. В зависимости от количества памяти, малины хватит для задач от управления датчиками до создания IPTV приставки для просмотра телеканалов.

Модуль Wi-Fi и Bluetooth

За беспроводную передачу данных отвечает микросхема Cypress CYW43438 с поддержкой Wi-Fi 802.11b/g/n/ac (2,4 и 5 ГГц) и Bluetooth 4.2 с BLE.

Цифровой аудио/видеовыход

Разъём предназначен для вывода цифрового видео и звука на мультимедийные устройства, например на HDMI-дисплеи или мониторы. Для коммуникации используйте HDMI-кабель.

Аналоговый аудио/видеовыход

Комбинированный 4-контактный разъём 3,5 мм служит выходом для аналогового аудио и композитного видео PAL/NTSC.

Разъём питания

Разъём micro-USB предназначен для питания Raspberry Pi.

Потребляемый ток может достигать до 2,5 ампер. Для стабильной работы используйте зарядник на 5 В совместно с кабелем USB (A — Micro USB).

USB-порт

USB-разъём предназначен для подключения мультимедийной периферии: клавиатуры, мыши и других USB-девайсов.

Cлот microSD

Слот предназначен для установки microSD-карты с операционная системой в Raspberry Pi. Перед началом работы запишите свежий образ Raspberry Pi OS на карту памяти или воспользуйтесь готовым решением.

Светодиодная индикация

Пины управления питанием платы и процессора

Пины ввода-вывода

На Raspberry Pi 3 Model A+ находятся 40 контактов GPIO для подключения цифровых датчиков, модулей расширения и другой периферии. Все подробности о пинах читайте в разделе распиновка.

К сожалению, в компьютерах Raspberry Pi нет встроенного аналого-цифрового преобразователя для подключения аналоговых датчиков. Используйте плату расширения Troyka Cap, которая добавит малине аналоговые пины.

Порт CSI

Разъём CSI под шлейф предназначен для подключения MIPI камер для Raspberry Pi.

Порт DSI

Разъём DSI под шлейф предназначен для подключения MIPI дисплеев для Raspberry Pi.

Распиновка

Пины ввода-вывода (GPIO)

Внимание! В отличие от плат Arduino, напряжение логических уровней Raspberry Pi является 3,3 В. Максимальное напряжение, которое могут выдержать вход/выходы составляет 3,3 В а не 5 В. Подав напряжение, например 5 В, можно вывести одноплатник из строя.

Источник

Микрокомпьютер Raspberry Pi 3 A B и Zero

Когда не хватает мощности Arduino, на помощь мейкеру приходит тяжелая артиллерия в виде микрокомпьютеров Raspberry Pi. Чаще всего “малиновые пироги” или “малинки”, как их еще называют, используются в задачах обработки видео, аудио информации и сложных коммуникаций. В этой статье мы познакомимся с Raspberry, узнаем, что такое микрокомпьютер, какие модели сегодня актуальны и как можно использовать это устройство в своих проектах.

Введение в Raspberry Pi

С помощью Raspberry Pi можно сделать умного робота, распознающего своего хозяина или домашний сервер умного дома, передающего по WiFi или Ethernet. Вы можете подключить к микрокомпьютеру датчики, двигатели, реле и многое другое. Таким образом, сферы применения Raspberry и Arduino в DIY проектах сильно пересекаются.

Что такое одноплатные микрокомпьютеры?

Микрокомпьютер – это устройство, имеющего архитектуру полноценного компьютера, но отличающееся своими размерами. Сегодня на рынке представлены сотни(!) различных моделей (включая клоны Raspberry) от десятков производителей и этим рынок одноплатников существенно отличается от рынка обычных компьютеров, на котором между лидерами давно уже распределены все доли рынка.

Микрокомпьютеры чаще всего создаются под конкретные задачи, они не могут конкурировать с обычными компьютерами, уступая им в мощности и удобстве. Но зато они более дешевы, просты, имеют компактный размер и потребляют меньше энергии. Это делает микрокомпьютер важным элементом мобильных автоматизированных систем.

Raspberry Pi является сегодня наиболее известным представителем семейства одноплатных микрокомпьютеров. Это достаточно дешевая и доступная плата начального уровня, которую можно купить во множестве интернет-магазинов. Азиатские производители создали большое количество клонов (Orange Pi, Banana Pi и другие), которые можно использовать в своих проектах. И другим очень важным преимуществом “малинки” является огромное сообщество разработчиков, занимающихся развитием архитектуры и программного обеспечения. Выпущено множество книг, учебных пособий, операционных систем и удобных инструментов, существенно облегчающих начинающим начало работы с системой. Поэтому именно с этим микроконтроллером рекомендуется начинать работу тем, кому уже стал “мелковат” ардуино.

Что такое Raspberry Pi?

Raspberry Pi представляет собой недорогой компьютер размером с кредитную карту, который присоединяется к монитору ПК или телевизору и использует стандартную клавиатуру и мышь. Внешне компьютер представляет собой небольшую четырехслойную печатную плату с USB, HDMI и другими разъемами, слотом для Micro SD, а также гребенкой контактов GPIO. Корпус, карту памяти, клавиатуру, мышь, монитор, блок питания нужно приобретать дополнительно.

При помощи “малинки” можно научиться программировать на языках Scratch и Python. Изначально микрокомпьютер разрабатывался с целью применения для обучения в школах и университетах, поэтому для него существует множество программных пакетов и даже специальная операционная система для детей.

Ключевой особенностью Raspberry является возможность присоединения к нему внешних устройств и управления ими с помощью различных программных пакетов (наиболее популярным является Python). Всевозможные датчики, светодиоды, двигатели, реле и другие электронные компоненты могут подключаться через GPIO контакты так же, как к Arduino. Поэтому мы можем существенно расширять функционал микрокомпьютера, создавая из него рабочую станции для каждого конкретного проекта.

Но даже без внешних устройств этот микрокомпьютер выполняет все функции обычного настольного ПК, пусть даже не очень быстрого. С его помощью работать в интернете, воспроизводить видео и аудиофайлы, обрабатывать тексты, создавать таблицы. Естественно, микрокомпьютер не может на равных конкурировать с обычным ПК – он всегда работает медленнее. Но с определенными не слишком тяжелыми приложениями микрокомпьютер справляется отлично. В качестве базовой операционной системы для Raspberry Pi используется Linux, есть множество клонов, адаптированных конкретно для этого микроконтроллера. У нас на сайте вы можете найти статью с обзором операционных систем для Raspberry Pi.

История появления Raspberry

Разработчиком прибора является британская фирма Raspberry Pi Foundation. Первый образец был представлен Дэвидом Брэбеном в мае 2011 года. Начало производства первой партии модели В датируется январем 2012 годом. С тех пор ежегодно компьютер модернизировался, и в продажу поступали более совершенные компьютеры.

История выпуска моделей:

Распиновка платы Raspberry Pi model A+

Model A+ является бюджетной версией платы Raspberry Pi. Устройство выпущено в 2014 году на замену оригинальной Model A. Плата представлена на рисунке ниже.

В отличие от предыдущей модели А+ обладает следующими характеристиками:

Распиновка представлена на рисунке

1, 17 контакты – питание 3,3 В.

2, 4 контакты – напряжение питания 5 В. Подключено напрямую к входному напряжению платы.

3 – выход SDA (один из I2C-пинов на плате).

5 – SCl (также одни из I2C-выходов на плате).

6, 9, 14, 20, 25,30, 34, 39 – Земля. Все заземляющие контакты соединены, можно использовать любой выход, который ближе к оставшимся элементам.

8 – TXD, один из 2 UART-выходов, отвечающий за передачу данных. UART-контакты обычно используют для взаимосвязи Ардуино и Raspberry Pi. Важно правильно соединять платы, так как Pi питается от напряжения 3,3 В, а ардуино – от 5 В.

10 – RXD, выход для UART, отвечающий за прием данных.

11, 13, 15, 16, 18, 22, 29, 3, 32, 33, 36, 37 – зарезервированные контакты.

12 – PCM_C вывод, который используется совместно со специальным ШИМ-методом. Обеспечивает прямой доступ к памяти.

19, 38 – MOSI-контакты.

21, 35 – MISO-контакты.

23, 40 – SCLK-контакты.

24, 26 – CS0 и CS1 выходы.

27,28 – ID_SD, зарезервированы для I2C коммуникации с энергонезависимой памятью.

Плата Raspberry Pi Model A+ используется в проектах, в которых важно поддерживать низкое энергопотребление и где не требуется наличие интерфейса Ethernet.

Плата Raspberry Pi 3 model B

Raspberry Pi model B является наиболее распространенной платой. По сравнению со своим предшественником Pi 2 Model B обладает 64-битным процессором ARM Cortex-A53 и встроенным Wi-Fi и Bluetooth. Плата имеет 1 ГБ оперативной памяти, которая делится с графической системой. Способов применения платы множество – с их помощью можно создавать игровые приставки, охранные системы, планшеты и прочие электронные устройства.

Для подключения наушников и колонок имеется 3,5-миллимитровый разъем. Также имеется 4 USB-выхода, к которым можно присоединять периферию. Подключение различных модулей осуществляется через 15-пиновые слоты:

Для низкоуровневых интерфейсов используются выходы:

Для коммуникации используются интерфейсы Ethernet, Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1. В качестве жесткого диска плата использует microSD-карту с установленной на ней операционной системой. Карту памяти лучше использовать объемом в 8 ГБ. Raspberry Pi model B использует операционную систему Linux.

Питание устройства осуществляется адаптером на 5 В через USB разъем или выходы питания. Специальный выключатель питания отсутствует на Raspberry Pi, чтобы включить устройство, достаточно просто подключить кабель питания.

Плата Raspberry Pi model Zero

Серия плат model Zero отличается от своих предшественников меньшими размерами. Существует 2 вида плат этого вида – model Zero и новая версия Zero W. Вторая отличается только наличием Wi-fi и Bluetooth на борту.

Технические характеристики Raspberry Zero:

Расположение выходов и распиновка представлены на рисунке. Плата оснащена 40 портами входа-выхода общего назначения, UART, I2C, SPI, выходами питания 3,3 В и 5 В и землей. Важно отметить, что разъем не припаян и требуется самостоятельный монтаж.

Новая модель Zero W использует microSD, в отличие от старшей модели, которая использует miniSD для работы. Флеш-карта используется в качестве носителя, ее объем должен быть не менее 2 ГБ. Питание платы осуществляется при помощи 5-вольтового адапрета через пины питания или микро-USB вход.

Из недостатков можно отметить малую скорость выполнения по сравнению с Raspberry Pi 3 model B. Но по сравнению с B Zero обладает меньшими размерами, что позволяет использовать его в миниатюрных разработках. Используется Raspberry Pi model Zero в тех же сферах, что и остальные компьютеры этого семейства. Плата может быть оснащена периферийными устройствами, блоком питания, экраном. С помощью этих микрокомпьютеров создаются системы видеонаблюдения, игровые системы, бытовые приборы. Наличие Wi-Fi и Bluetooth позволяет расширить диапазон применения. Одновременно с выпуском Raspberry Pi model Zero W компания представила линейку корпусов для компьютера. Корпусы оснащены отверстием для разъема GPIO и установки камеры.

Сравнение моделей Raspberry Pi

Оперативная память

Платы Model A и Model A+ обладают наименьшим объемом памяти – всего 256 МБ. Model B до октября 2012 года также обладала объемом в 256 МБ, после объем был увеличен до 512 МБ, как и у Model B+. В плате Raspberry Pi 3 – наибольший размер памяти, 1 ГБ.

USB порты

Платы Model A и Model A+ оснащены одним портом USB 2.0, в версии Model B количество портов увеличено до двух, а в Model B+ и Pi 3 до четырех. Наиболее заметные изменения у Raspberry Pi Zero – в ней появился один разъем 1 Micro USB OTG.

Аудиовыходы

По этому параметру также отличается модель Raspberry Pi Zero – в этой плате 3,5-миллиметровый джэк, HDMI заменен на многоканальный HD звук через HDMI.

Формат карты памяти

Для моделей A и B использовались карты памяти SD / MMC / SDIO. Все последующие модели используют MicroSD карту.

Количество портов

Модели A и B оснащены 26-выводным GPIO разъёмом, в следующих моделях это число увеличено до 40.

Потребление энергии

Самым энергосберегающим устройством является Raspberry Pi Zero – она использует всего 160 мА. Наибольшее потребление энергии – у платы Raspberry Pi 3 (800 мА-2.5 мА,4 Вт). Первая модель А потребляет 300 мА (1,5 Вт), модели B, A+, B+ требуют порядка 600-700 мА.

Размеры

Самое миниатюрное устройство – Raspberry Pi Zero, его габариты 65.0 x 30.0 мм x 5мм. Немного больше модель А+, у которой размеры равны 65.0 x 56.0 мм x 12мм. Остальные платы обладают примерно одинаковым размером 85.0 x 56.0 мм x 17мм.

Где купить Raspberry Pi

Благодаря огромной популярности микрокомпьютеров Raspberry Pi их можно приобрести в любой точке мира в любом магазине. Но официальными продавцами считаются только 2 европейские фирмы – это «RS Components» и «Element 14». Обе фирмы поставляют мини-компьютеры в упаковках с различным дизайном, но товары от обоих поставщиков сделаны в Англии.

Со временем появились и китайские аналоги, которые можно купить на AliExpress. Сразу же возникает вопрос о подлинности этих гаджетов. Анализ китайской и английской версии можно провести, сравнив их рабочие характеристики, производительность процессора, памяти.

Процессор в оригинальной английской версии работает немного быстрее китайского аналога, то же самое касается и оперативной памяти. Отличия в работе минимальны, из чего можно сделать вывод, что китайская версия Raspberry Pi не хуже по своим рабочим параметрам.

Примеры проектов с Raspberry Pi

Управление портативной метеостанцией. При помощи Raspberry Pi можно реализовать устройство, которое будет записывать все метеоданные – скорость ветра, температуру, осадки. Можно запрограммировать устройство на автообновление сайта с погодными условиями.

Цифровая фоторамка. При помощи Raspberry P можно самостоятельно изготовить рамку для фотографий, сэкономив при этом примерно половину стоимости. Фоторамка – это медиа-панель, которая управляется Raspberry P. Рамку можно модернизировать – она будет показывать не только фотоснимки, но и дату и время, воспроизводить аудиозаписи, показывать прогноз погоды.

Система автоматизации в доме. Если совместить Raspberry Pi с Ардуино и программой Node.js, можно создать эффективный способ управления всеми электронными устройствами в доме. Вариантов работы много – автоматическое включение и выключение света при помощи датчика освещения, включение/выключение телевизора, регулирование температурного режима в доме.

При помощи платы Raspberry Pi можно реализовывать самые разные проекты – от музыкальных инструментов до фотоаппаратов и планшетов. Причем использование этой платы может существенно снизить стоимость самодельного прибора.

Источник

Что такое Raspberry Pi: мини-ПК от 20 долларов — не просто игрушка

Там, где полноценный компьютер использовать неудобно из-за его размеров и энергопотребления, наиболее привлекательно выглядят небольшие девайсы вроде Raspberry Pi, которые лишены перечисленных выше недостатков, и, хотя не столь мощны, без проблем справляются с разного рода проектами.

Содержание

Что такое Raspberry Pi

Raspberry Pi — это одноплатный компьютер, построенный на ARM-архитектуре и обладающий небольшой ценой и скромными габаритами. У него есть процессор, ОЗУ, видеоускоритель, а некоторые вариации обладают множеством полноценных разъёмов, включая USB, Ethernet и microHDMI. Иными словами, он полностью готов к работе из коробки. Микрокомпьютер разрабатывается британской компанией Raspberry Pi Foundation. Изначально разработанный для обучения, Raspberry Pi обрёл широкое распространение среди энтузиастов.

Для чего нужен Raspberry Pi

Существует невообразимое множество способов использования этого одноплатника, но пока что стоит рассказать лишь о самых очевидных.

Хаб для умного дома

Умные лампочки, розетки, датчики и даже чайники — сейчас многие отдают предпочтение интеллектуальным гаджетам, которыми можно управлять удалённо через смартфон или планшет. Главное преимущество таких девайсов в том, что их можно автоматизировать: к примеру, когда датчик влаги фиксирует слишком сухой воздух в комнате, умный увлажнитель включается и начинает работать до тех пор, пока всё тот же датчик не определит влажность в доме как приемлемую и не остановит его. Данный сценарий может выполняться как по команде пользователя, так и без его ведома.

Проблема лишь в том, что умные гаджеты от разных производителей порой нельзя настроить на взаимодействие друг с другом. А для владельцев смартфонов от Apple отдельным препятствием становится невозможность подключить девайсы к системе умного дома Apple Homekit. Raspberry Pi решает это — благодаря программам HomeBridge или Home Assistant этот одноплатный компьютер может выступать в роли хаба, который объединяет все умные устройства в одну «сеть». Такое решение даёт свободу для настройки автоматизации на Android и iOS, а также нивелирует отсутствие официальной поддержки девайсом платформы Apple HomeKit.

Сетевое хранилище

Сетевое хранилище (NAS) — это домашний сервер, в котором можно хранить важные файлы, бэкапы, фильмы, фотографии или музыку. Готовые решения для этого стоят дорого, а вариант с компьютером из дешёвых комплектующих занимает много пространства и потребляет энергии куда больше, чем компактный одноплатник. Поэтому для создания простого домашнего NAS последнего в лице Raspberry Pi будет более чем достаточно. Желательно выбрать модель с портом Gigabit Ethernet и USB 3.0, чтобы скорость передачи данных не разочаровывала. Какие версии обладают подобным функционалом — об этом в разделе ниже.

Медиаплеер

Самая удобная вещь для просмотра фильмов дома — медиаплеер. Мощные версии Raspberry Pi несложно превратить в самый настоящий медиакомбайн, способный «крутить» видеофайлы из домашнего сетевого хранилища или стримить торренты без загрузки. На 4K-видео рассчитывать не стоит, но Full HD, скорее всего, потянет. Как и в случае с NAS, лучше всего использовать для подобных целей варианты с быстрым Ethernet и USB 3.0 — подключение внешних накопителей также может пригодиться.

Блокировщик рекламы

Популярные расширения для браузеров для блокировки рекламы доступны не на всех устройствах. Smart TV, iPhone с Google Chrome, да даже мобильные приложения — все они не лишены рекламы, и избавиться от неё с помощью расширений невозможно. Зато самый недорогой Raspberry можно быстро приспособить в качестве DNS-фильтра, блокирующего любые запросы к сайтам с рекламой. Настраивается такой блокировщик очень просто, а возможности веб-интерфейса не ограничиваются базовыми функциями и статистикой.

Игровая ретроконсоль или аналог Steam Link

Найти оригинальную ретроконсоль и диски или картриджи к ней сложно и дорого, ПК с эмулятором зачастую неудобно подключать к телевизору, зато Raspberry Pi легко перенести из одного места в другое, а её производительности хватит для эмуляции первой PlayStation. Помимо этого, одноплатник можно использовать для трансляции современных игр с основного ПК через приложение Steam Link. В таком случае, опять же, нужен быстрый и стабильный интернет, доступный лишь на топовых моделях Raspberry.

Какой Raspberry Pi выбрать

Первые Raspberry Pi поступили в продажу ещё в 2012 году, и с тех пор устройство претерпело множество изменений, что в конечном итоге вылилось в различные вариации. Их довольно много, и рассказывать обо всех смысла нет. Поэтому ниже я приведу список только тех версий, которые, на мой взгляд, являются актуальными и достойны покупки.

Pi Zero W — дешёвый и компактный

Базовый и самый доступный Raspberry Pi с одноядерным процессором и 512 МБ ОЗУ подойдёт только для решений, где важна компактность. В иных случаях стоит отдать предпочтение более производительным моделям. От обычного Pi Zero он отличается лишь наличием беспроводных интерфейсов Bluetooth и Wi-Fi, которые задействуются в большинстве интересных проектов. Данный девайс слишком слабый для ТВ-приставки или обычной офисной работы, зато он справится с блокировкой рекламы или обслуживанием девайсов для умного дома. Важно уточнить, что у него отсутствуют порты USB и Ethernet.

Pi 3 Model B+ — старый, но актуальный

От обычной Pi 3 Model B эта версия отличается наличием более быстрого четырёхъядерного процессора Broadcom BCM2837B0, порта Gigabit Ethernet с пропускной способностью до 300 Мбит/с, технологии Power over Ethernet, а также поддержкой Wi-Fi 5 ГГц. Можно немного сэкономить, взяв Model B, если всё это не так важно, но для большинства юзкейсов эти фичи будут крайне полезны. Хотя этой версии Raspberry должно хватить для реализации многих идей, 1 ГБ ОЗУ может стать «бутылочным горлышком».

Pi Compute Module 3+ — как 3B+, но ещё меньше

Вычислительная плата представляет из себя всё тот же Raspberry Pi 3 Model B+ по начинке, но в более компактном форм-факторе. У девайса нет портов — добавить их можно только при помощи платы Compute Module 1/3/3+ IO Board. На ней расположен разъём DDR2 SODIMM, в который вставляется вычислительная плата. Сама компания позиционирует Compute Module 3+ как девайс для интеграции с другими продуктами, нежели как решение для отдельного использования.

Pi 4 Model B — флагман среди всех Raspberry

Самая флагманская Raspberry, доступная на сегодняшний день. Процессор, конечно, таковым не назовёшь — устаревший Broadcom BCM2711 с четырьмя ядрами Cortex-A72. Но в линейке мини-компьютеров решений производительнее пока нет. На выбор доступно 2, 4 или 8 ГБ оперативной памяти. Последний вариант на текущий момент избыточен для большинства ситуаций, но будет полезен для тех, кто разворачивает сразу несколько виртуальных машин или использует RAM-диск. Кстати, в этой модели наконец-то появились 2 быстрых порта USB 3.0 и Bluetooth 5.0.

Pi Compute Module 4 — «облегчённый» Pi 4B

Как и Compute Module 3+, является упрощенной версией обычной модели. Форм-фактор модуля сменился — больше никакого DDR2 SODIMM. Преимущества Pi Compute Module 4 заключаются в компактности и более низкой цене — остальные характеристики идентичны Raspberry Pi 4. Портов всё так же нет — для этого нужно докупать IO Board. У последней есть важная особенность в виде слота PCIe Gen 2 ×1. К нему уже можно подключать периферию вроде хабов USB 3.0 и сетевых карт, правда, поддерживаются далеко не все устройства.

Pi 400 — готовое решение для работы

Недавно представленная Pi 400 представляет из себя облачённую в совмещённый с клавиатурой корпус обычную Pi 4 Model B, но без Jack 3,5-мм и Power over Ethernet. Стоит отметить наличие более свежей ревизии процессора относительно предшественника: благодаря этому базовая частота чипа на 0,3 ГГц выше, а разогнать его удаётся до 2,2 ГГц, в то время как раньше максимум был зафиксирован на отметке 2,147 ГГц. Кроме того, внутри корпуса расположена металлическая пластина, выполняющая роль радиатора, которая эффективно отводит тепло, нагревая в большей степени порты, расположенные сзади.

Источник