คู่มือเริ่มต้นสำหรับ Raspberry Pi

มันเป็นสิ่งเล็กน้อยที่นับ

หลายคนตั้งคำถามว่าคำว่าInternet of Things (IoT)หมายถึงอะไรหรือหมายถึงอะไร พูดง่ายๆว่าIoTเป็นคำศัพท์สำหรับการจัดหมวดหมู่สิ่งที่สามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้ ซึ่งรวมถึง Alexa, HomePod, นาฬิกา Android, ตู้เย็นอัจฉริยะของ Samsung และอื่น ๆ อีกมากมาย แม้ว่าคุณจะรู้ว่า IoT เป็นคำที่มีไว้เพื่ออธิบายกลุ่มอุปกรณ์เล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่พูดคุยกัน แต่ก็ยังค่อนข้างไม่ชัดเจนว่าอุปกรณ์เล็ก ๆ เหล่านี้ทำในสิ่งที่พวกเขาทำอย่างไร

ในทางตรงกันข้ามทุกคนรู้โดยทั่วไปว่า Macbook หรือคอมพิวเตอร์ทำอะไรได้บ้างและสามารถทำอะไรได้บ้าง ที่น่าสนใจคือภายในของอุปกรณ์ IoT เหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับคอมพิวเตอร์ที่เราใช้ทุกวันซึ่งรวมถึงหน่วยประมวลผลหน่วยความจำเครือข่ายและ / หรือโมดูลบลูทู ธ และเซ็นเซอร์อื่น ๆ

สิ่งที่หลายคนไม่ทราบคือการสร้างIoTของคุณเองนั้นง่ายเพียงใดอุปกรณ์โดยใช้คอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ในความเป็นจริงคุณอาจสงสัยว่ามีคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่พร้อมใช้งานราคาถูกและมีประสิทธิภาพหรือไม่ ข่าวดีก็คือมันมีอยู่จริงและมันเป็นเรื่องจริงที่มีประสิทธิภาพ

Raspberry Pi นั้นแน่นอน

Raspberry Pi เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่พอดีมือของคุณ อย่าหลงกลกับขนาดของมันและเพียงแค่ดูข้อมูลจำเพาะของฮาร์ดแวร์สำหรับ Raspberry Pi รุ่นล่าสุด (3+)

  • 1.4 GHz 64 บิต Quad-Core ARM Cortex-A53, RAM 1GB
  • 2.4 / 5Ghz ดูอัลแบนด์ 802.11ac LAN ไร้สาย, อีเธอร์เน็ต 10/100 / 1000Mbps
  • บลูทู ธ 4.2
  • พอร์ต USB 4 พอร์ต, พอร์ต HDMI แบบเต็ม, แจ็คเสียง 3.5 มม. และพอร์ตวิดีโอคอมโพสิต, ขา 40 GPIO
  • ช่องเสียบการ์ด Micro SD, แกนกราฟิก VideoCore IV 3D, อินเทอร์เฟซกล้อง (CSI), อินเทอร์เฟซการแสดงผล (DSI),

อย่างที่คุณเห็นสัตว์ร้ายตัวนี้มี CPU Quad-Core, ไร้สายที่รวดเร็ว, โมดูลบลูทู ธ และ RAM เพียงพอสำหรับทำสิ่งต่างๆส่วนใหญ่ที่คุณทำบนคอมพิวเตอร์ ยังดีกว่านี้ราคาเพียง 35 เหรียญหรือประมาณอาหารมื้อเย็นที่เหมาะสม (หรือขนมปังปิ้งอะโวคาโด 3 ชิ้นใน SF)

Raspberry Pis มีหลักการตั้งชื่อที่น่าสนใจ โดยแบ่งตามชื่อรุ่นและรุ่น ชื่อรุ่นประกอบด้วย A, A +, B, B +, Zero และ Compute Module (Compute Module มีไว้สำหรับงานอุตสาหกรรมเป็นหลักดังนั้นเราจะไม่แตะต้องมันในบทความนี้)

แต่ละรุ่นมีความแตกต่างกันตามขั้วต่อที่มีและขนาดของแผงวงจรหลัก จนถึงขณะนี้มีหลายรุ่นที่สร้างขึ้นซึ่งส่วนใหญ่แบ่งตามตัวเลขตั้งแต่ 1 ถึง 3 แต่ละรุ่นมีความแตกต่างกันตามประสิทธิภาพของชิปเป็นหลัก ล่าสุดและรุ่นที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเรียกว่าราสเบอร์รี่ Pi 3+ รุ่น B +

เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงนี่คือภาพบางส่วนที่แสดงว่ามีชิ้นส่วนใดบ้างในแต่ละรุ่น

แต่ละรุ่นมีการแลกเปลี่ยนของตัวเอง ตัวอย่างเช่น Raspberry Pi Model Zero มีขนาดเล็กที่สุดและใช้พลังงานเพียง 100 mA (0.5W) โดยเฉลี่ย (เดสก์ท็อปโดยเฉลี่ยมีแหล่งจ่ายไฟ 200 ~ 1400W) แต่มีเฉพาะ CPU แบบ single-core มี RAM ต่ำกว่าและไม่มีพอร์ต HDMI เต็มรูปแบบ

อย่างไรก็ตามขนาดที่เล็กลงทำให้สามารถใส่เข้าไปในช่องว่างได้มากขึ้นซึ่งทำให้มีประโยชน์สำหรับการสร้างอุปกรณ์ที่มีพื้นที่ จำกัด และมีพลังงาน จำกัด ดังนั้นการมีหลายรุ่นให้เลือกเพิ่มตัวเลือกสำหรับโครงการของคุณ

มันใช้ซอฟต์แวร์อะไร

น่าเสียดายที่ Raspberry Pi ไม่ได้ใช้งาน Mac OS X หรือ Windows แต่จะเรียกใช้ Linux เวอร์ชันที่เรียกว่า Raspbian คุณสามารถเลือกที่จะติดตั้ง Raspbian บนการ์ด micro SD ด้วยตัวเองโดยใช้โปรแกรมติดตั้ง NOOBS หรือซื้อการ์ด micro SD ที่โหลดไว้ล่วงหน้าเช่นเดียวกับที่เห็นที่นี่ เมื่อคุณเสียบการ์ด micro SD ที่ติดตั้ง Raspbian และเปิด Raspberry Pi คุณจะได้รับหน้าจอการโหลดดังต่อไปนี้:

อย่างที่คุณเห็นเดสก์ท็อปดูเหมือนเดสก์ท็อปทั่วไปบนพีซีขนาดใหญ่ของคุณ ตามค่าเริ่มต้นคุณจะได้รับเว็บเบราว์เซอร์เทอร์มินัลโปรแกรมดูรูปภาพเครื่องคิดเลขและคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมาย

Raspbian ยังให้คุณติดตั้งซอฟต์แวร์จำนวนมากจากที่เก็บซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สของตัวเองโดยไม่มีค่าใช้จ่าย ขั้นตอนการติดตั้งซอฟต์แวร์นั้นค่อนข้างง่าย คุณสามารถใช้คำสั่งapt-getซึ่งเป็นคำสั่ง Linux ที่เป็นที่นิยมเพื่อติดตั้งซอฟต์แวร์จากที่เก็บต่างๆเพื่อติดตั้งซอฟต์แวร์ที่มีอยู่

ตัวอย่างเช่นsudo apt-get install scratch2จะติดตั้งภาษาโปรแกรมเริ่มต้นที่เป็นที่นิยม เรียกดูที่เก็บต่างๆและ StackOverflow และในไม่ช้าคุณจะรู้ว่าคุณสามารถทำอะไรก็ได้กับอุปกรณ์เหล่านี้

คุณสามารถทำอะไรได้บ้างกับสิ่งนี้?

โอเคตอนนี้คุณมีคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้งานซอฟต์แวร์ฟรีมากมาย คุณสามารถทำอะไรได้บ้าง? นี่คือโครงการ Python ที่ง่ายและสนุกที่ฉันได้นำไปใช้กับกลุ่มนักเรียนมัธยมต้นซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชั้นเรียนเขียนโค้ด

การใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิ / ความชื้น / ความดันที่เข้ากันได้กับ Raspberry Pi พร้อมหน้าจอ LED ฉันได้สอนแนวคิดเรื่องการสุ่มโดยใช้สีสุ่มบนหน้าจอ LED แทนที่จะเป็นตัวเลข นักเรียนของฉันชอบวิธีที่พวกเขาสามารถโต้ตอบกับรหัสของตนเองทั้งทางสายตาและทางกายภาพ คุณสามารถดูวิดีโอของโครงการได้ที่นี่:

เรายังสร้างเครื่องคิดเลขอุปกรณ์เล่นเกมสถานีตรวจอากาศและอื่น ๆ อีกมากมายด้วยการใช้อุปกรณ์เดียวกัน ฉันพบว่าพวกเขาเป็นวิธีที่มีประโยชน์และคุ้มค่าในการสอนการเขียนโปรแกรมเบื้องต้นให้กับนักเรียนรุ่นใหม่ ฉันวางแผนที่จะกล่าวถึงรายละเอียดหลักสูตรของฉันในบทความอื่น ๆ

เพื่อนร่วมงานคนหนึ่งของฉันที่สแตนฟอร์ดได้สร้างเครื่องชงกาแฟเอสเปรสโซ Raspberry Pi แบบกำหนดเองเพื่อปกป้องกาแฟอันล้ำค่าของเรา แนวคิดนี้ค่อนข้างคล้ายกับล็อคประตู Raspberry Pi อย่างที่เห็นที่นี่

มีบทความมากมายเกี่ยวกับการใช้ Raspberry Pi เพื่อสร้างอุปกรณ์ IoT ที่สนุกและมีประโยชน์ นี่คือรายการบางส่วนที่ฉันพบ: Raspberry Pi Security Camera, Raspberry Pi Media Center, Raspberry Pi Code Club

ห่อ

ฉันหวังว่าบทความนี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกพื้นฐานเกี่ยวกับ Raspberry Pis คืออะไรสร้างขึ้นอย่างไรและใช้เพื่ออะไร นอกจากนี้ฉันหวังว่าบทความนี้จะอธิบายความหมายของ IoT ได้อย่างชัดเจน

โดยพื้นฐานแล้ว IoT คือการเคลื่อนไหวเพื่อเชื่อมต่อสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ นับล้านโดยใช้อินเทอร์เน็ตและ Raspberry Pi เป็นวิธีหนึ่งในการขับเคลื่อนสิ่งเล็ก ๆ เหล่านั้น ฉันเชื่ออย่างแท้จริงว่าอนาคตอยู่ใน IoT และฉันหวังว่าทุกคนจะพยายามมีส่วนร่วมในการนำมันมาใกล้เราอีกขั้น

มันเป็นสิ่งเล็กน้อยที่มีค่านับร้อย ๆ ตัว - Cliff Shaw

นี่เป็นบทความแรกของฉันเกี่ยวกับ Medium! ความคิดเห็นใด ๆ สำหรับการแก้ไขการปรับปรุงและการปรบมือยินดีเป็นอย่างยิ่ง!