Raspberry pi 2 схема электрическая. Система управления умным домом на основе Raspberry Pi

Введение

На носу 2007й год, мощные процессоры, пара видеокарт с ценой свыше 500$ уже никого не удивляет, у всех продвинутых пользователей на устах непонятные словосочетания «Conroe», «RD600», «G80». Однако не все наши читатели пользуются и нуждаются во всем этом множестве нового и недешевого железа. Многие до сих пор верны некогда лучшим, а теперь просто хорошим компьютерам на базе процессоров Socket 939 и Socket 754. В этих системах применяется исключительно память DDR первого поколения, которая продается уже дороже более новой, но не всегда более быстрой DDR2. Попробуем в "домашних условиях" (то есть используя минимум инструмента) провести эксперимент по созданию самодельной плашки памяти. В качестве доноров были взяты модули OCZ и Mushkin на отборных чипах Winbond BH-5.

Но прежде чем продолжить исследование – небольшое теоретическое вступление.

Устройство модуля памяти

Как известно, модуль памяти DIMM состоит из небольшой платы, с установленными на ней микросхемами памяти. На модуле также имеется немного дополнительных компонентов и небольшая 8-контактная микросхема предназначенная для хранения информации о модуле. Формат данных и способ связи с этой микросхемой соответствуют стандарту SPD (Serial Presence Detect). При включении, BIOS материнской платы считывает хранящиеся данные и, исходя из полученной информации, устанавливает нужную частоту и тайминги. Так происходит всегда, когда опция конфигурации памяти в BIOS установлена в значение «by SPD» или аналогичное. Выглядеть эта микросхема может так:

Обмен данными между модулем памяти и компьютером происходит с использованием 64-битной шины. Это означает, что шина имеет 64 линии для передачи сигналов. Однако применяемые в модулях микросхемы, для упрощения изготовления и применения имеют только 16 линий, т.е. 16-битные. Для получения необходимых 64 бит на модуль таких микросхем нужно четыре. Исходя из этого соображения и строятся модули, именно поэтому минимальное количество микросхем в самом простейшем модуле - четыре. Максимальная емкость одного современного чипа для DDR-модуля равна 256 или 512 Мбит, или 32\64Мбайта соответственно. Однако простая арифметика подсказывает нам, что 4 чипа по 64МБайта дают всего 256МБ суммарно. Этого явно недостаточно для современных приложении. И для получения большего объема, производители объединяют группы по 4 микросхемы в так называемые банки. На одной плате модуля может содержаться до 4 банков (всего 16 чипов). Такой метод позволяет добиться объема 1024 Мбайт, без внесения значительных измерений в конструкцию.

Отсюда же можно сделать вывод – для изготовления памяти достаточно разработать одну разводку платы под все 16 чипов, и уже на этапе сборки устанавливать нужное количество микросхем для получения разных объемов. В результате многие продаваемые сейчас на рынке модули объемом 256MB и новые 512MB имеют только 4 или 8 чипов на одной стороне. Вторая сторона остается свободной. Иногда микросхемы устанавливаются в шахматном порядке, то есть 4 чипа с одной стороны, 4 с другой. Однако такие модули все равно считаются односторонними. И если на ней предусмотрены контакты для микросхем памяти, возникает вполне логичный вопрос «А что если установить все чипы?».

Практическое изучение возможностей

На самом деле процедура установки чипов DDR-памяти не так уж и трудоемка, и вполне выполнима даже в домашних условиях при минимуме затрат. Однако где взять недостающие микросхемы? Решение задачи приходит сразу – нужно снять нужные чипы с другого модуля. Здесь важно соблюдение идентичности маркировки, ведь разные производители изготавливают память в разных условиях, рассчитывают на разные частоты, и скорее всего смешивание разнотипных чипов ни к чему хорошему не приведет. Поэтому из этих соображений и было подобрано 4 модуля с одинаковыми чипами Winbond BH-5, которые известны оверклокерам отличным потенциалом разгона при высоком напряжении питания. Два модуля представляли собой двухканальный набор OCZ PC3500EL Platinum Limited Edition 2-3-2-6, два других – Mushkin Enhanced PC3200 Level II. Исходя из соображений, что двухканальные наборы обычно дополнительно тестируются на взаимную совместимость еще на заводе, было решено сделать один модуль из чипов OCZ, и один из Mushkin.

Но прежде чем начать, нужно тщательно обезжирить поверхность плат спиртом. Кроме того, тестовые модули OCZ были оснащены медными никелированными радиаторами, которые нужно предварительно снять. Для этого острым инструментом нужно достать фиксирующие скобы с обеих половинок радиаторов, и далее раскрыть их как ракушку.

Демонтаж чипов

После подготовки, можно приступать к отпайке микросхем с двух плат. Сделать это можно нагрев все ножки одновременно. Для этого сгодится строительный фен, либо же электроплитка. Но когда совсем ничего подобного нет, то возможно и использование обычной газовой плиты для приготовления пищи, разве что стоит позаботиться о хорошей вентиляции и не располагать плату сильно близко к пламени. Для отпайки возьмите плату за край плоскогубцами, либо большим пинцетом и расположите модуль микросхемами вверх над пламенем плиты. Расстояние между огнем и платой должно быть примерно 15-18см. Равномерно перемещайте память над огнем, чтобы тепло равномерно распределялось по плате. Через 7-10 минут пойдет специфический запах смолы, и припой на контактных площадках расплавится. Погрев еще несколько секунд плату, аккуратно «стряхните» чипы на стол или газетку. Возможно, в первый раз несколько чипов останутся на модуле. Тогда просто повторите операцию. Когда все чипы будут демонтированы, следует их аккуратно перенести на рабочее место, к нетронутому модулю. Вот и вся кулинария:). Желательно избегать касания ножек пальцами, во избежание повреждения статическим электричеством чувствительных микросхем.

Сборка нового модуля.

Как можно заметить при внимательном осмотре оставшихся модулей, на обратной стороне имеются пустые площадки, предназначенные для установки чипов. Именно их и нужно задействовать в описываемом случае.

Важно правильно расположить микросхему на плате, и для облегчения этой задачи на каждой микросхеме имеется метка. Она выглядит как углубление или небольшая ямка на верхней поверхности. При правильном размещении метка (обозначено желтыми стрелками) всегда должна быть сверху справа, как показано на фотографии ниже:

Для монтажа потребуется следующий инструмент:

Паяльник
Флюс для пайки
Припой
Металлическая оплетка для снятия лишнего припоя.
Отмывочная жидкость или спирт
Мощный светильник либо лампа для контроля
Вата либо салфетки без ворса.

Имеет смысл рассмотреть каждый компонент отдельно.

Паяльник должен быть маломощным, не более 25 Ватт, при этом желательно заземления жала, либо питание паяльника от понижающего трансформатора. Приобрести подобный паяльник можно в магазинах торгующих электроникой и разными аксессуарами для нее. Жало паяльника следует заточить по форме тупого конуса.

Флюс нужно использовать неагрессивный, не содержащий кислот, т.к. он неизбежно останется под установленными чипами, как не смывай, и кислота может со временем испортить дорожки на плате. Для описанного в статье опыта был применен недорогой флюс марки F1, который представляет собой спирто-канифолевый раствор. Припой лучше применять легкоплавкий, ведь пайку нужно проводить достаточно быстро, во избежание перегрева чувствительных микросхем и платы. Оплетка требуется для снятия излишков припоя с ножек, может быть любой небольшого диаметра, лишь бы было удобно пользоваться. Также следует выбрать мягкую оплетку из мелких проволочек. Если оплетка старая, желательно провести по ней несколько раз мелкой наждачной бумагой. Отмывочная жидкость и ватка потребуется для удаления излишков флюса на готовом модуле. Нужный инвентарь может выглядеть так:

Желательно наличие сильной лупы, так как расстояние между ножками достаточно мало, и контролировать соединение невооруженным глазом бывает проблематично, особенно в условиях маломощного искусственного освещения.

Расположив микросхему на площадке целесообразно припаять угловые ножки к плате. Затем внимательно проверить совпадение ножек и площадок между собой. Правильная установка приведена на фото ниже:

После фиксации следует плавно провести хорошо разогретым жалом вдоль ряда ножек, прижимая чип к плате. На жале должно быть достаточно припоя, чтобы полностью покрывались выводы и площадки на плате. Вести жало следует без рывков и резких движений. При этом могут образоваться перемычки между выводами микросхемы. Не следует их сейчас избегать, главное надежно соединить все выводы с платой. Затем стряхните лишний припой с жала, хорошо покройте флюсом поверхность и вновь проведите жалом паяльника вдоль всех контактов. Тут нужно постараться переместить перемычки на угловые контакты, и уже оттуда с помощью оплетки можно его легко убрать. Это можно сделать, приложив оплетку к контактам и прогрев сверху паяльником. После пайки, отмойте установленную микросхему и тщательно рассмотрите все соединения под мощной лампой. Если все в порядке – можно приступить к установке остальных чипов, по идентичной технологии. Кроме чипов, нужно еще припаять мелкие конденсаторы, по одному на каждый чип. Их можно снять с платы-донора оставшейся после демонтажа микросхем памяти. После этого, следует тщательно отмыть плату. Для большего удобства и ускорения процесса можно использовать жесткую щетку для зубов или аналогичную щеточку. После этого, высушите плату и внимательно рассмотрите каждую ножку. Также полезным может оказаться сканер, модуль можно отсканировать и уже на экране монитора при увеличении рассматривать контакты. Ведь замыкание может привести к порче памяти, материнской платы, или даже процессора, в случае AMD Athlon 64 / Sempron 64. Только после этого можно ставить «свежеиспеченную» память в компьютер.

Прошивка и тесты.

Однако только припаять нужные микросхемы – это только половина работы. Не зря в теоретической части была упомянута микросхема для хранения информации о модуле памяти. В этой маленькой микросхеме также записано сколько банков, или говоря простым языком, чипов имеет модуль, и каков их общий объем. Поскольку эти данные мы еще не меняли, модуль, скорее всего, будет определяться и функционировать без каких либо изменений. Для модификации нужно установить один перепаянный модуль в компьютер, загрузить Windows и скачать небольшую программу OsSB нашего программиста Daemon . Программа поддерживает чипсеты NVIDIA nForce и некоторые другие. После запуска будет выглядеть примерно так:

Для чтения нужного нам модуля - выбираем Device 50h/57h - RAM в меню Devices. 50-57h - это адрес памяти, он может различаться между разными мат.платами и слотами. На скриншоте после операции считывания окно программы выглядит примерно так:

Нам понадобится изменить 6й байт, он выделен зелеными цифрами на черном фоне. Этот байт определяет, сколько банков имеет модуль, значение 01 соответствует двум банкам (модули 256 и новые 512МБ), а 02 – четыре банка (большинство 512МБ и все 1024МБ). На скриншоте значение уже исправлено на 02.

Набор считанных данных имеет также специальную контрольную сумму, которая позволяет компьютеру узнать, правильно считались данные, или нет. Ее нужно также исправить, т.к. мы внесли изменения. Для правки выбираем в меню Actions последний пункт - Calculate Checksum.

Вот и вся операция. Теперь можно перезагрузить ПК, и скорее всего все заработает без проблем, как это и было в лаборатории сайт Также можно использовать старую версию (в новых версиях заблокирована запись) другой программы. Называется она Thaiphoon Burner, домашний сайт разработчика - http://cbid.amdclub.ru. Программа имеет 15-дневный тестовый период с ограниченной функциональностью. После запуска, увидите примерно следующее:

В тестовом стенде было установлено два модуля памяти, поэтому в меню находится два пункта «Read device at 52h» и «Read device at 53h». В ПК с одним модулем – будет только один вариант, и нужно его выбрать для начала операции чтения. После успешного считывания, окно программы изменится примерно на подобное:

Все аналогично предыдущей программе, понадобится изменить 6й байт, здесь он выделен темно-оранжевыми цифрами. На скриншоте значение уже исправлено на 02.

Можно просмотреть подробное описание модуля, нажав на кнопку «Details» справа вверху. Вот что программа отобразила в тестовом ПК:

Также исправляем Checksum. Для этого нужно в меню EEPROM выбрать пункт Fix Checksum. Появится запрос, исправлять ли сумму? Нужно указать «Yes».

Вот и вся операция. Теперь следует нажать Write, которая в программе на скриншоте недоступна.

Есть еще способ использования аппаратного программатора, который позволяет прошивать любые модули, без риска повредить ПК. Для этого потребуется собрать несложный программатор. Потребуется:

Два транзистора KT315
Два резистора на 2.2 кОм
Два резистора на 4.7 кОм
Конденсатор на 100 нФ
Разъем DB25 для LPT-порта компьютера
Желательно разъем DDR DIMM для простоты подключения.
Макетную плату небольших размеров.

Как видим деталей едва наберется на сумму 3$. Использовалась схема программатора EasyI2C с сайта www.lancos.com . Там же имеется программа для работы с этим программатором, PonyProg 2000.

Сборка данного устройства не должна вызвать каких-либо затруднений для людей видевших паяльник и транзистор. Транзисторы можно использовать любые типа n-p-n, в нашем случае это были KT315Б и BC817 в SMD корпусе. Вид программатора может быть таким:

Нами был использован DDR DIMM разъем с материнской платы для большего удобства при прошивке большого количества модулей.

Все необходимые сигналы уже выведены производителем модуля на разъем DDR DIMM. Также преимущество данного подхода в сохранении гарантийного вида модулей памяти. Процедура программирования значительно упрощается: вставили модуль, запустили программу, записали данные, выключили и модуль перепрошит. Однако можно и напрямую подпаять провода к микросхеме SPD на плате, не выпаивая ее. Для модулей DDR2 принцип точно такой же, никаких изменений нет, за исключением других номеров контактов. EEPROM установленная на плате модуля имеет выводы A0,A1,A2,WP(TEST) соединенные с землей (GND).

SDADDR DIMM pad №93DDR2 DIMM pad №119 SCLDDR DIMM pad №94DDR2 DIMM pad №120 VCCDDR DIMM pad №184DDR2 DIMM pad №238 GNDDDR DIMM pad №176DDR2 DIMM pad №237

Ну а те же, кто считает такую конструкцию ненадежной и опасной может сделать плату, Например, как эту:

Размер приведенной платы не превышает размеров современного мобильного телефона. Это полная схема программатора с дополнительным линейным стабилизатором на +5В. В плате использовались SMD компоненты: транзисторы BC817, резисторы размера 1206, стабилизатор 78L05, три светодиода (SDA, SCL и Power). Схема требует питания +9-25 V. Было применено питание +12V с БП ПК. Соединительные провода программатора к чипу следует делать минимально короткими, во избежание наводок и помех. После сборки не спешите сразу продключать чип к программатору, сначала включите его отдельно. Если у все спаяно верно и ничего не взорвалось:) , проверьте правильность подключения соединительного кабеля и только затем, выключив схему, припаивайте чип или подключайте плату модуль. После успешной сборки программатора нужно скачать и установить программу PonyProg2000. Это можно сделать с того же сайта http://www.lancos.com/. Предварительно нужно настроить программу. Это можно сделать нажав Setup > Interface Setup… Далее выберите тип Parallel, программатор EasyI2C I/O, порт LPT1. Нажмите Probe. При успешном подключении, получите сообщение – Test Ok. Тип микросхемы выбираем в главном окне – I2C Bus 8bit eeprom, 2402. Кнопки с иконками интуитивно понятны. Успешно прочитав ваш SPD, программатор выдаст следующее окно:

Односторонние модули с 8ю чипами суммарным объемом 256MB имеют один логический банк. Это записано в 6м байте в виде значения “01” (на фото выделен серым квадратом). Для редактирования значение необходимо нажать Edit > Edit Buffer Enabled. Желающие изменить тайминги и частоты модуля могут найти в конце статьи ссылку на подробные статьи о механизме SPD. Поскольку 512MB модуль имеет 2 банка, исправляем значение на “02”. Однако записывать измененные данные рано. В байте 3F (крайний правый в четвертой строке) хранится контрольная сумма, для проверки корректности данных. В данном случае значение суммы равно 7C. Мы внесли 1 бит изменений, и нужно добавить к сумме единицу. Заменяем 7C на 7D. Теперь все готово для записи данных в модуль. Для этого необходимо нажать 2 слева кнопку на нижней строке. В случае успешной записи программа выдаст сообщение “Write successful”. Отключаем программатор, отключаем модуль, еще раз тщательно проверив правильность установки всех микросхем, отсутствие замыканий и подозрительных участков.

После успешной прошивки и перезагрузки компьютер рапортует о определении допаянной памяти:

После успешной загрузки, можно приступать к тестам модуля на стабильность. Для этого можно использовать такие программы, как Prime, S&M, 3Dmark. Конфигурация компьютера использованного для тестов модулей была следующей:

Процессор Athlon 64 X2 3800+ (Socket 939, ядро «Manchester», 2000MГц, 2x512KB Кеша) Мат. плата DFI LanParty NF4 Ultra-D (nForce4 Ultra, BIOS ver. 704-2BT)
Видеокарта ATI Mach64 CT 2MB PCI
Блок питания Zippy Emacs Gaming PSL-6720(G1) (720W, EPS, ATX 2.2)
Звуковая карта Creative Sound Blaster Live! 7.1 24bit
НЖМД Seagate Barracuda ATA IV 80GB (ST380021A)
Привод DVD-RW NEC NR-3540A
ОС Windows 2003 Standard Edition SP1

Оба тестовых модуля без проблем прошли все тесты, и, кроме того, разогнались до частоты 245МГц при таймингах 2-2-2-4 и CMD 1T при дополнительном охлаждении вентилятором.

Память после всех модификаций и установки радиаторов стала выглядеть так:

Итог

Конечно, описанная методика – весьма тонкая работа, которая требует внимания и аккуратности. Однако иногда нет возможности увеличить объем памяти простой покупкой модулей нужного объема. Это не так уж и редко, ведь многие бюджетные системы имеют лишь два слота памяти, и пользователю, по каким-либо причинам не хочется терять уже приобретенную ранее память. Или возможна ситуация с редкими экземплярами скоростной памяти, как раз подобной примененной в статье. Память на этих чипах позволяет использовать низкие тайминги при частотах превышающих 270МГц, что недоступно иным модулям памяти от Samsung, Hynix, Infineon.

Впрочем, возможно использование этой технологии и для ремонта памяти с поврежденными микросхемами. Даже при некоторых дополнительных условиях можно производить замену памяти на недорогих видеокартах, ведь на них до сих пор часто применяется память в выводных корпусах.

Некоторые описанные выше операции можно просмотреть на видеоролике TM_Video_7 доступном для скачивания в нашем архиве (/data/video//TM_video_7.avi ). Файл имеет объем около 18МБ и используется кодек X.264 из пакета K-Lite Codec Pack.

Желающие приобрести программатор для SPD могут отправить свой запрос на адрес с пометкой о покупке программатора SPD.

Благодарность Daemon "y за программу OsSB

Продолжаем рассматривать применение компьютера Raspberry Pi для домашней автоматизации. Как вы помните, в предыдущих выпусках мы получили общие сведения о Raspberry Pi , научились, как установить и сконфигурировать операционную систему Raspbian , познакомились с фреймворком WebIOPi и его возможностями по работе с портами GPIO , в частности, как управлять дискретными входами / выходами и работу последовательного порта UART .

Сегодня я постараюсь познакомить вас с общей структурной схемой планируемой системы домашней автоматизации, которая будет создаваться с применением Raspberry Pi . (рис.1).

Рис. 1

Система домашней автоматизации состоит из центрального сервера , связанного по интерфейсу RS 485 с установленными в каждом помещении контроллерами , а к контроллерам в свою очередь подключаются все периферийные устройства (различные устройства управления, контроля, регулирования, защиты). Преимущество такой сетевой архитектуры состоит в том, что нет необходимости тянуть провода от каждого устройства к серверу, а достаточно соединить контроллеры, к которым они подключены, двумя парами проводов - по одной паре подается питание, а вторая используется для интерфейса RS 485. Кроме того, логика работы задумывается так, что выход из строя любого контроллера или даже центрального сервера не должен повлиять на работоспособность остальной системы. Другими словами, архитектура системы домашней автоматизации должна быть распределенной и децентрализованной . Подобная архитектура напоминает широко используемую в коммерческих проектах «умного дома» шину Smart Bus .

В качестве центрального сервера системы домашней автоматизации применяется Raspberry Pi . На нем установлен Web сервер , посредством которого пользователь с любого коммуникационного устройства (смартфона, ноутбука, планшета) через браузер может получать информацию о всех процессах, происходящих в доме и соответственно, управлять ими. Доступ к Web серверу по вводу логина и пароля можно получить как из домашней локальной сети, так и из сети интернет через Wi - Fi роутер .

К последовательному порту UART Raspberry Pi через согласующее устройство по интерфейсу RS 485 подключаются контроллеры , имеющие необходимый набор вводов/выводов. Кроме этого, к RS 485 подключается GSM модем для доступа к системе через сотовую или стационарную телефонную сеть на случай, если в точке, где находится пользователь, нет возможности получить выход в интернет. Доступ в этом случае также выполняется через ввод пароля.

Как уже говорилось ранее, Raspberry Pi имеет собственные порты GPIO , которые можно задействовать под различные функции. UART GPIO мы используем для организации интерфейса RS 485, а остальные порты пока свободны. Поэтому, вполне логично, что кроме подключения датчиков и исполнительных устройств к контроллерам, некоторые элементы системы домашней автоматизации можно подключить и непосредственно к портам GPIO Raspberry Pi через буферное устройство при условии, что к таким элементам не нужно прокладывать длинные коммуникации. Например, это может быть датчик атмосферного давления или датчик контроля температуры с управлением охлаждения самого Raspberry Pi . На структурной схеме непосредственное подключение к портам Raspberry Pi показано через буферный модуль GPIO .

Так как на первом этапе практической реализации нашей системы мы будем организовывать подключение порта UART Raspberry Pi к контроллеру по интерфейсу RS 485, а так же подключать исполнительные устройства непосредственно к портам ввода/вывода GPIO , предлагаю для начала завершить настройку и конфигурирование Raspberry Pi для выполнения этих задач.

Итак, если вы прочитали предыдущие три части обзора, выполнили установку фреймворка WebIOPi , попробовали управлять портами, проверили работу UART в режиме двухстороннего обмена через терминальную программу, то для завершения настроек осталось сделать совсем немного.

Заходим в файл конфигурирования командой:

sudo nano /etc/ webiopi / config

и устанавливаем следующие настройки [ GPIO ] (рис.2)

4 = OUT 0

7 = OUT 0

8 = OUT 0

25 = OUT 0

24 = OUT 0

Рис. 2

В разделе [ HTTP Server Configuration ] необходимо прописать строку:

doc-root = /home/pi/myproject/html

Это будет путь к папке, которую мы потом создадим для хранения страницы Web интерфейса index . html . Разумеется, можно было создать эту папку и в другом месте, прописав к ней соответствующий путь, но во избежание путаницы и проблем в дальнейшем, давайте будем придерживаться однообразия (рис.3)

gpio-export = 4, 7, 8, 25, 24

gpio-post-value = true

gpio-post-function = true

device-mapping = true

Рис. 4

В файле конфигурации настройки завершены. Сохраняем их нажатием сочетания клавиш Ctrl и O , затем нажимаем Enter и выходим командой Ctrl и Х .

Создаем на диске Raspberry Pi папки для хранения нашего проекта. Для этого, да и вообще для работы с файлами на диске Raspberry Pi можно воспользоваться файловым менеджером о котором упоминалось . Вложенность создаваемых папок должна иметь следующий вид:

/home/pi/myproject/html (рис.5)

Рис. 5

Для контроля правильности выполненных операций, распакуйте архив тестового файла в папку html . Там должен появится файл index . html . Введите сетевой адрес Raspberry Pi , логин и пароль (webiopi / raspberry ). Выполните перезагрузку WebIOPi командой:

sudo /etc/init.d/webiopi restart

После этого вы должны увидеть тестовый web интерфейс (рис.6). С помощью этого интерфейса можно управлять выходами GPIO 4 , 7 , 8 , 24 , 25 кликая мышкой по соответствующей кнопке. Высокий уровень на выходе показывается оранжевым цветом, низкий - черным. После каждого клика по кнопке состояние выхода меняется на противоположное. Для визуального контроля выполняемых команд к этим выходам можно подключить светодиоды через токоограничивающие резисторы 300 - 470 Ом .

Рис. 6

Если у вас все получилось, значит, настройки выполнены правильно. В следующем выпуске нашего обзора перейдем к практической реализации в «железе» первого этапа системы домашней автоматизации.

Самая мощная на сегодня модель Raspberry Pi 3 Model B имеет разъём HDMI для подключения монитора, 4 USB-порта для подключения USB устройств, Ethernet-порт для подключения к сети, встроенный Wi-Fi и Bluetooth, 4 ядерный 64-битный процессор ARM 1.2 ГГц, 1 ГБ оперативной памяти. В отличие от обычных компьютеров на маленькой плате Raspberry есть 40 контактов (пинов) GPIO, который могут использоваться как на вход, так и на выход с применением различных протоколов взаимодействия с внешними устройствами, что и позволяет подсоединять к плате различные датчики и исполнительные приборы.

1. Внешний вид, основные элементы, корпус.

Итак, в наших руках Raspberry Pi 3 Model B.

Верхняя сторона выглядит так:

Нижняя сторона:

На нижней стороне установлены слот для SD-карты и оперативная память. SD-карта служит постоянным запоминающим устройством и содержит файлы операционной системы, программ и файлы пользователя.

Для удобства обращения с платой предлагается множество различных корпусов, а вот детали одного из них, они соединяются между собой без винтов:

Но сначала на процессор и графический чип стоит установить радиаторы, поскольку эти микросхемы прилично греются при активной работе платы:

Вот теперь можно собрать корпус и пометить туда плату микрокомпьютера:

Корпус имеет открывающуюся крышку для удобного подключения камеры, дисплея и контактов GPIO.

2. Подготовка к включению и первый запуск.

Для первого запуска Raspberry необходимо следующее:

• микро SD-карта с установленной операционной системой (OC) Raspbian, рекомендуемой для этого устройства (оптимальная емкость карты - 8 Гб, класс скорости - 10);
• монитор с HDMI входом;
• сетевой блок питания с выходным напряжением 5 В и током не менее 2 А, с выходным разъемом micro-USB;
• USB-мышь и USB-клавитура.

Образ операционной системы Raspbian, созданной на основе Linux Debian 8 Jessi, можно скачать в разделе Downloads сайта raspberrypi.org. Для начала можно воспользоваться образом RASPBIAN JESSIE LITE, как наиболее простым в изучении. Записать образ на SD-карту удобно из-под Windows с помощью программы Win32DiskImager. Способ установки и сама программа описаны на сайте Raspberry по адресу.

Вы также можете воспользоваться файлами, размещенными на нашем сайте в карточке Raspberry Pi 3 или напрямую скачать с Яндекс диска:

• образ операционной системы;
• программа Win32DiskImager.

Дальнейшее описание базируется именно на этом образе.

Мышь и клавиатура, подключенные к Raspberry без проблем распознаются системой. Можно также использовать беспроводную мышь и клавиатуру, например Bluetooth, но их надо настроить после запуска Raspberry, а для этого нужна хотя бы USB-мышь. У нас в хозяйстве не нашлось USB-клавиатуры, поэтому для первого запуска мы подключили USB-мышь, а также монитор и питание:

Кстати, на плате нет выключателя питания, она запускается сразу при подключении разъема, и начинается загрузка операционной системы. После загрузки на экране появляется рабочий стол с вполне привычными (но оригинальными) обоями и иконками:

На начальном экране имеются легко распознаваемые иконки Меню, интернет-браузера, менеджера Bluetooth, регулятора громкости, настройки сети и некоторые другие. Из них, пожалуй, самая нужная при настройке и работе - это черный экранчик в правой верхнем углу: терминал. С помощью терминала вводятся команды операционной системы. Поскольку далеко не все программы для Linux имеют графический интерфейс, их можно запустить и работать в них только посредством командной строки. Именно эту возможность и предоставляет терминал. Также все системные операции Linux, например установка и удаление программ осуществляются преимущественно через терминал. В OC используется программа LXTerminal, которая и запускается при щелчке правой кнопкой мыши по иконке. Следует заметить, что многие команды требуют ввода в начале строки приставку sudo (gksudo при запуске программ с графическим интерфейсом), что позволяет выполнить команду от лица администратора компьютера, то есть с наивысшими правами (sudo - Super User Do). Только администратор может устанавливать и удалять программы, а также менять параметры OC и ее конфигурацию.

После первой загрузки системы имеет смысл сразу подключиться к интернету, чтобы обновить файлы ОС до актуальной версии. В правом верхнем углу рабочего стола есть иконка с узнаваемым изображением двух терминалов. При подключении кабеля к разъему Ethernet на плате Raspberry происходит автоматическое подключение к локальной сети. Если щелкнуть мышью по этой иконке, появляется список беспроводных сетей, из которых можно выбрать свою и подключиться к ней, введя соответствующий ключ. При этом вместо терминалов на иконке появится стандартное изображение подключение к беспроводной сети. Именно такая ситуация показана на рисунке выше.

Надо сказать, что по сравнению с ранними версиями Linux многие задачи сейчас автоматизированы. Например, если ранее было необходимо из командной строки монтировать том при подключении обычной флешки, то сейчас флешка распознается при подключении в один из четырех разъемов USB на плате вполне самостоятельно и ей сразу можно пользоваться.

Теперь можно подключить, например, беспроводные мышь и клавиатуру по Bluetooth:

Это делается щелчком на иконке с логотипом Голубого Зуба рядом с индикатором подключение к сети в правом верхнем углу экрана. Далее надо нажать Add Device и выбрать ваши устройства из списка найденных беспроводных устройств.

Следует отметить, что при всем удобстве использовании Bluetooth устройств ввода с Raspberry - они не занимают разъемов USB - эти устройства в нашем случае периодически теряли связь с платой. Поэтому для стабильной работы, все же следует использовать USB-мышь и клавиатуру, а так же, в качестве альтернативного варианта, занимающего только один USB-разъем, комплект мыши и клавиатуры с одним приемопередатчиком по радиоканалу.

После соединения с сетью мы попробовали, используя уже и мышь и клавиатуру, зайти в интернет, щелкнув на иконке браузера. Сайты открывались без проблем, с приемлемой скоростью.

3. Знакомство с GPIO, программированием на Python и запуск светофора

Контакты GPIO, безусловно, являются очень интересной частью Raspberry, значительно расширяющей возможности микрокомпьютера для применения в электронных автоматизированных системах. С помощью этих контактов можно как считывать данные с огромного множества предлагаемых сегодня датчиков: температуры, давления, движения, наклона, ориентации, открытия и т.п., так и посылать команды на исполнительные устройства: реле, двигатели, актуаторы, серво-машины и многие другие.

Вот схема 40-контактного разъема GPIO:

Как видно, кроме обычных цифровых пинов вход/выход, принимающих или выдающих значения логических 0 и 1, имеются контакты, работающие по распространенным интерфейсам I 2 C, SPI и UART. Также есть возможность генерации ШИМ и прерываний от изменения уровней на входах.

Используем GPIO для моделирования работы светофора по нажатию кнопки, как это делается на редко используемых пешеходных переходах, где обычно горит зеленый свет для транспорта, а пешеход может кнопкой запустить программу включения красного света для транспорта. Алгоритм этой программы такой: при нажатии кнопки начинает мигать зеленый свет, затем на короткое время зажигается желтый, затем красный; красный свет горит некоторое время, затем короткое время горят красный и желтый, и, наконец, снова зеленый; далее система ждет очередного нажатия кнопки.

Для программирования этого алгоритма воспользуемся встроенной в образ ОС Raspbian интегрированной среды разработки (IDE) на языке Python (Пайтон). Язык Python имеет большое число достоинств, о которых можно почитать в сети, что делает его весьма хорошим инструментом как для начинающих программистов, так и для профессионалов. Это интепретирущий язык, его команды выполняются последовательно, одна за другой. В IDE Python команды можно выполнять, просто вводя их с клавиатуры и нажимая клавишу Enter в конце строки.

Среда разработки программ на языке Python запускается с рабочего стола последовательным выбором Menu - Programming - Python 3 . Далее, в открывшемся окне Python Shell следует нажать File - New File . В открывшемся окне редактора нужно набрать или скопировать следущий текст программы, обращая особое внимания на отступы в тексте, так как для программ на Python они имеют принципиальное значение:

#!/usr/bin/python

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

RED_PIN = 36

YELLOW_PIN = 32
GREEN_PIN = 29
BUTTON_PIN = 40

print ("RPi.GPIO init start")
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
print ("RPi.GPIO init end")

print ("GPIO setup")

GPIO.setup(RED_PIN, GPIO.OUT)

GPIO.setup(YELLOW_PIN, GPIO.OUT)
GPIO.setup(GREEN_PIN, GPIO.OUT)
GPIO.setup(BUTTON_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

GPIO.output(RED_PIN, 0)
GPIO.output(YELLOW_PIN, 0)
GPIO.output(GREEN_PIN, 1)

while True:

if inp==0:
for x in range(0, 5):
GPIO.output(GREEN_PIN, 1)
sleep(0.5)
GPIO.output(GREEN_PIN, 0)
sleep(0.5)
GPIO.output(YELLOW_PIN, 1)
sleep(2)
GPIO.output(YELLOW_PIN, 0)
GPIO.output(RED_PIN, 1)
sleep(5)
GPIO.output(YELLOW_PIN, 1)
sleep(1)
GPIO.output(RED_PIN, 0)
GPIO.output(YELLOW_PIN, 0)
GPIO.output(GREEN_PIN, 1)

Первая строка указывает, где в ОС находится интерпретатор Python.

Функция, начинающаяся с print , просто выводит свой аргумент на экран.

Строки, начинающиеся с GPIO.setup , задают режим выхода (OUT ) или входа (IN ) соответствующих пинов, а аргумент pull_up_down=GPIO.PUD_UP включает подтягивающий резистор на входе 40, к которому подключена кнопка. Поскольку программа на Python не имеет стандартного «вечного цикла», как, например в Ардуино, где загруженная в микроконтроллер программа выполняется бесконечно, пока подано питание, оператор while True: осуществляет этот цикл. Нам ведь надо возвращать наш светофор в исходное состояние всякий раз по завершению цикла его работы.

Оператор присвоения inp = GPIO.input(BUTTON_PIN) записывает в переменную inp значение на входе 40. Если кнопка не нажата - это 0, если нажата - 1. Если inp равно 0, то начинается цикл работы светофора:

• с помощью цикла for 5 раз мигает зеленый светодиод;
• на 2 секунды зажигается желтый (пауза задается оператором sleep);
• желтый гаснет, зажигается красный на 5 секунд и т д.

После окончания цикла работы светофора все начинается снова.

Теперь необходимо собрать электрическую схему с помощью проводов с разъемами без пайки:

Короткие ножки светодиодов (это минус) подключаем к земле - контакты 6, 14, 20; длинные (плюс) через резисторы 240 Ом - к контактам 29 (зеленый), 32 (желтый), 36 (красный).

Кнопку подключаем к контактам 39 и 40.

Теперь в редакторе с нашей программой выбираем Run - Run Modul или нажимаем F5, и программа начинает выполняться, ожидая нажатия кнопки.

Но вовсе неудобно каждый раз запускать программу с помощью оболочки. Удобнее, чтобы наша программа запускалась при включении питания Raspberry, ведь тогда устройство можно использовать автономно, без монитора, клавиатуры и мыши.

Для этого необходимо включить нашу программу в автозагрузку операционной системы.

Тут нам понадобится терминал, без него обойтись.

Сначала сохраним нашу программу в виде файла svetofor-rpi.py3 в корневом каталоге пользователя /home/pi .

Теперь запустим терминал и после приглашения pi@raspberrypi:~ $ наберем следующую строку: gksudo leafpad /etc/xdg/autostart/Svetofor.desktop .

Тем самым мы вызовем текстовый редактор leafpad и создадим файл Svetofor.desktop в папке автозапуска.

В текстовом редакторе набираем следующее:

Version=1.0
Encoding=UTF-8
Name=Svetofor
Comment=
Exec=sudo python /home/pi/svetofor-rpi.py3
Terminal=false
Type=Application

и сохраняем файл.

Основное в этом файле - строка, начинающаяся с Exec , которая запускает интерпретатор Python на выполнение программы svetofor-rpi.py3 .

Можно проверить, зайдя в папку /etc/xdg/autostart с помощью файлового менеджера, чья иконка в виде двух ящичков расположена в левом углу экрана, появился ли в этой папке файл Svetofor.

Теперь, если выключить питание, отключить монитор, мышь и клавиатуру, и снова включить питание, наш светофор начнет работать в автономном режиме!

Видео работы светофора:

Здравствуйте друзья

После того, как я испытал возможности системы управления умным домом Domoticz на своем настольном компьютере и убедился в том, что она отлично дополняет, а где и заменяет Mi Home - штатную систему Xiaomi - я решил приобрести для нее отдельный одноплатный компьютер - Raspberry Pi. И в этом обзоре я расскажу про свой опыт.

Вступление

Для тех кто не читал мой первый обзор про Domoticz - . Буквально после первых удачных экспериментов, я загорелся идеей отдельной аппаратной базы для нее, в качестве рабочей платформы настольный ПК не подходит. Выбор свой я остановил, после штудирования пабликов - на Raspberry Pi Model 3 B - компактный но мощный одноплатный компьютер на базе Soc процессора BCM2837 с 4 ядрами Cortex-A53, работающим на частоте 1.2GHz, 1GB ОЗУ и беспроводными модулями Wi-Fi и Bluetoth 4.1.

Комплект

В свой заказ я включил 4 позиции -

Что интересно в магазине имеется две модификации - китайская и английская. На момент покупки китайская стоила на 7 долларов дешевле, ее я и взял. Чего там китайского - честно говоря для меня загадка.

Медные радиаторы для Raspberry Pi - страница товара

Еще для полного комплекта вам понадобится microSD карта - не менее 4 GB и HDMI кабель. У меня в загашнике был и кабель и карта на 32 ГБ, потому покупать не стал.

Что в посылке

Через положенный срок - чуть более двух недель, курьер принес посылку с моим заказом.

Рассмотрим подробнее. Блок питания с вилкой Тип С и разъемом micro-USB.

Заявленный максимальный ток - 2А при напряжении 5 В.

Тестовое включение с нагрузкой в 2А - показывает некоторое проседание напряжения, но в пределах допустимого, блок питания - более-менее честный.

Комплект из трех медных радиаторов в пакетике, для пассивного охлаждения.

Все радиаторы имеют квадтарную форму, два радиатора с штырями и длиной стороны около 12 мм и один плоский со стороной около 15 мм.

Корпус из темного пластика с выдавленным изображением ягоды малины на крышке

Размеры корпуса - примерно 90 на 65 мм

Корпус разбирается на 5 частей - держится все защелках, никаких винтов.

С аксессуарами покончено - пора переходить к самому главному

RASPBERRY PI 3 MODEL B

Raspberry Pi 3 Model B является прямым наследником Raspberry Pi 2 Model B. Плата полностью совместима с предшественником, но наделена большей производительностью и новыми средствами коммуникации:
64-х битным четырёхядерным процессором ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,2 ГГц на однокристальном чипе Broadcom BCM2837; встроенными Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1.
Кроме того, процессор имеет архитектуру ARMv53, а значит вы сможете использовать любимую операционную систему: Debian Wheezy, Ubuntu Mate, Fedora Remix и даже MS Windows 10.

Технические характеристики подробнее

CPU - Broadcom BCM2837, ARM Cortex-A53 Quad Core, 1.2 GHz
Количество ядер процессора - 4
GPU - VideoCore IV 3D
RAM - 1 GB
Хранилище - microSD
Сетевые возможности
Ethernet 10/100
WiFi 2.4G 150 mb/s
Видео вывод - HDMI
USB порты - 4
Беспроводные возможности - Bluetooth
Аудио вывод - 3,5 Jack
85,6 х 53,98 х 17мм, 45 грамм

В коробке имеется документация и буклет по быстрой установке - кстати на английском языке, а так же пакет из плотной коричневой бумаги с компьютером.

На одной из длинных сторон компьютера размещены порты micro USB для питания, полноразмерный порт HDMI, CSI-2 Camera port - для подключения камеры по интерфейсу MIPI, 3,5 мм аудиоразъем. Так же на верхней стороне находится модуль процессора и Ethernet/USB Hub lan9514-jzx

На торцевой стороне скомпонованы 4 USB порта и порт Ethernet

На другой стороне материнской платы находится 40 контактов ввода/вывода общего назначения (GPIO)

На второй торцевой стороны - находится DSI Display Port для подключения штатного дисплея

На нижней стороне платы находится модуль памяти LPDDR2 SDRAM - EDB8132B4PB-8D-F

И micro-SD разъем для карты памяти

Медные радиаторы ставятся на USB/Ethernet Hub и процессор с одной стороны

И на чип памяти с другой. Этот радиатор плоский - не мешает установке платы компьютера в корпус

В корпус все устанавливается отлично, винтовых соединений нет - садится на пластиковые выступы.

Все вырезы на корпусе в точности совпадает с разъемами компьютера

Для запуска нам потребуется внешний монитор (телевизор) с HDMI входом, USB клавиатура, будет удобнее если так же будет и мышка и питания. Монитор, клавиатура и мышка - понадобятся только на момент установки, дальше достаточно будет только блока питания.

Установка операционной системы

Для установки операционной системы, первым делом необходимо загрузить архив с дистрибутивами - отсюда . Пока скачивается почти полутора гигабайтный архив, загружаем утилиту для форматирования SD карты - SD Card Formatter - отсюда . Этот дистрибутив гораздо компактнее - всего 6 МБ, поэтому не теряя времени, устанвливаем программу

и, после установки, вставляем карту памяти в картридер (у вас же есть картридер не правда ли) и запускаем SD Card Formatter. В меню Options необходимо установить “FORMAT SIZE ADJUSTMENT” в “ON”

Дождавшись завершения загрузки большого дистрибутива, открываем полученных архив и распаковываем его содержимое на свежеотформатированную флешку.

Следующий шаг - первый запуск Raspberry Pi (флешку с записанным дистрибутивом, конечно устанавливаем в него). Извините за качество нескольких следующих фото - с экрана телевизора:(

При первом запуске стартует меню выбора операционной системы - что ставить, причем в списке имеется даже версия WIndows 10 для Raspberry Pi. На этом этапе можно выбрать язык (внизу экрана) - русский есть и подключится к Wi-Fi сети - кнопка Wi-Fi networks

Нужная мне опарационка - Raspbian базирующаяся на Linux Debian - представлена в двух вариантах, lite И полном, с графическим интерфейсом. Я выбрал полную версию

После этого можем спокойно идти пить чай с баранками, установка займет довльно длительное время.

Периодически измеряя температуру во время установки, максимально что я видел - 38 градусов.

После завершения установки и перезагрузки компьютера, загружается рабочий стол Raspbian

Единственное что я сделал здесь - это в настройках включил SSH - для того чтобы управлять системой с настольного ПК, все остальное я уже делал через терминал.

Для управления Raspberry с настольного ПК, нам понадобится любая программа терминал, я использую старый добрый Putty

Имя пользователя и пароль по умолчанию - pi и raspberry . Для смены пароля воспользуйтесь командой passwd .

eth0 - это Ethernet

lo - это локальный интерфейс 127.0.0.1

wlan0 - это wi-fi интерфейс

а для того что бы отредактировать файл с настройками - вводим команду

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

и в открывшемся файле, пролистав в конец добавляем нужные настройки в зависимости от того какой интерфейс мы будем использовать.

Например мы хотим использовать адрес 192.168.0.222, маска 255.255.255.0, адрес шлюза и DNS - 192.168.0.1

Для Ethernet вставляем

static ip_address=192.168.0.222/24
static routers=192.168.0.1

interface wlan0
static ip_address=192.168.0.222/24
static routers=192.168.0.1
static domain_name_servers=192.168.0.1

Для выходя из редактора нажимаем ctrl+x
Для сохранения изменений - нажимаем “Y” и затем enter

Установка Domoticz

Большая часть работы по настройке уже закончена, теперь нам нужно установить систему Domoticz. Делается это одной командой -

sudo curl -L install.domoticz.com | sudo bash

Которая инициализирует процесс загурзки и установки системы

В процессе установки, инсталлятор задаст вопросы по поводу места установки и т.п. - все эти моменты я оставил по умолчанию.

После успешной установки, инсталлятор напишет адреса и порты веб интерфейса системы Domoticz

Но, для работы с шлюзом Xiaomi - нам нужна beta версия системы. Обновление до крайней версии беты производится командами

cd ~/domoticz
sudo ./updatebeta

После этого, мы можем приступать к добавлению устройств в систему Domoticz - про это я уже рассказывал в своем предыдущем обзоре про нее.

На данный момент я уже перенес все свои рабочие сценарии с Windows версии на Raspberry - кстати стоит добавить что обе системы мирно сосуществуют одновременно. Для обеспечения бесперебойного питания миникомпьютера достаточно использовать PowerBank, который позволяет одновременно питать устройство и получать питание от внешнего источника.

Видеоверсия обзора:

Все мои обзоры устройств Xiaomi в хронологическом порядке - Список

Надеюсь обзор был полезен и интересен, спасибо за внимание.

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.