رزبری پای چیست؟ شروع کار با برد رزبری پای

رزبری پای (Raspberry pi) یک برد مبتنی بر ARM است که برای مهندسان الکترونیک و افراد علاقه مند طراحی شده است. خیلی از افراد از برد های رزبری پای برای سرگرمی استفاده میکنند. برد های رزبری پای داری سرعت و قدرت پردازش مناسبی هستند و میتوانند برای انجام بسیاری از امور مورد استفاده قرار بگیرند. این برد ها را میتوان به عنوان یک کامپیوتر معمولی استفاده کرد.

رزبری پای چیست؟

رزبری پای (Raspberry Pi) نام رایانه ای تک برد، کوچک و به اندازه کف دست است که در ابتدا به منظور آموزش برنامه نویسی به کودکان و نوجوانان توسط شرکت رزبری پای در 4 نسخه و با قیمت ارزان ساخته شد اما به مرور استفاده از آن در بین تمام علاقه مندان به سیستم های کامپیوتری گسترش پیدا کرد. با استفاده از این محصول می توان پروژه های مختلفی نظیر دستگاه کنترل از راه دور، آینه جادویی، اسکیت بردهای الکتریکی، کنسول بازی، سرور تحت شبکه و حتی کامپیوترهای خانگی کوچک تولید کرد. رزبری پای را می توان به تلویزیون و کامپیوترهای شخصی متصل کرد و با اتصال موس و کیبورد به آن، به کارهایی از قبیل گوش دادن به موسیقی و انجام بازی های کامپیوتری پرداخت.

رزبری پای مانند یک کامپیوتر خیلی کوچک عمل می کند و دارای پردازنده و قطعات کنترل ورودی و خروجی است و می توان آن را به عنوان یک مادربرد خیلی کوچک در نظر گرفت. با استفاده از رزبری پای می توان علاوه بر یادگیری برنامه نویسی، پروژه های مختلف الکترونیکی و از همه مهم تر کامپیوتر رومیزی و یا لپ تاپ تولید کرد. همچنین می توان یک ربات را با استفاده از برنامه ای که توسط این دستگاه به آن داده می شود برنامه ریزی و کنترل کرد.

ایجاد کنسول بازی و اجرای بازی های قدیمی بر روی آن از دیگر مزایای استفاده از Raspberry Pi می باشد. همچنین از این وسیله می توان برای تبدیل یک پرینتر قدیمی به پرینتر وایرلس و ساخت سنسورهای مختلف نظیر سنسور فشار، ارتفاع، دود و سنسور اینفرارد استفاده کرد.

ویژگی ها و مشخصات رزبری پای

رزبری پای تا کنون در 4 نسخه Pi1، Pi2، Pi3، Pi4 و zero تولید و به بازار عرضه شده است که هر کدام از آن ها خود به دو مدل A و B تقسیم می شوند. تمام نسخه های این وسیله فاقد دیسک سخت می باشند و با استفاده از حافظه SD خود را راه اندازی می کنند. این دستگاه با یک کابل میکرو usb تغذیه می شود و می تواند با استفاده از کابل تصویر ویدئو و یک پورت سوزنی، خروجی صدا و تصویر داشته باشد و یا با استفاده از کابل HDMI تصویری با کیفیت و صدای استریو را ارائه دهد همچنین با استفاده از رزبری پای و یک کابل HDMI به همراه یک مانیتور لمسی می توان یک تبلت لمسی ایجاد کرد.

درگاه usb موجود در آن برای اتصال صفحه کلید، موس، شبکه بی سیم و سایر دستگاه ها استفاده می شود. البته سایر مدل های جدید Raspberry Pi دارای درگاه شبکه برای اتصال به اینترنت نیز می باشند. در واقع بردهای قدیمی این دستگاه فقط شامل درگاه usb، رم 512 مگابایت و پردازنده 700 مگاهرتزی بودند اما به مرور و با پیشرفت آن، به پردازنده 4 هسته ای، کارت گرافیک، رم یک گیگابایتی و امکانات بی سیم نظیر وای فای و بلوتوث ارتقا پیدا کردند.

مدل های مختلف رزبری پای به صورت یک برد کامل به فروش می رسند و در صورتی که خریدار کیت کامل محصول را خریداری نکند برای کار با آن نیاز به یک منبع تغذیه 5 ولت میکرو usb، نصب سیستم عامل، موس، کیبورد، مانیتور و یک کیس دارد.

انواع برد های رزبری پای

از آنجایی که برد های رزبری پای دارای پردازنده ARMv7 هستند میتوانند طیف گسترده ای از عملیات ها را بدون مشکل اجرا کنند. شما خیلی راحت میتوانید لینوکس یا ویندوز را در این برد ها نصب کنید.  در حال حاضر انواع مختلفی از این برد ها در بازار موجود است اما محبوب ترین مدل این برد ها ، Raspberry Pi 2 Model B است.

در حال حاضر مدل های مختلفی از رزبری پای 4 معرفی شده است. رزبری پای مدل 4 امکانات ویژه ای مثل وای فای، بلوتوث، پردازنده قدرتمند و … دارد.

برد های رزبری پای دارای چهار پورت USB 2.0 هستند. این پورت ها میتوانند به هر دستگاهی متصل بشوند مثل ماوس و کیبورد و …

در آغاز کار ما به ماوس و کیبورد احتیاج داریم. در تصویر بالا 4 پورت USB را مشاهده میکنید. همچنین در سمت چپ شما تصویر یک پورت اترنت را مشاهده میکنید. این پورت برای اتصال به اینترنت است و همچنین میتوانید از پورت اترنت برای انتقال اطلاعات بین کامپیوتر و برد رزبری پای استفاده کنید.

برد رزبری پای یک جک 3.5 میلی متری برای اتصال هدفون دارد. این برد دارای یک پورت HDMI است که میتوانیم با استفاده از این پورت ، برد را به یک صفحه نمایش متصل کنیم. (کارت گرافیکی این برد تقریبا خوباست)

پورت USB power را میتونید در تصویر ببینید ، اگر چیزی به این درگاه متصل نکنیم ممکنه برد به طور کامل و خوب کار نکند. همچنین پیشنهاد میکنم به جای اتصال یک صفحه LCD ، از یک صفحه نمایش لمسی 3 اینج تا 7 اینچ استفاده کنید. (آموزش اتصال صفحه نمایش به رزبری پای) یک پورت هم در برد قرار داده شده است که با استفاده از آن میتوانید دوربین را به برد متصل کنید.

ما میتوانیم از پین های GPIO برای هر برنامه ریزی که بخواهیم استفاده کنیم. البته تعداد کمی از این پین ها برای عملکرد های خاصی طراحی شده اند که بعدا در مورد آن ها صحبت خواهیم کرد.

محصولات رزبری پای، نسل به نسل بهتر شده­اند. همه­ی بردهای رزبری پای دارای یک SoC، یک CPU و یک کارت گرافیک GPU هستند. سرعت پردازنده مدل­های مختلف آن بین 700MHz تا 1.5GHz متغیر است. انواع مختلف آن­ها حافظه­هایی با مقادیر 256MBi و 1GBi و رم تا 8GBi دارند-لازم به ذکر است که واحدهای استفاده شده برای ویژگی­های این دستگاه­ها مگابایت و گیگابایت نیستند و مبی­بایت و گیبی­بایت می­باشند و در تعداد بایت­ها با یکدیگر تفاوت دارند. اگر بخواهیم به طور ساده بیان کنیم، یک کیلوبایت شامل 1000 بایت و یک کیبی­بایت شامل 1024 بایت است، به عبارتی دیگر مگابایت و گیگابایت و … به شکل توان­هایی از عدد 10 هستند درحالی که مبی­بایت و گیبی­بایت و … به شکل توان­هایی از عدد 2 می­باشند و در سیستم باینری کاربرد دارند. این واحدها بین استفاده­کنندگان از سیستم عامل لینوکس محبوبیت بیشتری دارند.- بردهای رزبری پای دارای درگاه­های USB، HDMI و درگاه­هایی برای انتقال صوت و ویدیو هستند. همچنین قابلیت نصب یک کارت حافظه SD بر روی آن­ها وجود دارد. چهار نسل از بردهای رزبری پای تاکنون به بازار عرضه شده است که به دو دسته A و B تقسیم می­شوند و مدل A به طور معمول تعداد درگاه­های کمتر و رم پایین­تری دارد و ارزان­تر است.

رزبری پای مدل B، A، B+ و A+

نسل اول بردهای رزبری پای در سال 2012 به بازار ارائه شدند. رزبری پای مدل B، اولین دستگاهی است که به بازار وارد شد و پس از آن رزبری پای مدل A که ارزان­تر بود به بازار آمد. یک سال بعد مدل­های ارتقا یافته رزبری پای مدل A+ و B+ نیز به بازار ارائه شدند. این بردها در ابعاد یک کارت بانکی هستند و سرعت پردازنده اصلی آن 750 مگاهرتز می­باشد که در حالت توربو به یک گیگاهرتز نیز می­رسد.

رزبری پای 2

نسل دوم بردهای پروژه رزبری پای که با نام رز بری پای 2 مدل B در سال 2015 وارد بازار شد، یک پردازنده چهار هسته­ای با سرعت 900 مگاهرتز و یک رم 1 گیبی­بایتی دارد. این مدل 4 درگاه USB، یک درگاه HDMI و یک درگاه ورودی ویدیو دارد.

رزبری پای 3

نسل سوم بردهای پروژه رزبری پای، در سال 2016 با نام رزبری پای 3 وارد بازار شدند. این نسل، سه برد رزبری پای 3 مدل B و مدل­های A+ و B+ را در خود جای داده است. مدل B یک پردازنده 900 مگاهرتزی و یک رم یک گیبی­بایتی دارد. کارت گرافیک آن نسبت به نسل­های قبلی بهبود یافته است و از بلوتوث و اتصال وایرلس پشتیبانی می­کند. این مدل همچنین قابلیت استفاده با ویندوز 10 را نیز دارد که در نسخه­های قبلی وجود نداشت و تنها با سیستم عامل لینوکس قابل استفاده بودند. مدل B+ دارای پردازنده­ای قوی­تر با سرعت پردازش 1.4GHz می­باشد.

رزبری پای Zero، Zero W و Zero WH

مدل رزبری پای Zero در سال 2017 به بازار ارائه شد. بردهای دسته رزبری پای Zero، کوچک­تر هستند و درگاه­های کمتری نیز دارند. در این دسته، سه برد رزبری پای Zero، رزبری پای Zero W و رزبری پای Zero WH قرار دارند. تفاوت آن­ها در این است که برد رزبری پای Zero تنها با کابل کار می­کند و قابلیت استفاده به صورت وایرلس را ندارد. مدل رزبری پای Zero W و مدل رزبری پای Zero WH دارای قابلیت کار کردن به صورت وایرلس هستند و همچنین قابلیت انصال به بلوتوث را نیز دارند. تنها تفاوتی که مدل رزبری پای Zero W با رزبری پای Zero WH دارد در وجود یک میکروکنترلر GPIO در مدل رزبری پای Zero WH می­باشد، هرچند می­توان این میکروکنترلر را بر روی مدل قبلی نیز لحیم کرد.

رزبری پای 4

نسل چهارم بردهای پروژه رزبری پای تنها در مدل B به بازار عرضه شده است. این مدل با چهار رم مختلف 1 گیبی­بایت، 2 گیبی­بایت، 4 گیبی­بایت و 8 گیبی­بایت در سال 2019 وارد بازار شده است. پردازشگر این نسل از بردهای رزبری پای، 1.5GHz سرعت دارد و از اتصال وایرلس و بلوتوث نیز پشتیبانی می­نماید. این نسل دارای درگاه­های اترنت گیگابیت، دو درگاه USB نسل 2 و دو درگاه USB نسل 3 و همچنین دو درگاه میکرو HDMI برای پشتیبانی از دو صفحه نمایش می­باشد.

منبع تغذیه برد رزبری پای

همانطور که قبلا گفتیم ، صفحه نمایش رزبری پای را با پورت میکرو USB تغذیه میکنیم. در یک عملیات عادی ، برد Raspberry Pi به یک منبع تغذیه 5 ولت 1 آمپر نیاز دارد. هر ولتاژی بیشتر و یا کمتر از 5 ولت به برد ضرر میرساند، و ممکن است برد رزبری پای دچار آسیب شود.

ما از یک شارژر 1 آمپر 5 ولت تلفن همراه برای روشن کردن برد رزبری پای استفاده میکنیم.

برای اتصال برق به برد توسط میکرو USB پیشنهاد میکنم از یک کابل با کیفیت خوب استفاده کنید. زیرا اگر کابل استفاده شده کیفیت مناسبی نداشته باشد بدون توجه به منبع تغذیه، شما همیشه دچار کمبود برق در مدار هستید. بنابراین هم منبع تغذیه و هم کابل مناسبی را انتخاب کنید.

برای عملیات های پیشرفته تر پیشنهاد میکنم از یک منبع تغذیه که حداقل 2 آمپر خروجی داشته باشد استفاده کنید. همچنین میتونید از دو آداپتور برای تغذیه استفاده کنید. همیشه سعی کنید آداپتوری که استفاده میکنید جریانی بیشتر از جریان مورد نیاز شما را تامین کند، زیرا کمبود جریان باعث آسیب برد رزبری پای خواهد شد.

نمایشگر برد های Raspberry pi

شما به یک صفحه نمایش LCD یا LED نیاز دارید. همچنین شما میتوانید از صفحه نمایش های قدیمی به عنوان نمایشگر رزبری پای استفاده کنید. بعد از انتخاب صفحه نمایش شما باید ببینید که نمایشگرتان پورت HDMI دارد یا خیر. اگر داشته باشد به آسانی میتوانید با همان کابل HDMI ارتباط نمایشگر و رزبری پای را برقرار کنید.

اما اگر نمایشگر شما پورت HDMI نداشته باشد، صفحه نمایش شما دارای کابل VGA است. همانطور که در تصویر زیر میبینید شما باید از یک مبدل HDMI به VGA استفاده کنید.

کیبورد و ماوس رزبری پای

شما به یک ماوس و یک صفحه کلید نیاز دارید. در هنگام خرید دقت کنید که کیبورد و ماوست دارای ارتباط از نوع USB باشند. در غیر اینصورت شما باید برای ماوس و کیبورد هم یک مبدل به USB بخرید.

حافظه در برد رزبری پای

برای اتصال حافظه شما باید از یک مموری SD (کارت حافظه) و یک کارت خوان SD (رم ریدر) استفاده کنید. مموری ما باید بیشتر از 8 گیگابایت حافظه داشته باشد. اگر کمتر باشد شما نمیتوانید سیستم عامل مورد نظر خود را نصب کنید. همچنین سعی کنید مموری که میخرید کلاس بالایی داشته باشد (پیشنهاد ما کلاس 10 هست)

جلسه بعد : نرم افزار مورد نیاز Raspberry Pi