В этой достаточно длинной даже для блога статье описаны первые шаги уже немолодого "айтишника" на пути освоения новейшего подхода к информационному образованию в школах и ВУЗах развитых стран - физического компьютинга на devboard Raspberry Pi, чтобы сделать его доступным своему любимому ребенку и родной школе.

По ходу дела, мне впервые в жизни пришлось познакомиться с альтернативной "Wintel" аппаратной платформой (Raspberry Pi 3 на базе ARM-процессора), освоить работу в незнакомой операционной системе (Rasbian OS на базе Debian Linux), подружиться с новым языком программирования (Python), вспомнить азы радиоэлектроники .

В итоге, всего за 3,5 т.р. и месяц ожидания у моего ребенка появился достаточно мощный, уникальный по своим образовательным возможностям инструмент, сочетающий в себе бесшумный 4-ядерный компьютер размером с кредитную карту, вебсервер, медиацентр, центр управления датчиками "умного дома", лабораторию для освоения основ программирования, робототехники и радиоэлектроники - почти идеальное решение для школьного кружка информатики.
При этом, все программы на нем изначально бесплатны и в широком разнообразии доступны из онлайн-репозиториев, а вирусов не бывает в принципе.

Экскурс в историю обучения информатике в школе и ВУЗе

С конца 90-х тем или иным образом принимаю участие в развитии процесса информатизации образования в школах и ВУЗах.
В конце 80-х будучи старшеклассником "зацепил" начало внедрения компьютеров в школьное образование. Тогда это были компьютерные классы на основе микроЭВМ БК 0010 и учительского компьютера ДВК-2. С увлеченим осваивал программирование Basic. Книг тогда по нему практически не было. Вместе с преподавателем приходилось все изучать по брошюркам и "методом научного тыка". Перед окончанием школы в Чувашию приехал проект IBM "Пилотные школы". К счастью, в одну из школ Новочебоксарска (№14) был поставлен компьютерный класса на основе IBM PS/2. Тогда это было подобно чуду - настоящий компьютер "IBM PS" с "мышкой", флоппи-дисководом и шикарным 256-цветным экраном! Учительский компьютер имел 286-й процессор, 1 мегабайт оперативной памяти и 40Мб жесткий диск (который казался настолько большым по сравнению с флоппи-диском, что мы не знали, можно ли его вообще чем-то заполнить "под завязку"). Ко всему прилагался матричный принтер - "чудо враждебной техники".
Затем были 5 "перестроечных" лет учебы в университете, где в ходе учебного процесса я познакомился с кубинскими СМ ЭВМ (те самые, с катушками для записи данных и с тяжелыми металлическими клавиатурами). Но как раз в те самые годы ВУЗы по западным гратнам стали получать современные компьютеры IBM PC-XT 286 и IBM PC/AT 386. Снова я испытал потрясение, изучая Pascal, работая в Norton Commander и осваивая среду гипертекстовой верстки документов LaTex.
Работая несколько лет в школе после окончания ВУЗа имел счастье наблюдать, как в кабинетах информатики БК 0010 постепенно сменяются новыми, на порядки более мощными комьютерами Pentium с графической ОС Windows и офисными программами "на борту". Но дети продолжают изучать на них Basic и Pascal...
По роду деятельности одним из первых в родном городе зашел в Internet и тут же понял, что за ним будущее. Стал заниматься созданием вебсайтов разработкой интернет-проектов, познакомился с Linux- основной ОС Интернета и Perl - тогда самым популярным языком программирования интернет-приложений.
На какой то период времени отошел от школьного образования. Примерно через 10 лет нашел время и желание организовать кружок по компьютерной астрономии в родной школе (ныне гимназии). Практически на моих глазах старые Pentium-ы и Celesron-ы в компьютерном классе благодаря президентскому гранту сменились на мощные двухядерные ноутбуки. В учебной программе уже присутствовали офисные пакеты и графичекские редакторы, основы работы в интернет и знакомство с HTML. Но старые Basic и Pascal также остались...
И вот на дворе уже второе десятилетие нового тысячилетия. Дочка доросла до уроков информатики. От нее я узнал, что в школах все-так же изучают основы работы в Windows и... программирование на Borland Pascal...
А тем временем, во всем мире дети младшего школьного возраста уже пишут программы под Андроид, создают интернет-сервисы на сверхпопулярном языке Python и управляют со смартфонов умными домами на базе Linux-devboard"s с SoC-процессорами...
Задавал вопросы представителям системы образования, в чем проблема застоя с внедрением обучения современным технологиям в школе? Односложного ответа на этот вопрос не услышал. Понял лишь одно, что из-за непопулярности среди продвинутой молодежи профессии учителя информатики, длительности процесса написания учебных программ и пособий, переобучения учительсого состава и переоборудования компьютерных классов, в ближайшем времени моему ребенку в школе ничего не светит, если... Если внедрением новых технологий хотя бы в качестве внеурочной, или олимпиадной работы не займутся энтузиасты. К моему счастью, я сам энтузиаст, и мой первый учитель информатики тоже из их числа. Только нужно помочь с чего-то начать...

Arduino vs Raspberry Pi

Погуглив немного, выяснил, что самым современным в последние пару лет направлением информационного образования во всем мире становитя физический компьютинг - основа технологии IoT (Интернет вещей). Эта тема стала бурно развиваться благодаря появлению недорогой, но достаточно мощной аппаратной платформы Raspberry Pi и связанной с ней инфраструктуры - огромного сообщества преподавателей и этнузиастов, бесчисленнного множества стартовых руководств и учебников, тысяч разработчиков различных библиотек, широкого ассортимента готовых расширений и датчиков. До Raspberry Pi в школьном образовании за рубежом активно продвигалась тема освоения основ кибернетики и физического компьютинга на базе микроконтроллеров Arduino. Благодаря этому для Arduino в настоящее время существует богатый выбор различных датчиков, позволяющим детям под присмотром взрослых, к примеру, конструировать роботизированные платформы, чтобы устраивать примитивные "гонки роботов". В принципе, тема Arduino актуальна и по сей день, но как начальная часть процесса обучения физическому компьютингу, программированию и кибернетике. Raspberry Pi - следующий, существенно более продвинутый, фактически, не ограниченный по возможностям уровень...

Понять, чем отличаются, по своему хороши Raspberry Pi и Arduino можно, сравнив их возможности.

Arduino - это не являющийся полноценным компьютером однозадачный одноядерный микроконтроллер с малым объемом оперативной памяти, невысокой вычислительной мощностью, отсудствием мультимедийных и сетевых возможностей, но низким энергопотреблением и высокой скоростью реакции в критичных к времени проектах. Для управления Arduino требуется компьютер, или ноутбук с USB-портом, что существенно увеличивает стартовый бюджет одного учебного места. Для программирования Arduino необходимо будет изучать C-подобный язык. Arduino достаточно для быстрой реакции на сигнал с датчика, например, чтобы повернуть в другую сторону колесо робота. Но управлять роботом через интернет и обрабатывать маршрут Arduino уже не сможет.

Raspberry Pi (v3 Model B) - полноценный 4-ядерный одноплатный компьютер с 1Гб оперативной памяти и возможностью подключения через USB внешних накопителей, работающий под управлением современной Linux-системы, обладающий продвинутыми мультимедийными (Open GL, HD-Video) и коммуникационными (WiFi, Bluetooth, Ethernet) возможностями. За некоторыми оговорками, Raspberry Pi может с успехом использоваться в качестве полноценного ученического/студенческого компьютера, на котором можно, помимо основной задачи- физического компьютинга, слушать музыку, смотреть HD-видео, заниматься вебсерфингом, работать с документами в офисных редакторах, читать электронные книги и т.п... И при этом, не считая монитора (в качестве которого может выступать обычный ЖК-телевизор с VGA/HDMI-разьемом), USB-клавиатуры и мыши, стоимость одного учебного места на базе Raspberry Pi начинается с 2,5 т.р. На Raspberry Pi можно изучать основы программирования на любых языках. По умолчанию на него предустановлены Python, Scratch и Node-RED, но ничего не мешает через удобный интерфейс Debian-репозитория программ установить LAMP c PHP, Ruby, Java и другие популярные среды разработки. Также на Raspberry Pi, как полноценный Linux-компьютер, можно установить массу полезных бесплатных и полезных для освоения программ, в том числе, вебсервер Apache-основу современного Интернета, среду 3D-проектирования Blender, графический редактор The Gimp, векторные редакторы Xara-X и Inkscape, издательскую систему Scribus. И в добавок, Raspberry Pi располагает интерфейсом GPIO для управления датчиками, изначально предназначенными для Arduino. Более того, если требуется мгновенная реакция на события и АЦП-преобразования сигнала, к Raspberry Pi можно подключить Arduino и управлять датчиками через него!
В итоге, Raspberry Pi представляет собой самый доступный по цене персональный компьютер для учащихся и одновременено развитую аппаратно-программную платформу для «Интернета Вещей».

1. Покупка стартового комплекта Raspberry Pi

Итак, разобравшись, что минуя этап Arduino стоит сразу начинать с Raspberry Pi, я пришел к решению о покупке стартового комплекта для первоначального знакомства, освоения основ работы и азов физического компьютинга на Python, чтобы затем продемонстрировать все это в школе и заинтересовать энтузастов-преподавателей, а также продвинутых учащихся. Таким образом и началась моя эпопея с Raspberry Pi.

К счастью для россиян, все модели Raspberry Pi, включая самую совершенную v3 Model B, а также необходимые компоненты к ней можно заказать с доставкой на aliexpress.com.

По минимуму можно заказать только саму плату Raspberry Pi 3 Модель B с доставкой по цене 2200р. Для начала работы вам понадобится блок питания (зарядник для сотового/планшета) с miniUSB-разъемом, дающим на выходе ток 1А-1,5А, ЖК-монитор или телевизор с HDMI-разъемом, USB-клавиатура и мышь.

Я решил добавить 1,2 т.р. и купить необходимый набор компонент, с которым Raspberry Pi станет более удобным, производительным, совместимым и эффективным. Прежде всего, стоит купить комплект радиаторов для отвода тепла от SoC-процессора и памяти, чтобы они не перегревались на сложных задачах и не снижали производительность системы последовательным отключением ядер процессора и снижением тактовой частоты.
Также очень рекомендуется купить какой либо недорогой корпус, чтобы избежать неудобств и защитить детей от неприятностей. Я взял оригинальный корпус Модель R1 бело-малинового цвета.
Для начала освоения основ физического компьютинга вместе с Raspberry Pi сразу стоит заказать стартовый комплект датчиков и монтажную плату с шлейфом для интерфейса GPIO, которые не купишь в местных магазинах. На aliexpress.com существую готовые комплекты, состоящие из датчиков, монтажной платы со шлейфом и переходником, соединительных проводов, светодиодов, кнопок и резисторов. Но они показались мне немного дороговатыми... Поэтому, я взял почти все по отдельности, а светодиоды, кнопки и резисторы решил купить в ближайшем радиоларьке.

Мой список покупок через интернет:
1. Raspberry Pi 3 Модель B с блоком питания на 2,5А и двумя радиаторами для процессора и памяти - 2412р.
2. bredaboard с 40-жильным кабелем и переходником - 282р.
3. HDMI2VGA переходник - 233р.
4. Корпус, модель R1 - 280р.
5. Стартовый комплект из 16 датчиков - 510р.
6. Комплект соединительных проводов - 186р.
Итого : 3900р. (по ценам на февраль 2017г. при курсе рубля 57,70)

После примерно месяца ожидания все заказанные компоненты прибыли в целости и сохранности.

2. Подготовка Raspberry Pi к работе

До первого включения Raspberry Pi необходимо сделать несколько обязательных процедур. Внимание! Перед тем, как достать плату из антистатического пакета, обязательно снимите статическое электричество с рук, прикоснувшись к водопроводному крану или оголенному участку батареи отопления, иначем можете сжечь чувствительную электронику.
Сперва нужно наклеить радиаторы на процессор и микросхему памяти. Это не сложно: сначала отклеиваем защитную пленку с радиатора, затем аккуратно располагаем его над микросхемой, соответствующей ему по размеру и без усилия опускаем на нее радиатор. Сильно прижимать радиатор к микросхеме не надо, он и так будет хорошо держаться.
Затем нужно собрать из частей корпус и поместить в него плату. При сборке корпуса верхнюю крышку и сторону с вырезами под USB-разъемы устанавливаем после вставки (с некоторым усилием) в пазы платы Raspberry Pi.

3. Установка ОС Rasbian

Поскольку Raspberry Pi по умолчанию поставляется без предустановленной операционной системы и собственного носителя информации, его нужно будет купить, а систему скачать и самостоятельно установить.
В качестве системного диска Raspberry Pi на используется microSD-карта минимум 6 класса (скорость записи 6Мб/сек) объемом не менее 8Мб. В интернете советовали сразу покупать карту 10 класса, чтобы избежать возможных проблем с установкой ОС и работой Raspberry Pi.
В ближайшем компьютерном ларьке я купил microSD-карту 10 класса марки Sundisk объемом 8Гб.
Затем я скачал операционную систему Raspbian (на основе Debian Jessie) по адресу https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ . Выбирайте Raspbian Jessie with PIXEL - это дистрибутив с графическим интерфейсом и комплектом программ для начала продуктивной работы.
Как выяснилось, скачанный образ при распаковке из архива разворачивается до 4Гб и на диске с файловой системой FAT32 из-за ограничений на максимальный размер одиночных файлов записан быть не может.
Пришлось подключить внешний USB-диск с ФС NTFS и распаковать образ Raspbian ОС на него.
Для записи образа на SD-карту, потребовалось скачать программу Win32DiskImager по адресу и подключить microSD-карту к компьютеру через USB-кардридер.
Интерфейс программы до безобразия прост: в строке "Image File" надо указать на диске образ Raspbian ОС, в выпадающем списке "Device" выбрать microSD-карту и нажать кнопку "Write". Кстати, этой же программой время от времени стоит делать резервное копирование microSD-карты, вставив ее в кардридер, выбрав путь сохранения образа в поле "Image File", задав в выпадающем списке Device имя диска, под которым определиась microSD-картаи выбрав команду "Read".

4. Первый запуск

После успешного завершения процесса записи, вставляем microSD-карту в соответствующий разъем кардридера на Raspberry Pi, подключаем через HDMI-кабель, или HDMI2VGA переходник монитор, подключаем к нижним USB-разъемам клавиатуру и мышь, и только после этого подсоединяем блок питания. Поскольку Raspberry Pi не имее кнопки включения питания, подсоединение/отсоединение блока питания включает и выключает устройство. На всякий случай заранее напишу, что перед обесточиванием на Raspberry Pi желательно корректно завершить работу ОС, чтобы не возникали ошибки при последующем запуске.
К моему глубокому сожалению и ужасу, после подключения питания к Raspberry Pi на мониторе не загорелась заставка графической оболочки Pixel, а выскочила тирада из текстовых "ругательств", завершившаяся строкой "kernel panic" с номером ошибки.
Погуглив на смартфоне, я тут же выяснил, что, повидимому, Raspberry Pi не нравится моя microSD-карта (как позже выяснилось, скорости чтения/записи не достаточно для нормальной работы ОС Raspbian). Во время повторной записи образа ОС Raspbian на SD-карту я заметил, что скорость записи не привышает 4Мб/сек (соответствует 4-му классу SD-карты).
При повторном включении Raspberry Pi со злополучной картой я снова увидел "kernel panic". Пришлось сходить в ларек и поменять ее после некоторых объяснений на менее "брендовую" Prestigio microSDHC 8Гб 10 класса (U1). На "свежекупленную" microSD-карту образ ОС записался в два раза быстрее со скоростью примерно 9,5Мб/сек. При включении с ней Raspberry Pi тут же отобразила приветственное окно и через несколько секунд загрузки я с радостью увидел на дисплее интерфейс X-Windows с красивой заставкой в виде пустынной дороги, уходящей в сторону восходящего солнца.
По-видимому, карта Sundisk оказалась поддельной...

5. Знакомство с Debian Linux, первичная настройка Raspbian ОС, установка полезных программ

Вооружившись парочкой руководств на русском и английском языке, скачанных с различных гик-ресурсов, решил посвятить вечер выходного дня на первичную настройку удобной рабочей среды на Raspbian ОС.

Прежде всего, стоит сказать несколько слов о консоли Debian Linux. Она доступна по кнопке LXTerminal на верхней панели интерфейса Raspbian ОС.
В Linux-консоли вводятся команды для управления ОС, установки, запуска и удаления программ, внесения ручных правок в настройки самой ОС и ее отдельных компонентов. Для успешного запуска большинства команд требуется уровень доступа администратора (root-доступ). Для этого нужно перед командой вводить "sudo ".
Некоторые операции в Raspbian ОС доступны только из консоли.
Прежде всего, это доступ к программе настройки системы raspi_config. Именно в ней производится первичная настройка Raspbian ОС.
Для запуска программы настройки системы надо открыть LXTerminal и ввести в консоли команду:
sudo raspi-config

Первым делом, надо выбрать команду "Expand Filesystem", чтобы расширить файловую систему ОС на все доступное пространство microSD-карты.
Затем обязательно стоит поменять пароль root по умолчанию на доступ к системе через консоль и по SSH командой "Change User Password". Из косоли это далается командой "sudo passwd root".
Затем стоит запустить SSH-сервер для того, чтобы иметь возможность заходить на Raspberry Pi по терминальному протоколу SSH с другого ПК командой "SSH" в окне "Advanced Options".

Очень важно сразу поменять локаль (язык интерфейса) на русский и добавить русскую раскладку клавиатуры.
Это осуществляется в окне "Internationalisation Options". Смена локали осуществляется по команде "Change locale".
Надо выбрать локаль ru_RU.UTF-8 UTF-8. Смена раскладки клавиатуры производится по команде "Change keyboard layout". Далее придется в новом окне выбрать нужную раскладку (ru_RU.UTF-8), в следующем окне задать горячие клавиши смены раскладки, каждый раз подтверждая выбранные действия переходом кнопкой "Tab" клавиатуры на кнопку "Enter" окна программ и нажатием "Enter" на клавиатуре.
Стоит также в окне "Advanced options" перейти на пункт меню "Audio" и выбрать в новом окне варинат вывода звука по умолчанию на внутренний разъем 3.5mm jack, чтобы слушать звук в наушниках, подключенных к стандартному звуковому разъему Raspberry Pi.
После завершения настроек выбираем кнопку "Finish" и соглашаемся на перезагрузку системы.

Следующим этапом настройки Raspbian ОС рекомендуется выполнить обновление ее базы программ и установленных компонент.
Для этого последовательно введем в консоли следующие команды, дожидаясь окончания выполнения каждой из них до появления зеленого приглашения ввода консоли.
Обновление базы программ:
apt-get update
Обновление установленных программ
sudo apt-get upgrade
Удаления оставшихся после удаления программ библиотек, сопутствующих программ и др.
sudo apt-get autoremove
Выполнение второй команды обычно занимает 10-15 минут.
Вспоминая прежний опыт работы в Linux, поспешил установить файловый менеджер Midnight Commander.
sudo apt-get install mc
Без него перемещаться по структуре папок системы командой "cd" получается медленно и не удобно.

На всякий случай, у новичка всегда должна быть под рукой шаргалка по базовым командам Unix...

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
sudo - ставится перед командой и выполняет ее с правами пользователя root
- выключение
sudo shutdown -h now - немедленная остановка системы и запуск процесса выключения
sudo shutdown -h 21:55 - остановка системы и выключение в 21:55
sudo shutdown -h now — выключение Raspberry Pi
sudo su - открыть командную строку с правами root
sudo -i - открыть командную строку с правами root
sudo cp - копирование файла (с ключом -r рекурсивное копирование)
sudo mv - перемещение файла
cat - вывод содержимого файла/файлов
cd — Переход в нужную папку. Например cd /home/pi
chmod - изменения прав на использование файла; u (означает пользователя, который владеет этим файлом), g (группа файлов) и o (другие пользователи), а также r (считывание), w (запись) и x (выполнение)
chmod u+x - устанавливает разрешение владельцу файла на его исполнение
sudo chown pi:root - смена пользователя и/или группы пользователей, которые владеют этим файлом, например пользователя на pi, а группу на root.
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 <название> - установка программы <название> из Debian-репозитория
sudo apt-get remove <название> - удаление программы <название>
info <название> -вывод информации о программе
apt-cache search <запрос> - поиск по базе Debian-репозитория программы или утилиты с описанием <запрос>
apt-cache search screen capture - поиск программ для создания скриншотов
sudo apt-get install mc - установка файлменеджера Midnight Commander (Mc)
sudo apt-get install links - установка текстового браузера Links
udo apt-get install scrot - установка утилиты для скриншотов
scrot -d5 - создание скриншота черех 5 секунд
sudo apt-get install synaptic - установка менежера пакетов Synaptic
sudo apt-get install x11vnc - установка VNC-сервера
x11vnc -desktop:0 - запуск VNC-сервера для удаленного управления через VNC-клиент, например realVNC (http://www.realvnc.com/download/viewer/)
top - запуск диспетчера задач
sudo nano - редактирование файла
sudo nano /boot/config.txt - редактирование файла настроек запуска Raspberry Pi
ifconfig — утилита конфигурирования сетевых интерфейсов
iwconfig - просмотр информации о беспроводных устройствах
sudo iwlist wlan0 scan — сканирование Wi-Fi
cat /proc/cpuinfo — смотрим инфо о процессоре
cat /proc/meminfo — отображает подробную информацию о памяти Raspberry Pi
cat /proc/partitions — показывает размер и количество разделов на Вашей карте SD или HDD
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/sca ling_cur_freq — информация о частоте процессора
<имя_программы> --help — отбражение помощи по программе
vcgencmd measure_temp - покажет температуру процессора
free -o -h - покажет, сколько свободной системной памяти доступно
vcgencmd get_mem arm && vcgencmd get_mem gpu — покажет распределение памяти между процессором и GPU
lsusb - список подключенных устройствах
mkdir newDir - создание директории newDir
rmdir oldDir - удаление пустой директории oldDir
rm <имя_файла> - удаление файла/папки (с ключем -r рекурсивное удаление содержимого папки)
& - запускает команду в фоновом режиме
curl - загружает файл либо с сервера, либо на него
grep "паттерн" *.txt - поиск в файлах по маске и заданному паттерну
ping <имя_сервера> - провера доступности сервера
df -h - свободное и занятое дисковое пространство на подключенных устройствах
scp myfile.txt [email protected]: - копирование файла myfile.txt на устройство [email protected] по SSH в папку /home/pi/
scp [email protected]:myfile.txt . - копирование файла myfile.txt с устройства [email protected] в текущую папку по SSH
scp *.txt [email protected]: - копирование всех текстовых файлов с устройства [email protected] в текущую папку по SSH
dd if=/dev/sdd of=backup.img - создание бэкап-образа SD-карты или USB-носителя (/dev/sdd)
dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=4096 - побайтное копирование данных с устройства на устройство (dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=4k - очистка диска sda)
dd if=myfile of=myfile conv=ucase - прообразование файла в верхний регистр
dd if=myfile of=myfile conv=lcase - прообразование файла в нижний регистр
ls -l | dd conv=ucase - преобразует вывод команды в верхний регистр
apt-mark showauto > autopackagelist.txt - создание списка предустановленных приложений
apt-mark showmanual > manualpackagelist.txt - создание списка установленных вручную приложений

6. Тестирование Raspberry Pi в качестве десктопа

Итак, через полчаса настроек и обновлений Raspberry Pi готов к работе. Что мы имеем "на борту" по умолчанию?
Помимо средств разработки программ, на Raspberry ОС установлен базовый комплект необходимых приложений.
Для работы с документами предустановлены пакет Libre Office и средство просмотра PDF. Для продуктивной работы в интернет с Raspberry ОС поставляется броузер Chromium и почтовый клиент Claws Mail. Для удаленного управления с десктопа и мобильных устройств на Raspberry Pi установлен VNC Connect.
К сожалению, по умолчанию система не содержит медиаплеера с графическим интерфейсом для воспроизведения видео и аудио, но с консоли воспроизведение мультимедийных файлов можно запустить через программу omxplayer, поддерживающую аппаратное ускорение видео в полноэкранном режиме.
В системе имеется графический файловый менеджер Xfce, позволяющий перемещаться по папкам при помощи мышки, осуществлять файловые операции, открывать документы двойным кликом мышки. Как показала практика, по удобству и принципам работы он практически ничем не отличается от привычного нам Проводника.
Открытие меню и переход по папкам в интерфейсе Raspbian ОС осуществляется на удивление быстро, поживее, чем на моем стареньком двухядерном Celeron-е.
После инвентаризации установленного ПО любопытство подтолкнуло проверить скорость работы на Raspberry Pi в Интернет. Открыл в Chromium и первым делом зашел на родной портал cheboksary.ru: страницы открываются быстро и без тормозов. Во второй вкладке открыл соцсеть ВК. Стал прокручивать свою ленту при помощи колесика мышки - неприятных задержек подгрузки не заметил. Лента соцсети скроллится в броузере плавно, без рывков. В третьей вкладке открыл Youtube, а в нем - популярный видеоклип. Видео воспроизводится без задержек и рывков с достаточно хорошим разрешением и достаточно качественным звуком. Развернул видео на полный экран - воспроизведение продолжилось без рывков. Заметил единственный момент - немного заторможенную реакцию на клики мышкой по интерфейсу воспроизведения видео. Можно сказать, что тест на производительность работы в интернет Raspberry Pi прошел.
Проверил скорость рендеринга страниц электронной книги во встроенном в систему PDF-просмотрщике Xpdf. Для этого решил воткнуть в USB-разъем "флешку" и... система сразу ее распознала, открыв через пару секунд окно файлменеджера на папке /media/pi/usb/ с содержимым моего сменного носителя! Приятный сюрприз - в Raspbian ОС реализовано автомонтирование USB-drive! Как выяснилось позже, для демонтирования "флешки" перед отсоединением надо нажать на стрелочку в правом верхнем углу экрана и выбрать ее из списка.
Быстро выбрав нужный PDF-файл, просто кликнул по нему и увидел содержимое в окне просмотрщика. При скроллинге страницы электронной книги рендерились с задержкой примерно в одну секунду, что можно считать вполне приемлемым результатом. Единственный неприятный момент - просмотрщик не смог отобразить русские буквы в оглавлении книги.
Чтобы проверить воспроизведение музыки и видео с "флешки", решил не пользоваться консолью и установил для этого графическую оболочку на Python для системного проигрывателя omxplayer. Конечно, tk-интерфейс оболочки не блещет красотой и дизайном, но все-таки позволяет при помощи мышки выбрать нужные файлы и создавать плей-листы. Хотя в сети писали, что в окне на Raspberry Pi видео с аппаратным ускорением не воспроизводится, как оказалось, через omxplayerGUI это вполне возможно! Видео выводилось на экране с исходным разрешением в окне без рамки, но позволяло перетаскивать окно, причем, без остановки воспроизведения.
Одним словом, интернет на Raspberry Pi работает без ограничений, музыка и видео воспроизводятся, флешки автомонтируются, офисные документы редактируются, фотографии показываются. Что еще нужно для продуктивной работы?

Я не особо большой знаток Linux (почти новичок), поэтому буду очень рад конструктивной критике в комментариях.

Все, кто хотел, давно купили себе Raspberry Pi 3, а я ждал непонятно чего 🙂 Однако недавно этот компьютер попал ко мне в руки, поэтому хочу поделится впечатлениями и полезными (для кого-то) советами по его настройке.

Аппаратная часть

Компьютер заказывался на AliExpress сразу с корпусом и блоком питания (Model B, 1 ГБ ОЗУ). Карта памяти, microSD SanDisk 16 GB class 10, уже валялась дома. С учётом её цены весь «системный блок» стоил примерно 3000 р.

В качестве экрана был подключён обычный телевизор Full HD (кабель HDMI в кладовке случайно завалялся). Из периферии изначально подключил только клавиатуру и мышь, подсоединив их к USB-портам.

Raspberry в определённых случаях ощутимо греется (показывая при этом иконку-градусник в правом верхнем углу экрана), поэтому в корпусе почти сразу были просверлены дополнительные вентиляционные отверстия. Эффективность комплектных радиаторов так себе, нужно искать что-то посерьёзнее, если собираетесь нагружать компьютер на 100%.

Операционная система

Выбор ОС для Raspberry Pi 3 - вопрос деликатный. Если кто-то не в курсе, то здесь ARM-процессор. Т. е. обычный дистрибутив Linux на устройство не встанет, нужна специально подготовленная сборка.

Собственно, из-за относительно специфичного железа в дальнейшем будет много других сложностей с программами и т. п.

Существует несколько официальных и неофициальных сборок Linux для этого мини-компьютера. Какую из них использовать - зависит от поставленной задачи. В моём случае Raspberry Pi 3 будет использоваться, как обычный домашний компьютер для работы и развлечений (звучит несколько амбициозно). Попробовав несколько ОС, я остановился на основном официальном дистрибутиве, Raspbian Stretch 9.1 (новейшем на тот момент). На мой взгляд, он быстрее, стабильнее и универсальнее остальных.

Установка ОС на «Малину» очень проста. Скачиваем образ, распаковываем файл.img и записываем его на карту памяти с помощью специальной программы (для Windows это, например, Win32 Disk Imager).

Более подробное описание процесса записи ОС легко найти в Интернете.

После окончания записи карту памяти нужно вставить в соответствующий слот Raspberry Pi. Затем включаем устройство в электрическую сеть и начинаем первоначальную настройку (вставка блока питания в розетку - штатный способ включения этого компьютера).

Если вы подумали, что Raspberry Pi 3 сможет на равных конкурировать с обычным домашним компьютером за 20 000 р., то это совсем не так. Работать Raspberry будет гораздо медленнее, а ряд задач для него вообще недоступен. Однако с определёнными функциями мини-компьютер справляется неплохо. Например, с ролью терминала для не слишком «тяжёлых» веб-приложений он справится отлично.

Настройка Raspberry Pi 3 (ОС Raspbian)

При первом запуске даже ничего не нужно выбирать и нажимать. Система уже практически готова к работе. После перезагрузки появляется рабочий стол.

Хотя радоваться здесь особо нечему - просто придётся больше вещей настраивать уже в установленной системе 😉

Сначала подключаемся к Интернету. При проводном соединении Интернет уже должен работать сам. В моём случае используется Wi-Fi, поэтому нужно нажать на красные кресты на панели задач (иконка сетевых подключений), выбрать беспроводную сеть и ввести пароль. Всё почти так же, как в других операционных системах.

Она позволит выполнять все дальнейшие действия в терминале с правами суперпользователя. В противном случае придётся добавлять sudo в начале каждой второй строки (а то и чаще).

Все остальные команды приведены в статье без sudo. Т. е. предполагается, что вышеописанная рекомендация была выполнена.

Сразу обновляем пакетную базу и прошивку устройства:

Apt update apt upgrade rpi-update

Затем заходим в настройки Raspberry Pi: «Пуск» (значок малины) > Preferences > Raspberry Pi Configuration. Нажимаем «Change Password…» и задаём новый пароль (одновременно для пользователя и суперпользователя). Это позволит избежать некоторых проблем в будущем.

По умолчанию в Raspbian создан пользователь pi с паролем raspberry.

Настраиваем дальше. Hostname (имя компьютера в сети) можно не менять. У меня изображение выводится не на весь экран (толстая чёрная рамка по периметру), поэтому параметр Underscan переключаю в положение «Disabled». На вкладке «Performance» изменяем значение GPU Memory на 128 (можно и 64 оставить, но некоторым приложениям может не хватить).

Переходим во вкладку «Localization». Нажимаем «Set Locale…». Выбираем Language: ru (это даст хоть какой-то перевод ОС на русский). Настраиваем время через «Set Timezone…». В моём случае Europe/Moscow. Выбираем основную раскладку клавиатуры через «Set Keyboard…». Советую United States/English (US), т. к. к ней все уже привыкли. На всяких случай заходим в «Set Wi-Fi Country…» и тоже выбираем RU.

После всего этого нажимаем «OK» внизу окна и соглашаемся на перезагрузку.

Для интереса посмотрим сколько ОЗУ занимает операционная система в новом состоянии (диспетчер задач вызывается через Ctrl + Alt + Del или из меню приложений). 92 МБ! Вот бы Windows столько занимала 🙂

Настройка внешнего вида

Для удобства приводим рабочий стол к более привычному виду (в данном случае к виду подобному Windows). Правый клик по панели, «Panel Settings». Edge переключаем в положение «Botton» - панель перемещается вниз. Переходим во вкладку «Panel Applets», удаляем лишнее, добавляем нужное. Удалил Ejecter и CPU Usage Monitor. Добавил Minimize All Windows и Keyboard Layout Handler (переключатель раскладки клавиатуры).

Через последний добавляем русскую раскладку. Правый клик по флагу, «Keyboard Layout Handler Setting». Снимаем флажок «Keep system layouts», нажимаем «Добавить», выбираем ru. Меняем сочетание клавиш для переключения раскладок кнопкой под надписью Change Layout Options.

Кнопка «Закрыть» в этом окне не работает, но работает крестик в углу. Это старый баг многих сборок Linux (странно, что его не убрали до сих пор).

На панели есть значок Bluetooth. Отключаем через него модуль Bluetooth, если не собираемся подключать какие-либо беспроводные устройства.

Меняем набор значков слева. Правый клик на одном из значков, «Application Launch Bar Settings». Вытаскиваем пару ярлыков из меню на рабочий стол. Меняем обои (предпочитаю что-то более однотонное):

Numlock

К этому времени не работающая цифровая клавиатура уже начала раздражать. При загрузке системы Numlock выключен (в других версиях Linux такое тоже бывает). Каждый раз включать его не хочется. Пора исправить ситуацию. Устанавливаем программу numlockx:

Apt install numlockx

Добавляем её в автозагрузку. Например, открываем файловый менеджер, переходим в папку /home/pi/.config , создаём там файл autostart (без расширения) с единственной строкой: @numlockx -on .

Можете использовать любой другой способ добавления в автозагрузку.

Проблема с USB-флешками и жёсткими дисками

На первый взгляд, со съёмными носителями всё в порядке. Они корректно определяются при подключении, все файлы отображаются и нормально открываются. Только вот записывать на флешки ничего нельзя, т. к. подключаются они в режиме «readonly» (за редким исключением).

Решается проблема просто, установкой дополнительного драйвера:

Apt install ntfs-3g

После установки требуется перезагрузить систему.

Проверялись все накопители, имеющиеся в распоряжении - запись, изменение и удаление стали работать (не только в NTFS, но и в FAT32).

На одном USB-накопителе небольшого объёма только что отформатированном в Windows проблемы почему-то не было изначально.

Программы в комплекте

Настало время посмотреть, что уже установлено в системе. Просто пробежимся по меню приложений (консольные утилиты в расчёт не берём).

В разделе «Программирование» находится больше десятка приложений собственно для программирования (оставим их без внимания).

Категория «Офис» содержит исключительно программы из пакета LibreOffice (знаменитого бесплатного аналога Microsoft Office). Полезные приложения для работы с документами. Создание и правка не очень сложных файлов в них на Raspberry Pi 3 происходит с минимальными притормаживаниями.

Раздел «Интернет» содержит, на мой взгляд, два полезных приложения. Первое - VNC Viewer. Неплохой вариант управления удалёнными устройствами. Скорость работы приемлемая. Второе - браузер Chromium. Практически тот же Chrome, только без излишеств. Сайты работают с разной скоростью. Некоторые прямо быстро, некоторые очень туго (зависит от типа сайта и его оптимизации). Например, ВКонтакте листается с небольшими рывками, а Одноклассники уже идут со скрипом (хотя в целом пользоваться можно и тем и другим). Даже YouTube в нём сносно работает (установлено специальное расширение). В полноэкранном режиме видео, конечно, дёргается, а вот в широкоэкранном смотрится нормально. Т. е. на этом компьютере более или менее доступна работа в Интернете (по крайней мере, она комфортнее, чем на среднем смартфоне).

При работе на Raspberry Pi 3 в большинстве приложений заметен небольшой разрыв кадра (нижняя часть изображения обновляется чуть позже верхней). Эта неприятность связана с отсутствием вертикальной синхронизации (tearing). На обычных компьютерах проблема легко решается, но для Raspbian решения я не нашёл. Опять же многое упирается в специфическое железо.

В «Стандартных» минимальный набор полезных приложений: калькулятор, терминал, просмотрщик файлов PDF, блокнот, архиватор (который почти ничего не умеет), диспетчер задач, программа для просмотра изображений, файловый менеджер и утилита для создания копии системы - SD Card Copier.

Всё необходимое есть, лишнего немного, остальное ставим по потребностям.

Skype

Со Skype в Linux почти всегда были какие-то заморочки. Нынешняя версия является просто оболочкой для веб-интерфейса. Вместо того, чтобы пытаться запустить её под Raspbian, просто воспользуемся веб-версией напрямую.

В Raspberry Pi 3 отсутствует разъём mini-jack для микрофона. Вариант 1 - найти микрофон с разъёмом USB. Вариант 2 - подключить дешёвую внешнюю USB-звуковую карту с привычными разъёмами. В моём случае всё было ещё проще (хотя не совсем) - веб-камера оказалась со встроенным микрофоном, т. е. два устройства заняли только одно гнездо.

Откроем Skype. Через Chromium заходим по адресу web.skype.com/ru и выполняем вход в свой аккаунт. Затем нажимаем на зелёный замок в адресной строке: разрешаем камеру, микрофон и Flash. Микрофон работать всё равно не хотел. Оказалось, что нужно было кликнуть по значку видеокамеры (в адресной строке справа), затем вместо по «По умолчанию» выбрать правильное аудиоустройство.

Сделал тестовый видеозвонок знакомым. Звук в обе стороны проходит нормально, видео тоже передаётся (немного притормаживает).

Расширение офисных приложений

Пакет LibreOffice, конечно, неплох, но сейчас он на английском, не проверяет правописание и не очень правильно отображает документы MS Office, т. к. в системе нет ни одного шрифта из Windows. Открываем терминал, устанавливаем русскую локализацию, орфографический словарь и шрифты:

Apt install libreoffice-l10n-ru hunspell hunspell-ru ttf-mscorefonts-installer

Вот так гораздо привычнее:

Наш штатный архиватор умеет работать только с типичными для Linux форматами, поэтому нужно помочь ему, добавив поддержку более ходовых типов архивов (7z, RAR и ещё парочки):

Apt install p7zip-full unrar-free

Установим более продвинутые программы для чтения электронных книг Evince и FBReader, чтобы открывать разные типы электронных книг:

Apt install evince fbreader

Evince у меня не появился в меню самостоятельно, поэтому пришлось зайти в «Параметры» > «Main Menu Editor» и отметить его флажком.

Настройка локальной сети

Если у вас есть локальная сеть, то Raspberry Pi 3 уже подключен к ней (в случае открытой и корректно настроенной сети). Чтобы иметь к ней удобный доступ, в стандартном файловом менеджере нужно открыть меню «Перейти», выбрать «Сеть», открыть меню «Закладки», нажать «Добавить в закладки», переключить вид «Дерево директорий» на «Точки входа». Теперь ссылка на сеть будет под рукой при каждом открытии файлового менеджера.

Также можно установить другой файловый менеджер, например, Thunar.

Вроде, всё неплохо: сетевые ресурсы доступны, файлы открываются, копируются и даже удаляются. Только при входе чуть ли не в каждую сетевую папку система запрашивает пароль (который мы меняли в самом начале работы с ОС). Другие компьютеры в моей сети (и на Windows, и на Linux) заходят на те же ресурсы без паролей. Убрать ввод этого пароля пока не удалось (ввожу каждый раз).

Для того, чтобы компьютеры, входящие в ЛВС, отображались на верхнем уровне, правим настройки Samba /etc/samba/smb.conf . Только файл нужно открыть с правами суперпользователя. Например, вводим в терминале следующую команду (предварительно выполнив sudo -i ):

Leafpad /etc/samba/smb.conf

Меняем значение параметра workgroup на название нашей рабочей группы, сохраняем изменения, делаем перезагрузку. Теперь при заходе в «Сеть» можно сразу переходить к нужному компьютеру (не открывая ещё две папки).

Настройки сети приведены для примера. В других случаях данный подход к работе с ЛВС может просто не сработать.

Подключение к сетевому принтеру

Раз уж у нас есть офисные программы, то и печать документов, скорее всего, потребуется. В рассмотренной выше сети установлен единственный принтер, подключённый к ПК на Windows 10. Принтер уже сетевой, но нужно как-то добавить его в Raspbian. Для этого установим программы CUPS и samba-client:

Apt install samba-client cups

CUPS не пустит нас в настройки просто так. Поэтому нужно добавить нашего текущего пользователя в группу lpadmin:

Usermod -aG lpadmin pi

Управление в CUPS происходит через веб-интерфейс. Вводим в браузер адрес 127.0.0.1:631 , затем переходим в раздел «Администрирование», нажимаем «Добавить принтер». Вводим имя пользователя pi и пароль, который задали при настройке системы (в начале статьи). Отмечаем «Windows Printer via SAMBA» и нажимаем «Продолжить».

Дальше важный момент. В поле «Подключение» нужно ввести адрес принтера в сети. В данном случае smb://192.168.1.6/hp1010 . Из чего он состоит: smb:// - протокол SAMBA, 192.168.1.6 - локальный адрес компьютера, к которому подключён принтер, hp1010 - сетевое имя принтера.

Адрес компьютера в ЛВС должен быть статическим, а имя принтера желательно задавать только латиницей (без пробелов).

Нажимаем «Продолжить». Вводим название принтера для нашей системы и на всякий случай ставим флажок «Разрешить совместный доступ к этому принтеру», нажимаем «Продолжить». Выбираем драйвер для принтера (список впечатляет), нажимаем «Добавить принтер». Сохраняем параметры. Печатаем для теста какой-нибудь документ и радуемся жизни.

Работа с графикой

На Raspberry Pi 3 можно установить классические графические редакторы GIMP и Inkscape:

Apt install gimp inkscape

Работают они в целом корректно, но медленно. Несложные манипуляции с не очень большими картинками мини-компьютер потянет (обрезать фотографию, цвета поправить, надпись добавить, логотип нарисовать). Серьёзные графические задачи, естественно, требуют серьёзной мощности.

Просмотр видео

Вот здесь всё опять упирается в нестандартное железо. Привычные плееры просто на нём не работают (либо работают с большими проблемами). Получилось найти только две программы, которые справляются с проигрыванием видео: OMXPlayer и Kodi. Использовать будем обе.

OMXPlayer уже установлен в системе, но он консольный, поэтому пользоваться им не слишком удобно. Чтобы видеофайлы открывались двойным кликом делаем следующее. Кликаем по файлу правой кнопкой, выбираем «Открыть с помощью…». Переходим на вкладку «Пользовательская команда». В верхней строке вводим omxplayer -b . Отмечаем флажками «Выполнить в эмуляторе терминала» и «Установить выбранное приложение по умолчанию для данного типа файла». В имени приложения пишем, например, omxplayer . Нажимаем «OK».

Эти действия нужно проделать для каждого расширения видеофайлов.

Переключатся между окнами OMXPlayer не даёт. Клавиши управления: «q» - выход, «-» и «+» - регулировка громкости, «←» и «→» - перемотка.

Kodi - это довольно серьёзный медиацентр. Понимает значительно больше кодеков, чем OMXPlayer, имеет встроенный DLNA-клиент и другие плюшки. Для начала его нужно установить:

Wi-Fi у Raspberry слабоват, поэтому видео приличного размера по сети смотреть через него не получится. Позаботьтесь о проводном подключении.

С Kodi на Raspberry Pi 3 можно смотреть весьма увесистые фильмы. Проверял на файле Full HD размером 40 ГБ с битрейтом 40 Мб/с (по DLNA). За 2 с лишним часа ни одного подтормаживания или других проблем. Некоторые Smart-телевизоры при проигрывании этого же файла с того же DLNA-сервера зависали на середине видео (приходилось выключать/включать).

Прослушивание музыки

С воспроизведением звука всё гораздо проще. Поддерживаются многие проигрыватели. Штатный OMXPlayer тоже умеет играть музыку, но в этом нет необходимости. Был установлен Audacious, который ничем особо не перегружен, но имеет привычный вид и нормальный функционал:

Apt install audacious

Торрент-клиент

Здесь тоже всё нормально. Установил Deluge:

Apt install deluge

Почему именно его? Потому что привык к нему. Deluge не лучше и не хуже других. Просто выполняет свою работу как полагается. Для теста скачал через него Raspbian Stretch Lite. Никаких проблем не заметил.

Игры

Конечно, сложно назвать Raspberry Pi игровой платформой, однако поиграть на нём вполне возможно. Речь по большей части идёт о запуске игр, выходивших на старых приставках. Долгие попытки собрать что-то вроде RetroPie в виде отдельного приложения (а не целой ОС) не увенчались успехом. Поиск отдельных приложений для каждой приставки тоже довольно нудное дело, поэтом остановился на Mednafen:

Apt install mednafen

Первым делом переходим в «Global Settings» и выбираем Video Driver sdl вместо opengl (ну нет у «Малины» нормальной поддержки OpenGL). После этого образы игр (ROMs) начнут нормально работать (не все, конечно).

С нормальной скоростью заработали только NES и Sega Mega Drive (хотя большинство платформ не проверялось, т. к. нет к ним интереса).

Можно добавлять игры в интерфейс Mednaffe и запускать их оттуда, а можно даже не запускать Mednaffe - просто открывать файл с образом игры, как любой другой, двойным кликом (не для всех платформ сработает).

Играть в приставочные игры на клавиатуре неудобно, а под рукой как раз есть геймпад от Xbox 360. Контроллер работает без дополнительных драйверов, остаётся только настроить кнопки. Для этого в Mednaffe открываем раздел «Systems», переходим к нужной приставке, открываем подраздел «Input», нажимаем «Controller Setup». Выбираем «Port 1» (первый контроллер), делаем двойной клик в столбце Key и нажимаем на геймпаде кнопку, соответствующую надписи в столбце Action/Button (для каждой строки).

Если настройки не применились, запускаем игру нужного формата из интерфейса (новые параметры должны вступить в силу), после чего настройки уже будут действовать и при запуске двойным кликом.

Несколько «родных» игр, заслуживающих внимания, тоже можно установить. Например, Битва за Веснот (напоминает HOMM III) и OpenTTD (напоминает SimCity 2000). Обе игры переведены на русский язык.

Apt install wesnoth openttd

Последний штрих

После установки многих программ остаётся всякий «мусор». Хорошо бы его удалить следующей командой (ещё и немного места освободится):

Apt autoremove

Дополнительные сведения

• Снимок экрана делается клавишей Print Screen и автоматически сохраняется в домашнюю папку (/home/pi).
• Если хотите немного повысить скорость работы Raspberry Pi 3, подключите его к экрану с низким разрешением (например, 1366×768).
• Приложения можно поискать в штатной утилите «Add / Remove Software», которая чем-то похожа на Synaptic.
• Для подключения к монитору без разъёма HDMI может использоваться дешёвый переходник с HDMI на DVI-D или такой же кабель.
• Raspberry может показывать на экране три специальных значка-индикатора (независимо от установленной ОС и среды рабочего стола): молния - низкое напряжение, наполовину красный термометр - высокая температура чипа (80–85 градусов), полностью красный термометр - критическая температура (выше 85 градусов).

Заключение

В целом мини-компьютером я остался доволен. За свою стоимость он предоставляет очень даже широкий функционал (в статье рассмотрены только некоторые варианты его использования). Для опытных пользователей Linux настройка Raspberry Pi 3 покажется несложной. Остальные без проблем смогут использовать уже настроенную систему.

Кликать мышью по окнам можно хоть кота научить.

Помимо энтузиастов Raspberry может быть интересен и компаниям с большим парком машин. Например, покупка 20 классических системных блоков для колл-центра по 12 000 р. и покупка 20 «малиновых» компьютеров по 3000 р. - это совсем разные вещи (180 000 р. экономии).

Только мониторы нужно брать хотя бы с DVI-D - ещё 15 000 вычитаем.

При домашнем использовании Raspberry Pi 3 хорошо справится с ролью бесшумного медиасервера, ретро-приставки, вспомогательного компьютера для другой комнаты и т. д и т. п…

Спустя пять лет после выпуска первых устройств Raspberry Pi, проект продолжает набирать все большую и большую популярность и распространятся далеко за пределами его первоначального назначения. Основатель проекта Эбен Аптон изначально надеялся продать не более чем 10 000 плат, но на данный момент уж больше 10 000 000 устройств находятся в руках студентов, преподавателей и других людей ит-специальностей.

Помимо третьего поколения Raspberry Pi, сейчас вы можете найти облегченную модель Raspberry Pi Zero, а также другие компоненты, такие как видеокамера, сенсорный экран и различные датчики.

С таким огромным количеством возможностей может быть сложно понять с чего начать Raspberry Pi 3 применение. В этой статье будет рассмотрено начало работы Raspberry Pi. Я предполагаю, что вы уже знаете как подключить экран, мышь, клавиатуру, питание и поставить операционную систему. Сегодня мы рассмотрим что делать дальше.

У многих людей есть Raspberry Pi, но они даже не знают какая у них версия устройства. Можно определить версию устройства по количеству памяти, этот параметр отличается больше всего. Или например, в более поздних платах были добавлены дополнительные слоты GPIO. Но есть и некоторые незначительные отличия, о которых вам стоит знать при создании своего проекта.

Вы можете выяснить версию платы с помощью визуального осмотра, но лучше всего это сделать с помощью терминала. Для этого включите устройство и выполните команду:

cat /proc/cpuinfo |grep "Revision"

Вывод будет содержать строку из четырех или шести символов, по которой можно понять какое устройство вы используете:

Если вы видите очень большой номер, который начинается с 1000 дальше идет номер ревизии и снова 1000, то это признак перенапряжения питания.

Вот некоторые сравнительные характеристики разных версий устройств:

Если вы хотите узнать больше информации о вашей плате из командной строки, можете воспользоваться следующими командами:

Аппаратное обеспечение:

cat /proc/cpuinfo

cat /proc/version

Оперативная память:

cat /proc/memory

Подключение Raspberry Pi

Возможно, вы привыкли, что для включения любого электрического устройства достаточно подключить его к розетке, нажать кнопку и оно работает. Raspberry Pi не относиться к таким устройствам. Для этого микрокомпьютера важно правильно подобрать устройство питания, которое обеспечит стабильное питание для получения максимальной производительности. Никакой кнопки для включения и выключения нет, но если хотите, вы можете ее сделать.

Если вы считаете, что вашему устройству не хватает питания, можно проверить напряжение с помощью мультиметра. На старых платах есть отверстия на верхней части платы подписанные TP1 и TP2.На модели B+, Pi2 и Pi3 они размещены внизу платы, на стороне SD карты, и отмечены PP3 и PP7.

Сначала подключите все периферийные устройства, которые вы собираетесь использовать. Установите мультиметр на измерение напряжения до 20 вольт. Подключите красный провод к TP1 или PP3, а черный к TP2 или PP7. Мультиметр должен выдать значение около 5 Вольт. отклонение в 0,25 Вольт - это плохо и чем ближе к пяти, тем лучше. Если вы обнаружили снижение напряжения это могло произойти по двум причинам:

• Ваш шнур USB. Возможно, он подходит для зарядки телефона, но он работает слишком медленно. Для телефона этого достаточно, но Raspberry Pi не хватает мощности.
• Периферические устройства. Для всех USB устройств нужно питание, чтобы решить проблему можно использовать USB хаб.

В общем, подключение Raspberry Pi не вызывает много проблем.

Добавление кнопки сброса

Теперь, когда вы знаете основы и выбрали источник питания можно добавить кнопку выключения для вашего устройства. В большинстве электроники есть кнопка выключения, но здесь ее нет и если вы захотите перезагрузить Raspberry Pi, вам придется вынуть шнур питания и вставить обратно. Но можно добавить кнопку чтобы этого не делать.

На плате есть два отверстия рядом друг с другом, одно круглое, второе - квадратное. На модели B они отмечены как P6 и находятся рядом с портом HDMI. На более поздних платах они размещаются ближе к портам GPIO и обозначены RUN.

Вы можете приобрести любую кнопку и припаять ее контакты к этим портам. Все что нужно для сброса процессора - это замкнуть эти выходы.

Использование GPIO и датчиков

Помимо своей низкой цены, Raspberry Pi очень привлекательный для пользователей из-за возможности использовать GPIO.

GPIO или general purpose input/output это порты общего назначения ввода и вывода. Почти все проекты Raspberry Pi построены на использовании этих портов. Их сила в гибкости.

Первые платы Raspberry Pi имели 26 GPIO портов, Raspberry Pi 2 и Pi 3 имеют 40. С технической точки зрения только 17 из 26 и 28 из 40 соответственно. Остальные - это электрические контакты и заземления. Все порты обозначены номерами, но чтобы правильно их использовать вам понадобиться распечатка с описанием значений. Например, для 40:

Или для 28:

Ее можно распечатать и приложить к плате, чтобы не запутаться во время работы:

Чтобы заставить GPIO делать то, что вам нужно понадобиться немного программирования. Обычно, все можно сделать на Python. Если вы не знали, то часть имени Pi походит от инструмента для обучения программированию на Python. Вы можете найти очень много инструкций по использованию Python для Raspbery и GPIO в интернете.

Найдите проект

Ваше устройство почти готово. Все, что осталось - это определится с проектом и начать что-то делать. Даже если вы еще не написали ни одной строчки кода или не работали паяльником, Raspberry Pi может стать идеальным средством для обучения этим вещам.

Если вы не хотите ничего программировать, но хочется сделать что-то полезное, можно установить Kodi на Raspberry и сделать домашний медиа центр.

После этого можно перейти к поиску других проектов. Что вам больше нравиться, игры? Домашняя автоматизация? Фотография? Возможно, кто-то уже выложил в интернете инструкции, как сделать то что вы хотите. Используйте их или сделайте что-то свое. Вот некоторые интересные проекты, которые вы можете реализовать:

• Cupcade - самый простой способ создать собственную небольшую игровую систему. Но здесь нужно покупать устройство комплектом, чтобы получить все необходимые детали;
• MagicMirror - один из самых популярных проектов на Raspberry Pi, суть в том, чтобы выводить текстовую информацию на зеркало с помощью экрана и этого микрокомпьютера;
• Minecraft - вы можете создать свой сервер Minecraft на основе Raspberry Pi;

Это далеко не все интересные проекты с помощью которых можно найти применение Raspberry Pi 3. Еще несколько вы можете найти в статье .

Выводы

В этой статье мы рассмотрели начало работы raspberry pi. Это очень интересное устройство может быть достаточно полезным при правильном использовании. А вы уже купили Raspberry Pi? Собираетесь покупать? Или уже собрали свой проект и нашли применение raspberry pi? Напишите в комментариях!

На завершение видео от 16 бит тому назад про Raspberry Pi: