Raspberry Pi — подключение (установка ОС, настройка). Подключение к сетевому принтеру

Пошаговое руководство по запуску миникомпьютера Raspberry Pi.

Для запуска нам понадобятся:

1. Raspberry Pi
2. USB клавиатура
3. USB мышка (если собираетесь работать в визуальной оболочке)

SD/MMC/SDIO карта памяти размером от 2 до 32 Гб (по возможности покупайте карты 6 или 10 класса)

4. Micro USB адаптер для питания Raspberry Pi
5. Монитор с HDMI входом, или телевизор, или TV тюнер с RCA разъемами

HDMI кабель для подключения к монитору или RCA кабель для подключения к телевизору или TV тюнеру

6. Программа Win32DiskImager для записи образа системы на флешку
7. Образ операционной системы Raspbian “wheezy”
8. Кардридер для чтения SD/MMC/SDIO карт памяти

Если все необходимое у вас есть под рукой, то продолжим.

Запись образа Raspbian на карту памяти для Raspberry Pi

Для записи образа системы Raspbian на карту памяти вам понадобится программа Win32DiskImager и сам образ Raspbian “wheezy”. Скачайте их на свой компьютер.

Теперь у вас есть готовая к работе флешка с записанным образом Raspbian.

Подключение Raspberry Pi

• Подключите карту памяти к Raspberry Pi
• Подключите USB клавиатуру (и USB мышь если надо)

Подключите HDMI кабель одним концом к монитору, а вторым и Raspberry Pi или RCA кабель к телевизору (TV тюнеру) и Raspberry Pi (в RCA будет использован только желтый разъем)

• Включите ваш монитор или телевизор (TV тюнер)
• Подключите Mini USB адаптер питания к Raspberry Pi
• Включите Mini USB адаптер питания в розетку

При использовании TV тюнера в качестве монитора, необходимо источником сигнала выбрать композитный вход.

Настройка Raspberry Pi

При первой загрузке Raspberry Pi вы увидите меню Raspi-config

Если этого не произошло, то наберите в консоли команду sudo raspi-config

Через это меню мы сможем произвести основные настройки нашей будущей системы.

Рассмотрим пункты меню, которыми мы будем пользоваться:

Вам необходимо определиться, сколько оперативной памяти вы готовы выделить для графического процессора. При работе в консоли будет достаточно и 16 Мб, а вот для просмотра видео в графической оболочке придется пожертвовать 64-128 Мб. Выбранные значения могут быть только: 16, 32, 64, 128 или 256.

Пока можете оставить значение по умолчанию, а потом, в случае необходимости выберите подходящий для вас вариант. Здесь следует учесть тот факт, что при увеличении частоты, также увеличивается и потребление энергии. То есть ваш источник питания должен выдавать достаточный ток для нормальной работы.

Установка пароля пользователю "root" в Raspberry Pi

Наберите в консоли команду sudo passwd root и введите пароль дважды.

Полезные консольные программы для Raspberry Pi

Top – диспетчер задач

Встроен в систему

Запуск: top

Htop – диспетчер задач

Установка: sudo apt-get install htop

Запуск: htop

Мой любимый диспетчер задач:)

Mc – файловый менеджер

Установка: sudo apt-get install mc

Запуск: mc

Weechat – IRC клиент

Установка: sudo apt-get install weechat

Запуск: weechat-curses

Links – текстовый браузер

Установка: sudo apt-get install links

Запуск: links

Клавиша Esc откроет меню браузера

Команды Linux

• sudo - ставится перед командой и выполняет ее с правами пользователя root
• sudo halt - выключение
• Ctrl+C - выход из открытой консольной программы (если не предусмотрено других клавиш)
• Shift+Ins - вставить текст в консоль
• Ctrl+Ins - копировать выделенный текст из консоли
• cd - переход в нужную папку. Например cd /home/pi
• dir - покажет содержимое текущей папки
• pwd - покажет ваше текущее расположении
• date - покажет время и дату
• cal - покажет календарь на текущий месяц
• cal -y - покажет календарь на текущий год

wget - скачать файл в текущую директорию. Например wget http://mysite.com/myfile.deb

• sudo apt-get update - обновит список пакетов с репозитария
• sudo apt-get upgrade - обновит установленные пакеты
• sudo apt-get install [имя пакета] - установит нужный пакет. Например sudo apt-get install mc
• стрелки вверх и вниз - листают набранные ранее команды

Резервное копирование Raspberry Pi

Теперь у нас есть минимально настроенная рабочая система с небольшим набором программ. Чтобы в случае всяких непредвиденных обстоятельств нам не пришлось все вышеописанное повторять заново, мы сделаем backup наших данных.

Когда вы покупаете Raspberry Pi, то вы покупаете только печатную плату, которая приходит даже без источника питания и операционной системы. Данная статья предназначена для того, чтобы дать вам представление, как настроить Raspberry Pi, чтобы можно было начать его использовать.

Raspberry Pi представляет собой миникомпьютер, который имеет много портов, которые могут быть использованы для подключения различных периферийных устройств. Вы можете подключить отдельный монитор через HDMI порт и клавиатуру и мышь через USB разъемы, также у Raspberry Pi имеется Ethernet порт, поэтому вы можете использовать интернет в своих проектах на Raspberry Pi.

В данном руководстве вы пройдете через ряд шагов, которые позволят вам подключить Raspberry Pi к вашему ноутбуку или настольному ПК, что исключает необходимость использования отдельных устройств для Raspberry Pi.

Оборудование и программное обеспечение

• 1 x ;
• 1 x кабель Ethernet;
• 1 x ноутбук или стационарный ПК;
• 1 x SD карта (минимальный размер 4 ГБ);
• 1 x кабель Micro USB (чтобы запитать Raspberry Pi).

Прежде, чем мы продолжим, нам понадобится программное обеспечение, которое необходимо скачать. Ниже приведен список программного обеспечения и ссылки, откуда вы можете его скачать бесплатно:

• Raspbian OS : когда вы покупаете Raspberry Pi, у вас есть возможность (в некоторых магазинах) купить предустановленную на SD карту операционную систему, либо просто скачать zip-файл c https://www.raspberrypi.org/downloads/ , который содержит образ Raspbian OS, чтобы записать его на вашу SD карту;
• SDFormatter : у SD Card Association есть очень хорошее ПО, которое может быть использовано для форматирования вашей SD карты. Посетите https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/index.html и скачайте SDFormatter для вашей операционной системы;
• Win32DiskImager : чтобы записать Raspbian OS на вашу SD карту, вам понадобится полезная утилита Win32DiskImager. Скачать её можно здесь ;
• : вам будет необходимо определить IP адрес вашего Raspberry Pi, когда подключите его компьютеру. Просто скачайте эту программу http://www.advanced-ip-scanner.com/ ;
• PuTTy : PuTTy - это SSH клиент, который будет использоваться для подключения к Raspberry Pi. Вы можете скачать его здесь http://www.putty.org/ ;
• VNC : и последнее это VNC сервер. Скачать его можно здесь https://www.realvnc.com/download/ .

Когда скачаете всё это программное обеспечение, распакуйте и установите его.

Установка операционной системы

1. Вставьте SD карту в картридер и проверьте, какая буква была присвоена диску.
2. Откройте Win32DiskImager, возможно понадобится запустить его от имени администратора.
3. Выберите образ распакованной Raspbian OS.
4. Выберите букву, присвоенную вашей SD карте, в выпадающем списке устройств. Убедитесь в том, что выбрали правильную букву диска, чтобы не повредить данные на каком-либо другом диске.
5. Нажмите Записать (Write ) и ждите завершения.
6. Закройте Win32DiskImager, выньте SD карту и вставьте её в Raspberry Pi.

Примечание: после записи операционной системы вы заметите, что на SD карте осталось лишь несколько мегабайт. Это из-за созданного раздела, остальная часть свободного пространства скрыта. Вы сможете это исправить, как только мы подключимся к Raspberry Pi.

Общий интернет через Ethernet порт

Как только SD карта будет готова, вставьте её в Raspberry Pi. Подключите USB кабель питания. А также соедините Raspberry Pi и ноутбук кабелем Ethernet.

Если вы подключаете Raspberry Pi к роутеру с доступом к интернету, то этот шаг можно пропустить.

Проверка IP адреса, присвоенного вашему Raspberry Pi

Это просто, убедитесь, что ваш Raspberry Pi подключен к Ethernet сети вашего компьютера (напрямую или через роутер). Если всё работает нормально, вы увидите, что светодиоды на плате мигают.

Подключение к Raspberry Pi через PuTTy

Отлично! Перед тем, как продолжить, посмотрим, что у нас уже сделано к текущему моменту.

Наконец до меня добралась очередная посылка из с одноплатным компьютером Raspberry Pi 3 Model B, базовыми аксессуарами для него и еще кое-какой мелочевкой.

А в этой статье будет описан процесс знакомства с микрокомпьютером – от распаковки до первого запуска операционной системы и выполнения первоначальных настроек.

Для начала работы понадобится обязательно:

• Карта памяти microSD объемом от 8Гб

Это то, из чего будет состоять микрокомпьютер в сборе.

Кроме того, нужно иметь следующую периферию:

• Монитор или телевизор с HDMI-входом
• Проводная клавиатура
• Проводная мышь
• Картридер для microSD-карт или устройство, способное выполнять его функцию

Экран для вывода информации, устройства ввода, картридер для записи образа операционной системы.

А для большего удобства не лишним будет иметь:

• Bluetooth-клавиатура
• Bluetooth-мышь

Управлять “малинкой” беспроводными мышью и клавиатурой удобнее, чем их проводными собратьями.

Небольшой обзор Raspberry Pi 3 Model B

Микрокомпьютер Raspberry Pi 3 Model B поставляется в картонной коробке красно-белой расцветки с фирменным логотипом в виде малины.

Комплект поставки – сама плата Raspberry Pi 3 в антистатическом пакете и небольшая брошюра-памятка по технике безопасности (не накрывать “малинку” во включенном виде, не разгонять, избегать перегрева, не использовать в сырых и влажных местах, избегать механического повреждения печатной платы и т.д.).

Стандартное средство для форматирования Windows почему-то не подходит: при попытке запуска Raspbian с отформатированной через него карты памяти будет выдаваться ошибка “error resizing existing FAT partition”.

Шаг 2. Запись дистрибутива Raspbian

После подготовки microSD-карты необходимо скачать дистрибутив Raspbian с официального сайта.

Скачанный образ дистрибутива заархивирован, так что после скачивания архив нужно распаковать в любую папку.

Распакованный образ Raspbian нужно записать на подготовленную microSD-карту, для чего можно воспользоваться бесплатной утилитой Rufus .

Шаг 3. Первый запуск Raspbian на Raspberry Pi

На этом процедура установки завершена.

Карту памяти с записанным на нее Raspbian нужно установить в Raspberry Pi и подключить к микрокомпьютеру монитор и питание, после чего произойдет первый запуск операционной системы.

Теперь можно подключить Raspberry Pi к беспроводной Wi-Fi сети, а если есть Bluetooth мышь и клавиатура, то провести их сопряжение с микрокомпьютером для большего удобства использования.

Ставим обновления

После установки Raspbian и подключения к интернету посредством Ethernet или Wi-Fi соединения нужно на всякий случай обновить все пакеты до актуальной версии.

Делается это через терминал посредством ввода двух команд:

Sudo apt-get update sudo apt-get upgrade

Первая команда загружает сведения о доступных обновлениях пакетов, вторая загружает непосредственно сами обновления.

На всякий случай обновим еще прошивку Raspberry Pi:

Sudo rpi-update

По завершению установки обновлений Rapsberry Pi нужно перезагрузить:

И если все сделано правильно, то после перезагрузки система уведомит нас о том, что она была обновлена до актуальной версии.

Многие команды в *nix-системах начинаются с sudo: это означает, что исполнение команды запускается с правами суперпользователя, что является аналогом “Запуска от имени администратора” в Windows.

Убираем черные поля по краям экрана

В некоторых случаях после загрузки Raspbian пользователь обнаруживает черные поля по краям экрана.

Это значит, что неверно выставлена развертка.

Исправляется буквально в два клика мышкой путем правки файла конфигурации через текстовый редактор:

Sudo leafpad

Открываем файл /boot/config.txt и ищем в нем строку:

#disable_overscan=1

И убираем символ #, превращая ее из комментария в исполняемую команду:

Disable_overscan=1

На этом все. После перезагрузки интерфейс Raspbian будет отображаться на полном экране без каких-либо черных полей.

Настройки локализации

По умолчанию Raspbian настроен под британского пользователя.

Изменить настройки локализации можно в настройках, как через графический интерфейс (Menu -> Parameters -> Raspberry Pi Configuration ), так и через консоль:

Sudo raspi-config

Мне показалось, что менять настройки через графический интерфейс удобнее, поэтому в этом тексте я буду рассматривать его.

Итак, запускаем “Raspberry Pi Configuration” .

На вкладке System нажимаем “Change Password…” и задаем root-пароль. По умолчанию он отсутствует, что в дальнейшем может помешать выполнению некоторых команд.

Переключаемся на вкладку Localisation .

“Set Locale…” – выбираем Country: RU (Russia), Character Set: UTF-8. Язык системы (пункт Language) можно поменять на “ru (Russian)”, а можно оставить как есть. Локализация Raspbian выполнена не на 100%, и при выборе русского языка придется довольствоваться мешаниной из русского и английского текстов в интерфейсе.

“Set Timezone…” – здесь нужно выбрать подходящий часовой пояс. Поскольку территория России захватывает и Европу и Азию, то в зависимости от географического положения в “Area” выбирается либо “Asia”, либо “Europe”, а в “Location” – один из городов, часовой пояс в котором соответствует часовому поясу вашей местности.

Например, на Урале часовой пояс UTC/GMT+5, что принято называть “Екатеринбургским часовым поясом”. В графе “Location” в Raspbian нет населенного пункта Ekaterinburg (Yekaterinburg), но есть населенный пункт Ashkhabat, живущий по тому же часовому поясу. Поэтому я выставляю его, и на системных часах начинает отображаться мое местное время.

“Set Keyboard…” – не трогаем, о раскладках клавиатуры речь пойдет дальше.

“Set WiFi Country” – тут выставляем “RU Russia”, хотя большой необходимости в этом нет, встроенный адаптер работает и на локальных настройках по умолчанию. Скорее всего, эта настройка важна для некоторых стран третьего мира, где стандарты Wi-Fi жестко ограничиваются в милитаристских целях.

Раскладка клавиатуры

Нужные раскладки клавиатуры и возможность переключения между ними добавляются вводом консольной команды:

Setxkbmap us,ru -option grp:alt_shift_toggle

В данном случае добавляются русская и английская раскладка. Английская стоит как основная, а переключение между ними происходит по сочетанию клавиш Alt+Shift.

Можно изменить сочетание на Ctrl+Shift, если так привычнее, внеся соответствующую правку в эту команду.

Проблема в том, что Raspbian не запоминает эту команду, и после каждой перезагрузки Raspberry Pi ее придется вводить заново. А это неудобно.

Поэтому открываем текстовый редактор:

Sudo leafpad

И правим через него системные настройки клавиатуры, хранящиеся в файле /etc/default/keyboard.

Нужно заменить строки:

XKBLAYOUT="gb" XKBOPTIONS=""

XKBLAYOUT="us,ru" XKBOPTIONS="grp:alt_shift_toggle,grp_led:scroll"

Теперь добавим в систему графический индикатор раскладки клавиатуры:

Sudo apt-get install gxkb

И поместим его в автозагрузку. Это тоже делается через редактирование текстовых файлов:

Sudo leafpad

Открываем файл /home/pi/.config/lxsession/LXDE-pi/autostart и дописываем в его конец строку:

Теперь осталось только перезагрузить Raspberry Pi для применения изменений:

Впечатления от использования Raspberry Pi 3

Первое, на что обращаешь внимание при использовании Raspberry Pi – полная бесшумность его работы.

Нет, понятно, что если используется полностью пассивное охлаждение и нет ни воздушных кулеров, ни даже обычного HDD на основе движущихся частей, то издавать шум просто нечему.

Но сам факт существования подобного компьютера – настоящего, полноценного компьютера, и при этом полностью бесшумного – поначалу потрясает воображение.

Теперь что касается производительности.

Мощности Raspberry Pi 3 Model B хватает на выполнение простых офисных и мультимедийных задач: комфортную работу в офисном пакете, просмотр видео и серфинг не очень тяжелых сайтов в интернете.

А вот просмотр онлайн-видео дается “малинке” уже тяжеловато, а при одновременном открытии 4-5 вкладок ютуба Raspbian начинает немного подвисать.

По слухам, с воспроизведением онлайн-видео все обстоит более чем хорошо в специально заточенных под мультимедийную составляющую операционных системах – например, OpenELEC. Тему использования Raspberry Pi в качестве домашнего медиацентра я планирую обязательно рассмотреть в будущем.

Ну а дистрибутив Raspbian предназначен для обучения программированию (недаром в нем “из коробки” уже предустановлены IDE для программирования на Java и Python, и такая забавная штука как Scratch – среда программирования, позволяющая составлять алгоритмы в визуально-графической форме) и для управления подключенной по GPIO периферией. Это тоже интересная тема, и к использованию GPIO-интерфейса Raspberry Pi я еще вернусь в будущем.

Заключение

Вот так прошло мое знакомство с микрокомпьютером Raspberry Pi 3.

В следующих статьях цикла будут рассмотрены такие темы как:

• совместное использование Raspberry Pi и Arduino
• сравнение Raspberry Pi с другими присутствующими на рынке одноплатными компьютерами

А для тех, кто заинтересовался перспективой покупки Raspberry Pi 3 хочу напомнить, что адекватная цена на этот микрокомпьютер колеблется в пределах $35-$40.

Именно по такой цене Raspberry Pi можно приобрести в Китае, в то время как у наших “серых” дилеров розничная стоимость этого микрокомпьютера начинается от 3000 рублей и может достигать 4500 рублей.

Не кормите кучу посредников – заказывайте Raspberry Pi по честной цене в Китае!

Raspberry Pi - это крошечный, но вполне полноценный компьютер. По внешним признакам его можно отнести к т.н. встраиваемым или одноплатным компьютерам, т.е. компьютерам, предназначенным для использования в качестве части каких-либо изделий: автомобилей, игровых приставок, промышленного и врачебного оборудования, «умного дома», устройств «интернета вещей» и т.п. В отличие от микроконтроллеров, например, Arduino, Raspberry Pi обладает полноценной операционной системой, поэтому он способен выполнять гораздо более сложные задачи.

Raspberry Pi является торговой маркой Фонда Raspberry Pi.

Какие бывают Raspberry Pi

Компьютеры Raspberry Pi продаются с 2012 года, и за это время было выпущено немало разновидностей. Ниже мы подробно рассмотрим современные образцы, а более старые модели перечислим бегло.

Raspberry Pi 3 model B

Эта разновидность была выпущена в феврале 2016 года. Вот ее основные технические характеристики:

• оперативная память (RAM): 1 Гбайт;
• размер: 85,6х56,5х17 мм.

Возможности для взаимодействия с внешним миром у этого компьютера очень впечатляющие:

• полноразмерный HDMI-видеовыход;
• 4 полноразмерных разъема USB;
• аудиовыход;
• Ethernet-разъем для проводного подключения к локальной сети;
• Wi-Fi для беспроводного подключения к локальной сети;
• Bluetooth;
• разъем ввода-вывода общего назначения (т.н. GPIO);
• разъем для подключения камеры (CSI);
• разъем для подключения дисплея (DSI), в т.ч. поддерживаются экраны, чувствительные к касанию, т.н. тачскрины.

Обратите внимание: на плате Raspberry Pi 3 model B отсутствует встроенная флеш-память. Чтобы запустить этот одноплатный компьютер, нужно взять карту памяти microSD, записать на нее образ операционной системы и вставить в разъем на плате.

Также особенностью Raspberry Pi 3 model B является использование для подключения источника питания разъема micro-USB, как в современных сотовых телефонах. Однако нужно учитывать, что не каждая зарядка от телефона подойдет для питания «малинки». Например, для питания Raspberry Pi 3 model B изготовитель советует использовать источник питания от надежного производителя, рассчитанный на ток до 2,5А.

Raspberry Pi 3 Zero и Zero W

Это особые разновидности Raspberry Pi уменьшенного размера и, соответственно, мощности. Модель Zero 3 была выпущена в мае 2016 года, а Zero W - в феврале 2017. Они предназначены для тех применений, где не требуется высокая производительность старшего образца, но зато большое значение имеет малый размер и малое потребление электроэнергии.

Вот основные технические характеристики этих образцов:

• процессор (CPU): 32-разрядный 1-ядерный ARM частотой 1 ГГц;
• оперативная память (RAM): 512 Мбайт;
• размер: 65х30х5 мм.

Возможности для подключения внешних устройств здесь более скромные:

• видеовыход мини-HDMI;
• 1 разъем micro-USB;
• разъем для карты памяти microSD;
• разъем ввода-вывода общего назначения (GPIO);
• разъем для подключения камеры (CSI).

Zero W отличается от просто Zero тем, что имеет Wi-Fi и Bluetooth. Обе платы получают питание через разъем micro-USB. Таким образом, здесь имеется по 2 разъема micro-USB, один из которых служит только для подключения питания, а второй - для подключения внешних устройств.

Обратите внимание: как и у старшего брата, Raspberry Pi 3 model B, в этих разновидностях отсутствует встроенная флеш-память. Чтобы запустить этот одноплатный компьютер, нужно взять карту памяти microSD, записать на нее образ операционной системы и вставить в разъем на плате.

Raspberry Pi 3 Compute Module

Это т.н. вычислительный узел - разновидность Raspberry Pi, прямо предназначенная для использования как части какого-либо промышленного изделия. Мощность этого встраиваемого компьютера такая же, как и у Raspberry Pi 3 model B, а размеры близки к разновидности Zero:

• процессор (CPU): 64-разрядный 4-ядерный ARM частотой 1,2 ГГц;
• оперативная память (RAM): 1 ГБайт;
• размер: 67,6х31 мм.

Основные отличия от рассмотренных ранее разновидностей следующие:

• все разъемы собраны в один большой 200-выводный разъем вида SO-DIMM, расположенный по краю платы;
• нет Wi-Fi, Bluetooth и Ethernet;
• имеет встроенную флеш-память объемом 4 ГБайт.

Чтобы использовать этот узел, он должен быть вставлен в особую материнскую плату с разъемом SO-DIMM. Через этот разъем узел получает электропитание и взаимодействует с изделием, частью которого он является, например, автомобилем, станком с ЧПУ, беспилотником и т.п.

Может возникнуть вопрос: зачем нужен вычислительный узел, если уже есть Raspberry Pi 3 model B и Zero? Ответ прост: во-первых, Zero все-таки относительно слабый по мощности компьютер; а Raspberry Pi 3 model B нацелен в основном на рукастых умельцев, для которых некоторая избыточность размеров и разъемов вполне допустима. В случае же с профессиональным использованием Raspberry Pi неиспользуемые разъемы неприемлемы, даже если они будут скрыты под обшивкой. Согласитесь, будет очень странно, если кто-то обнаружит внутри, скажем, домашней развлекательной системы разъем для подключения камеры или пару скрытых USB-портов.

Существует также облегченная разновидность вычислительного узла: она отличается от полной отсутствием встроенной флеш-памяти.

Предыдущие образцы Raspberry Pi

Из разновидностей «малинового пирога» прошлых лет разработки, самое, пожалуй, широкое распространение получил Raspberry Pi 2 model B:

Он лишь немного уступает по производительности своему старшему брату 3-го поколения, а размеры, разъемы и возможности беспроводного подключения у него такие же.

Первая разновидность Raspberry Pi Zero, выпущенная в ноябре 2015 года, отличается от современных отсутствием разъема для подключения камеры.

Особенностью самых первых образцов Raspberry Pi model B, выпускавшихся в 2012 и 2013-м годах, было наличие аналогового видеовыхода RCA, т.н. «тюльпана», и меньшее количество USB-разъемов:

Также у тех образцов Raspberry Pi разъем GPIO был короче и состоял только из 26 выводов. Впрочем, обратная совместимость сохранена: платы расширения, выпущенные для тех Raspberry Pi, можно без каких-либо переделок подключать к первым 26-ти выводам разъема GPIO современных «малинок», у которых этот разъем имеет 40 выводов. Более того, многие современные платы расширения, подключаемые к Raspberry Pi GPIO, могут успешно работать и при подключении к разъему ввода-вывода тех, самых первых образцов встраиваемого компьютера.

Существовала еще разновидность Raspberry Pi 1 model A, которая была младшим братом model B: она имела только 1 USB-разъем, а Ethernet-разъем отсутствовал.

Все образцы Raspberry Pi 1-го поколения не имели встроенных возможностей для беспроводных подключений, таких как Wi-Fi и Bluetooth. Впрочем, к ним можно было подключить соответствующие устройства через USB-разъем.

Что можно сделать на основе Raspberry Pi

Можно сказать просто: если какая-то задача решается с помощью компьютера или микроконтроллера, ее можно успешно и, как правило, дешево решить при помощи Raspberry Pi!

Как и с любым компьютером, возможности Raspberry Pi определяются не только «железом», т.е. возможностями устройств, распаянных на плате одноплатника и подключенных к ней, но и «софтом», т.е. программным обеспечением. Основа ПО любого компьютера - операционная система. Raspberry Pi может работать под управлением большого количества различных ОС, но основной операционной системой для него является Raspbian. Именно ее мы советуем использовать в подавляющем большинстве случаев, т.к. она создана специально для Raspberry Pi.

Итак, что можно сделать на основе этого одноплатного компьютера? Начнем с простых, лежащих на поверхности примеров:

• Raspberry Pi 3 model B успешно заменит рабочий компьютер: вставьте в него SD-карту с записанным образом операционной системы Raspbian, подключите к нему через USB-разъемы или Bluetooth клавиатуру и мышь, а по HDMI - монитор - и вот вам готовый компьютер! ОС Raspbian вполне современная. После ее запуска пользователь попадает на привычный графический рабочий стол. В ОС есть интернет-обозреватель Chromium, набор офисных приложений LibreOffice и приложение для работы с почтой. Подключить компьютер к локальной сети на работе или дома можно как проводом через Ethernet-разъем, так и по радиоканалу при помощи Wi-Fi.
• Raspberry Pi 3 model B отлично подойдет в качестве личного компьютера школьника. Кроме уже упомянутых интернет-обозревателя и офисных приложений, в нем есть возможности для обучения программированию на языках Scratch, Python, Perl, C/С++, JavaScript. Можно делать математические расчеты при помощи приложения Wolfram Mathematica, а еще писать электронную музыку в Sonic Pi.

Для установки по требованию доступно огромное количество других приложений на все случаи жизни.

Менее очевидные, но тоже очень распространенные примеры использования Raspberry Pi:

• мультимедийный развлекательный центр, например, Kodi;
• «цифровая вывеска»: проигрыватель видео для монитора, расположенного в каком-либо общественном месте: магазине, школе, ВУЗе, поликлинике, витрине и т.д.;
• фотокиоск.

• ноутбук;
• веб-камеру;
• камеру для покадровой съемки видеороликов;
• Wi-Fi роутер;
• голосовой помощник наподобие Яндекс.Станции;
• автоматическую телефонную станцию (АТС);
• отображатель сведений о погоде;
• электронную приборную панель для автомобиля;
• дверцу для кошки, узнающую вашего питомца и пускающую только его;
• дешевые очки ночного видения;
• и многое, многое другое.

Если вас привлекают роботы, можете собрать своего робота на основе Raspberry Pi:

простая 2-колесная машинка;

та же машинка, умеющая ездить вдоль нарисованной линии;

машинка с дистанционным управлением;

L3-37 из «Звездных войн»;

Подключение устройств к Raspberry Pi

Бытовые разъемы и беспроводные подключения

К видеовыходу HDMI вы можете подключить телевизор, монитор или видеопроектор. Также есть аналоговый видеовыход. Чтобы получить сигнал с него, необходимо использовать особый провод, подключаемый в 3,5-мм звуковой выход.

К USB-разъему Raspberry Pi можно подключить любое USB-устройство при условии, что драйвер для него загружен в операционной системе, под управлением которой работает одноплатный компьютер. Как правило, такие распространенные устройства, как клавиатура, мышь, флешки и внешние жесткие диски, работают «из коробки». А вот подключение 3G/4G-модема или ТВ-приемника может потребовать ручной установки драйверов. Неполный список устройств, которые работают с Raspberry Pi, можно посмотреть на сетевом узле eLinux.org.

Звуковой выход - обычный 3,5-мм разъем, к нему можно подключить наушники или проводные колонки c усилителем.

Bluetooth: можно подключать гарнитуры, беспроводные колонки и множество других устройств; можно подключить смартфон и управлять с него вашим одноплатным компьютером.

Wi-Fi: Raspberry Pi может работать как в качестве подчиненного устройства, т.н. клиента сети Wi-Fi, так и в качестве ведущего, т.н. точка доступа Wi-Fi.

Камера и экран

Raspberry Pi 3 model B и Zero имеют особый разъем для подключения камеры. Доступны камеры разрешением 5 и 8 мегапикселей, с инфракрасными фильтром и без него, с постоянным или изменяемым фокусным расстоянием, для дневной или ночной съемки - выбор огромен, и удовлетворит запросы большинства пользователей.

Так же хорошо обстоит дело с экранами: доступны жидкокристаллические экраны различных размеров и всевозможных разрешений, в том числе поддерживающие 10-точечное касание, цветные, одноцветные и черно-белые. Есть также экраны типа «электронная бумага» - они хороши для приложений, где изображение обновляется нечасто. Любопытно, что экраны для Raspberry Pi подключаются не только через разъем DSI, но и через разъемы GPIO, HDMI и USB.

Платы расширения

Изюминкой Raspberry Pi является GPIO - 40-контактный разъем ввода-вывода общего назначения:

К нему можно подключать платы расширения (HAT, англ. hardware on top), добавляющие к встраиваемому компьютеру новые возможности. Удобство использования такой платы в том, что не требуется паять или внимательно соединять по одному перемычками выводы GPIO и подключаемой платы. Все выводы разъема имеют определенное назначение; достаточно совместить разъем на Raspberry Pi с ответной частью на подключаемой плате, нажать - и готово! Нужно, однако, заметить, что назначение некоторых выводов GPIO можно менять. В этом случае изучите руководство к подключаемой плате, чтобы понять, будет ли она работать с переназначенными выводами.

Так, например, выглядит Raspberry Pi 3 model B с подключенной платой Sense HAT:

Выбор плат расширения поистине огромен. Вот далеко не полный список их видов:

• светодиоды и их сетки;
• светодиодные (OLED), ЖК (TFT), сегментные экраны;
• небольшие громкоговорители, жужжатели (зуммеры);
• микрофоны;
• звуковые карты, усилители звука;
• кнопки, клавиши, джойстики;
• приемники и излучатели ИК-излучения;
• приемники сигнала GPS/ГЛОНАСС;
• приемопередатчики NFC/RFID, LPWAN, XBee, Z-wave;
• GSM 2G/3G/4G модемы;
• замыкатели (реле);
• цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи;
• источники бесперебойного питания;
• платы управления электромоторами и сервоприводами;
• и т.д.

Также большим удобством является то, что к Raspberry Pi GPIO можно подключать несколько плат расширения одновременно. Получается что-то вроде этажерки или слоеного пирога. Конечно, при подключении к разъему ввода-вывода общего назначения Raspberry Pi нескольких плат расширения нужно учитывать, какие выводы GPIO каждая плата использует и каким образом, чтобы платы не мешали друг другу.

Датчики

К Raspberry Pi можно подключить датчики, наверное, для всего, что только можно себе представить:

• нагрева воздуха, жидкости, почвы;
• влажности воздуха, почвы;
• освещенности;
• инфракрасного, ультрафиолетового излучения;
• давления воздуха;
• движения;
• удара, трясения;
• ускорения;
• касания;
• скорости и направления ветра;
• наклона;
• расстояния;
• направления по сторонам света (компас);
• дыма;
• газов: кислорода, углекислого, угарного, NO2, водорода, метана, бытового, паров спирта и т.д.;
• сердцебиения;
• датчик Холла;
• магнитного поля;
• силы тока;
• расхода жидкости;
• и др.

Датчики могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Способ подключения у каждого датчика различный. Одни подключаются непосредственно к разъему ввода-вывода общего назначения (GPIO), другие - к особой плате расширения или к USB-разъему. Для подключения некоторых датчиков могут потребоваться простые радиодетали, такие как сопротивления. В зависимости от способа подключения имеется возможность подключить к одному Raspberry Pi только один датчик или сразу множество, как одного вида, так и разных.

Особенности покупки Raspberry Pi

Если вы собираетесь купить этот одноплатный компьютер, учтите следующие особенности:

Карта памяти microSD

Raspberry Pi, кроме разновидности Compute Module, не имеет встроенной постоянной (флеш) памяти. В этой памяти будет размещен образ операционной системы, прикладное программное обеспечение, а также данные, необходимые для их работы. Поэтому необходимо будет купить также карту памяти microSD. Емкости 4 ГБайт достаточно для простейших применений, но мы советуем использовать карту размером от 8 ГБайт.

Источник питания

Raspberry Pi продается без источника питания. Источник питания должен быть оснащен разъемом micro-USB, как у источников питания современных сотовых телефонов. Однако нужно учитывать, что не каждая зарядка для телефона подойдет для питания Raspberry Pi. Например, для питания Raspberry Pi 3 model B изготовитель советует использовать источник питания от надежного производителя, рассчитанный на ток до 2,5А. Для разновидности Zero можно использовать более слабый источник. Учитывайте, что многое зависит от количества и мощности подключенных USB-устройств и плат расширения, а также от того, используется ли беспроводная передача данных по Wi-Fi или Bluetooth.

Корпус

Raspberry Pi продается без корпуса. В ряде случаев корпус вам не нужен, если вы собираетесь встроить этот одноплатный компьютер в какое-либо изделие, имеющее собственный корпус. Можно также сделать корпус самостоятельно из подручных предметов, или даже напечатать его на 3D-принтере - в Сети вы найдете множество готовых 3D-моделей корпусов для «малинки».
Если же ваш случай не относится к перечисленным выше, то купите вместе с Raspberry Pi корпус. Учтите, что корпус для разновидности Zero не подойдет для Raspberry Pi 3 model B. Обратное может быть как верным, так и нет - читайте внимательно описания. Также при выборе корпуса учитывайте:

• будете ли вы подключать платы расширения: это влияет на высоту корпуса;
• будете ли вы подключать камеру: есть корпуса, где уже предусмотрено место для установки камеры;
• будете ли вы подключать экран: есть корпуса, где уже предусмотрено место для установки экрана;
• будете ли вы подключать к разъему ввода-вывода общего назначения (GPIO) Raspberry Pi какие-либо устройства, расположенные вне корпуса, например, датчики, светодиоды, кнопки, экраны и т.п.: есть корпуса с прорезями для проводов, идущих к разъему GPIO.

Часы реального времени

Raspberry Pi не имеет встроенных часов реального времени. Это означает, что после каждого выключения питания часы останавливаются. Для некоторых применений Raspberry Pi это не имеет значения. В случае, если для вашего случая точное время на компьютере является необходимым, рассмотрите следующие возможности:

• каждый раз после включения устанавливать время вручную. Это самый неудобный способ;
• настроить постоянное подключение Raspberry Pi к сети интернет по Wi-Fi, Ethernet, 2G/3G/4G GSM-модему или Bluetooth. В этом случае через несколько минут после запуска Raspberry Pi и установления соединения с сетью интернет произойдет автоматическая установка часов в правильное значение;
• купить и установить особую плату расширения, например, RasClock, на которой расположены часы реального времени и батарейка;
• купить и установить особую плату расширения, например, UPS Pico, которая будет работать как источник бесперебойного питания для вашего Raspberry Pi. К такой плате подключается аккумуляторная батарея, которая будет питать ваш встраиваемый компьютер в то время, пока будет недоступно электричество от сетевого источника питания.

Raspberry Pi как домашний или рабочий компьютер

Если вы хотите купить Raspberry Pi для использования в качестве рабочего или домашнего компьютера, вам также понадобятся:

• клавиатура с подключением через USB или Bluetooth;
• мышь с подключением через USB или Bluetooth;
• монитор или телевизор с подключением по HDMI или DVI, в последнем случае вам потребуется также переходник с HDMI на DVI.

Дополнительные принадлежности

Как правило, в магазинах, где можно купить Raspberry Pi, продаются также различные дополнительные устройства и принадлежности: платы расширения, датчики, камеры, экраны, соединительные провода, перемычки и т.п. Не забудьте купить эти принадлежности вместе с Raspberry Pi.

Установка операционной системы на Raspberry Pi 3

Выбор операционных систем для Raspberry Pi 3

Полный список операционных систем, которые можно установить на Raspberry Pi 3, а в большинстве случаев и на более старые разновидности «малины», насчитывает несколько десятков штук. Как правило, это ОС, основанные на ядре Linux, такие как Raspbian, Ubuntu, LibreELEC и OSMC. Также можно установить особое издание Windows 10 - IoT Core. Конечно, рассмотреть в одной статье установку всех поддерживаемых операционок невозможно. Мы ограничимся описанием установки основной ОС, предназначенной для Raspberry Pi - ОС Raspbian, затем расскажем про установку Windows 10 IoT Core и, наконец, про установку медиацентра Kodi.

Вам понадобится

• Raspberry Pi 3 model B, Zero или другая разновидность этого микрокомпьютера;
• microSD-карта размером 8 Гбайт или больше;
• источник питания для «малины»;
• USB-клавиатура;
• USB-мышь;
• монитор с подключением через HDMI-разъем;
• другой компьютер, оснащенный устройством для чтения и записи microSD-карт.

Это волшебное слово NOOBS

NOOBS расшифровывается как New Out Of Box Software, что можно перевести на русский язык как «установочное программное обеспечение». Это то же самое, что, например, установочный DVD-диск или установочная флешка с операционной системой Windows 10 или Linux для персонального компьютера. Обычно установка ОС с DVD-диска или флешки выполняется на жесткий диск компьютера, и сам носитель установочного ПО не изменяется. В случае с NOOBS для Raspberry Pi 3 сделано иначе: вы записываете на карту памяти установочное ПО NOOBS, вставляете ее в «малину», включаете и попадаете в установщик. После окончания его работы вместо NOOBS на флеш-карте будет установлена выбранная вами операционная система.

Отметим, что это не единственный способ установки ОС на Raspberry Pi 3. Однако для начинающих пользователей советуем использовать именно его: он самый простой.

С помощью NOOBS на микрокомпьютер можно установить следующие операционные системы:

• Raspbian,
• Windows 10 IoT Core,
• LibreELEC и OSMC - операционки для медиацентра Kodi.

Есть возможность установить при помощи NOOBS и несколько других ОС, но их рассмотрение выходит за границы данной статьи.

Установка Raspbian на Raspberry Pi 3

Чтобы установить операционную систему Raspbian на Raspberry Pi при помощи NOOBS, действуйте по приведенным ниже шагам:

1. скачайте приложение SD Memory Card Formatter с сетевого узла SD Association;
2. отформатируйте с ее помощью карту памяти;
3. зайдите в подраздел NOOBS раздела Downloads («Загрузки») сетевого узла Фонда Raspberry Pi и скачайте установочное ПО NOOBS в виде.zip-архива. Примерный размер файла составляет 1,2 Гбайт;
4. скопируйте содержимое.zip-архива на флеш-карту. Обратите внимание: содержимое.zip-файла необходимо положить в корень карты;
5. выполните безопасное извлечение карты памяти;
6. вставьте microSD-карту в «малину», подключите к USB-разъемам клавиатуру и мышь, подключите монитор через HDMI-разъем и источник питания;
7. вставьте источник питания микрокомпьютера в розетку и дождитесь, когда установочное ПО NOOBS загрузится;
8. в появившемся списке выберите операционную систему Raspbian;
9. запустите установку и дождитесь ее завершения. После перезагрузки Raspberry Pi 3 будет загружена ОС Raspbian.

Обратите внимание: если вы используете карту памяти размером 64 Гбайт или более, после выполнения шага 3 карта будет содержать, как и должно быть, единственный раздел, но он окажется отформатированным в файловой системе exFAT, которую загрузчик микрокомпьютера не понимает. В этом случае после шага 3 вам нужно использовать другое приложение, чтобы отформатировать единственный раздел на флеш-карте в файловую систему FAT32. Если компьютер, на котором вы готовите карту памяти для «малинки», работает под управлением ОС Linux или MacOS, используйте штатные средства. В Windows встроенная утилита форматирования не подойдет, поэтому придется использовать стороннее приложение, например, FAT32 format GUI от RidgeCrop Consultants.

Вы также можете установить Raspbian на Raspberry Pi при помощи прямой заливки на microSD-карту. Берется образ карты памяти, на которой уже установлена Raspbian, и непосредственно посекторно записывается на новую карту. При этом нет необходимости в ее предварительном форматировании: нужный набор разделов и файловая система уже находятся в исходном образе.

Такой способ подойдет более опытным пользователям. Особенно это удобно, если нужно подготовить сразу несколько Raspberry Pi 3 с одной и той же операционной системой и одним и тем же набором прикладного ПО.

1. зайдите в подраздел Raspbian раздела Downloads («Загрузки») сетевого узла Фонда Raspberry Pi и скачайте Raspbian Stretch with desktop или Raspbian Stretch Lite в виде.zip-архива. Примерный размер файла составляет 1300 Мбайт в первом случае и 350 Мбайт в последнем;
2. извлеките из скачанного.zip-архива в произвольную папку на диске файл с образом ОС. Обычно этот файл имеет расширение.img;
3. скачайте и установите приложение Etcher, предназначенное для низкоуровневой записи образов операционных систем на флеш-карту;
4. вставьте карту памяти, на которую нужно записать образ Raspbian, в устройство для чтения и записи microSD-карт;
5. запустите Etcher, укажите букву диска, соответствующую вашей карте памяти, укажите путь к.img-файлу с образом операционной системы Raspbian и запустите запись;
6. по окончании записи вставьте карту памяти в Raspberry Pi 3, подключите к USB-разъемам клавиатуру и мышь, подключите монитор через HDMI-разъем и источник питания;
7. вставьте источник питания микрокомпьютера в розетку и дождитесь, когда загрузится операционная система Raspbian.

Большим удобством является то, что приложение Etcher поддерживается на всех основных операционках: Windows, Linux и MacOS.

Установка Windows 10 на Raspberry Pi 3

Чтобы выполнить установку Windows 10 IoT Core на «малину» при помощи NOOBS, нужно действовать образом, похожим на установку Raspbian при помощи NOOBS. Единственное отличие заключается в том, что на шаге 9, когда появится выбор операционных систем для установки, вам необходимо выбрать Windows 10 IoT Core.

Вы также можете установить Windows 10 при помощи прямой заливки на microSD-карту. Этот способ удобен тем,что выполняется быстрее, чем установка через NOOBS. К тому же, можно быстро подготовить несколько одинаковых карт памяти, например, если вы собираетесь провести практическое занятие по Windows 10 IoT Core или если вам нужно отгрузить заказчику сразу много встраиваемых компьютеров с предустановленной ОС и единым набором прикладных приложений.

Microsoft позаботилась об удобстве пользователей и выпустила особое приложение, которое облегчает дело. Действуйте следующим образом:

1. скачайте с сетевого узла Microsoft приложение Windows 10 IoT Core Dashboard, установите его и запустите;
2. вставьте карту памяти, на которую нужно записать образ операционки, в устройство для чтения и записи microSD-карт;
3. в окне IoT Core Dashboard укажите значения для полей Device type («Вид устройства», например, “Raspberry Pi 2 & 3”), OS Build (номер сборки Windows 10), Drive (буква диска, соответствующего карте памяти), Device name (сетевое имя микрокомпьютера под управлением Windows 10), New Administrator password (пароль администратора), Confirm Administrator password (еще раз пароль администратора);
4. если вы хотите, чтобы подготовленный Raspberry Pi под управлением Windows 10 после запуска самостоятельно подключился к Wi-Fi сети, известной вашему компьютеру, поставьте галочку Wi-Fi Network Connection и выберите сеть Wi-Fi из списка;
5. поставьте галочку I accept the software license terms и нажмите Download and install («Загрузить и установить»). IoT Core Dashboard сама загрузит нужный образ Windows 10 и запишет его на microSD-карту.

Нужно, однако, заметить, что приложение IoT Core Dashboard работает только в операционной системе Windows, поэтому пользователям MacOS и Linux оно не подойдет.

Установка медиацентра Kodi на Raspberry Pi 3

Kodi - это продвинутый бесплатный медиапроигрыватель с удобной пользовательской оболочкой. Именно за высокое качество и распространенность создатели Raspberry Pi включили его в состав установочного приложения NOOBS. Вообще говоря, Kodi можно установить на Raspberry Pi 3 как приложение для Raspbian. Однако это не самое удобное и надежное решение. Лучше использовать операционную систему LibreELEC или OSMC, которые содержат в себе только Kodi и библиотеки, необходимые для его работы.

Чтобы установить Kodi, действуйте так же, как и при установке ОС Raspbian при помощи NOOBS. Единственное отличие заключается в том, что на шаге 9, когда появится выбор операционных систем для установки, вам необходимо выбрать LibreELEC или OSMC.

Установка ОС на Raspberry Pi 3 для ленивых

Если вам лень или некогда самостоятельно записывать установочное ПО NOOBS на карту памяти, вы можете купить ее с уже записанным NOOBS. По цене она почти не отличается от пустой карты. Дополнительным преимуществом этого подхода будет то, что такая карта наверняка будет совместима с этим микрокомпьютером.

Raspberry Pi 3 model B+: новинка 2018 года

Raspberry Pi развивается довольно быстро, и каждый год разработчики выпускают что-нибудь новое. Самым значимым на сегодня новшеством 2018 года стал, конечно же, выпуск новой разновидности этого одноплатного компьютера - Raspberry Pi 3 model B+: