Bảng mở rộng thú vị cho Raspberry Pi. Raspberry Pi - loại trái cây gì
Raspberry-Pi đang trở thành một máy tính mini thực sự linh hoạt.
Chúng tôi mang đến cho bạn sự chú ý đến mô-đun mở rộng X100 giá cả phải chăng, dễ sử dụng và cài đặt, biến Raspberry của bạn thành công cụ mạnh mẽ nhất, nhờ giao tiếp phong phú của mô-đun này và sự hiện diện của đồng hồ thời gian thực trên tàu.
Mặt trên của X100: phân công các đầu nối và chân cắm.
Mặt dưới của bo mạch X100: vị trí của thẻ micro SD và Rpi RESET.
Mô tả mô-đun giao diện X100
Bo mạch mở rộng X100 được thiết kế để sử dụng trên Raspberry Pi (RPI), gắn trên Raspberry Pi, có bộ điều chỉnh nguồn điện 5 volt cho RPI, từ nguồn điện áp dải đầu vào rộng và mang: đầu ra VGA, RTC , ba cổng USB, khe cắm thẻ SD, khe cắm thẻ nhớ, đầu nối RS232 DB9 và 8 cổng cho servo.
Điều chính và phẩm giá không thể phủ nhậnđây là đầu ra video VGA và nhiều tính năng khác của X-100.
ĐẶC ĐIỂM CHÍNH của board mở rộng X100
Được lắp trực tiếp lên trên Raspberry Pi, sử dụng mô-đun sử dụng tiêu đề GPIO và không cần nối dây hoặc hàn
.Đầu nối R-Pi 26 chân được sao chép cho phép lắp đặt các card mở rộng hiện có
.Điện áp đầu vào từ 6V đến 23V được chuyển đổi thành 5V, 3A thông qua bộ chuyển đổi DC/DC để cấp nguồn cho Raspberry Pi
Bộ chuyển đổi VGA - HDMI sang VGA hỗ trợ UXGA (1600 x 1200) và 1080p với DAC 10 bit
.USB - độc lập Trung tâm USB với 3 cổng
.Storage - Khe cắm thẻ SD và micro SD
.RTC - Dựa trên NXP PCF2127AT/PCF2129AT đã lắp pin CR2032
.Debugging - Đầu nối RS232 DB9 (trên chip MAX3232), được sử dụng với cáp modem null
.I/O - Nút reset cho RPI, truy cập các chân S1 & S5 trên Raspberry Pi
Hỗ trợ .Servo - Chip điều khiển 8 kênh (ULN2803)
.Khác - Công tắc DIP để kết nối các chân RPI
.Kích thước - 85 x 56 mm (Chính xác như Raspberry Pi)
.
Mô-đun này phù hợp với Raspberry Pi Rev 2 Model B.
DINH DƯỠNG
X100 được trang bị bộ điều chỉnh +5V tích hợp thông qua đầu nối GPIO với cầu chì tự động phục hồi 2A được hàn sẵn. VỚI phạm vi rộngđiện áp đầu vào. Bộ ổn định có thể được cấp nguồn từ nhiều loại nguồn lực bên ngoài, chẳng hạn như pin, bộ đổi nguồn 12 V, nguồn năng lượng mặt trời, v.v. Đầu ra +5V bổ sung cũng có sẵn trên các cổng servo.
Nguồn điện khuyến nghị: đầu vào 110 ~ 240V Dòng điện xoay chiều, 12 VDC 2 ~ 3 A dòng điện đầu ra.
Kích thước ổ cắm (Đơn vị: mm)
HDMI SANG VGA
Mô tả có sẵn tạihttp://elinux.org/RPi_Screens#RGB_analog.2FVGA
Bất kỳ HDMI nào trong Bộ chuyển đổi VGA có thể không hoạt động nếu không có nguồn điện bên ngoài thời điểm trọng đại, nhưng sau đó sẽ đốt cháy D1, vì vậy đừng sử dụng bộ chuyển đổi HDMI được cấp nguồn bởi cổng HDMI! Vấn đề được giải quyết bằng cách chỉ sử dụng bộ chuyển đổi có nguồn điện bên ngoài.
X100 không sử dụng nguồn RPI cổng HDMI và có nhiều chức năng.
Đặc trưng:
. Dễ sử dụng: Không cần cáp hoặc cài đặt
. Chuyển đổi: Nó có thể chuyển đổi video HDMI sang VGA đầy đủ
. Hỗ trợ 165 MHz / 1,65 Gbps trên mỗi kênh (toàn bộ kênh 6,75 Gbps) cho đầu vào HDMI
. Hỗ trợ đầu ra video analog lên tới UXGA và 1080p với DAC 10 bit
CỔNG CHỦ RS232
Cổng RS232 được kết nối với cổng UART trên Raspberry Pi bằng giao diện MAX3232. MAX3232 chuyển đổi cổng UART 3,3V thành điện áp RS232 và cho phép giao tiếp RS232 thiết bị tương thích qua cáp nối tiếp DB9 hoặc sử dụng cáp modem vô hiệu, hội đồng cung cấp truy cập thiết bị đầu cuối từ Linux đến Raspberry Pi bằng ứng dụng đầu cuối. Cổng RS232 có thể được truy cập thông qua cổng DB9.
Ứng dụng đầu cuối - Cấu hình PuTTY (COMx, X = Số seri Hải cảng)
ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC (RTC)
Được thiết kế để sử dụng trong Raspbian. Đây là đồng hồ thời gian thực rất chính xác, giao tiếp qua cổng GPIO trên Raspberry Pi. Họ sử dụng chân GND, SDA và SCL.
Họ sử dụng chip/PCF2129AT có độ chính xác cao và NXP PCF2127AT:
. Thời gian rất chính xác (thường là ± 3 ppm hoặc<2 минуты отклонения в год)
. Tinh thể tích hợp, bù nhiệt độ và tuổi tác
. Pin đi kèm sẽ có tuổi thọ rất dài nếu không sử dụng thiết bị.
. 512 byte RAM tĩnh, được bảo vệ bằng pin dự phòng
. Bao gồm pin!
CỔNG SERVO ULN2803 8 CH RC
Chip điều khiển này chứa 8 đầu ra có thể cung cấp 500mA từ điện áp nguồn 5V hoặc đầu vào DC có thể lựa chọn và có điốt bên trong trên tất cả các đầu ra để điều khiển cuộn dây. Điều này cho phép bộ vi điều khiển hoặc máy vi tính nhỏ của bạn cấp nguồn cho cuộn dây điện từ, động cơ DC (theo một hướng) và động cơ bước đơn cực.ULN2803 kết nối với đầu vào GPIO thông qua công tắc DIP, từ các chân của nó, hai mảng tiêu đề Wire-To-Board được lắp ráp. Ngoài ra, các cổng này có thể được sử dụng để cung cấp nguồn +5V hoặc đầu vào điện áp cho các mạch ngoài hoặc thiết bị nhúng khác.
Xin lưu ý rằng trình điều khiển này là một "bộ thu mở" - nó chỉ có thể được sử dụng để kết nối tải với mặt đất và sẽ có hiện tượng sụt áp 1 Volt (hoặc hơn) trên các bóng bán dẫn bên trong.
HUB USB VÀ ĐẦU ĐỌC THẺ
Đã được kiểm tra đầy đủ về khả năng tương thích Raspberry Pi
. Hoàn toàn tương thích với thông số kỹ thuật USB HUB phiên bản 2.0 và tương thích ngược với thông số kỹ thuật USB HUB 1.1
. Hỗ trợ ba cổng đầu vào tự cấp nguồn
. Tiêu thụ điện năng rất thấp
. Lớp thiết bị USB dành cho Bộ lưu trữ dung lượng lớn, Vận chuyển số lượng lớn V1.0
. Hỗ trợ thông số kỹ thuật SD lên đến phiên bản. 2.0 (SDHC)
. Trình điều khiển DMA phần cứng được tích hợp để cải thiện hiệu suất
Lưu ý: Thẻ SD và thẻ Micro-SD không thể đọc/ghi cùng một lúc.
X100 cũng có thể được kết nối với cổng USB của máy tính bằng cáp USB đi kèm để ghi hình ảnh hệ điều hành vào thẻ SD.
Cài đặt mô-đun theo những hình ảnh sau:
Bộ chuyển đổi HDMI và bộ chuyển đổi USB được bao gồm.
Vào tháng 6 năm 2013 Học viện Kỹ thuật Hoàng gia đã trao Huy chương Bạc danh giá cho Tiến sĩ Eben Upton, người đồng sáng lập Quỹ Raspberry Pi.
Giải thưởng này ghi nhận sự đóng góp nổi bật của kỹ thuật Anh trong việc quảng bá thành công sản phẩm ra thị trường. Không có ví dụ nào tốt hơn về việc tìm kiếm và tạo ra một thị trường mới hơn câu chuyện về chiếc máy tính bảng nhỏ Raspberry Pi. Bạn thậm chí có thể lập luận rằng Raspberry Pi đã bắt đầu một cuộc cách mạng công nghệ mới và bằng chứng cho điều này có thể được nhìn thấy trong các phụ kiện của nó.
Gần đây, xuất hiện hàng chục công ty sản xuất linh kiện, phụ kiện bổ sung cho Raspberry Pi đời đầu. Những lý do chính cho điều này là giá cả, tính sẵn có, khả năng mở rộng và cộng đồng hỗ trợ ngày càng tăng. Bài viết này sẽ giới thiệu 15 phụ kiện biến một chiếc máy tính bình thường thành một cỗ máy mạnh mẽ.
Được tạo bởi nhà phát triển Raspberry Pi alpha Gert Van Loo, Gertboard cho phép bạn mở rộng số lượng dòng I/O mà không có sản phẩm nào khác có được. Tính năng chính ở đây là bộ vi điều khiển Atmega 28 chân (bất kỳ mẫu ATmega nào sau đây 48A/PA, 88A/PA, 168A/PA hoặc 328/P). Với kết nối Atmega, khả năng mở rộng của Arduino IDE hiện có sẵn cho Raspberry Pi.
Đánh giá bằng hình ảnh, bảng này thực sự phổ biến. Ngoài ra, bộ điều khiển động cơ ROHM BD6222HFP còn cung cấp thêm một cổng với đầu ra 18V và 2A để điều khiển ổ đĩa. Gertboard cũng có thể chứa DAC 8, 10 hoặc 12 bit kênh đôi và ADC 10 bit kênh đôi. Ngoài ra, sáu trình điều khiển open-collector với đầu ra 50V/2A, ba nút và 12 bộ đệm I/O làm cho bo mạch mở rộng này trở thành giải pháp lý tưởng cho những ai muốn biến Raspberry Pi không chỉ là một chiếc máy tính.
Bạn có thể mua Gertboard với giá 49,99 USD.
Được phát triển bởi Andrew Robinson của Đại học Manchester, bảng Piface Digital cung cấp một cách nhanh chóng để điều khiển phần cứng bên ngoài bằng cách sử dụng các dòng I/O của Raspberry Pi. Phần trung tâm của Piface Digital là hai rơle chuyển mạch mà người dùng có thể điều khiển. Rơle có dòng điện định mức tối đa là 5V và 10A. Bảng mạch được lập trình dễ dàng bằng Python, C và Scratch. Scratch còn có trình giả lập Piface, cho phép bạn hiển thị đồ họa hoạt động của bảng này. Piface cũng có tám đầu vào kỹ thuật số, tám đầu ra bộ thu mở, tám đèn LED và bốn nút. Bảng có giá 32,99 USD.
Mô-đun máy ảnh Raspberry Pi kết nối qua cáp ruy băng với cổng CSI tích hợp. Bản thân bảng chứa máy ảnh rất nhỏ gọn, kích thước của nó là 25 × 20 × 9 mm và chỉ nặng 3 gam. Bảng này có thể chụp ảnh 5 megapixel nhờ mô-đun lấy nét cố định Omnivision 5647. Máy ảnh hỗ trợ (độ phân giải [p] khung hình mỗi giây) 1080p30, 720p60 và 480p60/90. Video và hình ảnh được lưu vào thẻ SD Raspberry Pi (khuyến nghị 4GB hoặc lớn hơn). Bus CSI có khả năng truyền dữ liệu ở tốc độ cao trực tiếp đến bộ xử lý BCM2835 ARM 11. Mô-đun máy ảnh Raspberry Pi có giá 25 USD.
Ví dụ sử dụng: Camera Pi trong Pi in Sky
Camera Pi gần đây đã được sử dụng trong dự án Pi in the Sky, một khinh khí cầu tầm cao đưa Pi lên độ cao gần 40 km.
Ảnh chụp từ Pi in Sky
Một trong những bo mạch Raspberry Pi rẻ nhất là Slice of Pi. Bộ sản phẩm này trước tiên phải được lắp ráp và sau khi lắp ráp, bo mạch sẽ cung cấp một số tính năng độc đáo. Ngoài bộ mở rộng I/O nối tiếp MCP23017 cung cấp 16 kênh, Slice of Pi còn có một miếng đệm gắn cho các thành phần bổ sung. Một tính năng chính của Slice of Pi là đầu nối mô-đun Xbee, ngoài Xbee, còn hỗ trợ XRF, RN-XV và các mô-đun khác. Các chân cắm trên bo mạch cũng giúp bạn dễ dàng tiếp cận các cổng I/O, đường dây 3,3V, 5V, nối đất và TX/RX. Khả năng không dây chắc chắn đã làm tăng mức độ phổ biến của bo mạch này, với giá chỉ 7 USD.
Một góc nhìn khác về Slice of Pi
5. Tùy chọn hiển thị LCD của hệ thống 4D
4D Systems sản xuất mô-đun màn hình LCD cho các bảng phát triển khác nhau. Dòng dành cho Raspberry Pi bao gồm các mẫu có đường chéo từ 2,4" đến 4,3". Model tốt nhất trong dòng này là màn hình TFT 4,3 inch uLCD-43-PT-PI hỗ trợ độ phân giải 480 × 272 pixel. Tính năng chính của màn hình này là lớp cảm ứng điện trở để nhập thông tin bằng ngón tay hoặc bút stylus. Màn hình này là thứ cần phải có cho những ai cần tính di động. Điểm độc đáo nhất của dòng màn hình này chính là bộ chuyển đổi 4D Serial Pi. Nó kết nối với cổng I/O nối tiếp của Raspberry Pi và cung cấp 5 đường để kết nối tấm chắn, đồng thời sao chép các đường cổng I/O để kết nối với một bo mạch khác.
Giá cho màn hình Hệ thống 4D dao động từ $65 đến $145. Bộ chuyển đổi Pi nối tiếp 4D có giá 9 USD.
6. Mạng tự chế cho điện thoại di động dựa trên Raspberry Pi - Ettus USRP
Đối với dự án của họ, PA Consulting Group đã sử dụng Raspberry Pi cùng với hệ thống vô tuyến được xác định bằng phần mềm B100 của Ettus Research Universal Software Radio Peripheral (USRP) để tạo ra một trạm gốc di động. Trong căn phòng được che chắn, các kỹ sư đã cài đặt một điểm truy cập phần mềm GSM có tên OpenBTS và một nền tảng điện thoại mở có tên FreeSwitch, tổng hợp lưu lượng thoại hoặc SMS từ điện thoại và truyền nó tới Internet hoặc các mạng điện thoại khác. Với sự trợ giúp của mã tự viết và các chương trình khác nhau, tất cả đã biến thành một mạng di động hoạt động được. PA Consulting Group đang sử dụng dự án này và các dự án khác để khuyến khích khách hàng sử dụng Raspberry Pi trong thiết kế của riêng họ. Cần lưu ý rằng nếu trạm cơ sở này phát sóng ra ngoài một phòng thì có thể xảy ra sự cố.
Ettus Research USRP B100 có giá 650 USD.
MYRIAD cũng đã phát hành ăng-ten Myriad RF-1 dành cho những ai muốn tiết kiệm USRP B100. Myriad RF-1 được bán lẻ với giá 299 USD.
7. Màn hình LCD RGB phân đoạn 16× 2 với bàn phím Adafbean
Adafruit Industries là một trong những đơn vị thúc đẩy chính cuộc cách mạng Raspberry Pi. Cô đã có những đóng góp to lớn cho cộng đồng, giới thiệu mọi thứ từ những ứng dụng đơn giản đến những bảng mở rộng phức tạp. Màn hình LCD Adaf nhung RGB 16 × 2 là một sự bổ sung đáng hoan nghênh cho dòng sản phẩm. Giao tiếp với Raspberry Pi thông qua cổng I/O cho mục đích chung, bảng này cung cấp hai dòng gồm 16 ký tự. Màn hình có cả màn hình có đèn nền và chữ tối, màn hình tối và chữ có đèn nền. Các nút trên bảng điều khiển cho phép bạn cuộn và thực hiện các lựa chọn. Giống như tất cả các sản phẩm Adafbean, thiết bị này đi kèm với hướng dẫn sử dụng để giúp người dùng cài đặt và tạo dự án của họ.
Adaf nhung RGB Tiêu cực/Tích cực 16× 2 màn hình LCD với bàn phím có giá 24,95 USD.
Ciseco, cũng là nhà sản xuất Slice of Pi, đã phát hành Pi LITE, một ma trận LED cắm trực tiếp vào cổng I/O mục đích chung của Raspberry Pi. Mục tiêu của dự án Kickstarter này là các nhà phát triển muốn cung cấp cho người dùng Raspberry Pi cách thiết lập và chạy máy tính một cách nhanh chóng, vì nhiều người đã nói: “Tôi có Raspberry Pi, nhưng tôi chưa làm gì với nó chưa." Sử dụng ma trận LED này, người dùng có thể hiển thị tin nhắn, cuộn văn bản, hiển thị biểu đồ thanh dọc hoặc ngang, chơi các trò chơi như Tetris và giải quyết các tác vụ khác yêu cầu độ phân giải thấp. Về cốt lõi, Pi LITE là màn hình 14x9 pixel (126 LED) một màu, độ phân giải thấp. Bộ vi điều khiển ATMega328p điều khiển trực tiếp các đèn LED; dữ liệu được lấy từ Raspberry Pi thông qua UART.
Pi LITE có giá 29,80 USD.
9. XloBorg - cảm biến chuyển động và hướng cho Raspberry Pi
Bảng XloBorg trang bị cho Raspberry Pi một gia tốc kế 3 trục và từ kế 3 trục. Gia tốc kế kỹ thuật số Freescale Xtrinsic MMA8451Q cho phép bạn phát hiện vị trí và chuyển động của Raspberry Pi. Nó cho phép tạo bộ điều khiển trò chơi dựa trên kỹ thuật chụp chuyển động. Khả năng cảm nhận sốc và rung của nó có thể hữu ích cho việc thực hiện các giao diện giữa con người và máy móc. Từ kế kỹ thuật số Freescale Xtrinsic MAG3110 trang bị cho máy tính của bạn các chức năng la bàn như vị trí, điều hướng và tốc độ.
XloBorg có thể được mua với giá 13 USD.
10. PicoBorg - điều khiển động cơ bằng Raspberry Pi
Những người tạo ra XloBorg cũng đã phát hành bộ điều khiển động cơ DC nhỏ gọn, PicoBorg. Sử dụng cổng I/O cho mục đích chung, người dùng có thể điều khiển bốn trình điều khiển cấp thấp hoặc bốn thiết bị. Điện áp hoạt động tối đa có thể là 20 V, mặc dù khuyến nghị là 12 V và dòng điện tối đa là 2 A, để hoạt động lâu dài thì không nên quá 1 A. Bảng này chủ yếu nhằm mục đích sử dụng với động cơ DC được điều khiển bởi Raspberry Đầu ra PiPWM.Công ty sản xuất PiBorg cũng cung cấp khả năng điều khiển quạt hoặc điện từ, hoặc thậm chí kết hợp cả hai, sử dụng bảng XloBorg, cũng như điều khiển một động cơ bước 6 dây duy nhất.
PicoBorg có giá 10,50 USD.
11. LedBorg - bảng mạch có đèn LED RGB siêu sáng
PiBorg đã phát hành một bổ sung đơn giản khác cho Raspberry Pi - một đèn LED RGB duy nhất. Nó có thể phát sáng 26 màu khác nhau ở ba cường độ: tắt, 50% và 100%. Các ứng dụng điển hình cho loại bảng này là chiếu sáng theo tâm trạng và hiển thị trạng thái.
Bạn có thể mua LedBord với giá 7,40 USD.
12. RadioBlocks - Modem không dây IEEE 802.15.4
Chỉ sử dụng bốn làn I/O dành riêng cho UART, RadioBlock của Colorado Micro Devices cung cấp cho người dùng khả năng truy cập không dây tuân thủ IEEE 802.15.4. Tiêu chuẩn này là cơ sở cho các giao thức như ZigBee, MiWi, WirelessHART và ISA100.11a. Nó cũng có thể được sử dụng với 6LoWPAN. Trên bo mạch, mô-đun vô tuyến Atmel AT86RF231 IEEE 802.15.4 được kết hợp với bộ vi điều khiển NXP LPC1114. RadioBlock ban đầu được thiết kế để hoạt động với mọi nền tảng nhúng như Arduino và BeagleBone. Nhưng Raspberry Pi có thể sẽ là thiết bị mà modem này được sử dụng thường xuyên nhất. Có sẵn hai phiên bản RadioBlock - với nguồn điện áp chính và nguồn điện (pin) tự động.
Giá của mô-đun này là $22.
BrickPi kết hợp Raspberry Pi với hệ thống LEGO Mindstorm. BrickPi cho phép bạn kết nối tối đa ba động cơ NXT và tối đa bốn cảm biến từ bộ LEGO. Giống như các bộ LEGO Mindstorm thông thường, Raspberry Pi cũng được cung cấp năng lượng bởi pin 9V. Thân BrickPi được thiết kế theo cách mà bạn có thể gắn các phần tử LEGO, nhờ đó Raspberry Pi trở thành một phần của sự sáng tạo thực sự. BrickPi là một bo mạch bổ sung cung cấp chức năng có trong bộ điều khiển LEGO NXT. Công ty sản xuất Dexter Industries có cộng đồng hỗ trợ phần mềm lớn mạnh và phát triển cho BrickPi.
Bo mạch BrickPi có sẵn ở hai phiên bản: bản thân bo mạch và vỏ máy với giá 65 USD hoặc nâng cấp bo mạch, vỏ và nguồn điện (bộ chuyển đổi DC-DC đáng tin cậy hơn) với giá 80 đô la.
14. Trò chơi và ứng dụng cho Raspberry Pi
Nhóm WyoLum là một cộng đồng gồm những kỹ sư và sinh viên có cùng chí hướng. Nhóm này đã phát hành AlaMode, một bo mạch tương thích với Arduino kết nối với cổng I/O của Raspberry Pi. Mục tiêu của Nhóm WyoLum là cung cấp cho người dùng Raspberry Pi quyền truy cập vào vô số thư viện, thiết bị và bảng mạch trong vũ trụ Arduino, cũng như cộng đồng Arduino. AlaMode có thể được cấp nguồn bằng Raspberry Pi, pin hoặc USB. Một khe cắm thẻ SD bổ sung đã được thêm vào để ghi dữ liệu hoặc hỗ trợ bộ nhớ ứng dụng. AlaMode cũng có các chân để kết nối bộ thu GPS Fastrax UP501.
Bạn có thể mua AlaMode với giá 50,01 USD.
Dịch trang mạng
Cảm ơn bạn đã quan tâm đến dự án thông tin website.
Nếu bạn muốn các tài liệu thú vị và hữu ích được xuất bản thường xuyên hơn và ít quảng cáo hơn,
Bạn có thể hỗ trợ dự án của chúng tôi bằng cách quyên góp bất kỳ số tiền nào cho sự phát triển của nó.
Không có gì gọi là quá nhiều megahertz - bộ xử lý Raspberry Pi 3 B+ được ép xung lên 1,4 GHz. Giao diện mạng đã được tăng tốc và hỗ trợ Cấp nguồn qua Ethernet cũng đã xuất hiện.
Phạm vi của Raspberry Pi chỉ bị giới hạn bởi kiến thức và trí tưởng tượng của bạn.
Tự động hóa ngôi nhà của bạn hoặc sử dụng chiếc máy tính nhỏ bé này để tạo:
- một robot được điều khiển qua Wi-Fi hoặc bằng thị giác máy tính
- trình giả lập máy chơi game
- trạm thời tiết tại nhà
- hệ thống an ninh với nhận dạng khuôn mặt
Một máy tính có kích thước bằng một chiếc thẻ ngân hàng có sẵn các thành phần PC thông thường: bộ xử lý, RAM, đầu nối HDMI, đầu ra tổng hợp, USB, Ethernet, Wi-Fi và Bluetooth.
Ưu điểm chính của Raspberry Pi là có 40 chân đầu vào/đầu ra (GPIO) cho mục đích chung. Bạn có thể kết nối các thiết bị ngoại vi với chúng để tương tác với thế giới bên ngoài: bộ truyền động, mọi cảm biến và mọi thứ chạy bằng điện.
Hệ điều hành tiêu chuẩn cho Raspberry Pi là Linux. Nó được cài đặt trên thẻ nhớ microSD và thẻ đó được lắp vào một khe đặc biệt trên bo mạch. Nếu bạn không biết Linux, đừng lo lắng. Máy tính này là một cơ hội tuyệt vời để tìm ra mọi thứ. Mất dữ liệu hoặc làm xáo trộn nghiêm trọng các cài đặt không quá đáng sợ, hình ảnh trên thẻ SD có thể được khôi phục sau vài phút. Sau đó, hãy tiếp tục thử nghiệm!
Phiên bản bảng
Raspberry Pi 3 Model B+ là phiên bản nâng cấp của Raspberry Pi 3 Model B.
Bộ xử lý lõi tứ ARM Cortex-A53 64 bit được ép xung từ 1,2 GHz lên 1,4 GHz. Trên bo mạch được nâng cấp các giao diện không dây Wi-Fi 802.11n và Bluetooth 4.2/LE.
Ngoài ra, bộ xử lý có kiến trúc ARMv53, nghĩa là bạn có thể sử dụng hệ điều hành yêu thích của mình: Debian Wheezy, Ubuntu Mate, Fedora Remix và thậm chí cả MS Windows 10 IoT.
Raspberry Pi 3 Model B+ được trang bị RAM 1 GB nhưng bộ nhớ này được chia sẻ với hệ thống con đồ họa. Bộ xử lý đồ họa lõi kép VideoCore IV® hỗ trợ các tiêu chuẩn OpenGL ES 2.0, OpenVG, MPEG-2, VC-1 và có khả năng mã hóa, giải mã và xuất ra video Full HD (1080p, 30 FPS, H.264 High-Profile).
Kết nối thiết bị ngoại vi
Để kết nối màn hình hoặc TV, hãy sử dụng đầu ra video tổng hợp hoặc đầu nối HDMI. Độ phân giải nằm trong khoảng từ 640x350 (EGA) đến 1920x1200 (WUXGA) cho HDMI. Đầu ra tổng hợp hoạt động ở định dạng PAL và NTSC.
Loa hoặc tai nghe được kết nối qua giắc cắm 3,5 mm tiêu chuẩn. Âm thanh cũng có thể được truyền qua HDMI.
Raspberry Pi 3 Model B+ cung cấp 4 cổng USB được kết nối bằng hub bên trong. Trong số những thứ khác, bạn có thể kết nối bàn phím và chuột với chúng.
Để tiết kiệm tài nguyên CPU, Raspberry Pi cung cấp kết nối với các mô-đun tiêu chuẩn thông qua khe cắm 15 chân:
- CSI-2 - để kết nối máy ảnh qua giao diện MIPI
- DSI - để kết nối màn hình tiêu chuẩn
Các giao diện sau đây có sẵn dưới dạng giao diện cấp thấp:
- 40 cổng I/O đa năng
- UART (Nối tiếp)
- I2C/TWI
- SPI với bộ chọn giữa hai thiết bị
- Chân nguồn: 3.3V, 5V và nối đất
Các giao diện sau có sẵn để liên lạc trên Raspberry Pi 3 Model B:
Ethernet 10/100/1000 Mbit với đầu ra tới ổ cắm 8P8C tiêu chuẩn (RJ45); Wi-Fi 802.11n và Bluetooth 4.2.
Dinh dưỡng
Raspberry Pi 3 được cấp nguồn từ bộ chuyển đổi 5 volt thông qua đầu nối micro-USB hoặc chân nguồn. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng nguồn điện có dòng điện tối thiểu 2,4 A để có thể kết nối nhiều thiết bị ngốn điện hơn với cổng USB.
Không có công tắc nguồn phần cứng trên bo mạch. Để bật máy tính, chỉ cần cắm cáp nguồn. Để tắt nó, hãy sử dụng các chức năng tiêu chuẩn của hệ điều hành.
Kích thước
Kích thước bảng: 85×54 mm. Các cổng USB, giắc Ethernet, HDMI, giắc âm thanh nhô ra ngoài vài milimet so với khung được chỉ định.
Phần mềm
Thay vì ổ cứng truyền thống thường thấy trên máy tính thông thường, Raspberry Pi sử dụng thẻ flash microSD. Nó phải được chuẩn bị trước - hệ điều hành phải được cài đặt trên đó. Có nhiều thẻ flash, bạn có thể sử dụng từng thẻ một để thu được một số hình ảnh riêng biệt của máy tính.
Thẻ flash không được bao gồm.
Đặc trưng
- Bộ xử lý: ARM Cortex-A53 4 nhân 64 bit @ 1,4 GHz trên Broadcom BCM2837 SoC
- RAM: 1GB LPDDR2 SDRAM
- đầu ra video kỹ thuật số: HDMI
- đầu ra tổng hợp: 3,5 mm (4 chân)
- Cổng USB: USB 2.0x4
- mạng không dây: WiFi 2.4/5 GHz, 802.11n
- Ethernet: 10/100/1000 MB RJ45
- Bluetooth: Bluetooth 4.2, Bluetooth năng lượng thấp
- Đầu nối màn hình: Giao diện nối tiếp hiển thị (DSI)
- Đầu nối camera video: Giao diện nối tiếp camera MIPI (CSI-2)
- Thẻ nhớ: MicroSD
- Cổng I/O: 40
- kích thước: 85x56x17 mm
Trong bài viết này chúng ta sẽ xem xét bo mạch mở rộng GPIO Shield, bo mạch này sẽ bổ sung thêm khả năng kết nối các cảm biến analog và bo mạch mở rộng Arduino với Raspberry Pi (Hình 1). Nguồn điện cho bo mạch GPIO Shield có thể đến từ Raspberry Pi (5V) hoặc từ nguồn bên ngoài (12V), nhưng chúng ta sẽ xem xét vấn đề này chi tiết hơn bên dưới. Bo mạch kết nối với Raspberry Pi thông qua đầu nối tương thích GPIO và có các chân tương ứng để kết nối bộ điều khiển Arduino tiêu chuẩn và bảng mở rộng. Nói cách khác, giải pháp phần cứng được đề xuất là một loại cầu nối giữa Raspberry Pi và Arduino.
Sơ đồ
Khi phát triển bảng mở rộng, các mục tiêu sau đã được theo đuổi:
- Tăng chức năng của các cổng GPIO bằng cách thêm một ADC 4 kênh với đầu vào vi sai hoặc đầu vào một đầu trực tiếp vào bảng mở rộng và với một mô-đun bổ sung - 16 đường I/O kỹ thuật số và một DAC;
- Sử dụng nguồn điện 5V của bo mạch Raspberry Pi hoặc nguồn 12V bên ngoài để tương thích với các bo mạch mở rộng Arduino;
- Chuyển đổi các mức logic 3,3 V - 5 V đường đầu vào/đầu ra kỹ thuật số và giao diện dữ liệu I 2 C/SPI;
- Khả năng sử dụng đầu vào tương tự ADC ở chế độ vi sai và tuyến tính;
- Cung cấp khả năng tương thích với Raspberry Pi bằng cách cài đặt tiêu đề GPIO 26 chân;
- Lắp đặt các đầu nối để kết nối trực tiếp Arduino và các bo mạch tương lai được lên kế hoạch phát hành;
- Khả năng cài đặt các đầu nối bổ sung để kết nối bộ điều hợp bên ngoài USB-I 2 C, USB-SPI.
Hình 2 thể hiện sơ đồ của GPIO Shield thực hiện các mục tiêu trên trong thực tế.
Bộ điều chỉnh điện áp được chế tạo theo thiết kế cổ điển sử dụng vi mạch ổn định. Jumper EXT/INT được thiết kế để chọn cách cấp nguồn cho bo mạch mở rộng: nguồn 12V bên ngoài thông qua bộ điều chỉnh 7805 hoặc nguồn 5V bên trong từ chân 2 của đầu nối GPIO Raspberry Pi. Cần nhớ rằng mạch điều chỉnh điện áp trên bo mạch Raspberry Pi dùng để cấp nguồn cho các thiết bị ngoại vi bên ngoài có khả năng cung cấp dòng điện đầu ra 500 mA cho phiên bản A và 300 mA cho phiên bản B. Do đó, đối với các mô-đun bên ngoài và cảm biến có mức tiêu thụ dòng điện cao hơn hoặc đối với các bo mạch mở rộng có điện áp cung cấp là 12. Nên sử dụng nguồn điện bên ngoài và bộ nối EXT/INT phải được đặt tương ứng.
Hãy xem xét một mạch chuyển đổi mức logic sử dụng hai kỹ thuật khác nhau.
Việc chuyển đổi mức logic của các đường I/O kỹ thuật số được thực hiện bằng cách sử dụng bộ dịch mức hai chiều 8 bit của công ty, có hai đường nguồn riêng biệt và tự động xác định hướng truyền dữ liệu.
Cổng A của vi mạch được kết nối với giao diện Raspberry Pi (đầu nối GPIO được biểu thị trong sơ đồ là RPY), cổng B được kết nối với đầu nối IOL và IOH của cổng đầu vào/đầu ra Arduino. Các chân VCCA và VCCB cung cấp điện áp tham chiếu để chuyển đổi mức, được kết nối tương ứng với đường ray 3,3 V và 5,0 V. Mức logic cao trên chân OE cho phép vi mạch hoạt động, do đó nó được kéo lên thông qua một điện trở đến điện áp VCCA. Mức thấp trên chân này sẽ đặt tất cả các đầu ra của vi mạch vào trạng thái trở kháng cao. Sự tương ứng của các chân kết nối Arduino và Raspberry Pi được trình bày trong Bảng
Đối với các dòng giao diện I 2 C, SPI và cổng nối tiếp UART, để chuyển đổi các mức logic, chúng tôi đã chọn giải pháp dựa trên MOSFET kênh N trường hoạt động ở chế độ làm giàu với điện áp ngưỡng 1,3 V.
Các mạch chuyển đổi mức giống hệt nhau cho từng đường tín hiệu. Ví dụ, hãy xem xét đường SDA của bus I 2 C. Cổng của bóng bán dẫn T7 được kết nối với bus nguồn 3,3 V, nguồn được kết nối với đường tín hiệu mức thấp (3,3 V), và cống được kết nối đến đường tín hiệu mức cao (5,0 V).
| Bảng 1. | Khớp chân nối Đầu nối GPIO Raspberry Pi và Arduino |
|||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||
Bây giờ chúng ta hãy xem bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số mà chúng tôi đã chọn chip của công ty.
Khi phát triển cụm bo mạch này, chúng tôi đã thực hiện một số thỏa hiệp khi phân phối tín hiệu qua các chân của đầu nối Arduino. Thực tế là Arduino có 6 đầu vào tương tự, nhưng hai trong số đó (A4, A5) được sử dụng cùng với giao diện I 2 C. Khi phát triển một dự án trong Arduino IDE, chúng ta có thể xác định lại việc gán các chân theo chương trình với yêu cầu của ứng dụng. Không có tùy chọn nào như vậy cho Raspberry Pi và cũng không có ADC tích hợp. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi đã chọn một chip ADC bên ngoài, được kết nối với bộ vi điều khiển thông qua bus I 2 C thông qua các chân cổng được chỉ định, chỉ còn lại 4 đầu vào analog. Nhưng đồng thời, chip MCP3428 cung cấp độ chính xác đo 16 bit cho tín hiệu tuyến tính hoặc vi sai.
Các chân của vi mạch CH1+ ... CH4+ được kết nối tương ứng với các chân A0 ... A3 của đầu nối Arduino ADC. Các chân CH1-...CH4- được kết nối với một đầu nối riêng và sử dụng các jumper J0...J3 có thể được kết nối riêng với mặt đất. Bằng cách này, mỗi chân có thể được cấu hình để chấp nhận cả tín hiệu tuyến tính và tín hiệu vi sai. Tín hiệu SDA và SCL được xuất ra các chân tương ứng của đầu nối Arduino, cũng như đầu nối GPIO Raspberry Pi (chân 5 và 3) thông qua bộ chuyển đổi mức trên bóng bán dẫn Q7 và Q8. Để đặt địa chỉ của vi mạch trên bus I 2 C, đầu vào ADR0 và ADR1 được sử dụng. Trạng thái của các đầu vào này được chỉ ra trên sơ đồ tương ứng với địa chỉ 0x68 (xem mô tả kỹ thuật của MCP3428).
Các đường cổng nối tiếp từ chân 8 và 10 của đầu nối GPIO được kết nối thông qua bộ chuyển đổi mức tới chân TXD và RXD của đầu nối Arduino.
Cách đây một thời gian, tôi đã chạm tay vào bảng Raspberry Pi3. Khả năng của nó thực sự ấn tượng: bộ xử lý lõi tứ nhanh, bộ giải mã codec/âm thanh/video/jpeg phần cứng tích hợp, mạng Ethernet/WIFI, USB2, HDMI... Đúng là một chiếc máy tính thực sự. Thật thú vị khi có một đầu nối GPIO, cho phép các thợ thủ công khác nhau kết nối một thứ gì đó không chuẩn và đặc biệt. Có một số lượng lớn các bảng mở rộng khác nhau được cài đặt trên đầu nối này: màn hình, màn hình LED, bộ điều hợp cho động cơ, bảng ADC...
Tôi muốn nói một chút về bo mạch Mars Rover2RPI FPGA, giống như các bo mạch mở rộng khác, kết nối với đầu nối Raspberry GPIO và thêm các thuộc tính hoàn toàn mới vào máy vi tính của chúng tôi.
Lệ phí khá đơn giản. Đã cài đặt trên đó:
- FPGA Cyclone IV EP4CE6E22C8
- phần tử logic 6272;
- bộ nhớ trong 270Kbit;
- Số nhân 15 (18x18);
- PLL 2;
- Bốn đèn LED;
- Ba nút;
- Bộ dao động tinh thể 100 MHz;
- Khả năng cài đặt chip EPCS4 (trong trường hợp bo mạch sẽ được sử dụng tự động);
- Đầu nối JTAG (trong trường hợp bo mạch sẽ được sử dụng tự động);
- Hai đầu nối 40 chân, mỗi đầu nối có 28 GPIO người dùng - Đầu nối tương thích với Raspberry;
- Một đầu nối 40 chân để kết nối với Raspbery, trên đó bạn có thể sử dụng 24 hoặc 20 GPIO (tùy thuộc vào việc chip EPCS4 có được cài đặt hay không).
Đây là cách bạn có thể kết nối bo mạch Raspberry Pi2/Pi3:
Và đây là Pi-zero:
Có thể (nhưng không chắc chắn) rằng bảng mở rộng tương tự có thể được sử dụng với OrangePi.
Ứng dụng đầu tiên mà tôi nghĩ đến của bảng này là tăng gấp đôi số lượng tín hiệu GPIO: trước đây có một đầu nối, nhưng bây giờ có hai đầu nối. Bạn chỉ cần tạo và tải dự án cần thiết vào FPGA và bạn sẽ phải quản lý đầu vào và đầu ra theo một cách đặc biệt nào đó, có nhiều tùy chọn: cổng nối tiếp, SPI, GPIO, bạn có thể sử dụng DMA...
Bạn có thể tải bảng mạch Mars Rover2RPI FPGA trực tiếp từ Raspberry thông qua tín hiệu JTAG, tất nhiên, tín hiệu này được hiển thị trong GPIO
- tck → GPIO7
- tms → GPIO0
- tdi → GPIO11
- tdo ← GPIO1
Đây là một video trình diễn:
Dự án “thử nghiệm” đầu tiên dành cho bo mạch Mars Rover2RPI đã sẵn sàng, mặc dù chức năng của nó chưa ấn tượng lắm. Dự án đầu tiên dành cho FPGA thường luôn là một “đèn LED nhấp nháy”, một kiểu “xin chào thế giới!” thế giới của vi điều khiển và FPGA.
Nguồn của nó có thể được tìm thấy trên github: github.com/marsohod4you/m2rpi_first
Nhưng ngay cả ở đây, ngay cả trong trường hợp đơn giản này, đã có sự tương tác giữa FPGA và máy vi tính. Từ mâm xôi, bạn có thể gửi byte qua cổng nối tiếp tới FPGA để thay đổi tốc độ nhấp nháy của đèn LED. Hơn nữa, “dự án thử nghiệm” đầu tiên của FPGA lấy một byte từ cổng nối tiếp, sửa đổi nó (thêm một byte) và gửi lại. Tất nhiên, nó khá thô sơ, nhưng đã có sự tương tác giữa hai hệ thống FPGA và bộ xử lý.
Trình diễn video:
Đây là trải nghiệm đầu tiên của tôi khi truy cập FPGA từ Raspberry. Tôi nghĩ sẽ rất thú vị nếu thử thực hiện các dự án thực sự phức tạp, chẳng hạn như chụp các khung hình từ máy quay video trong Burberry và chuyển chúng qua DMA sang FPGA để xử lý. Tôi nghĩ có thể có nhiều dự án thú vị với bảng mở rộng này.
