Raspberry Pi

Archív NXT

22.1.2014

Vývoj open source softvéru a súčasná minimalizácia výrobných nákladov mikročipov umožňujú vznik najrôznorodejších mikropočítačov, ktoré okrem minimálnej veľkosti prinášajú aj bohaté možnosti rozšírenia funkcionality. Rôzne modely mikropočítačov pribúdajú ako huby po daždi a azda najvýraznejším príkladom úspešnosti takýchto platforiem je projekt Raspberry Pi, za ktorým stojí početná komunita nadšencov a vývojárov.

Raspberry Pi Model B obsahuje na rozdiel od lacnejšieho modelu aj sieťový konektor, druhý port USB a zdvojenú pamäť RAM

Nízka cena spoločne so širokou softvérovou základňou stavia Raspberry Pi medzi najvýznamnejšie výučbové projekty súčasnosti. Mikropočítaču tak prídu na chuť nielen úplní začiatočníci, pre ktorých je na internete dostupné množstvo softvérových balíčkov a návodov, ale aj profesionáli, ktorí si radi upravia linuxový kernel podľa svojich požiadaviek. Dostupný a zväčša bezplatný softvér spoločne s bohatými vstupno-výstupnými rozhraniami umožňujú jednoduché rozšírenie funkcionality Raspberry Pi. Použitie vhodných hardvérových modulov a softvéru premieňa tento maličký počítač na takmer ľubovoľné zariadenie od fotopasce až po lacný full HD videoprehrávač.

Kamerový modul nájde uplatnenie najmä v programoch zobrazujúcich rozšírenú realitu

Názorný príklad rozšíriteľnosti je aj testovaný kamerový modul, ktorého cieľom nie je nahradiť domáci fotoaparát, ale vhodným spôsobom zakomponovať digitálne spracovanie obrazu do používateľských programov. Snímaný obraz tak možno dynamicky doplniť a zobrazovať v podobe rozšírenej reality, kde sa k nemu pridávajú ďalšie objekty alebo informácie. Nemenej zaujímavé riešenie je aj postavenie si vlastnej fotopasce, ktorá sníma prostredie a v prípade detekcie pohybu spustí alarm a automaticky odošle nasnímaný obrázok na zvolenú e-mailovú adresu. Poskytované možnosti sú prakticky neobmedzené a záleží len na programátorovi, akým spôsobom bude spracúvať snímaný obraz. Napriek minimalistickým rozmerom 25 × 20 × 9 mm nepatrí kamerový modul medzi vykopávky. Senzor Omnivision 5647 poskytuje maximálne rozlíšenie fotografií až 2592 × 1944 bodov a dokáže zaznamenávať video vo full HD rozlíšení. Pomocou rozhrania GPIO sa k Raspberry Pi dajú pripojiť aj vlastné navrhnuté periférie, ktoré môžu pozostávať z rôznych senzorov a akčných členov.

Prototypovací modul umožňuje jednoduchý návrh a realizáciu vlastných periférií

Návrhom vlastných periférií si začínajúci programátor osvojí kompletné základy nízkoúrovňového a systémového programovania. Zaujímavým projektom môže byť napríklad automatické zavlažovanie skleníka, ktoré sa bude regulovať na základe informácií zo senzora vlhkosti pôdy. Takýto projekt následne možno jednoducho rozšíriť o webový server, ktorý bude informovať používateľov o aktuálnom stave sledovaných veličín. Podobné možnosti síce poskytuje aj projekt Arduino, ale výhoda Raspberry Pi a ďalších minipočítačov spočíva v použití operačného systému, ktorý poskytuje rozsiahlejšiu funkcionalitu ako v prípade riadiaceho firmvéru stavaného na mieru.

Základný stavebný prvok Raspberry Pi je čip SoC, ktorý integruje procesor, grafickú kartu, pamäť a vstupno-výstupné rozhrania v jednom kompaktnom balení. Použitý procesor s frekvenciou 700 MHz síce nie je najvýkonnejší, ale na jednoduché činnosti poskytuje dostatočný výkon. Pre náročnejších používateľov je k dispozícii aj možnosť pretaktovania, ktorá umožňuje bez straty záruky zvýšiť frekvenciu až na 1 GHz. Integrovaná grafická karta takisto neohúri svojím výkonom, nechýba jej však hardvérová akcelerácia videí až do full HD rozlíšenia.

Mikropočítač Raspberry Pi je dostupný v dvoch rôznych vyhotoveniach. Drahší model B obsahuje na rozdiel od modelu A aj vstavanú sieťovú kartu a druhý port USB. Výhodná je aj dvojnásobná kapacita pamäte, kde 512 MB poskytuje slušný základ aj pre náročnejšie programy. Napriek absencii sieťovej karty pri modeli A nemusíte ihneď siahnuť po drahšom modeli, stačí k portu USB pripojiť hub a na rozšírené porty následne pripojiť USB Wi-Fi a ďalšie periférie. Takéto riešenie je síce menej elegantné, svoj účel však plnohodnotne spĺňa.

K Raspberry Pi sú okrem rôznych rozširujúcich modulov dostupné aj efektné skrinky, ktoré ho ochraňujú pred poškodením

Dôležitý je najmä výber vhodného napájacieho zdroja, keďže model B bez periférií spotrebúva až 3,5 W, čo je vyššia hodnota, ako povoľuje štandard USB 2.0. Na napájanie mikropočítača aj s perifériami si preto pripravte výkonnejší adaptér s maximálnym prúdovým zaťažením aspoň 1,5 A. Keďže mikropočítač Raspberry Pi je založený na procesore ARM, nemožno na ňom prevádzkovať plnohodnotný Windows. To však nepredstavuje vážnejší problém, keďže v základnom inštalačnom balíčku sú k dispozícii vhodnejšie operačné systémy Raspbian, Pidora, RISC OS, RaspBMC, Arch a OpenELEC.

Každý z týchto systémov ponúka rôzne výhody, ale na základné použitie je najvhodnejší Raspbian, ktorý vznikol optimalizáciou obľúbenej linuxovej distribúcie Debian Wheezy. Dodatočný softvér sa tak dá jednoducho inštalovať balíčkovacím systémom. Pri multimediálnom použití odporúčame nainštalovať RaspBMC, ktorý dokáže priamo z prehľadného používateľského prostredia prehrávať multimediálne súbory uložené na domácom serveri NAS alebo na internete. Raspberry Pi tak po inštalácii systému na kartu SD môže slúžiť aj ako lacný prehrávač full HD videí. Ponúkané možnosti sú prakticky neobmedzené a azda jediné výraznejšie obmedzenie je použitý mikroprocesor, ktorého výkon nemusí uspokojiť náročnejšieho používateľa. Z tohto pohľadu existujú aj výkonnejšie mikropočítače podobného zamerania, no Raspberry Pi je unikátny najmä rozšírenosťou používateľskej a softvérovej základne.

Raspberry - nahlad 01.jpg