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Introduzione alla guida all'uso di Raspberry Pi: cos'è, come si usa, e quali sono le caratteristiche principali dei modelli attualmente disponibili.
Introduzione alla guida all'uso di Raspberry Pi: cos'è, come si usa, e quali sono le caratteristiche principali dei modelli attualmente disponibili.
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Il Raspberry Pi è un single-board computer (ovvero un caso specifico di System on Chip, o SoC), con CPU ARM. Questa scheda è stata sviluppata nel Regno Unito dalla Raspberry Pi Foundation, e i primi modelli sono stati presentati al pubblico durante l’inverno del 2012. L’idea alla base della realizzazione di Raspberry Pi, è quella di permettere l’insegnamento dell’informatica e della programmazione nelle scuole, attraverso l’utilizzo di dispositivi a basso costo.

Raspberry Pi è disponibile sotto diverse forme (form factor). Ogni versione disponibile, possiede particolari caratteristiche e si contraddistingue dalle altre per prestazioni e/o capacità.

Le diverse tipologie di form factor sono contraddistinte da una lettera dell’alfabeto, eventualmente seguita da un simbolo (+). Quest'ultimo contraddistingue i modelli che dispongono di risorse maggiori rispetto agli equivalenti modelli senza il +, pur condividendone la forma.

In questa guida vedremo come configurare ed utilizzare Raspberry Pi per creare applicazioni di vario tipo. Partendo dallo studio della scheda, si procederà con la configurazione e l'installazione del sistema di base per l'utilizzo quotidiano come mini computer. Fatto questo, conosceremo raspberry sotto un altro punto di vista, ossia come dispositivo per il mondo dei maker, scoprendo dunque le potenzialità che la scheda offre utilizzandola in contesti differenti da quello di semplice mini computer.

Per prima cosa, riportiamo di seguito una breve descrizione dei vari modelli attualmente disponibili.

Scheda Descrizione
Raspberry Pi 1 Model A+ È la variante a basso costo del Raspberry Pi. Rispetto alla versione A di base, possiede più pin GPIO (dei quali parleremo più avanti in questa guida). L'interfaccia GPIO contiene 40 pin, e i primi 26 mantengono la stessa piedinatura dei precedenti modelli Raspberry Pi A e Raspberry Pi B. La vecchia versione del socket che ospita la SD card è stata rimpiazzato da un sistema push-push per micro SD. I consumi energetici sono stati ridotti di 1 Watt circa. La qualità dell'audio è stata migliorata e il form factor è stato reso più piccolo ed organizzato.
Raspberry Pi 1 Model B+ È la revisione finale dell'originale Raspberry Pi. Questa versione di Raspberry Pi ha rimpiazzato il più anziano modello B nel luglio 2014, per essere successivamente sostituito dal Raspberry Pi 2 Model B. L'interfaccia GPIO contiene 40 pin, e i primi 26 mantengono la stessa piedinatura dei precedenti modelli. Le porte USB sono state maggiorate e la scheda ne include quattro, due in più rispetto al precedente modello B. È stato mantenuto il sistema push-push per la lettura della micro SD ed i consumi energetici sono stati ridotti anche in questo modello di circa 1 watt. La qualità dell'audio è stata migliorata ed il form factor è stato riorganizzato per ospitare le nuove porte USB.
Raspberry Pi 2 Model B Rappresenta la seconda generazione di Raspberry Pi. Questo modello di scheda rimpiazza la prima generazione di Raspberry Pi nel febbrario 2015. Le principali differenze rispetto alla versione precedente sono:

  • processore quad-core Cortex-A7, con frequenza di 900MHz;
  • RAM da 1 GB.
Raspberry Pi 3 Model B Questo modello di Raspberry è l’evoluzione del predecessore Raspberry Pi 2 B, che ne migliora la connettività. È stato mantenuto il sistema push-push per la lettura della micro SD e l'alimentatore è stato potenziato, supportando fino a 2.5 A. La terza generazione di Raspberry Pi è stata rilasciata nel febbrario 2016 ed è dotata di:

  • processore quad-core Broadcom BCM2837 a 64 bit, con frequenza di 1.2 GHz;
  • RAM da 1 GB;
  • un modulo di connettività wireless e bluetooth low energy BCM43438 (BLE);
  • un'interfaccia GPIO a 40 pin;
  • quattro porte USB 2.0;
  • un'uscita stereo a 4 poli con porta video composita;
  • una porta HDMI come uscita video-audio;
  • una porta CSI per connettere la Raspberry Pi Camera;
  • una porta DSI per connettere il display touchscreen di Raspberry Pi.
Raspberry Pi 3 Model B+ È, ad oggi, l'ultima versione del single-board computer prodotto dalla Raspberry Foundation. La terza generazione di Raspberry Pi è stata rilasciata nel marzo 2017 ed è dotata di:

  • processore Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 (ARMv8) 64-bit SoC, con frequenza di 1.4GHz
  • RAM da 1 GB;
  • Connettività: 2.4GHz and 5GHz IEEE 802.11.b/g/n/ac wireless LAN, Bluetooth 4.2, BLE;
  • Gigabit Ethernet over USB 2.0
  • un'interfaccia GPIO a 40 pin;
  • una porta HDMI come uscita video-audio;
  • quattro porte USB 2.0;
  • una porta CSI per connettere la Raspberry Pi Camera;
  • una porta DSI per connettere il display touchscreen di Raspberry Pi;
  • un'uscita stereo a 4 poli con porta video composita;
  • una porta micro SD per caricare il sistema operativo e memorizzare i dati;
  • alimentazione a 5V/2.5A DC;
  • supporto al Power-over-Ethernet (PoE) (richiede il modulo PoE HAT).
Raspberry Pi Zero Rappresenta esattamente la metà in termini di dimensioni rispetto al modello A+, ma con il doppio dell'utilità. Le sue caratteristiche sono:

  • processore single-core, con frequenza di 1GHz;
  • RAM da 512 MB;
  • una porta mini-HDMI come uscita audio/video digitale;
  • una porta micro-USB destinata all'alimentazione;
  • una porta micro-USB OTG per connettere dispositivi di vario tipo;
  • una griglia a 40 pin come interfaccia GPIO;
  • headers per il reset e per l'uscita video composita;
  • un connettore CSI per la camera.
Raspberry Pi Zero W Questo modello estende la famiglia Pi Zero. Raspberry Pi Zero W è stato lanciato nel febbrario 2017 aggiungendo al predecessore i moduli destinati alla connettività, come Bluetooth Low Energy 4.1 e Wireless 802.11 b/g/n. Il Pi Zero W possiede le stesse caratteristiche del Pi Zero descritte sopra.

Raspberry supporta diversi sistemi operativi, principalmente basati su kernel Unix (in particolare Linux/Debian) e su architetture RISC.
In questa guida, faremo uso di Raspbian, sistema operativo basato su kernel Linux e derivato da Debian.
In particolare, vedremo tutte le fasi necessarie all’installazione del proprio sistema e ne studieremo gli aspetti e le configurazioni necessarie per poter sfruttare a pieno il dispositivo. Prima di fare questo, introduciamo meglio la scheda, prendendo come riferimento il modello Raspberry Pi 2. Sebbene quest'ultimo non rappresenti l'ultima versione disponibile, le differenze rispetto a Raspberry Pi 3 riguardano esclusivamente le prestazioni e la connettività, perciò tale scelta permetterà comunque di generalizzare i contenuti di questa guida anche ai modelli successivi.

La scheda

Figura 1. Raspberry Pi 2 model B: vista dall'alto (click per ingrandire)

Raspberry Pi 2 model B: vista dall'alto

Raspberry Pi 2 si presenta come una piccola scheda elettronica con integrati diversi moduli per poter utilizzare il dispositivo come semplice computer o come scheda di sviluppo per la prototipazione di moduli intelligenti per la domotica, per la robotica o più in generale per qualsiasi sistema automatico.

Raspberry Pi 2 B presenta una porta micro USB per l’alimentazione a 5V, una porta HDMI per il collegamento audio/video a monitor/tv che supportano l’HDMI, un jack da 3.5” per l’uscita audio e l'uscita video composita, una porta Ethernet 10/100, quattro porte USB 2.0 ed un lettore per inserire la micro SD dove sarà installato il sistema operativo che gestirà il Raspberry Pi.

Vista dall’alto, la scheda presenta una porta DSI per gestire display con connettività DSI e una porta CSI per l’utilizzo della Raspberry Pi Camera, un VideoCore IV 3D graphics core, e probabilmente la parte più interessante di questa scheda: l’interfaccia GPIO a 40 pin. Essa permette, come vedremo, di sviluppare progetti di vario tipo, tipicamente basati sulla necessità di controllare attuatori di vario tipo, il tutto con estrema semplicitò.


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