Заводим Raspberry Pi

Рассмотрим начало работы с одноплатнными компьютерами Raspberry Pi.

Видеообзор платформы

Установка и настройка

Если вы стали обладателям набора «Малина», можете начать работу с платой прямо из коробки. Для этого последовательно пройдите следующие шаги.

  1. Вставьте SD-карту c предустановленной Raspbian в Raspberry Pi.

    Если у вас нет карты памяти с ОС Raspbian, запишите образ самостоятельно.

  2. Подключите питание и сетевой кабель.
  3. Подключите Raspberry Pi к монитору через HDMI-кабель.

На этом установка закончена и можете смело тестировать ваш новый микрокомпьютер.

Для новичков советуем обратить внимание на книгу Заводим Raspberry Pi

Что то пошло не так

  • При загрузке Raspberry Pi появляется цветной квадрат

Цветной квадрат появляется, если ваша версия операционной системы устарела. Для решения проблемы обновите ОС на SD карте.

Запись образа на карту microSD

Если вы решили записать новый образ «Raspbian», следуйте инструкции.

  1. Скачайте образ на официальном сайте Raspberry Pi.
  2. Распакуйте скачанный ZIP-архив.
  3. Скачайте и установите на компьютер утилиту Win32DiskImager для записи образов на microSD.
  4. Запустите программу Win32DiskImager.
  5. Подключите карту microSD с помощью картридера к компьютеру и откройте её во вкладке «Device»
  6. Укажите в поле «Image File» путь к скаченному образу «Raspbian» и нажмите кнопку «write»
  7. Начнётся процесс загрузки образа. По завершению загрузки увидите сообщение Write Successful.

Это значит всё получилось. Закройте программу «Win32DiskImager».

Включение SSH

Начиная с версии OS Raspbian Jessie with Pixel, SSH в целях безопасности по умолчанию отключён. Включить его можно в графическом режиме через HDMI-монитор. Если у вас нет возможности подключить RPI в графическом режиме, необходимо создать в корне microSD-карты пустой файл без расширения с именем ssh.

Подключение по HDMI

Raspberry Pi работает с мониторами и телевизорами, поддерживающими разрешения 800 на 480 пикселей и выше. Для комфортной работы со стационарными мониторами рекомендуем использовать разрешение не ниже 1280×720.

Если вы хотите получить максимальную автономность — цветной сенсорный графический TFT-экран превратит вашу Raspberry Pi в настоящий планшетный компьютер.

Настройка Raspberry Pi без HDMI-монитора

Рассмотрим с Raspberry Pi можно и без монитора — через SSH соединение. Покажем как подключится к микрокомпьютеру из операционной системы Windows.

Подготовка Raspberry Pi

  1. Вставьте SD-карту c установленной Raspbian в Raspberry Pi.

    Если у вас карта памяти без ОС Raspbian, запишите образ самостоятельно.

  2. Подключите питание и сетевой кабель.

Поиск IP-адреса Raspberry Pi

Для подключения к Raspberry Pi необходимо знать IP-адрес платы в локальной сети.

  1. Скачайте и установите на компьютер утилиту Advanced IP Scanner для сканирования всех устройств в локальной сети.
  2. Запустите программу Advanced IP Scanner.
  3. Настройте диапазон поиска адресов для вашей сети и нажмите кнопку «Сканировать»
  4. В списке устройств найдите «Raspberry», в данном случае он получает IP-адрес 192.168.88.28, запоминаем его. Теперь можно перейти к настройке удалённого доступа.

При динамической адресации (DHCP) маршрутизатор может менять IP-адрес при каждом включении платы. В таком случае вам каждый раз придётся повторять этот шаг.

Подключение по SSH к консоли Raspberry Pi

Raspberry Pi запущена, IP-адрес известен — можно приступать к подключению по SSH.

  1. Для работы с консолью рекомендуем использовать программу PuTTY.

    Скачать PuTTY с официального сайта разработчиков.

  2. Запустите PuTTY.
  3. В поле «Имя хоста» введите IP-адрес Raspberry, который мы узнали с помощью Advanced IP Scanner (192.168.88.28) и нажмите кнопку «Соединиться»
  4. Перед вами откроется консоль Raspberry Pi.
  5. Система попросит ввести логин и пароль. По умолчанию логин — pi, а пароль — raspberry.

    При вводе пароля, вводимые символы не отображаются в консоле. Это нормально для *NIX-систем.

  6. Если все данные верны, вы увидите приглашение Rsspberry Pi к началу работы — в терминале появится строка pi@raspberrypi:~ $

У вас всё получилось. Теперь можно управлять Raspberry Pi консольными командами Raspbian.

Подключение Raspberry Pi к Wi-Fi сети

  1. Выполните поиск Wi-Fi сетей
    sudo iwlist wlan0 scan | grep ESSID

    и запомните имя интересующей вас точки доступа.

  2. Внесите информацию об интересующей вас Wi-Fi сети
    sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
  3. В конец файла добавьте следующие строчки:
    network={
            ssid="YourSSID"
            psk="password"
            key_mgmt=WPA-PSK
    }

    , где YourSSID — имя точки доступа, psk — пароль, key_mgmt — тип шифрования.

  4. Для вступления изменений в силу перезагрузите Raspberry Pi
    sudo reboot
  5. Перелогинтесь к Raspberry Pi по SSH.
  6. Для проверки подключения к Wi-Fi сети выполните команду:
    iwconfig

    Если подключение выполнено успешно, вы увидите информацию о точке доступа.

Обновление пакетов

Для стабильной и правильной работы ОС Raspbian 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:
    apt-get update

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

    Операция может занять около получаса.

Теперь на операционной системе Raspbian 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 3 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 3 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.