Raspberry Pi микро

Типы микроконтроллеров Raspberry Pi

Микроконтроллер Raspberry Pi доступен в двух моделях: Raspberry Pi Pico и Raspberry Pi Pico WH.

• Raspberry Pi Pico

  Raspberry Pi Pico – это крошечная плата микроконтроллера, разработанная для запуска встроенных систем. Она построена на двухъядерном процессоре ARM, известном как Raspberry Pi Silicon RP2040. Два ядра ARM Cortex M0+ могут работать на частоте до 133 МГц и включают 264 КБ ОЗУ и поддержку до 16 МБ встроенной флэш-памяти. Он имеет USB-подключение, порт Micro-B USB, который позволяет пользователям подключать его к компьютеру с помощью кабеля Micro USB, и может быть запрограммирован с помощью различных инструментов и языков.

  Он имеет программируемые вводы/выводы, два отдельных банка GPIO и возможность использовать все GPIO на Raspberry Pi Pico. Он имеет контроллеры DMA и программируемые контроллеры прерываний, что позволяет создавать пользовательские интерфейсы периферийных устройств. Pico также имеет интерфейсы I2C, SPI и UART, с помощью которых он может общаться с другими устройствами и периферийными устройствами. Он имеет 26 выводов GPIO, предоставляя полный набор выводов GPIO для подключения других устройств, датчиков и аксессуаров.

  Кроме того, модель Pico поставляется с комплектом для активного обучения, который состоит из аппаратных проектов, позволяющих пользователям изучать, как использовать микроконтроллеры в вычислениях. Комплект включает программируемые аппаратные компоненты, такие как светодиоды IO, USB и SYS, которые помогают в программировании и предоставляют визуальную обратную связь.

• Raspberry Pi Pico WH

  Raspberry Pi Pico WH похож на стандартный Raspberry Pi Pico, но поставляется с предварительно припаянным 40-контактным заголовком GPIO. Это облегчает пользователям начало работы с прототипированием и разработкой приложений. Беспроводная версия (Pico W) включает в себя Wi-Fi-соединение, что делает ее подходящей для проектов Интернета вещей (IoT).

  По сравнению со стандартной моделью Pico, Pico WH имеет главный тактовый генератор тепла и света, который синхронизирует все тактовые генераторы в Pico при запуске. Он также имеет 2048-байтовый уникальный серийный номер на основе флэш-памяти, который можно использовать с USB-устройством Pico. Предварительно припаянный заголовок на этом микроконтроллере позволяет пользователям подключать электронные компоненты и другие устройства без необходимости пайки, что делает его доступным для пользователей, которые могут не иметь навыков пайки.

  Пользователи могут программировать Pico WH на различных языках программирования, включая Python, C/C++, Arduino, Java, MicroBit, Edge Impulse и Rust. Он также имеет набор из 26 выводов GPIO Raspberry Pi Pico, которые пользователи могут подключать с помощью штырьков мужского или женского типа. Каждый штырек имеет свой собственный светодиодный индикатор состояния для цифровых входов/выходов, UART, I2C, SPI, ADC и возможностей ШИМ.

  Благодаря дополнительному преимуществу Wi-Fi-соединения Pico WH можно использовать для создания проектов Raspberry Pi Pico, которые включают беспроводную связь, такую ​​как веб-серверы, регистраторы данных и удаленные датчики.

Функции и возможности

Микроконтроллер Raspberry Pi имеет несколько функций, которые позволяют производителям во всем мире разрабатывать и создавать различные проекты. К ним относятся;

• Процессор: Raspberry Pi Pico оснащен двухъядерным Arm Cortex M0+, который работает на частоте до 133 МГц. Этот современный микропроцессор обеспечивает надежную платформу для разработки вычислительно интенсивных проектов.
• Микроконтроллер: В отличие от других плат Raspberry Pi, которые используют блок микроконтроллера, Raspberry Pi Pico использует микросхему микроконтроллера RP2040, разработанную Raspberry Pi. Он имеет программируемые вводы/выводы и инновационную платформу для беспроводных и других встроенных проектов Raspberry Pi Pico.
• Флэш-память: Raspberry Pi Pico поставляется с 2 МБ флэш-памяти NAND. Pico может использоваться для хранения операционной системы, загрузчика и файлов, как любое другое устройство флэш-памяти, благодаря своему объему памяти.
• Цифровые входы/выходы: Raspberry Pi Pico имеет 26 выводов GPIO (общего назначения ввода/вывода); Raspberry Pi Pico w также имеет 3 дополнительных штыря антенны. Эти цифровые входы/выходы можно запрограммировать для чтения или отправки цифровых сигналов, что делает их идеальными для создания интерактивных проектов, таких как роботы, сигнализации и клавиатуры.
• Таймеры/счетчики: В Raspberry Pi Pico есть 4 таймера, которые можно использовать для различных приложений, зависящих от времени. Таймеры помогают в функциях отсчета времени, таких как создание точных временных интервалов для измерения или генерации сигналов ШИМ.
• Входы АЦП: АЦП (аналого-цифровые преобразователи) преобразуют аналоговые сигналы в цифровые сигналы, которые могут использоваться микропроцессором. Raspberry Pi Pico имеет 3 АЦП, которые можно использовать для считывания датчиков и т. д.
• Совместимость с платформой Trinket: Raspberry Pi Pico может запускать код, написанный для популярных частей ATtiny, таких как Adafruit Universal Trinket. Это облегчает пользователям перенос существующих проектов на Raspberry Pi Pico.

Применение микроконтроллера Raspberry Pi

Благодаря своей универсальности, миниатюрным размерам и доступности микроконтроллер Raspberry Pi широко используется в различных секторах.

• Робототехника: Микроконтроллеры Raspberry Pi 5 можно интегрировать в роботизированные системы для управления действиями и получения обратной связи от датчиков. Они широко используются в роботах-манипуляторах, колесных роботах, автоматизированных дронах и других мобильных роботах. Простые в использовании библиотеки программирования и интерфейсы позволяют людям добавлять такие функции, как предотвращение столкновений, поиск пути и дистанционное управление.
• Разработка встроенных систем: Использование микроконтроллера Raspberry Pi Pico дает студентам и разработчикам практический опыт разработки встроенных систем. Его выводы GPIO, различные варианты подключения и программируемый характер делают его отличной платформой для изучения того, как применять на практике концепции встроенных систем. Пользователи могут научиться подключать устройства, разрабатывать системы управления и создавать встроенные приложения с помощью программирования.
• Решения IoT: Создатели систем IoT используют микроконтроллеры Raspberry Pi для связи физических объектов с Интернетом. Они могут собирать данные из окружающей среды с помощью встроенных датчиков или подключать периферийные устройства, оснащенные датчиками, с помощью проводных и беспроводных соединений. Кроме того, они могут отправлять информацию через Интернет для облачного хранения или аналитики с помощью встроенных сетевых возможностей, таких как WIFI и Ethernet.
• Сбор и управление данными: Raspberry Pi Pico можно использовать для измерения температуры, влажности и качества воздуха с помощью подключенных датчиков. Его возможности можно улучшить, интегрируя дополнительные датчики и используя программируемые алгоритмы для мониторинга состояния окружающей среды и предоставления данных в режиме реального времени. Эта система мониторинга окружающей среды облегчает отслеживание уровня качества воздуха и принятие превентивных мер.
• Автоматизация процессов: Микроконтроллеры Raspberry Pi Pico можно запрограммировать для автоматизации мониторинга и отслеживания потребления энергии в доме, подключив их к интеллектуальным счетчикам электроэнергии и датчикам. Пользователи могут использовать собранные данные о потреблении энергии для оптимизации использования энергии, подключив его к смартфону или веб-приложению.
• Умные домашние устройства: Предоставьте голосовые команды и возможности управления, внедрите в центр управления умным домом встроенные возможности распознавания речи и обработки естественного языка. Возможности подключения позволяют интегрировать его с другими умными устройствами и системами.
• Цифровая сигнализация: Микроконтроллер может управлять дисплеем для показа динамических графических изображений, текста и мультимедиа. Микроконтроллеры Raspberry Pi можно использовать для показа образовательного контента, объявлений о недвижимости и меню в ресторанах, розничных магазинах и корпоративных вестибюлях.
• Игровые системы: Пользователи могут превратить Raspberry Pi в ретро-игровую консоль, установив программное обеспечение для эмуляции игр. Его также можно использовать для создания портативных игровых консолей или интерактивных игровых автоматов.
• Прототипирование и разработка: Микроконтроллеры Raspberry Pi упростили прототипирование электронных проектов. Они полезны для быстрого прототипирования, поскольку предоставляют широкий спектр портов ввода/вывода, программируемые функции и мгновенное программирование.

Как выбрать микроконтроллер Raspberry Pi

Учитывая множество потенциальных применений Raspberry Pi Zero W, важно учитывать его возможности в контексте этих задач. Фонд Raspberry Pi всегда утверждал, что стоимость не должна идти в ущерб функциональности.

Следующее может быть полезно при выборе модели Raspberry Pi;

• Бюджет и потребности: Как упоминалось ранее, каждая модель предназначена для разных сегментов рынка. Выбор самой дешевой модели может быть неразумным, если для более амбициозных проектов требуется более мощная модель. Ознакомьтесь с техническими характеристиками каждой модели (память, тактовая частота процессора, включенные функции), а затем подумайте о том, чего вы хотите добиться. Может ли самая дешевая модель с этим справиться, или стоит выбрать более дорогой вариант? Модели цен Raspberry Pi часто основаны на вычислительной мощности, объеме памяти и встроенных функциях.
• Программное обеспечение мгновенного включения: Raspberry Pi часто используются с операционными системами, которые можно загрузить сразу, такими как NOOBS или PINN, установленные на SD/microSD-карту. Это позволяет пользователям проверить, достаточно ли ресурсов у выбранной модели, запустив программы сразу после включения питания без предварительной настройки. Модели с большей памятью (не менее 1 ГБ ОЗУ) лучше подходят для этого, особенно если вместо Raspbian будет использоваться другая ОС (например, Android, Picade или DietPi), поскольку это обеспечивает более плавный многопользовательский доступ и более быстрое время запуска приложений во время установки.
• Архитектура процессора: Процессоры на базе ARM, такие как Raspberry Pi, используют другую архитектуру, чем чипы Intel или AMD, при работе с ПК под управлением Microsoft Windows. Следовательно, операционные системы и программное обеспечение, предназначенные для ПК, могут не работать с Raspberry Pi, даже если они имеют некоторые общие черты по функциональности и форм-фактору. Однако многие программы, специально разработанные для Linux, отлично работают на устройствах Raspberry Pi, потому что они имеют ОС Linux.
• Выбор модели: Еще один момент, который стоит отметить, – это наличие варианта каждой модели, например, Raspberry Pi 4 Model B, 2 ГБ, 4 ГБ и 8 ГБ, каждая из них будет иметь разный объем памяти. Также необходимо удалить букву W в моделях, т. е. модели с поддержкой Wi-Fi можно использовать для дистанционного управления любыми настольными компьютерами или мини-ноутбуками.

Вопросы и ответы о микроконтроллере Raspberry Pi

В1: В чем разница между Raspberry Pi и USB-микрозарядкой для путешествий?

А1: Raspberry Pi – это небольшой компьютер, который можно использовать для самых разных задач. USB-микрозарядка для путешествий – это устройство, которое используется для зарядки электроники, такой как смартфоны.

В2: В чем преимущества использования микроконтроллера Raspberry Pi?

А2: Он упрощает проектирование и сокращает количество компонентов на печатной плате. Это может снизить затраты и повысить надежность.

В3: Как хранить данные в микроконтроллере Raspberry Pi Pico?

А3: Хранить данные в микроконтроллере Raspberry Pi Pico можно с помощью интерфейса SD-карты или USB-устройства массового хранения.

В4: Как питать микроконтроллер Raspberry Pi Pico?

А4: Питать микроконтроллер Raspberry Pi Pico можно с помощью кабеля питания Micro USB, батарей или сетевого адаптера.