Promocja na książki: elektroniki, Arduino, programowanie, IT od 6,90 zł. Sprawdź listę ponad 350 tytułów »

Raspberry Pi w robotyce amatorskiej – #1 – wprowadzenie

Raspberry Pi w robotyce amatorskiej – #1 – wprowadzenie

Wielce nieprawdopodobnym jest, by ktoś związany z branżą elektroniczną, robotyczną lub informatyczną nie słyszał o „superkomputerze Raspberry Pi”.

Nie ma w tym nic zadziwiającego. Jeszcze na długo przed fazą produkcji zaczęły zawiązywać się malinowe fankluby.

Następny artykuł z serii »

Początki Raspberry Pi

Nikt nie miał jeszcze komputerka w domu, a już były tutoriale o raspberry, filmiki o raspberry, artykuły o raspberry, brakowało tylko głównego bohatera tego zamieszania. Czy naprawdę warto go nazywać bohaterem?

Kiedy uświadomiłem sobie, że mój komputer sprzed piętnastu lat mógłby być wielkości karty kredytowej a nie pustaka budowlanego, to faktycznie jestem skory w to uwierzyć.

Koncept Raspberry Pi oparty na mikrokontrolerze Atmel ATmega644 z 2006 roku.

Koncept Raspberry Pi oparty na mikrokontrolerze Atmel ATmega644 z 2006 roku

Ciekaw jestem, czy po tym artykule i Wam udzieli się malinowe szaleństwo? Niniejszy artykuł, rozpoczynający trzyczęściową serię, powstał jako efekt moich przemyśleń i doświadczeń z komputerem Raspberry Pi, przekazanym przez firmę Farnell Element 14.

Historia Raspberry Pi

Historia Raspberry Pi zaczyna się w 2006 roku, kiedy grupka wykładowców z uniwersytetu Cambridge, zaniepokojona słabnącym poziomem umiejętności studentów aplikujących na zajęcia z informatyki, postanowiła stworzyć tanią platformę komputerową, na której mogłyby być prowadzone lekcje dla dzieci.

Przez następne dwa lata projektowane oraz testowane były różne wersje minikomputera, który ostatecznie przyjął znaną nam formę. W 2008 roku została zawiązana Raspberry Pi Foundation, w której skład wchodzą osoby o dobrze znanych w branży nazwiskach. Trzy lata później rozpoczęła się produkcja.

Pierwsza partia liczyła jedynie 10 tysięcy sztuk i rozeszła się w kilka minut od rozpoczęcia sprzedaży. Większość zainteresowanych musiała obejść się smakiem, przynajmniej do czasu otrzymania swojego egzemplarza. Czas oczekiwania wynosił około 10 tygodni, jeśli miało się szczęście być jednym z pierwszych na liście rezerwowej.

Czym właściwie jest Raspberry Pi? Spójrzmy na tabelkę poniżej, w której zawarte są najważniejsze informacje o komputerku.

Specyfikacja Raspberry Pi

Specyfikacja Raspberry Pi

Oprócz samego komputera potrzebujemy kilku innych urządzeń, by móc wygodnie pracować. Poniżej lista elementów, które są potrzebne (a właściwie: których posiadanie jest przydatne):

  1. Zasilacz 5V/1.2A z wtyczką microUSB. Osobiście używam smartfonowej ładowarki, choć czasami muszę się decydować, czy chcę używać telefonu, czy Raspberry.
  2. Karta pamięci SD o pojemności do 32GB. Z doświadczenia powiem, że im większa, tym lepsza. Później okazuje się, że przez 12h próbujecie zbudować bibliotekę i operacja się nie udaje, ponieważ brakuje miejsca na karcie. Producenci mówią również o szybkości, jednak miałem w rękach karty klasy 4 oraz 6 i nie byłem w stanie zauważyć różnicy w szybkości pracy.
  3. Monitor ze złączem HDMI. Jest to o wiele lepszy pomysł niż korzystanie z wyjścia RCA, które nie pozwala uzyskać dobrej jakości obrazu i nie transportuje dźwięku.
  4. Koncentrator USB. W przypadku chęci podłączenia kilku urządzeń USB jest to konieczny wydatek. Warto zakupić aktywny HUB, by nie czerpać bez potrzeby prądu z RPi.
  5. Klawiatura i mysz. Osobiście używam zestawu z jednym nano odbiornikiem radiowym, by oszczędzać porty USB.
  6. Karta sieciowa. Urządzenie wyglądające podobnie do odbiornika myszy i klawiatury pracujące jako adapter WiFi (dostęp do sieci jest bardzo ważny w przypadku Raspberry).
Schemat mozaiki ścieżek Raspberry Pi wraz z opisami

Schemat mozaiki ścieżek Raspberry Pi wraz z opisami

Przyjrzyjmy się dokładniej części sprzętowej komputerka. Jak już wcześniej zostało wspomniane w tabelce, sercem płytki jest układ Broadcom BCM2835. Jeśli chcemy Raspberry użyć do czegoś więcej niż przeglądarki internetowej, warto mieć pod ręką notę katalogową tego układu.

W dokumencie mamy opisane różne peryferia, na przykład UART, SPI – nigdy nie wiadomo, czy nie trzeba będzie do nich sięgnąć. Kolejnym obowiązkowym punktem jest schemat całej płytki. Z naszej perspektywy, jako że wszystkie złącza są zrealizowane zgodnie ze standardami (Ethernet, USB, RCA itd.), interesująca jest głównie część, na której pokazano złącze GPIO. Na 26-złączowej podwójnej listwie goldpinów znajdują się:

  1. Piny do komunikacji I2C wraz z pull-upem (SDA1, SCL1),
  2. Piny do komunikacji UART (TXD0, RXD0),
  3. Piny do komunikacji SPI (SPI_MOSI, SPI_MISO, SPI_SCLK, SPI_CE0_N, SPI_CE1_N),
  4. Pin PWM (GPIO_GEN1),
  5. Pin zegara ogólnego użytku (GPIO_GLCK),
  6. Piny ogólnego użytku (GPIO_GEN0-6).

Warto od razu zaznaczyć, że wszystkie porty układu BCM2835 mają nominalne napięcie 3.3V i układ niestety nie ma żadnych zabezpieczeń przed podaniem wyższego napięcia!

Schemat głównej listwy GPIO

Schemat głównej listwy GPIO

Ktoś, kto po raz pierwszy ma kontakt z malinką, może się zdziwić, ile różnych nazw pinów tu występuje. Dlatego proponuję od razu zorientować się, dlaczego GPIO18 jest nazywany GPIO_GEN1, a także pinem numer 12.

Pierwsza przytoczona przeze mnie nazwa to nazwa pinu układu BCM2835, druga to nazwa połączenia między GPIO18 oraz fizycznym złączem, trzecia zaś to numer w złączu fizycznym. Naturalnie wszystkie trzy odnoszą się do jednej i tej samej ścieżki. Poniżej znajduje się tabela zestawiająca wszystkie sygnały wraz z ich różnymi nazwami i oznaczeniami.

Zestawienie pinów listwy GPIO

Zestawienie pinów listwy GPIO

Podsumowanie

Trzeba przyznać, że mamy całkiem pokaźny arsenał możliwości, dlatego nie sposób nie spojrzeć na Raspberry Pi pod kątem wykorzystania w robotyce.

Duża moc obliczeniowa, niewielkie wymiary, małe zapotrzebowanie prądowe - to wszystko składa się na odpowiedź, dlaczego świat techniczny zachwycił się tym urządzeniem. Nie bądźmy jednak łatwowierni i sami spróbujmy się przekonać, czy ów „świat techniczny” ma rację – zapraszam do wspólnej zabawy z Raspberry Pi w kolejnych częściach artykułu.

W drugiej części przejdziemy przez ogólnie pojęte przygotowanie komputerka do pracy, czyli przyjrzymy się dokładniej wyborowi systemu operacyjnego, jego instalacji i pierwszemu uruchomieniu, po to, by w trzeciej części na poważnie zająć się omówieniem możliwości programistycznych Raspberry Pi. Zapraszam do lektury!

Następny artykuł z serii »

Bibliografia: 

  1. www.raspberrypi.org
  2. www.elinux.org
  3. www.wiringpi.com
  4. www.farnell.com/raspberrypi

kursRPI, malinka, mikrokomputer, Raspberry PI, rpi

Trwa ładowanie komentarzy...