Plăci de expansiune interesante pentru Raspberry Pi. Raspberry Pi - ce fel de fructe
Raspberry-Pi devine un minicomputer cu adevărat versatil.
Vă aducem în atenție modulul de extensie X100 accesibil, ușor de utilizat și de instalat, care vă transformă Raspberry în cel mai puternic instrument, datorită comunicării bogate a acestui modulși prezența unui ceas în timp real la bord.
Vedere de sus a X100: alocarea conectorilor și a pinilor.
Vedere de jos a plăcii X100: locul cardului micro SD și Rpi RESET.
Descrierea modulului de interfață X100
Placa de expansiune X100 este concepută pentru a fi utilizată pe Raspberry Pi (RPI), care se montează deasupra Raspberry Pi, are un regulator de alimentare de 5 volți pentru RPI, de la o sursă de tensiune cu gamă largă de intrare și poartă: ieșire VGA, RTC , trei Port USB, slot pentru card SD, slot pentru card de memorie, conector RS232 DB9 și 8 porturi pentru servo.
Principalul lucru și demnitate incontestabilă aceasta este ieșirea video VGA și multe alte caracteristici ale X-100.
CARACTERISTICI PRINCIPALE ale plăcii de expansiune X100
Introdus direct deasupra Raspberry Pi, folosind modulul folosește un antet GPIO și nu necesită cablare sau lipire
.Conector R-Pi cu 26 de pini duplicat permite instalarea plăcilor de expansiune existente
. Tensiunea de intrare de la 6V la 23V este convertită la 5V, 3A printr-un convertor DC/DC Buck pentru a alimenta Raspberry Pi
VGA - Convertor HDMI la VGA care acceptă până la UXGA (1600 x 1200) și 1080p cu DAC pe 10 biți
.USB - independent hub USB cu 3 porturi
.Stocare - sloturi pentru carduri SD și micro SD
.RTC - Bazat pe NXP PCF2127AT/PCF2129AT cu baterie CR2032 introdusă
.Depanare - conector RS232 DB9 (pe cip MAX3232), utilizat cu cablu de modem nul
.I/O - Buton de resetare pentru RPI, accesați pinii S1 și S5 de pe Raspberry Pi
.Suport servo - cip driver cu 8 canale (ULN2803)
.Diverse - DIP switch pentru conectarea pinii RPI
.Dimensiuni - 85 x 56 mm (exact ca Raspberry Pi)
.
Acest modul este potrivit pentru Raspberry Pi Rev 2 Model B.
NUTRIŢIE
X100 vine cu un regulator de +5V încorporat prin conectorul GPIO cu o siguranță de recuperare automată de 2A lipită. CU gamă largă tensiune de intrare. Stabilizatorul poate fi alimentat dintr-o gamă largă de surse externe, cum ar fi baterii, adaptoare de alimentare de 12 V, surse de energie solară etc. Ieșiri suplimentare de +5V sunt, de asemenea, disponibile pe porturile servo.
Surse de alimentare recomandate: intrare 110~240V AC, 12 VDC 2 ~ 3 A curent de ieșire.
Dimensiune ieșire (unitate: mm)
HDMI LA VGA
Descriere disponibilă lahttp://elinux.org/RPi_Screens#RGB_analog.2FVGA
Orice intrare HDMI Adaptor VGA este posibil să nu funcționeze fără o sursă de alimentare externă mare vreme, dar apoi va arde D1, așa că nu utilizați convertoare HDMI alimentate de portul HDMI! Problema este rezolvată prin utilizarea convertoarelor cu energie externă.
X100 nu folosește puterea RPI Port HDMI si are multe functii.
Specificatii:
. Ușor de utilizat: nu necesită cablu sau instalare
. Conversie: poate converti complet HDMI în video VGA
. Suportă 165 MHz / 1,65 Gbps per canal (6,75 Gbps întreg canal) pentru intrare HDMI
. Suportă ieșire video analogică până la UXGA și 1080p cu DAC pe 10 biți
PORT MASTER RS232
Portul RS232 este conectat la portul UART de pe Raspberry Pi folosind interfața MAX3232. MAX3232 convertește portul UART de 3,3 V în tensiuni RS232 și permite comunicarea RS232 dispozitive compatibile prin cablu serial DB9 sau folosind cablu modem nul, prevede consiliul acces la terminal de la Linux la Raspberry Pi folosind o aplicație terminal. Portul RS232 poate fi accesat prin portul DB9.
Aplicație terminală - Configurare PuTTY (COMx, X = Număr de serie port)
Ceas în timp real (RTC)
Proiectat pentru utilizare în Raspbian. Acesta este un ceas în timp real foarte precis, care comunică prin portul GPIO de pe Raspberry Pi. Folosesc pini GND, SDA și SCL.
Folosesc cip de înaltă precizie/PCF2129AT și NXP PCF2127AT:
. Cronometrare foarte precisă (de obicei ± 3 ppm sau<2 минуты отклонения в год)
. Cristal integrat, compensează temperatura și vârsta
. Bateria furnizată va dura foarte mult timp dacă dispozitivul nu este utilizat.
. 512 octeți de RAM statică, protejată de baterie de rezervă
. Baterie inclusa!
ULN2803 8 CH RC SERVO PORT
Acest cip Driver conține 8 ieșiri care pot furniza 500 mA de la o tensiune de alimentare selectabilă de 5 V sau o intrare DC și are diode incluse în interior pe toate ieșirile pentru a conduce bobinele. Acest lucru permite microcontrolerului sau microcomputerului dumneavoastră mic să alimenteze solenoizi, motoare DC (într-o singură direcție) și motoare pas cu pas unipolare ULN2803 se conectează la intrările GPIO printr-un comutator DIP, de la pinii săi sunt asamblate două matrice de antet Wire-To-Board. În plus, aceste porturi pot fi utilizate pentru a furniza energie de +5V sau tensiune de intrare către alte circuite externe sau dispozitive încorporate.
Vă rugăm să rețineți că acest driver este un „colector deschis” - poate fi folosit doar pentru a conecta o sarcină la masă și va exista o cădere de tensiune de 1 volt (sau mai mult) la tranzistoarele interne.
HUB USB ȘI CITITOR DE CARDURI
Complet testat pentru compatibilitatea Raspberry Pi
. Complet compatibil cu specificația USB HUB versiunea 2.0 și compatibil cu specificația USB HUB 1.1
. Suportă trei porturi de intrare autoalimentate
. Consum foarte redus de energie
. Clasa de dispozitiv USB pentru stocare în masă, transport în vrac V1.0
. Suportă specificația SD până la versiune. 2.0 (SDHC)
. Driver hardware DMA integrat pentru performanță îmbunătățită
Notă: cardul SD și cardul Micro-SD nu pot citi/scrie în același timp.
X100 poate fi, de asemenea, conectat la portul USB al unui computer folosind cablul USB inclus pentru a inscripționa imaginea sistemului de operare pe un card SD.
Instalați modulul conform acestor imagini:
Adaptorul HDMI și adaptorul USB sunt incluse.
În iunie 2013 Academia Regală de Inginerie a acordat prestigioasa medalie de argint doctorului Eben Upton, co-fondatorul Fundației Raspberry Pi.
Acest premiu recunoaște contribuția remarcabilă a ingineriei britanice la promovarea cu succes a unui produs pe piață. Nu există un exemplu mai bun de a găsi și de a crea o nouă piață decât povestea micului computer cu o singură placă Raspberry Pi. Ai putea chiar argumenta că Raspberry Pi a început o nouă revoluție tehnologică, iar dovezile în acest sens pot fi văzute în accesoriile sale.
Recent, au apărut zeci de companii care produc componente și accesorii suplimentare pentru Raspberry Pi original. Principalele motive pentru aceasta sunt prețul, disponibilitatea, extensibilitatea și o comunitate de asistență în creștere. Acest articol va prezenta 15 accesorii care transformă un computer obișnuit într-o mașină puternică.
Creat de dezvoltatorul alfa Raspberry Pi Gert Van Loo, Gertboard vă permite să extindeți numărul de linii I/O ca niciun alt produs. Caracteristica principală aici este microcontrolerul Atmega cu 28 de pini (oricare dintre următoarele modele ATmega 48A/PA, 88A/PA, 168A/PA sau 328/P). Cu conectivitate Atmega, extensibilitatea IDE-ului Arduino este acum disponibilă pentru Raspberry Pi.
Judecând după imagine, această placă este cu adevărat universală. În plus, controlerul de motor ROHM BD6222HFP oferă un port suplimentar cu ieșire de 18V și 2A pentru controlul unităților. Gertboard poate găzdui, de asemenea, un DAC cu două canale pe 8, 10 sau 12 biți și un ADC cu două canale pe 10 biți. De asemenea, șase drivere open collector cu ieșire de 50V/2A, trei butoane și 12 tampoane I/O fac această placă de expansiune ideală pentru cei care doresc să-și facă Raspberry Pi mai mult decât un simplu computer.
Puteți cumpăra Gertboard pentru 49,99 USD.
Dezvoltată de Andrew Robinson de la Universitatea din Manchester, placa digitală Piface oferă o modalitate rapidă de a controla hardware-ul extern folosind liniile I/O Raspberry Pi. Partea centrală a Piface Digital sunt două relee de comutare care pot fi controlate de utilizator. Releele sunt evaluate la 5V și un curent maxim de 10A. Placa este ușor de programat folosind Python, C și Scratch. Scratch are și un emulator Piface, care vă permite să afișați grafic funcționarea acestei plăci. Piface are, de asemenea, opt intrări digitale, opt ieșiri open-collector, opt LED-uri și patru butoane. Tabla costă 32,99 USD.
Modulul camerei Raspberry Pi se conectează printr-un cablu panglică la portul CSI încorporat. Placa cu camera în sine este foarte compactă, dimensiunile ei sunt de 25 × 20 × 9 mm și cântărește doar 3 grame. Această placă poate face fotografii de 5 megapixeli datorită modulului de focalizare fixă Omnivision 5647. Camera acceptă (rezoluție [p] cadre pe secundă) 1080p30, 720p60 și 480p60/90. Videoclipurile și imaginile sunt salvate pe cardul SD Raspberry Pi (se recomandă 4 GB sau mai mare). Autobuzul CSI este capabil să transmită date la viteză mare direct către procesorul BCM2835 ARM 11. Modulul camerei Raspberry Pi costă 25 USD.
Exemplu de utilizare: Camera Pi în Pi în Sky
Camera Pi a fost folosită recent în proiectul Pi in the Sky, un balon de mare altitudine care l-a dus pe Pi la o altitudine de aproape 40 km.
Fotografie făcută de la Pi in Sky
Una dintre cele mai ieftine plăci Raspberry Pi este Slice of Pi. Acest kit trebuie mai întâi asamblat, iar odată asamblată placa va oferi o serie de caracteristici unice. Pe lângă extensia I/O serială MCP23017 care oferă 16 canale, Slice of Pi include un suport de montare pentru componente suplimentare. O caracteristică cheie a Slice of Pi este conectorul pentru modulul Xbee, care, pe lângă Xbee în sine, acceptă XRF, RN-XV și alte module. Pinii de pe placă facilitează accesul la porturile I/O, 3.3V, 5V, masă și liniile TX/RX. Capacitățile wireless au crescut, fără îndoială, popularitatea acestei plăci, care costă doar 7 USD.
O altă vedere a Slice of Pi
5. Opțiuni de afișare LCD 4D Systems
4D Systems produce module de afișare LCD pentru diverse plăci de dezvoltare. Linia pentru Raspberry Pi include modele cu diagonale de la 2,4" la 4,3". Cel mai bun model din această linie, ecranul TFT de 4,3 inchi uLCD-43-PT-PI acceptă o rezoluție de 480 × 272 pixeli. Caracteristica cheie a acestui ecran este stratul tactil rezistiv pentru introducerea informațiilor folosind un deget sau un stilou. Acest afișaj este un must-have pentru cei care au nevoie de portabilitate. Cel mai unic aspect al acestei linii de ecrane este adaptorul 4D Serial Pi. Se conectează la portul I/O serial al Raspberry Pi și oferă 5 linii pentru conectarea scutului și, de asemenea, dublează liniile portului I/O pentru conectarea la o altă placă.
Prețurile pentru ecranele 4D System variază între 65 USD și 145 USD. Adaptorul 4D Serial Pi costă 9 USD.
6. Rețea de casă pentru telefoane mobile bazată pe Raspberry Pi - Ettus USRP
Pentru proiectul lor, PA Consulting Group a folosit un Raspberry Pi împreună cu sistemul radio definit de software Ettus Research Universal Software Radio Peripheral (USRP) B100 pentru a crea o stație de bază mobilă. În camera ecranată, inginerii au instalat un punct de acces software GSM numit OpenBTS și o platformă de telefonie deschisă numită FreeSwitch, care agregează traficul de voce sau SMS de la telefoane și îl transmite către Internet sau alte rețele de telefonie. Cu ajutorul codului auto-scris și diferitelor programe, totul a fost transformat într-o rețea celulară funcțională. PA Consulting Group folosește acest proiect și alte proiecte pentru a încuraja clienții să folosească Raspberry Pi în propriile lor modele. Merită să rețineți că, dacă această stație de bază emite dincolo de o cameră, pot apărea probleme.
Ettus Research USRP B100 costă 650 USD.
MYRIAD a lansat, de asemenea, antena Myriad RF-1 pentru cei care doresc să economisească la USRP B100. Myriad RF-1 se vinde cu 299 USD.
7. Afișaje LCD RGB segmentate 16× 2 cu tastatură Adafruit
Adafruit Industries este unul dintre principalii promotori ai revoluției Raspberry Pi. Ea a adus o contribuție uriașă comunității, introducând totul, de la aplicații simple la plăci de expansiune complexe. Ecranul LCD Adafruit RGB 16×2 este un plus binevenit la gama. Interacționând cu Raspberry Pi printr-un port I/O de uz general, această placă oferă două linii de 16 caractere. Ecranul vine cu un ecran iluminat din spate și litere întunecate, precum și un ecran întunecat și litere iluminate din spate. Butoanele de pe panou vă permit să derulați și să faceți selecții. La fel ca toate produsele Adafruit, acest dispozitiv vine cu manuale pentru a ajuta utilizatorii să-l instaleze și să-și creeze proiectele.
Adafruit RGB Negativ/Pozitiv 16× 2 ecrane LCD cu tastatură costă 24,95 USD.
Ciseco, care este și producătorul Slice of Pi, a lansat Pi LITE, o matrice LED care se conectează direct la portul I/O de uz general al Raspberry Pi. Scopul acestui proiect Kickstarter a fost acela că dezvoltatorii au vrut să ofere utilizatorilor Raspberry Pi o modalitate de a începe să funcționeze rapid cu computerul, deoarece mulți oameni spuneau: „Am un Raspberry Pi, dar nu am făcut nimic cu el. încă." Folosind această matrice LED, utilizatorul poate afișa mesaje, derula text, afișa grafice cu bare verticale sau orizontale, poate juca jocuri precum Tetris și poate rezolva alte sarcini care necesită o rezoluție scăzută. În esență, Pi LITE este un afișaj de 14 x 9 pixeli (126 LED) cu o singură culoare, rezoluție scăzută. Microcontrolerul ATMega328p controlează direct LED-urile; datele sunt preluate de la Raspberry Pi prin UART.
Pi LITE are un preț de 29,80 USD.
9. XloBorg - senzor de mișcare și direcție pentru Raspberry Pi
Placa XloBorg echipează Raspberry Pi cu un accelerometru cu 3 axe și un magnetometru cu 3 axe. Accelerometrul digital Freescale Xtrinsic MMA8451Q vă permite să detectați poziția și mișcarea Raspberry Pi. Face posibilă crearea unui controler de joc bazat pe tehnici de captare a mișcării. Capacitatea sa de a detecta șocurile și vibrațiile poate fi utilă pentru implementarea interfețelor om-mașină. Magnetometrul digital Freescale Xtrinsic MAG3110 vă echipează computerul cu funcții de busolă, cum ar fi locația, navigarea și viteza.
XloBorg poate fi achiziționat pentru 13 USD.
10. PicoBorg - controlează motoarele folosind Raspberry Pi
Creatorii XloBorg au lansat, de asemenea, un controler de motor DC compact, PicoBorg. Folosind portul I/O de uz general, utilizatorul poate controla patru drivere low-side sau patru dispozitive. Tensiunea maximă de funcționare poate fi de 20 V, deși se recomandă 12 V, iar curentul maxim este de 2 A, pentru funcționare pe termen lung nu este recomandată mai mult de 1 A Această placă este destinată în principal utilizării cu motoare DC controlate de Raspberry Ieșirea Pi PWM, compania de producție PiBorg oferă și placa XloBorg pentru a controla un ventilator sau un solenoid, sau chiar o combinație a ambelor, precum și pentru a controla un singur motor pas cu 6 fire.
PicoBorg costă 10,50 USD.
11. LedBorg - o placă cu un LED RGB ultra-luminos
PiBorg a lansat o altă completare simplă la Raspberry Pi - un singur LED RGB. Poate lumina 26 de culori diferite în trei intensități: oprit, 50% și 100%. Aplicațiile tipice pentru o astfel de placă ar fi iluminarea de stare și afișarea stării.
Puteți cumpăra LedBord pentru 7,40 USD.
12. RadioBlocks - modem wireless IEEE 802.15.4
Folosind doar patru benzi I/O dedicate UART, RadioBlock de la Colorado Micro Devices oferă utilizatorilor acces wireless compatibil cu IEEE 802.15.4. Acest standard este baza pentru protocoale precum ZigBee, MiWi, WirelessHART și ISA100.11a. Poate fi folosit și cu 6LoWPAN. Pe placă, modulul radio Atmel AT86RF231 IEEE 802.15.4 Radio este combinat cu un microcontroler NXP LPC1114. RadioBlock a fost conceput inițial pentru a funcționa cu orice platformă încorporată, cum ar fi Arduino și BeagleBone. Dar Raspberry Pi va fi probabil dispozitivul cu care acest modem va fi folosit cel mai des. Sunt disponibile două versiuni de RadioBlock - cu sursă de alimentare cu tensiune principală și cu alimentare autonomă (baterie).
Prețul pentru acest modul este de 22 USD.
BrickPi combină Raspberry Pi cu sistemul LEGO Mindstorm. BrickPi vă permite să conectați până la trei motoare NXT și până la patru senzori din seturi LEGO. La fel ca seturile LEGO Mindstorm obișnuite, Raspberry Pi este alimentat și de o baterie de 9V. Corpul BrickPi este proiectat astfel încât să puteți atașa elemente LEGO, datorită cărora Raspberry Pi devine parte a unei adevărate creații. BrickPi este o placă suplimentară care oferă funcționalitatea găsită în controlerele LEGO NXT. Compania de producție, Dexter Industries, are o comunitate de suport software mare și înfloritoare pentru BrickPi.
Placa BrickPi este disponibilă în două versiuni: placa în sine și carcasa pentru 65 USD sau upgrade pentru placa, carcasa și sursa de alimentare (un convertor DC-DC mai fiabil) pentru 80 USD.
14. Jocuri și aplicații pentru Raspberry Pi
Echipa WyoLum este o comunitate de ingineri și studenți cu idei similare. Această echipă a lansat AlaMode, o placă compatibilă cu Arduino care se conectează la portul I/O al Raspberry Pi. Scopul echipei WyoLum este de a oferi utilizatorilor Raspberry Pi acces la nenumărate biblioteci, dispozitive și plăci din universul Arduino, precum și comunitatea Arduino. AlaMode poate fi alimentat de un Raspberry Pi, baterie sau USB. A fost adăugat un slot suplimentar pentru card SD pentru înregistrarea datelor sau suport pentru memoria aplicației. AlaMode are, de asemenea, pini pentru conectarea receptorului GPS Fastrax UP501.
Puteți cumpăra AlaMode pentru 50,01 USD.
Traducere site-ul web
Vă mulțumim pentru interesul acordat proiectului de informare a site-ului.
Dacă doriți ca materiale interesante și utile să fie publicate mai des și cu mai puțină publicitate,
Puteți susține proiectul nostru donând orice sumă pentru dezvoltarea lui.
Nu există prea mulți megaherți - procesorul Raspberry Pi 3 B+ este overclockat la 1,4 GHz. Interfețele de rețea s-au accelerat și a apărut și suportul pentru Power over Ethernet.
Domeniul de aplicare al Raspberry Pi este limitat doar de cunoștințele și imaginația dvs.
Automatizează-ți casa sau folosește acest computer mic pentru a crea:
- un robot controlat prin Wi-Fi sau cu viziune computerizată
- emulator de consolă de jocuri
- stație meteo de acasă
- sistem de securitate cu recunoaștere facială
Un computer de dimensiunea unui card bancar are la bord componentele obișnuite ale PC-ului: un procesor, RAM, un conector HDMI, o ieșire compozită, USB, Ethernet, Wi-Fi și Bluetooth.
Principalul avantaj al Raspberry Pi sunt cei 40 de pini de intrare/ieșire de uz general (GPIO). Puteți conecta periferice la ele pentru a interacționa cu lumea exterioară: actuatoare, orice senzori și tot ce funcționează pe bază de electricitate.
Sistemul de operare standard pentru Raspberry Pi este Linux. Este instalat pe un card microSD, iar acel card este instalat într-un slot special de pe placă. Dacă nu cunoașteți Linux, nu vă alarmați. Acest computer este o oportunitate excelentă de a înțelege totul. Pierderea datelor sau stricarea serioasă a setărilor nu este atât de înfricoșătoare, imaginea de pe cardul SD poate fi restaurată în câteva minute. După aceea, nu ezitați să continuați să experimentați!
Versiunea de bord
Raspberry Pi 3 Model B+ este o versiune actualizată a Raspberry Pi 3 Model B.
Procesorul quad-core ARM Cortex-A53 pe 64 de biți este overclockat de la 1,2 GHz la 1,4 GHz. La bord sunt interfețe wireless actualizate Wi-Fi 802.11n și Bluetooth 4.2/LE.
În plus, procesorul are arhitectură ARMv53, ceea ce înseamnă că poți folosi sistemul tău de operare preferat: Debian Wheezy, Ubuntu Mate, Fedora Remix și chiar MS Windows 10 IoT.
Raspberry Pi 3 Model B+ este echipat cu 1 GB RAM, dar această memorie este partajată cu subsistemul grafic. Procesorul grafic dual-core VideoCore IV® acceptă standardele OpenGL ES 2.0, OpenVG, MPEG-2, VC-1 și este capabil să codifice, să decodeze și să scoată video Full HD (1080p, 30 FPS, H.264 High-Profile).
Conectarea perifericelor
Pentru a conecta un monitor sau un televizor, utilizați o ieșire video compozită sau un conector HDMI. Rezoluțiile variază de la 640x350 (EGA) la 1920x1200 (WUXGA) pentru HDMI. Ieșirea compozită funcționează în formatele PAL și NTSC.
Difuzoarele sau căștile sunt conectate printr-o mufă standard de 3,5 mm. Audio poate fi transmis și prin HDMI.
Raspberry Pi 3 Model B+ oferă 4 porturi USB conectate printr-un hub intern. Printre altele, puteți conecta o tastatură și un mouse la ele.
Pentru a economisi resursele CPU, Raspberry Pi oferă conexiuni la module standard prin sloturi cu 15 pini:
- CSI-2 - pentru conectarea unei camere prin interfața MIPI
- DSI - pentru conectarea unui display standard
Următoarele sunt disponibile ca interfețe de nivel scăzut:
- 40 de porturi I/O de uz general
- UART (serial)
- I²C/TWI
- SPI cu selector între două dispozitive
- Pini de alimentare: 3,3 V, 5 V și masă
Următoarele interfețe sunt disponibile pentru comunicare pe Raspberry Pi 3 Model B:
Ethernet 10/100/1000 Mbit cu ieșire la o priză standard 8P8C (RJ45); Wi-Fi 802.11n și Bluetooth 4.2.
Nutriţie
Raspberry Pi 3 este alimentat de la un adaptor de 5 volți printr-un conector micro-USB sau pini de alimentare. Vă recomandăm să utilizați o sursă de alimentare cu un curent de cel puțin 2,4 A pentru a putea conecta mai multe dispozitive consumatoare de energie la porturile USB.
Nu există un comutator hardware de alimentare pe placă. Pentru a porni computerul, trebuie doar să conectați cablul de alimentare. Pentru a-l dezactiva, utilizați funcțiile standard ale sistemului de operare.
Dimensiuni
Dimensiunea plăcii: 85×54 mm. Porturile USB, mufa Ethernet, HDMI, mufa audio ies cu câțiva milimetri dincolo de cadrele desemnate.
Software
În loc de un hard disk tradițional pentru computerele obișnuite, Raspberry Pi folosește un card flash microSD. Trebuie pregătit în prealabil - sistemul de operare trebuie instalat pe el. Având mai multe carduri flash, le puteți folosi unul câte unul, obținând mai multe imagini izolate ale computerelor.
Cardul flash nu este inclus.
Caracteristici
- Procesor: 64-bit 4-core ARM Cortex-A53 @ 1,4 GHz pe Broadcom BCM2837 SoC
- RAM: 1 GB LPDDR2 SDRAM
- ieșire video digitală: HDMI
- ieșire compozită: 3,5 mm (4 pini)
- Porturi USB: USB 2.0x4
- Rețea wireless: WiFi 2.4/5 GHz, 802.11n
- Ethernet: 10/100/1000 MB RJ45
- Bluetooth: Bluetooth 4.2, Bluetooth Low Energy
- Conector de afișare: Display Serial Interface (DSI)
- Conector pentru camera video: Interfață serială a camerei MIPI (CSI-2)
- Card de memorie: MicroSD
- Porturi I/O: 40
- dimensiuni: 85x56x17 mm
În acest articol ne vom uita la placa de expansiune GPIO Shield, care va adăuga capacitatea de a conecta senzori analogici și plăci de expansiune Arduino la Raspberry Pi (Figura 1). Alimentarea plăcii GPIO Shield poate proveni de la Raspberry Pi (5V) sau de la o sursă externă (12V), dar vom analiza mai detaliat mai jos. Placa se conectează la Raspberry Pi printr-un conector compatibil GPIO și există pini corespunzători pentru conectarea controlerelor standard Arduino și plăcilor de expansiune. Cu alte cuvinte, soluția hardware propusă este un fel de punte între Raspberry Pi și Arduino.
Diagrama schematică
La dezvoltarea plăcii de extindere, s-au urmărit următoarele obiective:
- Funcționalitate sporită a porturilor GPIO prin adăugarea unui ADC cu 4 canale cu intrări diferențiale sau single-ended direct pe placa de extensie și cu un modul suplimentar - 16 linii digitale I/O și un DAC;
- Folosește sursa de alimentare de 5V a plăcii Raspberry Pi sau o sursă externă de 12V pentru compatibilitate cu plăcile de expansiune Arduino;
- Conversia nivelurilor logice 3,3 V - 5 V linii digitale de intrare/ieșire și interfețe de date I 2 C/SPI;
- Abilitatea de a utiliza intrări analogice ADC în moduri diferențiale și liniare;
- Oferă compatibilitate cu Raspberry Pi prin instalarea unui antet GPIO cu 26 de pini;
- Instalarea conectorilor pentru conectarea directă a Arduino și a viitoarelor plăci care sunt planificate pentru lansare;
- Posibilitatea de a instala conectori suplimentari pentru conectarea adaptoarelor externe USB-I 2 C, USB-SPI.
Figura 2 prezintă o diagramă schematică a unui scut GPIO care implementează obiectivele de mai sus în practică.
Regulatorul de tensiune este realizat conform unui design clasic folosind un microcircuit stabilizator. Jumper-ul EXT/INT este conceput pentru a selecta modul în care este alimentată placa de expansiune: o sursă externă de 12 V prin regulatorul 7805 sau o sursă internă de 5 V de la pinul 2 al conectorului Raspberry Pi GPIO. Trebuie amintit că circuitul regulator de tensiune de pe placa Raspberry Pi utilizat pentru alimentarea perifericelor externe este capabil să furnizeze un curent de ieșire de 500 mA pentru versiunea A și 300 mA pentru versiunea B. Prin urmare, pentru modulele externe și senzorii cu un consum de curent mai mare sau pentru plăcile de expansiune cu o tensiune de alimentare de 12 Trebuie utilizată o sursă de alimentare externă, iar jumperul EXT/INT trebuie setat corespunzător.
Să luăm în considerare un circuit de conversie la nivel logic care utilizează două tehnici diferite.
Conversia la nivel logic a liniilor de I/O digitale se realizează folosind comutatorul de nivel bidirecțional de 8 biți al companiei, care are două șine de alimentare separate și determină automat direcția transferului de date.
Porturile A ale microcircuitului sunt conectate la interfața Raspberry Pi (al cărei conector GPIO este indicat în diagramă ca RPY), porturile B sunt conectate la conectorii IOL și IOH ai porturilor de intrare/ieșire Arduino. Pinii VCCA și VCCB furnizează tensiuni de referință pentru conversia nivelului, conectate la șinele de 3,3 V și, respectiv, 5,0 V. Un nivel logic ridicat pe pinul OE permite funcționarea microcircuitului, astfel încât acesta este tras printr-un rezistor la tensiunea VCCA. Un nivel scăzut pe acest pin transformă toate ieșirile microcircuitului într-o stare de înaltă impedanță. Corespondența pinilor conectorului Arduino și Raspberry Pi este prezentată în tabel
În ceea ce privește liniile de interfață I 2 C, SPI și portul serial UART, pentru a converti nivelurile logice am ales o soluție bazată pe MOSFET-uri cu canale N de câmp care funcționează în modul de îmbogățire cu o tensiune de prag de 1,3 V.
Circuitele de conversie de nivel sunt identice pentru fiecare linie de semnal. Ca exemplu, luați în considerare linia SDA a magistralei I 2 C. Poarta tranzistorului T7 este conectată la magistrala de alimentare de 3,3 V, sursa este conectată la linia de semnal de nivel scăzut (3,3 V) și drenul este conectat. la linia de semnal de nivel înalt (5,0 V).
| Tabelul 1. | Potrivire pin conector Conectori GPIO Raspberry Pi și Arduino |
|||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||
Acum să ne uităm la unitatea de conversie analog-digitală, pentru care am ales cipul companiei.
Când am dezvoltat acest ansamblu de placă, am făcut unele compromisuri atunci când distribuim semnalele peste pinii conectorilor Arduino. Faptul este că Arduino are 6 intrări analogice, dar două dintre ele (A4, A5) sunt utilizate împreună cu interfața I 2 C Când dezvoltăm un proiect în IDE-ul Arduino, putem redefini programatic alocarea pinilor în conformitate cu cerințele cererii. Nu există o astfel de opțiune pentru Raspberry Pi și nici nu există un ADC încorporat. În cazul nostru, am ales un cip ADC extern, care este conectat la microcontroler prin magistrala I 2 C prin pinii portului specificați, lăsând libere doar 4 intrări analogice. Dar, în același timp, cipul MCP3428 oferă o precizie de măsurare de 16 biți pentru semnale liniare sau diferențiale.
Pinii microcircuitului CH1+ ... CH4+ sunt conectați la pinii A0 ... A3, respectiv, ai conectorului ADC Arduino. Pinii CH1-...CH4- sunt conectați la un conector separat, iar folosind jumperii J0...J3 pot fi conectați individual la masă. În acest fel, fiecare pin poate fi configurat să accepte atât semnale liniare, cât și diferențiale. Semnalele SDA și SCL sunt transmise către pinii corespunzători ai conectorului Arduino, precum și către conectorul Raspberry Pi GPIO (pinii 5 și 3) prin convertoare de nivel de pe tranzistoarele Q7 și Q8. Pentru a seta adresa microcircuitului pe magistrala I 2 C se folosesc intrările ADR0 și ADR1. Starea acestor intrări indicată pe diagramă corespunde adresei 0x68 (vezi descrierea tehnică a MCP3428).
Liniile portului serial de la pinii 8 și 10 ai conectorului GPIO sunt conectate prin convertoare de nivel la pinii TXD și RXD ai conectorului Arduino.
Cu ceva timp în urmă am pus mâna pe o placă Raspberry Pi3. Capacitățile sale sunt cu adevărat impresionante: un procesor quad-core rapid, codecuri hardware încorporate/decodoare audio/video/jpeg, rețea Ethernet/WIFI, USB2, HDMI... Doar un computer adevărat. Este foarte tare că există un conector GPIO, care permite diferiților meșteri să conecteze ceva non-standard și special. Există un număr mare de plăci de expansiune diferite care sunt instalate pe acest conector: afișaje, ecrane LED, adaptoare pentru motoare, plăci ADC...
Aș vrea să vorbesc puțin despre placa FPGA Mars Rover2RPI, care, ca și alte plăci de expansiune, se conectează la conectorul Raspberry GPIO și adaugă proprietăți complet noi microcomputerului nostru.
Taxa este destul de simplă. Instalat pe el:
- FPGA Cyclone IV EP4CE6E22C8
- elemente logice 6272;
- memorie incorporata 270Kbit;
- Multiplicatori 15 (18x18);
- PLL 2;
- Patru LED-uri;
- Trei butoane;
- Oscilator cristal 100 MHz;
- Posibilitatea instalarii unui cip EPCS4 (in cazul in care placa va fi folosita autonom);
- conector JTAG (pentru cazul în care placa va fi folosită autonom);
- Doi conectori cu 40 de pini fiecare cu 28 de GPIO utilizator - conectori compatibili Raspberry;
- Un conector cu 40 de pini pentru conectarea la Raspbery, pe care puteți folosi 24 sau 20 GPIO (în funcție de dacă este instalat sau nu cipul EPCS4).
Iată cum puteți conecta o placă Raspberry Pi2/Pi3:
Și iată Pi-zero:
Este posibil (dar nu sigur) ca aceeași placă de expansiune să poată fi utilizată cu OrangePi.
Prima aplicație a acestei plăci care îmi vine în minte este dublarea numărului de semnale GPIO: a existat un singur conector, dar acum sunt doi. Trebuie doar să creați și să încărcați proiectul necesar în FPGA și va trebui să gestionați intrările și ieșirile într-un mod special, există multe opțiuni: port serial, SPI, GPIO, puteți utiliza DMA...
Puteți încărca placa FPGA Mars Rover2RPI direct de la Raspberry prin semnale JTAG, care, desigur, sunt afișate în GPIO
- tck → GPIO7
- tms → GPIO0
- tdi → GPIO11
- tdo ← GPIO1
Iată o demonstrație video:
Primul proiect de „test” pentru placa Mars Rover2RPI este deja gata, deși încă nu este foarte impresionant în funcționalitatea sa. Primul proiect pentru un FPGA este de obicei întotdeauna un „LED intermitent”, un fel de „bună lume!” lumea microcontrolerelor și a FPGA-urilor.
Sursele sale pot fi găsite pe github: github.com/marsohod4you/m2rpi_first
Dar chiar și aici, chiar și în acest caz simplu, există deja interacțiune între FPGA și microcomputer. De la raspberry puteți trimite octeți prin portul serial către FPGA care modifică viteza de clipire a LED-ului. Mai mult, primul „proiect de testare” al FPGA preia un octet din portul serial, îl modifică (adăugând unul) și îl trimite înapoi. Desigur, este destul de primitiv, dar deja interacțiunea dintre două sisteme FPGA și un procesor.
Demonstrație video:
Aceasta este prima mea experiență de acces la FPGA-uri de la Raspberry. Cred că ar fi interesant să încercăm să facem proiecte cu adevărat complexe, cum ar fi capturarea cadrelor de la o cameră video în burstberry și transferarea lor prin DMA la FPGA pentru procesare. Cred că pot exista multe proiecte interesante cu această placă de expansiune.
