Заводим Raspberry Pi: установка, подключение, начало работы

Raspberry Pi — полноценный компьютер размером с кредитную карту. Контроллер умеет выводить изображение на дисплей, работать с USB-устройствами и Bluetooth, снимать фото и видео на камеру, воспроизводить звуки через динамики и выходить в интернет.

Рассмотрим начало работы с одноплатнными компьютерами Raspberry Pi.

Платформы Raspberry Pi

Если вы только начинаете своё путешествие в мир Raspberry Pi, рекомендуем воспользоваться стартовым набором «Малина» и книгой Заводим Raspberry Pi.

Видеообзор

Установка и настройка

Включение компьютера

  1. Установите SD-карту с Raspberry Pi OS в Raspberry Pi.

    Если у вас нет карты памяти с Raspberry Pi OS, запишите образ самостоятельно.

  2. Выберите способ подключение к малине:
    1. HDMI — штатное подключение;
    2. FTP — файловый сервер.
  3. Подключите питание к одноплатнику.

Если хотите получить максимальную автономность — цветные сенсорные дисплеи превратят Raspberry Pi в настоящий планшетный компьютер.

Что-то пошло не так

Если при загрузке Raspberry Pi появляется цветной квадрат, значит ваша версия операционной системы устарела. Для решения проблемы обновите ОС на SD карте.

Обновление пакетов

Для стабильной и правильной работы Raspberry Pi OS обновляйте версии пакетов программного обеспечения.

  1. Откройте терминал с рабоче стола Raspberry Pi или подключитесь по SSH-соединению.
  2. Обновите список доступных пакетов и их версий:
    sudo apt-get update

  3. Установите новые версии пакетов из списка доступных пакетов:
    sudo apt-get upgrade

    Операция может занять около получаса.

Теперь на Raspberry Pi OS установлены самые свежие программные пакеты.

Интерфейс I²C

Шина I²C — самый простой способ обмена информацией. Каждое подключенное к линии I²C устройство имеет свой адрес, по которому к нему обращается Raspberry Pi.

Линии интерфейса имеют встроенную подтяжку к питанию резисторами. Соответственно их невозможно использовать в качестве общих портов ввода/вывода в случаях, требующих отключения подтяжки.

Включения шины

По умолчанию шина I²C отключена. Для включения выполните следующие действия.

  1. Откройте терминал с рабоче стола Raspberry Pi или подключитесь по SSH-соединению.
  2. Зайдите в настройки Raspberry Pi.
    sudo raspi-config

  3. Выберите пункт Interfacing options
  4. Далее пункт I²C.
  5. Нажмите Yes для подтверждения включения шины.
  6. Для проверки включения шины I²C запустите листинг директории /dev:
    ls /dev/

В ответ вы должны увидеть полотно файлов, среди которых: i2c-1. Теперь вы можете использовать интерфейс I²C для коммуникации с датчиками и модулями.

I²C сканер

Список с адресами устройств, подключенных к линии I²C можно получить программой i2cdetect из пакета i2c-tools:

  1. Установите пакет i2c-tools:
    sudo apt-get install i2c-tools
  2. Выполните поиск устройств на шине:
    sudo i2cdetect -y 1

Интерфейс SPI

SPI — последовательный четырёх-проводной интерфейс передачи данных, предназначенный для обеспечения простого и недорогого высокоскоростного сопряжения микроконтроллеров и периферии.

Raspberry Pi имеет одну шину SPISPI0. Но более новые версии одноплатника — например, Raspberry Pi 4 Model B — обладают двумя шинами: SPI0 и SPI1

Включения шины SPI0

По умолчанию шина SPI0 отключена. Для включения выполните следующие действия.

  1. Откройте терминал с рабоче стола Raspberry Pi или подключитесь по SSH-соединению.
  2. Зайдите в настройки Raspberry Pi.
    sudo raspi-config

  3. Выберите пункт Interfacing options
  4. Далее пункт SPI.
  5. Нажмите Yes для подтверждения включения шины.
  6. Для проверки включения шины SPI0 запустите листинг директории /dev:
    ls /dev/

В ответ вы должны увидеть полотно файлов, среди которых два: spidev0.0 и spidev0.1. Это значит что у вас включён SPI0 с возможностью подключения двух ведомых устройств. Теперь вы можете использовать интерфейс SPI для коммуникации с датчиками и модулями.

Включения шины SPI1

Если вы используете Raspberry Pi 4 Model B, то вам доступно две шины SPI: SPI0 и SPI1.

Для включения шины SPI1, необходимо вручную отредактировать файл настроек загрузки системыconfig.txt.

  1. Откройте от пользователя root файл настройки загрузки системы.
    sudo nano /boot/config.txt
  2. В конец файла добавьте команду включения SPI1.
    dtoverlay=spi1-3cs

  3. Сохраните файл сочетанием клавиш Ctrl+x.
  4. Для вступления изменений в силу перезагрузите Raspberry Pi.
    sudo reboot
  5. Для проверки включения шины SPI1 запустите листинг директории /dev:
    ls /dev/

В ответ вы должны увидеть полотно файлов, среди которых три отвечают за SPI1: spidev1.0, spidev1.1 и spidev1.2.

Если у вас включена шина SPI0, то будут ещё два файла: spidev0.0 и spidev0.1.

Это значит что у вас включён SPI0 с возможностью подключения двух ведомых устройств и SPI1 с возможностью подключения трёх ведомых устройств.

Интерфейс UART

UART (Serial) — асинхронный интерфейс передачи данных, последовательно передающий биты из байта данных. Асинхронная передача позволяет осуществлять передачу данных без использования тактирующего сигнала от передатчика к приёмнику. Вместо этого приёмник и передатчик заранее договариваются о временных параметрах и специальных «стартовых битах», которые добавляются к каждому слову данных для синхронизации приёмника и передатчика. Существует множество устройств, с которыми Raspberry Pi может обмениваться данными по UART протоколу.

Ресурсы