Инструменты пользователя

Инструменты сайта


Raspberry Pi 4 Model B: подключение, настройка и начало работы

Одноплатный компьютер Raspberry Pi 4 Model B — полноценный бесшумный компьютер размером с банковскую карту из семейства «малиновых пирогов». На борту платы расположены четыре порта USB, беспроводной модуль Wi-Fi / Bluetooth и полноценный гигабитный Ethernet, чтобы сразу приступить к работе.

Raspberry Pi 4 выпускается в разных версиях, в зависимости от количества оперативной памяти:

Платы отличаются только количеством оперативной памяти, процессор и другие характеристики одинаковы.

Видеообзор платформы

Установка и настройка

Для начало работы с одноплатником Raspberry Pi 4 выполните шаги из мануала по подготовке и настройке Raspberry Pi.

Элементы платы

Чип SoC Broadcom BCM2711

Сердце компьютера Raspberry Pi 4 Model B — чип SoC Broadcom BCM2711, который выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле). Кристалл включает в себя 4-ядерный процессор CPU Cortex-A72 с тактовой частотой 1,5 ГГц и графический двухъядерный сопроцессор GPU VideoCore VI с тактовой частотой 500 МГц.

Оперативная память LPDDR2 SDRAM

За выполнения и хранения данных в реальном времени на одноплатнике расположена оперативная память LPDDR2 SDRAM объёмом от 1 ГБ до 8 ГБ, которая делится между CPU и GPU. В зависимости от количества памяти, малины хватит для задач от управления датчиками до создания IPTV приставки для просмотра телеканалов.

Объём оперативной памяти зависит от выбранной модели Raspberry Pi 4.

Модуль Wi-Fi и Bluetooth

За беспроводную передачу данных отвечает микросхема Cypress CYW43438 с поддержкой Wi-Fi 802.11b/g/n/ac (2,4 и 5 ГГц) и Bluetooth 5.0 с BLE.

Цифровые HDMI аудио/видеовыходы

HDMI-разъёмы предназначены для вывода цифрового видео и звука на мультимедийные устройства, например на HDMI-дисплеи или мониторы. Два разъёма позволяют одновременно выводить изображение на разные экраны. Для коммуникации используйте HDMI-кабель с дополнительным переходником или готовый кабель HDMI — micro-HDMI.

Аналоговый аудио/видеовыход

Комбинированный 4-контактный разъём 3,5 мм служит выходом для аналогового аудио и композитного видео PAL/NTSC.

Разъём питания

Разъём USB Type-C предназначен для питания Raspberry Pi.

Потребляемый ток может достигать до 3 ампер. Для стабильной работы используйте зарядник на 5 В совместно с кабелем USB (A — Type C).

USB-порты

На торце платы находится два порта USB 2.0 и два USB 3.0, которые предназначены для подключения мультимедийной периферии: клавиатуры, мыши и других USB-девайсов.

Светодиодная индикация

Имя светодиода Назначение
PWR Индикация питания платы.
ACT Индикация активности с SD-картой. Во время работы с картой должен активно мигать.

Пины управления питанием платы и процессора

Имя пина Назначение
PEN Контакт предназначен для управление питанием платы (Power ENable) и всех органов управления. При подаче низкого уровня, напряжение на плату максимально ограничено и одноплатник выключен, при подачи высокого — малина переходит в штатный режим работы. Подключите пин к внешнему контроллеру и управляйте включением малины удалённо.
RUN Контакт предназначен для управление питанием процессора BCM2711. При подаче низкого уровня одноплатник переход в спящий режим, при подачи высокого — в штатный режим работы. Используйте пин для внешней перезагрузки малины.

Пины ввода-вывода

На Raspberry Pi 4 Model B находятся 40 контактов GPIO для подключения цифровых датчиков, модулей расширения и другой периферии. Все подробности о пинах читайте в разделе распиновка.

К сожалению, в компьютерах Raspberry Pi нет встроенного аналого-цифрового преобразователя для подключения аналоговых датчиков. Используйте плату расширения Troyka Cap, которая добавит малине аналоговые пины.

Порт камеры CSI

Разъём CSI под шлейф предназначен для подключения MIPI камер для Raspberry Pi.

Порт DSI

Разъём DSI под шлейф предназначен для подключения RGB-дисплеев для Raspberry Pi.

Cлот microSD

На обратной стороне платы, расположен cлот для установки microSD-карты с операционная системой в Raspberry Pi. Перед началом работы запишите свежий образ Raspberry Pi OS на карту памяти или воспользуйтесь готовым решением.

Распиновка

Physical Board Pin: 40 пинов: 140
На плате расположена гребенка из 40 контактов, которые условно можно поделить на пины питания и пины ввода-вывода. По умолчанию будем использовать именно нумерацию физических контактов.

Пины питания

  • 5V: 2 пина: 2 и 4.
    Входные пины для подключения внешнего источника напряжением строго 5 вольт. На плате контакты электрически связаны между собой.
  • 3V3: 2 пина: 1 и 17
    Выходные пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта. На плате контакты электрически связаны между собой.
  • GND: 8 пинов: 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 и 39.
    Вывод общей земли. На плате контакты электрически связаны между собой.

Пины ввода-вывода (GPIO)

Внимание! В отличие от плат Arduino, напряжение логических уровней Raspberry Pi является 3,3 В. Максимальное напряжение, которое могут выдержать пины ввода-вывода составляет 3,3 В, а не 5 В. Подав напряжение, например 5 В, можно вывести одноплатник из строя.

  • Пины общего назначения: 28 пинов: 3,5, 7,8,1013, 15, 16, 18, 19, 2124, 2629, 3133, 3538 и 40
    Могут работать как на вход, так и на выход. Логический уровень единицы — 3,3 В, а нуля — 0 В.
  • BCM / GPIO Pin: 28 пинов
    Нумерация контактов процессора Broadcom. Может пригодиться при работе с пакетом Rpi.GPIO.
  • WiringPi Pin: 28 пинов
    Нумерация контактов для пакета Wiring Pi. Это Arduino-подобная библиотека для работы с GPIO-контактами.
  • ШИМ: Позволяет выводить аналоговое напряжение в виде ШИМ-сигнала из цифровых значений. На Raspbery Pi 4 два канала ШИМ по два потока в каждом.
    • PWM0: пины 12 и 18;
    • PWM1: пины 13 и 19.
  • I²C Для общения Raspberry Pi c платами расширения и сенсорами по интерфейсу I²C.
    • I²C0: пины SDA0/27 и SCL0/28. Контакты зарезервированы для загрузки ПО на Raspberry Pi.
    • I²C1: пины SDA1/3 и SCL1/5;
    • I²C3: пины SDA3/3/7 и SCL3/5/29;
    • I²C4: пины SDA4/24/31 и SCL4/21/26;
    • I²C5: пины SDA5/19/32 и SCL5/23/33;
    • I²C6: пины SDA6/15 и SCL5/16.
  • SPI Для общения Raspberry Pi c платами расширения и сенсорами по интерфейсу SPI.
    • SPI0: пины MOSI/19, MISO/21, SCK/23, CE0/24 и CE1/26;
    • SPI1: пины MOSI/28, MISO/35, SCK/40, CE0/12, CE1/11 и CE2/36;
    • SPI3: пины MOSI/3, MISO/28, SCK/5, CE0/27 и CE1/18;
    • SPI4: пины MOSI/31, MISO/29, SCK/26, CE0/7 и CE1/22;
    • SPI5: пины MOSI/8, MISO/33, SCK/10, CE0/32 и CE1/37;
    • SPI6: пины MOSI/38, MISO/35, SCK/40, CE0/12 и CE1/13.
  • UART Для общения Raspberry Pi c платами расширения и сенсорами по интерфейсу UART.
    • UART1: пины TX/8 и RX/10;
    • UART2: пины TX/27 и RX/28;
    • UART3: пины TX/29 и RX/7;
    • UART4: пины TX/24 и RX/21;
    • UART5: пины TX/32 и RX/33.

Принципиальная схема

Габаритный чертёж

Характеристики

  • Однокристальная система: SoC Broadcom BCM2711
  • Центральный процессор: 4-ядерный 64-битный CPU на ARM Cortex A72 с тактовой частотой 1,5 ГГц
  • Графический процессор: VideoCore VI GPU с тактовой частотой 500 МГц
  • Оперативная память: 1/ 2 / 4 / 8 ГБ LPDDR4-3200 SDRAM
  • Стандарт Wi-Fi: 802.11 b/g/n/ac
  • Стандарт Bluetooth: v5.0 с BLE
  • Частотный диапазон: 2,4 / 5 ГГц
  • Цифровой аудио/видеовыход: 2× micro-HDMI версии 2.0
  • Максимальное выходное разрешение: 2160p (60 Гц)
  • Максимальное разрешение в режиме двух мониторов: 2160p (30 Гц)
  • Аналоговый аудио/видеовыход: 4-контактный мини-джек 3,5 мм
  • Порты для периферии: 2× USB 2.0, 2× USB 3.0
  • Порт для камеры: Camera Serial Interface (MIPI CSI)
  • Порт для экрана: Display Serial Interface (MIPI DSI)
  • Карта памяти: microSD
  • Порты ввода-вывода GPIO: 40
  • Напряжение питания: 5 В
  • Максимальный ток потребления: 3 А
  • Габариты: 85×56×16,4 мм

Ресурсы