Микрокомпьютер Raspberry Pi стал известен относительно недавно. Что же это за устройство и зачем оно нужно?

Raspberry Pi 2

Изначально разработчики планировали микрокомпьютер как дешевое устройство для обучения школьников информатике. Но что-то пошло не так. «Малиной» заинтересовалось довольно много народу. Всем интересно, что же это за микрокомпьютер - Raspberry Pi 2. Применение, настройку и установку сего девайса мы и разберем чуть ниже. А пока - немного истории.

Коротко о Raspberry Pi

Raspberry Pi был разработан в 2011 году. В течение нескольких лет он претерпел нешуточные изменения. Теперь это очень интересная платформа со множеством возможностей под названием Raspberry Pi 2. Применение этой платы возможно во всех мыслимых областях. Ее можно использовать как рабочий сервер «умного» дома, охранную систему с функцией распознавания лиц, мультимедийный центр и многое другое. Последняя модель Raspberry Pi 2 Model B+ имеет в своем арсенале четырехъядерный процессор с v7, 1 Гбайт оперативной памяти и видеоускоритель, способный запросто воспроизводить видео формата Full HD. USB-разъемы в количестве четырех штук также на месте. Для подключения монитора или телевизора используется выход HDMI.

Кроме того, микрокомпьютер имеет мизерное энергопотребление. Это относится и к Arduino, и к Raspberry Pi 2. Питание платы осуществляется через разъем microUSB при помощи обычного блока питания зарядного устройства смартфона.

Операционная система в Raspberry

Здесь все не так просто. Первоначальные версии микрокомпьютера не могли работать на обычных дистрибутивах. Для них приходилось создавать специальные версии систем. Все ОС основаны на дистрибутивах Linux. Есть даже специальные версии ArchLinux и Kali Linux для Raspberry Pi 2. Установка ОС на плату осуществляется с помощью карты памяти microSD и специального приложения NOOBS. В последней версии этого устройства при желании вполне реально использовать в качестве системы ОС Ubuntu и даже Microsoft Windows 10. Благодаря именно этому из Raspberry Pi стало возможным сделать домашний мультимедийный центр.

Однако по умолчанию все же настоятельно рекомендуется использовать ОС Raspbian, специально созданную для этого микрокомпьютера. Она основана на широко известном дистрибутиве Debian. Все управление осуществляется точно так же, как и обычной Linux-системой.

Установка ОС на Raspberry

Для на микрокомпьютер нам потребуется объемом минимум в 8 Гбайт. Кроме этого, нужен «обычный» рабочий компьютер с доступом в Интернет. Есть несколько способов инсталляции системы на Raspberry Pi 2. Установка ОС может производиться как при помощи самого установщика, так и путем разворачивания образа системы на карту памяти. Мы рассмотрим первый способ.

Для начала находим официальный сайт Raspberry и скачиваем zip-архив с Raspbian ОС. После этого распаковываем архив на карту памяти так, чтобы все файлы лежали в корне флешки. Подготовка закончена. Теперь вставляем карту памяти в микрокомпьютер и включаем его. Не забудьте перед этим присоединить клавиатуру и мышь к Raspberry Pi 2. Подключение осуществляется через USB-разъемы. После успешной загрузки появится приветственное окно конфигуратора. Здесь вы сможете настроить все нужные параметры. Язык по умолчанию - английский. Русского нет и не предвидится. Рабочим окружением ПО является LXDE. Несколько модифицированное легковесное рабочее окружение идеально подходит для Raspberry Pi. После успешной установки системы конфигуратор вам об этом сообщит. Теперь можно начинать работу, и у вас полностью собран микрокомпьютер Raspberry Pi 2. Применение обновлений с момента выхода последней версии операционной системы и установку всех необходимых программ мы рассмотрим чуть ниже.

в ОС Raspbian

После успешной инсталляции системы следует подготовить некоторое количество программ для Raspberry Pi 2. Установка производится через центр приложений Pi Store. Обновление компонентов осуществляется с помощью терминала. Как и в любом дистрибутиве Linux, следует использовать команду apt-get update. При установке программ из Pi Store следует быть очень внимательным, поскольку далеко не все они там бесплатны. Если вы хотите сделать свой микрокомпьютер полностью свободным, то лучше всего использовать дистрибутив Ubuntu. Процесс установки точно такой же.

После успешной установки и настройки операционной системы для микрокомпьютера самое время задуматься о том, для чего можно использовать Raspberry Pi 2. Применение его может охватывать самые разные области. Raspberry Pi найдет применение в автомобилях, дома, в качестве серверов, «мозгов» для роботов.

Медиацентр на базе Raspberry

Для этого нам понадобится микрокомпьютер Raspberry Pi 2, телевизор, ПК с кучей фильмов и Первым делом нужно установить на устройство операционную систему XBMC, созданную специально для управления телевизорами и «железными» плеерами. Нужно сказать, что после успешной инсталляции в настройках копаться не придется. Все замечательно работает «из коробки». В этом и есть главный плюс Raspberry Pi 2. Применение в медиацентре проще простого. Для нормальной работы микрокомпьютера в таких условиях требуется минимальный набор аппаратуры.

Raspberry в автомобиле

На базе Raspberry Pi можно также собрать мини-компьютер для автомобиля, который будет регулировать некоторые настройки машины. Такие как климат-контроль, воспроизведение музыки, GPS-навигацию и многое другое. Кроме того, если подсоединить к микрокомпьютеру камеру, то получится продвинутый видеорегистратор. Для сборки так называемого Car PC потребуется сама плата Raspberry Pi, некоторые USB «свистки» (например, для приема GPS), сенсорный экран и специализированная операционная система. Так как даже системы управления узлами автомобилей основываются на дистрибутивах Linux, проблем с этим не будет. Главный компонент - Raspberry Pi 2. Применение в автомобиле такой системы позволит водителю меньше отвлекаться на настройку параметров отопления или воспроизведения музыки. Автоматика сделает все сама.

Raspberry в робототехнике

Ну и, наконец, перейдем к использованию платы Raspberry Pi в робототехнике. Здесь возможности поистине безграничны. Однако базовых знаний будет недостаточно. В этом случае нужно знать основы и механики. Стоит только упомянуть, что мощности микрокомпьютера хватит для использования его в качестве мозгового центра продвинутого робота. Хотя не все платы подойдут. В этом случае понадобится последняя версия микрокомпьютера - Raspberry Pi 2 B. Применение платы именно этой версии позволит добиться поистине впечатляющих результатов.

Для использования микрокомпьютера в робототехнике следует знать, что кроме таких обычных для пользователя портов, как USB и Ethernet, Raspberry имеет в своем арсенале так называемые низкоуровневые, для подключения различных реле, двигателей и всего остального. Неудивительно, что выбором профессионалов становится именно Raspberry Pi 2. Применение его в робототехнике становится возможным именно из-за наличия «низкоуровневых» разъемов.

Заключение

Для многих будет интересно поработать с таким замечательный электронным устройством. И не только так называемым гикам (людям, «повернутым» на своем хобби). Любому мало-мальски любопытному человеку будет интересно разобраться в этой «железке». Ведь за чисто символическую плату можно получить компьютерную систему, только в мелочах уступающую огромным стационарным ПК. К тому же многим захочется сделать свой медиацентр или устроить апгрейд авто с помощью Raspberry Pi. Применение этого микрокомпьютера в самом деле способно во многом облегчить жизнь человеку.

Также его можно использовать как альтернативу электронному программируемому конструктору Arduino. Ведь последний может выступать лишь в роли платы управления, в то время как Raspberry Pi - это почти полноценный компьютер.

Популярен он и у хакеров со взломщиками, - на его основе часто делают перехватчики Wi-Fi трафика с паролями, которые легко замаскировать и лишь время от времени собирать данные.

Отражена тематика этого микрокомпьютера и в телесериале про Хакеров «Мистер Робот», там герои использовали устройство для удаленной технологической диверсии.

Ну и не стоит забывать про малую стоимость, которую может позволить себе почти каждый. А особенно полюбился изобретателям он тем, что использовать Raspberry Pi можно многократно и как угодно.

Пошаговое руководство по запуску миникомпьютера Raspberry Pi.

Для запуска нам понадобятся:

1. Raspberry Pi
2. USB клавиатура
3. USB мышка (если собираетесь работать в визуальной оболочке)

SD/MMC/SDIO карта памяти размером от 2 до 32 Гб (по возможности покупайте карты 6 или 10 класса)

4. Micro USB адаптер для питания Raspberry Pi
5. Монитор с HDMI входом, или телевизор, или TV тюнер с RCA разъемами

HDMI кабель для подключения к монитору или RCA кабель для подключения к телевизору или TV тюнеру

6. Программа Win32DiskImager для записи образа системы на флешку
7. Образ операционной системы Raspbian “wheezy”
8. Кардридер для чтения SD/MMC/SDIO карт памяти

Если все необходимое у вас есть под рукой, то продолжим.

Запись образа Raspbian на карту памяти для Raspberry Pi

Для записи образа системы Raspbian на карту памяти вам понадобится программа Win32DiskImager и сам образ Raspbian “wheezy”. Скачайте их на свой компьютер.

Теперь у вас есть готовая к работе флешка с записанным образом Raspbian.

Подключение Raspberry Pi

• Подключите карту памяти к Raspberry Pi
• Подключите USB клавиатуру (и USB мышь если надо)

Подключите HDMI кабель одним концом к монитору, а вторым и Raspberry Pi или RCA кабель к телевизору (TV тюнеру) и Raspberry Pi (в RCA будет использован только желтый разъем)

• Включите ваш монитор или телевизор (TV тюнер)
• Подключите Mini USB адаптер питания к Raspberry Pi
• Включите Mini USB адаптер питания в розетку

При использовании TV тюнера в качестве монитора, необходимо источником сигнала выбрать композитный вход.

Настройка Raspberry Pi

При первой загрузке Raspberry Pi вы увидите меню Raspi-config

Если этого не произошло, то наберите в консоли команду sudo raspi-config

Через это меню мы сможем произвести основные настройки нашей будущей системы.

Рассмотрим пункты меню, которыми мы будем пользоваться:

Вам необходимо определиться, сколько оперативной памяти вы готовы выделить для графического процессора. При работе в консоли будет достаточно и 16 Мб, а вот для просмотра видео в графической оболочке придется пожертвовать 64-128 Мб. Выбранные значения могут быть только: 16, 32, 64, 128 или 256.

Пока можете оставить значение по умолчанию, а потом, в случае необходимости выберите подходящий для вас вариант. Здесь следует учесть тот факт, что при увеличении частоты, также увеличивается и потребление энергии. То есть ваш источник питания должен выдавать достаточный ток для нормальной работы.

Установка пароля пользователю "root" в Raspberry Pi

Наберите в консоли команду sudo passwd root и введите пароль дважды.

Полезные консольные программы для Raspberry Pi

Top – диспетчер задач

Встроен в систему

Запуск: top

Htop – диспетчер задач

Установка: sudo apt-get install htop

Запуск: htop

Мой любимый диспетчер задач:)

Mc – файловый менеджер

Установка: sudo apt-get install mc

Запуск: mc

Weechat – IRC клиент

Установка: sudo apt-get install weechat

Запуск: weechat-curses

Links – текстовый браузер

Установка: sudo apt-get install links

Запуск: links

Клавиша Esc откроет меню браузера

Команды Linux

• sudo - ставится перед командой и выполняет ее с правами пользователя root
• sudo halt - выключение
• Ctrl+C - выход из открытой консольной программы (если не предусмотрено других клавиш)
• Shift+Ins - вставить текст в консоль
• Ctrl+Ins - копировать выделенный текст из консоли
• cd - переход в нужную папку. Например cd /home/pi
• dir - покажет содержимое текущей папки
• pwd - покажет ваше текущее расположении
• date - покажет время и дату
• cal - покажет календарь на текущий месяц
• cal -y - покажет календарь на текущий год

wget - скачать файл в текущую директорию. Например wget http://mysite.com/myfile.deb

• sudo apt-get update - обновит список пакетов с репозитария
• sudo apt-get upgrade - обновит установленные пакеты
• sudo apt-get install [имя пакета] - установит нужный пакет. Например sudo apt-get install mc
• стрелки вверх и вниз - листают набранные ранее команды

Резервное копирование Raspberry Pi

Теперь у нас есть минимально настроенная рабочая система с небольшим набором программ. Чтобы в случае всяких непредвиденных обстоятельств нам не пришлось все вышеописанное повторять заново, мы сделаем backup наших данных.

Микрокомпьютер Raspberry Pi работает под управлением операционной системы. Так же, как и в обычных компьютерах, операционная система управляет всеми ресурсами компьютера и предоставляет пользователю определенный интерфейс для работы с программами. От того, какая выбрана система, зависит удобство использования устройства. Под Raspberry Pi написано множество разных операционок, в этой статье мы проведем краткий анализ их.

Практически все операционные системы для платы Raspberry Pi используют Linux в качестве базовой. Существует несколько официально поддерживаемых операционных систем:

• Raspbian – официальная ОС, которая обладает всем необходимым программным обеспечением. Рекомендуется использовать именно эту операционную систему для знакомства с Raspberry Pi.
• OpenELEC – медиапроигрыватель на основе Linux с открытым исходным кодом.
• OSMC (Raspbmc) – медиапроигрыватель с открытым исходным кодом на базе Kodi Media Center и Debian GNU/Linux.
• Поддержка Windows 10 в устройствах Raspberry Pi 2B.

Все ОС включены в NOOBS – это программа, в которой содержатся все перечисленные выше операционные системы и упрощающая их установку на Raspberry Pi. С помощью NOOBS возможна установка как одной ОС, так и нескольких, причем выбрать нужную систему можно при загрузке компьютера. Во время установки ОС создается специальный раздел RECOVERY, который позволяет вернуть систему к начальным настройкам.

Установка операционной системы на Raspberry Pi

Варианты установки

Существует 3 способа установки ОС на :

• покупка SD-карты с заранее установленной Raspbian или NOOBS;
• загрузка NOOBS на карту памяти и установка ОС Raspbian с нее;
• монтирование изображение Raspbian прямо на SD-карту.

Первый способ является наиболее простым – тут не требуется никаких дополнительных действий.

Во втором случае процедура установки выглядит следующим образом:

1. В первую очередь карту памяти нужно отформатировать, указывая файловую систему FAT32.
2. Скачивание архива с NOOBS, его распаковка на карту памяти так, чтобы файлы были в корневой директории.
3. Вставка в Raspberry Pi необходимой периферии: клавиатуры, мыши и монитора через USB, подключение питания. В качестве монитора можно использовать телевизор, подключенный через RCA.
4. Если экран подключен через RCA, нажать «3» на клавиатуре.
5. В окне выбрать операционную систему Raspbian, русскую раскладку клавиатуры и язык. Русский язык нельзя установить. Нажать «Install», дождаться окончания процесса установки и включения.
6. В появившемся меню «Configuration Tool» в третьем пункте выбрать второй вариант для установки графического интерфейса LXDE.
7. Нажать «Done», дождаться перезагрузки.
8. Если нужен вход с помощью логина и пароля, в графе логин ввести pi, пароль raspberry, после этого откроется рабочий стол.

Монтирование образа Raspbian на SD-карту.

1. Скачивание архива с изображением с сайта https://www.raspberrypi.org/downloads/
2. Распаковка, после чего получится файл.img.
3. Вставка карты памяти в ПК.
4. Монтирование установленного файла.
5. Повтор 3 и 4 пунктов предыдущей инструкции.
6. Повтор пунктов 6-8 предыдущей инструкции.

Сравнение операционных систем для Raspberry Pi

В этой достаточно длинной даже для блога статье описаны первые шаги уже немолодого "айтишника" на пути освоения новейшего подхода к информационному образованию в школах и ВУЗах развитых стран - физического компьютинга на devboard Raspberry Pi, чтобы сделать его доступным своему любимому ребенку и родной школе.

По ходу дела, мне впервые в жизни пришлось познакомиться с альтернативной "Wintel" аппаратной платформой (Raspberry Pi 3 на базе ARM-процессора), освоить работу в незнакомой операционной системе (Rasbian OS на базе Debian Linux), подружиться с новым языком программирования (Python), вспомнить азы радиоэлектроники .

В итоге, всего за 3,5 т.р. и месяц ожидания у моего ребенка появился достаточно мощный, уникальный по своим образовательным возможностям инструмент, сочетающий в себе бесшумный 4-ядерный компьютер размером с кредитную карту, вебсервер, медиацентр, центр управления датчиками "умного дома", лабораторию для освоения основ программирования, робототехники и радиоэлектроники - почти идеальное решение для школьного кружка информатики.
При этом, все программы на нем изначально бесплатны и в широком разнообразии доступны из онлайн-репозиториев, а вирусов не бывает в принципе.

Экскурс в историю обучения информатике в школе и ВУЗе

С конца 90-х тем или иным образом принимаю участие в развитии процесса информатизации образования в школах и ВУЗах.
В конце 80-х будучи старшеклассником "зацепил" начало внедрения компьютеров в школьное образование. Тогда это были компьютерные классы на основе микроЭВМ БК 0010 и учительского компьютера ДВК-2. С увлеченим осваивал программирование Basic. Книг тогда по нему практически не было. Вместе с преподавателем приходилось все изучать по брошюркам и "методом научного тыка". Перед окончанием школы в Чувашию приехал проект IBM "Пилотные школы". К счастью, в одну из школ Новочебоксарска (№14) был поставлен компьютерный класса на основе IBM PS/2. Тогда это было подобно чуду - настоящий компьютер "IBM PS" с "мышкой", флоппи-дисководом и шикарным 256-цветным экраном! Учительский компьютер имел 286-й процессор, 1 мегабайт оперативной памяти и 40Мб жесткий диск (который казался настолько большым по сравнению с флоппи-диском, что мы не знали, можно ли его вообще чем-то заполнить "под завязку"). Ко всему прилагался матричный принтер - "чудо враждебной техники".
Затем были 5 "перестроечных" лет учебы в университете, где в ходе учебного процесса я познакомился с кубинскими СМ ЭВМ (те самые, с катушками для записи данных и с тяжелыми металлическими клавиатурами). Но как раз в те самые годы ВУЗы по западным гратнам стали получать современные компьютеры IBM PC-XT 286 и IBM PC/AT 386. Снова я испытал потрясение, изучая Pascal, работая в Norton Commander и осваивая среду гипертекстовой верстки документов LaTex.
Работая несколько лет в школе после окончания ВУЗа имел счастье наблюдать, как в кабинетах информатики БК 0010 постепенно сменяются новыми, на порядки более мощными комьютерами Pentium с графической ОС Windows и офисными программами "на борту". Но дети продолжают изучать на них Basic и Pascal...
По роду деятельности одним из первых в родном городе зашел в Internet и тут же понял, что за ним будущее. Стал заниматься созданием вебсайтов разработкой интернет-проектов, познакомился с Linux- основной ОС Интернета и Perl - тогда самым популярным языком программирования интернет-приложений.
На какой то период времени отошел от школьного образования. Примерно через 10 лет нашел время и желание организовать кружок по компьютерной астрономии в родной школе (ныне гимназии). Практически на моих глазах старые Pentium-ы и Celesron-ы в компьютерном классе благодаря президентскому гранту сменились на мощные двухядерные ноутбуки. В учебной программе уже присутствовали офисные пакеты и графичекские редакторы, основы работы в интернет и знакомство с HTML. Но старые Basic и Pascal также остались...
И вот на дворе уже второе десятилетие нового тысячилетия. Дочка доросла до уроков информатики. От нее я узнал, что в школах все-так же изучают основы работы в Windows и... программирование на Borland Pascal...
А тем временем, во всем мире дети младшего школьного возраста уже пишут программы под Андроид, создают интернет-сервисы на сверхпопулярном языке Python и управляют со смартфонов умными домами на базе Linux-devboard"s с SoC-процессорами...
Задавал вопросы представителям системы образования, в чем проблема застоя с внедрением обучения современным технологиям в школе? Односложного ответа на этот вопрос не услышал. Понял лишь одно, что из-за непопулярности среди продвинутой молодежи профессии учителя информатики, длительности процесса написания учебных программ и пособий, переобучения учительсого состава и переоборудования компьютерных классов, в ближайшем времени моему ребенку в школе ничего не светит, если... Если внедрением новых технологий хотя бы в качестве внеурочной, или олимпиадной работы не займутся энтузиасты. К моему счастью, я сам энтузиаст, и мой первый учитель информатики тоже из их числа. Только нужно помочь с чего-то начать...

Arduino vs Raspberry Pi

Погуглив немного, выяснил, что самым современным в последние пару лет направлением информационного образования во всем мире становитя физический компьютинг - основа технологии IoT (Интернет вещей). Эта тема стала бурно развиваться благодаря появлению недорогой, но достаточно мощной аппаратной платформы Raspberry Pi и связанной с ней инфраструктуры - огромного сообщества преподавателей и этнузиастов, бесчисленнного множества стартовых руководств и учебников, тысяч разработчиков различных библиотек, широкого ассортимента готовых расширений и датчиков. До Raspberry Pi в школьном образовании за рубежом активно продвигалась тема освоения основ кибернетики и физического компьютинга на базе микроконтроллеров Arduino. Благодаря этому для Arduino в настоящее время существует богатый выбор различных датчиков, позволяющим детям под присмотром взрослых, к примеру, конструировать роботизированные платформы, чтобы устраивать примитивные "гонки роботов". В принципе, тема Arduino актуальна и по сей день, но как начальная часть процесса обучения физическому компьютингу, программированию и кибернетике. Raspberry Pi - следующий, существенно более продвинутый, фактически, не ограниченный по возможностям уровень...

Понять, чем отличаются, по своему хороши Raspberry Pi и Arduino можно, сравнив их возможности.

Arduino - это не являющийся полноценным компьютером однозадачный одноядерный микроконтроллер с малым объемом оперативной памяти, невысокой вычислительной мощностью, отсудствием мультимедийных и сетевых возможностей, но низким энергопотреблением и высокой скоростью реакции в критичных к времени проектах. Для управления Arduino требуется компьютер, или ноутбук с USB-портом, что существенно увеличивает стартовый бюджет одного учебного места. Для программирования Arduino необходимо будет изучать C-подобный язык. Arduino достаточно для быстрой реакции на сигнал с датчика, например, чтобы повернуть в другую сторону колесо робота. Но управлять роботом через интернет и обрабатывать маршрут Arduino уже не сможет.

Raspberry Pi (v3 Model B) - полноценный 4-ядерный одноплатный компьютер с 1Гб оперативной памяти и возможностью подключения через USB внешних накопителей, работающий под управлением современной Linux-системы, обладающий продвинутыми мультимедийными (Open GL, HD-Video) и коммуникационными (WiFi, Bluetooth, Ethernet) возможностями. За некоторыми оговорками, Raspberry Pi может с успехом использоваться в качестве полноценного ученического/студенческого компьютера, на котором можно, помимо основной задачи- физического компьютинга, слушать музыку, смотреть HD-видео, заниматься вебсерфингом, работать с документами в офисных редакторах, читать электронные книги и т.п... И при этом, не считая монитора (в качестве которого может выступать обычный ЖК-телевизор с VGA/HDMI-разьемом), USB-клавиатуры и мыши, стоимость одного учебного места на базе Raspberry Pi начинается с 2,5 т.р. На Raspberry Pi можно изучать основы программирования на любых языках. По умолчанию на него предустановлены Python, Scratch и Node-RED, но ничего не мешает через удобный интерфейс Debian-репозитория программ установить LAMP c PHP, Ruby, Java и другие популярные среды разработки. Также на Raspberry Pi, как полноценный Linux-компьютер, можно установить массу полезных бесплатных и полезных для освоения программ, в том числе, вебсервер Apache-основу современного Интернета, среду 3D-проектирования Blender, графический редактор The Gimp, векторные редакторы Xara-X и Inkscape, издательскую систему Scribus. И в добавок, Raspberry Pi располагает интерфейсом GPIO для управления датчиками, изначально предназначенными для Arduino. Более того, если требуется мгновенная реакция на события и АЦП-преобразования сигнала, к Raspberry Pi можно подключить Arduino и управлять датчиками через него!
В итоге, Raspberry Pi представляет собой самый доступный по цене персональный компьютер для учащихся и одновременено развитую аппаратно-программную платформу для «Интернета Вещей».

1. Покупка стартового комплекта Raspberry Pi

Итак, разобравшись, что минуя этап Arduino стоит сразу начинать с Raspberry Pi, я пришел к решению о покупке стартового комплекта для первоначального знакомства, освоения основ работы и азов физического компьютинга на Python, чтобы затем продемонстрировать все это в школе и заинтересовать энтузастов-преподавателей, а также продвинутых учащихся. Таким образом и началась моя эпопея с Raspberry Pi.

К счастью для россиян, все модели Raspberry Pi, включая самую совершенную v3 Model B, а также необходимые компоненты к ней можно заказать с доставкой на aliexpress.com.

По минимуму можно заказать только саму плату Raspberry Pi 3 Модель B с доставкой по цене 2200р. Для начала работы вам понадобится блок питания (зарядник для сотового/планшета) с miniUSB-разъемом, дающим на выходе ток 1А-1,5А, ЖК-монитор или телевизор с HDMI-разъемом, USB-клавиатура и мышь.

Я решил добавить 1,2 т.р. и купить необходимый набор компонент, с которым Raspberry Pi станет более удобным, производительным, совместимым и эффективным. Прежде всего, стоит купить комплект радиаторов для отвода тепла от SoC-процессора и памяти, чтобы они не перегревались на сложных задачах и не снижали производительность системы последовательным отключением ядер процессора и снижением тактовой частоты.
Также очень рекомендуется купить какой либо недорогой корпус, чтобы избежать неудобств и защитить детей от неприятностей. Я взял оригинальный корпус Модель R1 бело-малинового цвета.
Для начала освоения основ физического компьютинга вместе с Raspberry Pi сразу стоит заказать стартовый комплект датчиков и монтажную плату с шлейфом для интерфейса GPIO, которые не купишь в местных магазинах. На aliexpress.com существую готовые комплекты, состоящие из датчиков, монтажной платы со шлейфом и переходником, соединительных проводов, светодиодов, кнопок и резисторов. Но они показались мне немного дороговатыми... Поэтому, я взял почти все по отдельности, а светодиоды, кнопки и резисторы решил купить в ближайшем радиоларьке.

Мой список покупок через интернет:
1. Raspberry Pi 3 Модель B с блоком питания на 2,5А и двумя радиаторами для процессора и памяти - 2412р.
2. bredaboard с 40-жильным кабелем и переходником - 282р.
3. HDMI2VGA переходник - 233р.
4. Корпус, модель R1 - 280р.
5. Стартовый комплект из 16 датчиков - 510р.
6. Комплект соединительных проводов - 186р.
Итого : 3900р. (по ценам на февраль 2017г. при курсе рубля 57,70)

После примерно месяца ожидания все заказанные компоненты прибыли в целости и сохранности.

До первого включения Raspberry Pi необходимо сделать несколько обязательных процедур. Внимание! Перед тем, как достать плату из антистатического пакета, обязательно снимите статическое электричество с рук, прикоснувшись к водопроводному крану или оголенному участку батареи отопления, иначем можете сжечь чувствительную электронику.
Сперва нужно наклеить радиаторы на процессор и микросхему памяти. Это не сложно: сначала отклеиваем защитную пленку с радиатора, затем аккуратно располагаем его над микросхемой, соответствующей ему по размеру и без усилия опускаем на нее радиатор. Сильно прижимать радиатор к микросхеме не надо, он и так будет хорошо держаться.
Затем нужно собрать из частей корпус и поместить в него плату. При сборке корпуса верхнюю крышку и сторону с вырезами под USB-разъемы устанавливаем после вставки (с некоторым усилием) в пазы платы Raspberry Pi.

3. Установка ОС Rasbian

Поскольку Raspberry Pi по умолчанию поставляется без предустановленной операционной системы и собственного носителя информации, его нужно будет купить, а систему скачать и самостоятельно установить.
В качестве системного диска Raspberry Pi на используется microSD-карта минимум 6 класса (скорость записи 6Мб/сек) объемом не менее 8Мб. В интернете советовали сразу покупать карту 10 класса, чтобы избежать возможных проблем с установкой ОС и работой Raspberry Pi.
В ближайшем компьютерном ларьке я купил microSD-карту 10 класса марки Sundisk объемом 8Гб.
Затем я скачал операционную систему Raspbian (на основе Debian Jessie) по адресу https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ . Выбирайте Raspbian Jessie with PIXEL - это дистрибутив с графическим интерфейсом и комплектом программ для начала продуктивной работы.
Как выяснилось, скачанный образ при распаковке из архива разворачивается до 4Гб и на диске с файловой системой FAT32 из-за ограничений на максимальный размер одиночных файлов записан быть не может.
Пришлось подключить внешний USB-диск с ФС NTFS и распаковать образ Raspbian ОС на него.
Для записи образа на SD-карту, потребовалось скачать программу Win32DiskImager по адресу и подключить microSD-карту к компьютеру через USB-кардридер.
Интерфейс программы до безобразия прост: в строке "Image File" надо указать на диске образ Raspbian ОС, в выпадающем списке "Device" выбрать microSD-карту и нажать кнопку "Write". Кстати, этой же программой время от времени стоит делать резервное копирование microSD-карты, вставив ее в кардридер, выбрав путь сохранения образа в поле "Image File", задав в выпадающем списке Device имя диска, под которым определиась microSD-картаи выбрав команду "Read".

4. Первый запуск

После успешного завершения процесса записи, вставляем microSD-карту в соответствующий разъем кардридера на Raspberry Pi, подключаем через HDMI-кабель, или HDMI2VGA переходник монитор, подключаем к нижним USB-разъемам клавиатуру и мышь, и только после этого подсоединяем блок питания. Поскольку Raspberry Pi не имее кнопки включения питания, подсоединение/отсоединение блока питания включает и выключает устройство. На всякий случай заранее напишу, что перед обесточиванием на Raspberry Pi желательно корректно завершить работу ОС, чтобы не возникали ошибки при последующем запуске.
К моему глубокому сожалению и ужасу, после подключения питания к Raspberry Pi на мониторе не загорелась заставка графической оболочки Pixel, а выскочила тирада из текстовых "ругательств", завершившаяся строкой "kernel panic" с номером ошибки.
Погуглив на смартфоне, я тут же выяснил, что, повидимому, Raspberry Pi не нравится моя microSD-карта (как позже выяснилось, скорости чтения/записи не достаточно для нормальной работы ОС Raspbian). Во время повторной записи образа ОС Raspbian на SD-карту я заметил, что скорость записи не привышает 4Мб/сек (соответствует 4-му классу SD-карты).
При повторном включении Raspberry Pi со злополучной картой я снова увидел "kernel panic". Пришлось сходить в ларек и поменять ее после некоторых объяснений на менее "брендовую" Prestigio microSDHC 8Гб 10 класса (U1). На "свежекупленную" microSD-карту образ ОС записался в два раза быстрее со скоростью примерно 9,5Мб/сек. При включении с ней Raspberry Pi тут же отобразила приветственное окно и через несколько секунд загрузки я с радостью увидел на дисплее интерфейс X-Windows с красивой заставкой в виде пустынной дороги, уходящей в сторону восходящего солнца.
По-видимому, карта Sundisk оказалась поддельной...

5. Знакомство с Debian Linux, первичная настройка Raspbian ОС, установка полезных программ

Вооружившись парочкой руководств на русском и английском языке, скачанных с различных гик-ресурсов, решил посвятить вечер выходного дня на первичную настройку удобной рабочей среды на Raspbian ОС.

Прежде всего, стоит сказать несколько слов о консоли Debian Linux. Она доступна по кнопке LXTerminal на верхней панели интерфейса Raspbian ОС.
В Linux-консоли вводятся команды для управления ОС, установки, запуска и удаления программ, внесения ручных правок в настройки самой ОС и ее отдельных компонентов. Для успешного запуска большинства команд требуется уровень доступа администратора (root-доступ). Для этого нужно перед командой вводить "sudo ".
Некоторые операции в Raspbian ОС доступны только из консоли.
Прежде всего, это доступ к программе настройки системы raspi_config. Именно в ней производится первичная настройка Raspbian ОС.
Для запуска программы настройки системы надо открыть LXTerminal и ввести в консоли команду:
sudo raspi-config

Первым делом, надо выбрать команду "Expand Filesystem", чтобы расширить файловую систему ОС на все доступное пространство microSD-карты.
Затем обязательно стоит поменять пароль root по умолчанию на доступ к системе через консоль и по SSH командой "Change User Password". Из косоли это далается командой "sudo passwd root".
Затем стоит запустить SSH-сервер для того, чтобы иметь возможность заходить на Raspberry Pi по терминальному протоколу SSH с другого ПК командой "SSH" в окне "Advanced Options".

Очень важно сразу поменять локаль (язык интерфейса) на русский и добавить русскую раскладку клавиатуры.
Это осуществляется в окне "Internationalisation Options". Смена локали осуществляется по команде "Change locale".
Надо выбрать локаль ru_RU.UTF-8 UTF-8. Смена раскладки клавиатуры производится по команде "Change keyboard layout". Далее придется в новом окне выбрать нужную раскладку (ru_RU.UTF-8), в следующем окне задать горячие клавиши смены раскладки, каждый раз подтверждая выбранные действия переходом кнопкой "Tab" клавиатуры на кнопку "Enter" окна программ и нажатием "Enter" на клавиатуре.
Стоит также в окне "Advanced options" перейти на пункт меню "Audio" и выбрать в новом окне варинат вывода звука по умолчанию на внутренний разъем 3.5mm jack, чтобы слушать звук в наушниках, подключенных к стандартному звуковому разъему Raspberry Pi.
После завершения настроек выбираем кнопку "Finish" и соглашаемся на перезагрузку системы.

Следующим этапом настройки Raspbian ОС рекомендуется выполнить обновление ее базы программ и установленных компонент.
Для этого последовательно введем в консоли следующие команды, дожидаясь окончания выполнения каждой из них до появления зеленого приглашения ввода консоли.
Обновление базы программ:
apt-get update
Обновление установленных программ
sudo apt-get upgrade
Удаления оставшихся после удаления программ библиотек, сопутствующих программ и др.
sudo apt-get autoremove
Выполнение второй команды обычно занимает 10-15 минут.
Вспоминая прежний опыт работы в Linux, поспешил установить файловый менеджер Midnight Commander.
sudo apt-get install mc
Без него перемещаться по структуре папок системы командой "cd" получается медленно и не удобно.

На всякий случай, у новичка всегда должна быть под рукой шаргалка по базовым командам Unix...

Ctrl+C - выход из открытой консольной программы (если не предусмотрено других клавиш)
Shift+Ins - вставить текст в консоль
Ctrl+Ins - копировать выделенный текст из консоли
sudo - ставится перед командой и выполняет ее с правами пользователя root
- выключение
sudo shutdown -h now - немедленная остановка системы и запуск процесса выключения
sudo shutdown -h 21:55 - остановка системы и выключение в 21:55
sudo shutdown -h now — выключение Raspberry Pi
sudo su - открыть командную строку с правами root
sudo -i - открыть командную строку с правами root
sudo cp - копирование файла (с ключом -r рекурсивное копирование)
sudo mv - перемещение файла
cat - вывод содержимого файла/файлов
cd — Переход в нужную папку. Например cd /home/pi
chmod - изменения прав на использование файла; u (означает пользователя, который владеет этим файлом), g (группа файлов) и o (другие пользователи), а также r (считывание), w (запись) и x (выполнение)
chmod u+x - устанавливает разрешение владельцу файла на его исполнение
sudo chown pi:root - смена пользователя и/или группы пользователей, которые владеют этим файлом, например пользователя на pi, а группу на root.
dir - покажет содержимое текущей папки
pwd - покажет ваше текущее расположении
date - покажет время и дату
cal - покажет календарь на текущий месяц
cal -y - покажет календарь на текущий год
wget - скачать файл в текущую директорию. Например wget http://mysite.com/myfile.deb
sudo apt-get update - обновит список пакетов с репозитария
sudo apt-get upgrade - обновит установленные пакеты
sudo apt-get install <название> - установка программы <название> из Debian-репозитория
sudo apt-get remove <название> - удаление программы <название>
info <название> -вывод информации о программе
apt-cache search <запрос> - поиск по базе Debian-репозитория программы или утилиты с описанием <запрос>
apt-cache search screen capture - поиск программ для создания скриншотов
sudo apt-get install mc - установка файлменеджера Midnight Commander (Mc)
sudo apt-get install links - установка текстового браузера Links
udo apt-get install scrot - установка утилиты для скриншотов
scrot -d5 - создание скриншота черех 5 секунд
sudo apt-get install synaptic - установка менежера пакетов Synaptic
sudo apt-get install x11vnc - установка VNC-сервера
x11vnc -desktop:0 - запуск VNC-сервера для удаленного управления через VNC-клиент, например realVNC (http://www.realvnc.com/download/viewer/)
top - запуск диспетчера задач
sudo nano - редактирование файла
sudo nano /boot/config.txt - редактирование файла настроек запуска Raspberry Pi
ifconfig — утилита конфигурирования сетевых интерфейсов
iwconfig - просмотр информации о беспроводных устройствах
sudo iwlist wlan0 scan — сканирование Wi-Fi
cat /proc/cpuinfo — смотрим инфо о процессоре
cat /proc/meminfo — отображает подробную информацию о памяти Raspberry Pi
cat /proc/partitions — показывает размер и количество разделов на Вашей карте SD или HDD
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/sca ling_cur_freq — информация о частоте процессора
<имя_программы> --help — отбражение помощи по программе
vcgencmd measure_temp - покажет температуру процессора
free -o -h - покажет, сколько свободной системной памяти доступно
vcgencmd get_mem arm && vcgencmd get_mem gpu — покажет распределение памяти между процессором и GPU
lsusb - список подключенных устройствах
mkdir newDir - создание директории newDir
rmdir oldDir - удаление пустой директории oldDir
rm <имя_файла> - удаление файла/папки (с ключем -r рекурсивное удаление содержимого папки)
& - запускает команду в фоновом режиме
curl - загружает файл либо с сервера, либо на него
grep "паттерн" *.txt - поиск в файлах по маске и заданному паттерну
ping <имя_сервера> - провера доступности сервера
df -h - свободное и занятое дисковое пространство на подключенных устройствах
scp myfile.txt [email protected]: - копирование файла myfile.txt на устройство [email protected] по SSH в папку /home/pi/
scp [email protected]:myfile.txt . - копирование файла myfile.txt с устройства [email protected] в текущую папку по SSH
scp *.txt [email protected]: - копирование всех текстовых файлов с устройства [email protected] в текущую папку по SSH
dd if=/dev/sdd of=backup.img - создание бэкап-образа SD-карты или USB-носителя (/dev/sdd)
dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=4096 - побайтное копирование данных с устройства на устройство (dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=4k - очистка диска sda)
dd if=myfile of=myfile conv=ucase - прообразование файла в верхний регистр
dd if=myfile of=myfile conv=lcase - прообразование файла в нижний регистр
ls -l | dd conv=ucase - преобразует вывод команды в верхний регистр
apt-mark showauto > autopackagelist.txt - создание списка предустановленных приложений
apt-mark showmanual > manualpackagelist.txt - создание списка установленных вручную приложений

6. Тестирование Raspberry Pi в качестве десктопа

Итак, через полчаса настроек и обновлений Raspberry Pi готов к работе. Что мы имеем "на борту" по умолчанию?
Помимо средств разработки программ, на Raspberry ОС установлен базовый комплект необходимых приложений.
Для работы с документами предустановлены пакет Libre Office и средство просмотра PDF. Для продуктивной работы в интернет с Raspberry ОС поставляется броузер Chromium и почтовый клиент Claws Mail. Для удаленного управления с десктопа и мобильных устройств на Raspberry Pi установлен VNC Connect.
К сожалению, по умолчанию система не содержит медиаплеера с графическим интерфейсом для воспроизведения видео и аудио, но с консоли воспроизведение мультимедийных файлов можно запустить через программу omxplayer, поддерживающую аппаратное ускорение видео в полноэкранном режиме.
В системе имеется графический файловый менеджер Xfce, позволяющий перемещаться по папкам при помощи мышки, осуществлять файловые операции, открывать документы двойным кликом мышки. Как показала практика, по удобству и принципам работы он практически ничем не отличается от привычного нам Проводника.
Открытие меню и переход по папкам в интерфейсе Raspbian ОС осуществляется на удивление быстро, поживее, чем на моем стареньком двухядерном Celeron-е.
После инвентаризации установленного ПО любопытство подтолкнуло проверить скорость работы на Raspberry Pi в Интернет. Открыл в Chromium и первым делом зашел на родной портал cheboksary.ru: страницы открываются быстро и без тормозов. Во второй вкладке открыл соцсеть ВК. Стал прокручивать свою ленту при помощи колесика мышки - неприятных задержек подгрузки не заметил. Лента соцсети скроллится в броузере плавно, без рывков. В третьей вкладке открыл Youtube, а в нем - популярный видеоклип. Видео воспроизводится без задержек и рывков с достаточно хорошим разрешением и достаточно качественным звуком. Развернул видео на полный экран - воспроизведение продолжилось без рывков. Заметил единственный момент - немного заторможенную реакцию на клики мышкой по интерфейсу воспроизведения видео. Можно сказать, что тест на производительность работы в интернет Raspberry Pi прошел.
Проверил скорость рендеринга страниц электронной книги во встроенном в систему PDF-просмотрщике Xpdf. Для этого решил воткнуть в USB-разъем "флешку" и... система сразу ее распознала, открыв через пару секунд окно файлменеджера на папке /media/pi/usb/ с содержимым моего сменного носителя! Приятный сюрприз - в Raspbian ОС реализовано автомонтирование USB-drive! Как выяснилось позже, для демонтирования "флешки" перед отсоединением надо нажать на стрелочку в правом верхнем углу экрана и выбрать ее из списка.
Быстро выбрав нужный PDF-файл, просто кликнул по нему и увидел содержимое в окне просмотрщика. При скроллинге страницы электронной книги рендерились с задержкой примерно в одну секунду, что можно считать вполне приемлемым результатом. Единственный неприятный момент - просмотрщик не смог отобразить русские буквы в оглавлении книги.
Чтобы проверить воспроизведение музыки и видео с "флешки", решил не пользоваться консолью и установил для этого графическую оболочку на Python для системного проигрывателя omxplayer. Конечно, tk-интерфейс оболочки не блещет красотой и дизайном, но все-таки позволяет при помощи мышки выбрать нужные файлы и создавать плей-листы. Хотя в сети писали, что в окне на Raspberry Pi видео с аппаратным ускорением не воспроизводится, как оказалось, через omxplayerGUI это вполне возможно! Видео выводилось на экране с исходным разрешением в окне без рамки, но позволяло перетаскивать окно, причем, без остановки воспроизведения.
Одним словом, интернет на Raspberry Pi работает без ограничений, музыка и видео воспроизводятся, флешки автомонтируются, офисные документы редактируются, фотографии показываются. Что еще нужно для продуктивной работы?