Anfängerleitfaden für Raspberry Pi

Es sind die kleinen Dinge, die zählen.

Viele fragen sich, was der Begriff Internet der Dinge (IoT) bedeutet oder was er tatsächlich darstellt. In einfachen Worten ist IoT ein Begriff für die Kategorisierung von allem, was eine Verbindung zum Internet herstellen kann. Dazu gehören Ihre Alexa, Ihr HomePod, Ihre Android-Uhr, Ihr Samsung Smart-Kühlschrank und vieles mehr. Selbst wenn Sie erkennen, dass IoT ein Begriff ist, der eine Gruppe kleiner Geräte beschreibt, die mit dem Internet verbunden sind und miteinander kommunizieren, ist noch unklar, wie diese kleinen Geräte tatsächlich das tun, was sie tun.

Im Gegensatz dazu weiß jeder im Allgemeinen, was ein Macbook oder ein Computer tut und wozu er in der Lage ist. Interessanterweise sind die Interna dieser IoT-Geräte den Computern, die wir täglich verwenden, sehr ähnlich. Dazu gehören eine Verarbeitungseinheit, ein Speicher, ein Netzwerk und / oder ein Bluetooth-Modul sowie einige andere Sensoren.

Was viele Menschen nicht merken, ist, wie einfach es ist, ein eigenes IoT zu erstellenGerät mit einem kleinen Computer. In der Tat könnten Sie sich fragen, ob es überhaupt einen leicht verfügbaren, billigen und leistungsstarken kleinen Computer gibt. Die gute Nachricht ist, dass es tatsächlich existiertund es ist wirklich mächtig.

Raspberry Pi ist genau das.

Raspberry Pi ist ein kleiner Computer, der genau in Ihre Hand passt. Lassen Sie sich nicht von der Größe täuschen und sehen Sie sich die Hardwarespezifikationen für den Raspberry Pi der neuesten Generation (3+) an.

  • 1,4-GHz-64-Bit-Quad-Core-ARM Cortex-A53, 1 GB RAM
  • 2,4 / 5-GHz-Dualband-802.11ac-WLAN, 10/100 / 1000-Mbit / s-Ethernet
  • Bluetooth 4.2
  • 4 USB-Anschlüsse, Full HDMI-Anschluss, kombinierte 3,5-mm-Audio-Buchse und Composite-Video-Anschluss, 40 GPIO-Pins
  • Micro SD-Kartensteckplatz, VideoCore IV 3D-Grafikkern, Kameraschnittstelle (CSI), Displayschnittstelle (DSI),

Wie Sie sehen können, beherbergt dieses kleine Biest eine Quad-Core-CPU, ein schnelles WLAN, ein Bluetooth-Modul und genügend RAM, um die meisten Dinge zu erledigen, die Sie auf Ihrem Computer tun. Besser noch, dies kostet nur 35 US-Dollar oder ein angemessenes Abendessen (oder 3 Avocado-Toasts in SF).

Himbeer-Pis haben eine interessante Namenskonvention. Sie werden durch eine Kombination aus Modellname und Generierung kategorisiert. Die Modellnamen umfassen A-, A + -, B-, B + -, Null- und Rechenmodul (das Rechenmodul ist hauptsächlich für industrielle Anwendungen vorgesehen, daher werden wir in diesem Artikel nicht darauf eingehen).

Jedes Modell unterscheidet sich durch verfügbare Anschlüsse und die Größe der Hauptplatine. Bisher wurden verschiedene Generationen gebaut, die größtenteils durch Zahlen von 1 bis 3 kategorisiert sind. Jede Generation unterscheidet sich hauptsächlich durch die Chipleistung. Die neueste und leistungsstärkste Version heißt Raspberry Pi 3+ Model B + .

Als Referenz sind hier einige Bilder, die zeigen, welche Teile in jedem der Modelle verfügbar sind.

Jedes Modell hat seine eigenen Kompromisse. Beispielsweise ist das Raspberry Pi Model Zero das kleinste von allen und verbraucht durchschnittlich nur 100 mA (0,5 W) Leistung. (Ein durchschnittlicher Desktop verfügt über ein 200 ~ 1400 W-Netzteil). Es beherbergt jedoch nur eine Single-Core-CPU, hat weniger RAM und keinen vollständigen HDMI-Anschluss.

Aufgrund seiner geringeren Größe kann es jedoch in mehr Räume passen, was es nützlich macht, Geräte zu bauen, die Platz- und Leistungsbeschränkungen unterliegen. Wenn Sie also mehrere Modelle zur Auswahl haben, stehen Ihnen mehr Optionen für Ihr Projekt zur Verfügung.

Welche Software läuft es?

Leider läuft auf Raspberry Pi weder Mac OS X noch Windows. Stattdessen wird eine Linux-Version namens Raspbian ausgeführt. Sie können Raspbian mit dem NOOBS-Installationsprogramm selbst auf einer Micro-SD-Karte installieren oder eine vorinstallierte Micro-SD-Karte wie die hier gezeigte erwerben. Sobald Sie die Micro-SD-Karte mit installiertem Raspbian einstecken und den Raspberry Pi einschalten, wird der folgende Ladebildschirm angezeigt:

Wie Sie sehen können, sieht der Desktop wie ein normaler Desktop auf Ihrem großen PC aus. Standardmäßig erhalten Sie einen Webbrowser, ein Terminal, einen Bildbetrachter, einen Taschenrechner und viele weitere Funktionen.

Mit Raspbian können Sie außerdem kostenlos Tonnen von Software aus dem eigenen Open Source-Software-Repository installieren. Die Installation einer Software ist ebenfalls recht einfach. Sie können den Befehl apt-get verwenden , einen beliebten Linux-Befehl, um Software aus verschiedenen Repositorys zu installieren und jede verfügbare Software zu installieren.

Zum Beispiel sudo apt-get install scratch2wird die beliebte Scratch-Programmiersprache installiert. Durchsuchen Sie verschiedene Repositorys und StackOverflow, und Sie werden schnell feststellen, dass Sie mit diesen Geräten fast alles tun können.

Was können Sie tatsächlich damit machen?

Ok, jetzt haben Sie einen kleinen Computer, auf dem eine Menge freier Software ausgeführt wird. Was kann man eigentlich damit machen? Nun, hier ist ein einfaches und unterhaltsames Python-Projekt, das ich mit einer Gruppe von Mittelschülern als Teil einer Codierungsklasse implementiert habe.

Unter Verwendung eines Raspberry Pi-kompatiblen Temperatur- / Feuchtigkeits- / Drucksensors mit LED-Bildschirm habe ich das Konzept der Zufälligkeit unter Verwendung zufälliger Farben auf dem LED-Bildschirm anstelle von Zahlen vermittelt. Meine Schüler fanden es toll, wie sie visuell und physisch mit ihrem eigenen Code interagieren konnten. Sie können das Video des Projekts hier sehen:

Mit demselben Gerät haben wir auch einen Taschenrechner, ein Spielgerät, eine Wetterstation und vieles mehr gebaut. Ich fand sie eine sehr nützliche und kostengünstige Möglichkeit, jungen Studenten Einführungsprogrammierung beizubringen. Ich habe vor, die Details meiner Lehrpläne ein anderes Mal in einem Artikel zu behandeln.

Einer meiner Kollegen in Stanford baute eine maßgeschneiderte Espressomaschine mit Raspberry Pi-Sicherung, um unseren kostbaren Kaffee zu schützen. Die Idee ähnelt einem hier gezeigten Raspberry Pi-Türschloss.

Es gibt viele, viele Artikel über die Verwendung eines Raspberry Pi zum Erstellen unterhaltsamer und nützlicher IoT-Geräte. Hier ist eine Liste von ihnen, die ich gefunden habe: Raspberry Pi-Überwachungskamera, Raspberry Pi Media Center, Raspberry Pi Code Club.

Einpacken

Ich hoffe, dieser Artikel gibt einige grundlegende Einblicke in das, was Himbeer-Pis sind, wie sie gebaut sind und wofür sie verwendet werden. Ich hoffe auch, dass dieser Artikel etwas entmystifiziert, was IoT wirklich bedeutet.

Im Wesentlichen ist IoT eine Bewegung, um Millionen kleiner Dinge über das Internet zu verbinden, und Raspberry Pi ist eine der Möglichkeiten, diese kleinen Dinge mit Strom zu versorgen. Ich bin fest davon überzeugt, dass die Zukunft im Internet der Dinge liegt, und ich hoffe, dass alle versuchen, daran teilzunehmen, dass es uns einen Schritt näher kommt.

Es sind die kleinen Dinge, die zählen, Hunderte von ihnen. - Cliff Shaw.

Dies ist mein erster Artikel über Medium! Jeder Kommentar für Korrekturen, Verbesserungen und Applaus wird sehr geschätzt!