Raspberry Pi – это инновационный продукт от английских разработчиков. Их главной целью было популяризировать компьютерное образование среди широких слоев населения, сделать программирование более обширной и доступной дисциплиной и побудить больше людей создавать что-то новое при помощи новых технологий.

Название продукта Raspberry Pi означает «малиновый пирог» , компания-производитель таким образом сделала акцент на том, что этот компьютер предназначен в первую очередь для детей.

Что представляет собой это изобретение, и каково применение Raspberry Pi в современном мире, об этом мы и расскажем ниже.

Особенности компьютера Raspberry Pi

Устройство Raspberry Pi представляет собой маленький компьютер в виде одной платы без корпуса. Разработчики призывают так детей и взрослых обращать внимание не только на пользование компьютерами, но и на его изучение изнутри, а также предлагают задействовать фантазию и сделать другим что-то свое на базе этого компьютера.

Как полагают разработчики, устройство Raspberry Pi должно выполнять такие образовательные цели:

• заинтересовывать школьников развивать навыки программирования;
• способствовать в начинаниях молодых программистов;
• помогать опытным компьютерщикам открывать новые горизонты, и делать новые достижения в области программирования.

В родной стране устройства Raspberry Pi – Великобритании, его полный комплект можно приобрести всего за 75 фунтов. Сам комплект при этом состоит из таких составляющих:

• самого мини-компьютера Raspberry Pi модели В;
• микро- CD (8 гигабайт);
• клавиатуры;
• оптической мыши;
• микро-адаптера CD Card ;
• источника питания;
• кабелей HDMI и микро USB .

Первая партия Raspberry Pi производилась в Поднебесной, но с конца 2012 года производство целиком перенесено в Великобританию, на завод в Пенкойде (Уэльс). В среднем, завод производит порядка 40 тысяч мини-компьютеров Raspberry Pi в неделю.

Технические характеристики Raspberry Pi

Итак, какие же технические характеристики этого уникального компьютера без корпуса, давайте выясним:

Применение компьютера Raspberry Pi для дома

Наиболее применяемая модель мини-компьютера Raspberry Pi – это модель В на 215 Мб оперативной памяти с поддержкой Ethernet . Также есть еще одна модификация прибора, в которой компоненты размещены более компактно, также она имеет четыре порта USB , количество портов ввода и вывода GPIO в ней существенно больше, кроме того, отсутствует композитный видеовыход.

Сферы применения компьютера Raspberry Pi достаточно широки. Несмотря на то что этот прибор не слишком мощный, но при этом это вполне полноценный компьютер. Если вам нужна машина для решения простейших задач, которые не требуют применения мощных ресурсов в плане вычисления, то вы смело можете подключать к устройству Raspberry Pi стандартные элементы машины:

• монитор;
• мышь;
• клавиатуру;
• подключение любого дистрибутива ОС Linux .

В домашних условиях устройство Raspberry Pi вы можете использовать в таких целях:

• создание домашнего медиа-сервера;
• как сервер хранения данных;
• в качестве «мозгового центра» для автоматизированных станков или роботов;
• как сервер домашней автоматизации (или системы «умный дом»).

Как мы видим, сферы применения Raspberry Pi для частных нужд могут быть разные. В основном – это узкопрофильные задачи, связанные с работой программистов или других разработчиков. А если говорить о широком применении, то стоит ознакомиться с особенностями применения Raspberry Pi для систем домашней автоматизации или так называемого умного дома . Давайте рассмотрим практическую сторону этого вопроса.

Любая система домашней автоматизации или же так называемый умный дом является достаточно сложной и многоструктурной. Помимо того, что она призвана выполнять те или иные сценарии, которые задаются ей пользователем, она имеет свойство принимать свои собственные решения в определенной нештатной ситуации. Смело можно сказать, что такая система имеет задатки искусственного интеллекта .

Многие сегодня применяют понятие «умный дом» ко всему, например:

• сигнализации GSM ;
• датчику протекания воды;
• световому управлению датчикам движения и т.д.

Все эти явления могут входить в структуру домашней автоматизации, но являться ею по отдельности они не могут.

Система домашней автоматизации («умный дом») включает в себя такие компоненты:

• центральный сервер;
• он связан посредством интерфейса RS485 с контроллерами, которые стоят в каждой комнате и помещении дома;
• к контроллерам подключены те или иные управленческие устройства для защиты, контроля и регулирования работы системы.

Такая сетевая архитектура данной системы хороша тем, что у владельца дома нет необходимости протягивать от каждого устройства к серверу неудобные провода, а нужно просто соединить контролеры, к которым они подключаются посредством одного кабеля UTP. Одна пара его проводов применяется для интерфейса RS485, а другие питают датчики и контроллеры. Стоит отметить, что структура работы предусмотрена таким образом, что если выйдет из строя один из контроллеров или несколько, или даже будет нарушена работа центрального сервера, на работу системы в целом это влиять не будет.

А мини-компьютер Raspberry Pi в данной системе и является центральным сервером . На него нужно установить Веб-сервер, с помощью которого любой пользователь посредством своего мобильного устройства (смартфона, планшета или ноутбука) сможет посредством обычного браузера иметь данные обо всех процессах, которые происходят в доме и управлять этими процессами. Доступ к серверу пользователь имеет посредством логина и пароля через домашнюю локальную сеть или через глобальную сеть, если входить в нее через Wi - Fi -устройство.

К последовательному порту устройства UART посредством согласовывающего прибора через интерфейс RS485 подключают контроллера, которые оснащены разным набором выводов или вводов. Также к этому же интерфейсу можно подключать GPS -модель и с его помощью иметь доступ в систему посредством мобильной или стационарной телефонной связи, если пользователь находится в зоне, где нет доступа в Интернет. Доступ разрешается также через пароль, как и в предыдущем случае. Еще одно устройство в сети – это радиомодуль , с помощью которого можно привязать к общей системе все радиодатчики и пульты дистанционного управления.

Итак, существующая на сегодняшний день версия системы домашней автоматизации на базе компьютера Raspberry Pi состоит из центрального сервера и контроллеров с интерфейсом RS485, которые нужны для связи с сервером. Их описание выглядит так:

А сейчас давайте узнаем, каким образом устройство Raspberry Pi было применено изобретателями для создания инновационных изделий . Рассмотрим некоторые из них.

Конструктор Kano

Конструктор Kano для детей – это не просто обычный конструктор, это модульный компьютер, собрать такую головоломку сможет даже ребенок. Набор конструктора включает в себя следующее:

Таким образом, даже ребенок может сам собрать компьютер, который затем подключается к монитору или телевизору посредством HDMI -порта .

Такой конструктор изначально был создан для детей, но стал популярным и среди взрослых. Средства на разработку и реализацию этого проекта были собраны посредством платформы для сбора средств на творческие изобретения. Благодаря собранному компьютеру можно выполнять такие действия:

• записывать музыку;
• смотреть видео в формате HD ;
• писать программы;
• создавать свои игры.

Летающее устройство SkyJack

Другие изобретатели на базе компьютера Raspberry Pi создали аппарат-беспилотник SkyJack, который управляется посредством Wi - Fi соединения. Такой аппарат способен брать вертолетную высоту, отслеживать пути военных вертолетов и управлять ими, также с его помощью можно перехватывать радиосигналы и создавать помехи. Однако, несмотря на такие возможности, аппарат разрешен для массового пользования из-за своего небольшого радиуса действия.

Poppy: робот-инопланетянин

Робот Poppy был создан посредством трехмерной печати французской компанией INRIA Flowers . Робот управляется посредством мини-компьютера Raspberry Pi. Конструкция робота повторяет биологическое строение человека, он имеет суставы, позвоночник и сухожилия, его походка похожа на человеческую, он ходит, переступая с пятки на нос и равномерно руководить центом своей тяжести.

Что такое No More Woof?

No More Woof – это прибор, который пока находится на стадии разработки, и создается на базе Raspberry Pi. С его помощью хозяин будет понимать, что хочет его пес. Так, прибор будет прикрепляться к голове животного и работать по принципу электроэнцефалографа, то есть считывать информацию с головы собаки и передавать ее хозяину посредством Raspberry Pi. Когда подобный прибор будет готов и каким образом он будет точно использоваться, пока неизвестно, но подобные гарнитуры, пусть не настолько совершенные, уже применялись профессиональными кинологами.

Все видят, что с наступлением нового тысячелетия интерес к компьютерам у нового поколения и не только является исключительно потребительским. Дети не хотят учиться программировать и создавать что-то новое, а хотят быть исключительно «юзерами». Разработчики Raspberry Pi уверены, что их устройство вернет былой интерес людей к изучению вычислительных наук и заставит их не только пользоваться новыми технологиями, но и создавать их.

Компания Raspberry Pi Foundation представила новую версию мини-компьютера Raspberry Pi без особой шумихи, сообщив об этом только в своем блоге. Популярный гаджет, как и в предыдущей версии, предлагает улучшенное аппаратное обеспечение, при этом стоимость остается неизменной - всего около 2500 рублей ($35).

Самое значительное обновление в Raspberry Pi 3 - 64-битный процессор ARM Cortex-A53 с номинальной частотой 1,2 ГГц. По данным производителя компьютера, он должен работать в 10 раз быстрее установленного в первой версии Raspberry Pi чипа и в среднем на 50–60% быстрее процессора Raspberry Pi 2.

Проведенные нами измерения подтвердили увеличение быстродействия (см. график ниже). На практике превосходство нового Pi 3 над предшественниками колеблется от 2,5-кратного (однопоточные приложения) до 20-кратного (видеокодеки). Мощный процессор дополнен гигабайтом оперативной памяти.

Два других нововведения также порадуют потенциальных покупателей и любителей конструировать компьютерные системы своими руками. В модель Pi 3 впервые встроена поддержка беспроводных сетей 802.11n и Bluetooth 4.1. Кроме того, новая версия совместима с предыдущими, так как новый Broadcomm-SoC (BCM2837) базируется на той же архитектуре, что и процессоры моделей-пред­шественников.

Очень экономичный ПК

В остальном мало что изменилось: слоты, разъем питания Micro-USB на 5 В и 32-битная ОС Raspian Linux. В ближайшие месяцы компания Raspberry Pi Fo­un­dation рассмотрит вопрос перехода на 64-битную версию Linux.

Повышение производительности должно слегка компенсировать повышенный расход энергии мини-компьютера: потребление мощности Pi 3 под нагрузкой на 0,3 Вт выше, чем у предшественника. Однако даже с измеренным значением, составившим 2,9 Вт, устройство по-прежнему остается крайне экономичным в использовании. Для измерения потребляемой мощности мы в ходе тестирования воспроизводили фильм с разрешением Full HD (1920х1080 точек), используя медиацентр OpenElec/Kodi.

На веб-сайте www.raspberrypi.org вы найдете различные операционные системы, которые можно использовать в мини-компьютере Pi 3. Самым простым вариантом является ОС Image Noobs: в ней доступны все необходимые опции, которые можно выбрать через меню «Пуск».

Для того, чтобы использовать мини-ПК в качестве полноценного компьютера, необходимо установить Raspbian Jessie - полнофункциональную систему с интерфейсом рабочего стола. В качестве альтернативы можно использовать доступные к скачиванию в Интернете первые версии ОС Android, которые можно установить на Raspberry.

Если Raspberry Pi 3 планируется использовать в гостиной, следует выбирать OpenElec. При этом речь идет об ОС на базе популярного медиацентра Kodi (ранее известного как XBMC) с шикарным пользовательским интерфейсом, множеством замечательных функций и бесчисленными плагинами, которые значительно расширяют возможности устройства.

В ходе тестирования система OpenElec работала без сбоев, «тормозящих» меню не наблюдались. Воспроизведение фильма с разрешением 1920х1080 точек с сетевого ресурса также происходило без проблем: фильм запускается относительно быстро и воспроизводится без рывков и пауз на загрузку. Впрочем, если ваша домашняя сеть не выдает высоких скоростей, лучше будет дождаться предварительной загрузки фильма.

Для работы с мини-компьютером Raspberry Pi 3 вам понадобится внешний блок питания Micro-USB. Мы рекомендуем использовать модель с силой тока не менее 2 А при напряжении 5 В. Кроме того, вам потребуется карта памяти microSD не менее 8 Гбайт, на которую устанавливается ОС. Если вы планируете работать с большим количеством файлов, лучше сразу установить 128 Гбайт памяти. А для максимальной скорости работы рекомендуется карта не ниже 10 класса.

Адаптированная Windows 10

Для запуска Raspberry Pi 3 компания Microsoft предлагает обновление в виде адаптированной под мини-ПК версии Windows 10: Windows 10 IoT Core Insider Preview. Версия Windows 10 IoT Core была разработана специально для «Интернета вещей» (Internet of Things, IoT), а также для малогабаритных устройств с дисплеем или без него. Компания Mi­crosoft разъясняет преимущества: данная версия ОС обеспечивает широкие функциональные возможности Windows, автоматическое обновление, мощные функ­ции безопасности и может управляться обычными инструментами администратора.

Raspberry Pi 3 - это существенный шаг вперед: теперь производительности компьютера достаточно, чтобы собрать компактный, функциональный и мощный мультимедийный плеер. Благодаря интегрированному модулю Wi-Fi и специально разработанной ОС OpenElec, маленький «компьютер для рукодельников» способен стать мощной домашней развлекательной машиной.

Однако пользователи, имеющие в своем распоряжении Raspberry Pi 2, не обязательно должны переходить на новую модель. Лишь тем, кто только-только обратил свое внимание на эту тему или до сих пор пользовался Raspberry Pi первого поколения, в любом случае стоит взять Raspberry Pi 3 Model B.

Мини-ПК Raspberry Pi смог быстро стать популярной платформой для разного рода проектов - как коммерческих, так и не очень. Тому есть несколько причин, среди которых - низкая цена компьютера, его относительная универсальность и открытость.

Как результат - интересные проекты стали появляться с завидной регулярностью, и часть таких проектов представлены в этой подборке. Здесь есть и вполне серьезные системы, и проекты, которые можно назвать развлекательными, из серии «а почему бы и нет?».

Суперкомпьютер на базе Raspberry Pi и Lego

Одним из наиболее интересных проектов на основе «малинки» является суперкомпьютер из 64 Raspberry Pi. В качестве элементов для создания «серверных шкафов» послужил обычный конструктор Lego.

В качестве ПЗУ для этой системы использовались карты памяти формата SD, объемом в 16 ГБ. Такие карты были установлены в каждую «малинку».

Как сделать нечто подобное? Подробнейшая инструкция от создателя, профессора университета Саутгемптона Саймона Кокса - по этой ссылке .

Метеозонд на основе Pi

Компьютерный энтузиаст Дейв Акерман решил использовать собственный мини-ПК для создания метеозонда, с возможностью получения фотографий из стратосферы. Подробный .

Через несколько месяцев работы Дейв действительно смог запустить свой зонд, который пролетел более 30 километров, работал при температурах -50С в очень разреженной атмосфере (1% от стандарта).

Зонд фиксировал все необходимые параметры, включая температуру, влажность, плотность, высоту над уровнем моря. Также фиксировались координаты. Кроме всего прочего, использовалась и фотокамера, при помощи которой удалось получить много отличных снимков.

Интернет-телефон

На основе «малинки» был усовершенствован обычный стационарный телефон с дисковым номеронабирателем. Вместо обычной платы разработчик установил Raspberry Pi.

После ряда манипуляций у разработчика получилось создать Skype-телефон, как автономное устройство, без необходимости использовать подключение к обычному компьютеру.

Вот, как это выглядит и работает:

Игровая станция

Это проект хабрапользователя wwakabobik . Интереснейшее устройство, которое позволяет играть в целый ряд старых игр для большого количества консолей, включая NES, SNES, Sega Genesis, PlayStation, а так же SCUMMVM, zxspectrum.

Автор писал, что «вся система базируется на порте RetroArch, основанной на библиотеке libretro, позволяющей использовать эмуляторы различных приставок». Что касается графической оболочки, то использовалась EmulationStation , также RetroPie .

Планшет на основе Raspberry

У этого планшета интересное название - PiPad, а в качестве материала для корпуса использовалось дерево. Выглядит все это вот так:

Диагональ дисплея планшета составляет 10 дюймов. Ну, а все остальные характеристики совпадают с характеристиками самой «малинки». Правда, тут уже не пара часов работы, а основательный труд. Подробная инструкция создания планшета на основе «малинки» внутри .

В качестве ОС используется Raspbian Linux с XBMC.

Настенный календарь-органайзер

Пользователь Instructables с ником Piney создал полезный гаджет для себя - настенный интерактивный календарь, с возможностью добавления задач и событий.

Программной платформой служит обычный Google Calendar, все данные из которого транслируются по WiFi на это настенное устройство.

Подробная инструкция о том, как создать нечто подобное - вот .

Собственная радиостанция

Не знаю, насколько это легально, но проект действительно интересный. Тем, кому всегда хотелось стать ди-джеем на собственной радиостанции, посвящается.

Правда, покрытие такой радиостанции относительно небольшое: площадь, равная площади стадиона.

DVD ченжер

Человеку, который создал эту штуку, просто надоело постоянно менять DVD-диски. В результате появился этот проект, который сделан просто потому, что его можно было сделать. Почему бы и нет?

Система освещения для Рождества

До Нового Года и Рождества осталось не так много времени, поэтому, если есть лишняя «малинка», можно создать систему освещения для собственного дома или квартиры. Как сделать такую систему, рассказано . А ниже - видео, где показано, как это работает.

В общем-то, сфера использования Raspberry Pi очень широка, гораздо шире, чем создание фоторамок и ноутбуков. Разработчики стараются совершенствовать свое устройство, выпуская новые, обновленные версии мини-ПК и дополнительные модули к нему. К примеру, летом вышел Raspberry Pi B+ , на днях компания представила дисплей для «малинки» . А через некоторое время (к сожалению, более определенно сказать нельзя) планируется и выпуск Raspberry Pi А+.