دليل المبتدئين إلى Raspberry Pi

إنها الأشياء الصغيرة التي تهم.

يتساءل الكثير عما يعنيه مصطلح إنترنت الأشياء (IoT) أو ما يمثله بالفعل. بعبارات بسيطة ، إنترنت الأشياء هو مصطلح لتصنيف أي شيء يمكنه الاتصال بالإنترنت. يتضمن ذلك Alexa و HomePod وساعة Android وثلاجة Samsung الذكية وغيرها الكثير. حتى لو أدركت أن إنترنت الأشياء هو مصطلح يقصد به وصف مجموعة من الأجهزة الصغيرة التي تتصل بالإنترنت والتي تتحدث مع بعضها البعض ، فلا يزال من غير الواضح كيف تقوم هذه الأجهزة الصغيرة فعلاً بما تفعله.

في المقابل ، يعرف الجميع بشكل عام ما يفعله جهاز Macbook أو الكمبيوتر وما الذي يمكنهم فعله. ومن المثير للاهتمام ، أن الأجزاء الداخلية لأجهزة إنترنت الأشياء هذه تشبه إلى حد بعيد أجهزة الكمبيوتر التي نستخدمها كل يوم ، والتي تتضمن وحدة معالجة وذاكرة و / أو شبكة و / أو وحدة بلوتوث وبعض المستشعرات الأخرى.

ما لا يدركه الكثير من الناس هو مدى سهولة إنشاء إنترنت الأشياء الخاص بكجهاز باستخدام كمبيوتر صغير. في الواقع ، قد تتساءل عما إذا كان هناك جهاز كمبيوتر صغير متاح بسهولة ورخيص وقوي. النبأ السار هو أنه موجود بالفعلوهي قوية حقًا .

Raspberry Pi هو بالضبط هذا.

Raspberry Pi هو جهاز كمبيوتر صغير يناسب يدك بشكل مريح. لا تنخدع بحجمه وانظر فقط إلى مواصفات الأجهزة لأحدث جيل (3+) Raspberry Pi.

  • 1.4 جيجاهرتز 64 بت رباعي النواة ARM Cortex-A53 ، 1 جيجابايت رام
  • 2.4 / 5 جيجا هرتز ثنائي النطاق 802.11ac شبكة LAN لاسلكية ، 10/100 / 1000Mbps Ethernet
  • بلوتوث 4.2
  • 4 منافذ USB ، ومنفذ HDMI كامل ، ومقبس صوت مدمج مقاس 3.5 مم ومنفذ فيديو مركب ، و 40 سنًا GPIO
  • فتحة بطاقة Micro SD ، نواة رسومات ثلاثية الأبعاد VideoCore IV ، واجهة الكاميرا (CSI) ، واجهة العرض (DSI) ،

كما ترى ، يضم هذا الوحش الصغير وحدة معالجة مركزية رباعية النواة ووحدة لاسلكية سريعة وبلوتوث وذاكرة وصول عشوائي كافية للقيام بمعظم الأشياء التي تقوم بها على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. والأفضل من ذلك ، أن هذا يكلف 35 دولارًا فقط ، أو حوالي عشاء معقول في الخارج (أو 3 نخب أفوكادو في SF).

Raspberry Pis لها اصطلاح تسمية مثير للاهتمام. يتم تصنيفها من خلال مزيج من اسم النموذج والجيل. تتضمن أسماء النماذج A و A + و B و B + و Zero و Compute Module (وحدة الحساب مخصصة بشكل أساسي للتطبيقات الصناعية ، لذلك لن نتطرق إليها في هذه المقالة).

يتم تمييز كل نموذج من خلال الموصلات المتاحة وحجم اللوحة الرئيسية. هناك أجيال مختلفة تم بناؤها حتى الآن ، والتي يتم تصنيفها إلى حد كبير من خلال الأرقام من 1 إلى 3. يتم تمييز كل جيل بشكل أساسي من خلال أداء الرقاقة. يُطلق على أحدث وأقوى إصدار Raspberry Pi 3+ Model B + .

كمرجع ، إليك بعض الصور التي توضح الأجزاء المتوفرة في كل نموذج.

كل نموذج له مفاضلاته الخاصة. على سبيل المثال ، يعد Raspberry Pi Model Zero أصغرها جميعًا ويستهلك فقط 100 مللي أمبير (0.5 واط) من الطاقة في المتوسط. (يحتوي سطح المكتب المتوسط ​​على مصدر طاقة من 200 إلى 1400 واط). ولكنه يحتوي فقط على وحدة معالجة مركزية أحادية النواة ، وذاكرة وصول عشوائي أقل ، ويفتقر إلى منفذ HDMI كامل.

ومع ذلك ، فإن حجمه الأصغر يسمح له بالتناسب مع المزيد من المساحات ، مما يجعله مفيدًا لبناء الأجهزة المقيدة بالمساحة والطاقة. لذلك ، فإن وجود نماذج متعددة للاختيار من بينها يزيد من خياراتك لمشروعك.

ما هي البرامج التي يتم تشغيلها؟

لسوء الحظ ، لا يعمل Raspberry Pi على نظام التشغيل Mac OS X أو Windows. بدلاً من ذلك ، يقوم بتشغيل إصدار من Linux يسمى Raspbian. يمكنك اختيار تثبيت Raspbian على بطاقة micro SD بنفسك باستخدام مثبت NOOBS ، أو شراء بطاقة micro SD محملة مسبقًا مثل البطاقة الموضحة هنا. بمجرد توصيل بطاقة micro SD مع تثبيت Raspbian وتشغيل Raspberry Pi ، ستحصل على شاشة التحميل التالية:

كما ترى ، يبدو سطح المكتب تمامًا مثل سطح المكتب العادي على جهاز الكمبيوتر الكبير. بشكل افتراضي ، تحصل على متصفح ويب ومحطة طرفية وعارض صور وآلة حاسبة والعديد من الميزات الأخرى.

يتيح لك Raspbian أيضًا تثبيت الكثير من البرامج من مستودع البرامج مفتوح المصدر الخاص به دون أي تكلفة. عملية تثبيت البرنامج بسيطة للغاية أيضًا. يمكنك استخدام الأمر apt-get ، وهو أمر Linux شائع لتثبيت البرامج من مستودعات مختلفة ، لتثبيت أي برنامج متاح.

على سبيل المثال ، sudo apt-get install scratch2سيتم تثبيت لغة برمجة الخدش الشائعة. تصفح المستودعات المختلفة و StackOverflow ، وستدرك قريبًا أنه يمكنك فعل أي شيء مع هذه الأجهزة.

ماذا يمكنك أن تفعل في الواقع بهذا؟

حسنًا ، لديك الآن جهاز كمبيوتر صغير يدير مجموعة من البرامج المجانية. ما الذي يمكنك فعله به؟ حسنًا ، إليك مشروع Python سهل وممتع قمت بتنفيذه مع مجموعة من طلاب المدارس المتوسطة كجزء من فصل البرمجة.

باستخدام مستشعر درجة الحرارة / الرطوبة / الضغط المتوافق مع Raspberry Pi مع شاشة LED ، قمت بتدريس مفهوم العشوائية باستخدام ألوان عشوائية على شاشة LED بدلاً من الأرقام. أحب طلابي كيف يمكنهم التفاعل بصريًا وجسديًا مع التعليمات البرمجية الخاصة بهم. يمكنكم مشاهدة الفيديو الخاص بالمشروع هنا:

باستخدام نفس الجهاز ، قمنا أيضًا ببناء آلة حاسبة وجهاز ألعاب ومحطة طقس وغير ذلك الكثير. لقد وجدت لهم طريقة مفيدة للغاية وفعالة من حيث التكلفة لتدريس البرمجة التمهيدية للطلاب الصغار. أخطط لتغطية تفاصيل مناهجي في مقال في وقت آخر.

قام أحد زملائي في جامعة ستانفورد ببناء آلة إسبريسو آمنة من Raspberry Pi لحماية قهوتنا الثمينة. تشبه الفكرة إلى حد ما قفل الباب الآمن Raspberry Pi كما هو موضح هنا.

هناك العديد والعديد من المقالات حول استخدام Raspberry Pi لبناء أجهزة إنترنت الأشياء الممتعة والمفيدة. فيما يلي بعض القوائم التي وجدتها: Raspberry Pi Security Camera و Raspberry Pi Media Center و Raspberry Pi Code Club.

تغليف

آمل أن تقدم هذه المقالة بعض الأفكار الأساسية حول ماهية Raspberry Pis ، وكيف يتم بناؤها وما يتم استخدامها من أجله. أيضًا ، آمل أن يوضح هذا المقال إلى حد ما ما تعنيه إنترنت الأشياء حقًا.

في الأساس ، إنترنت الأشياء هو حركة لربط ملايين الأشياء الصغيرة باستخدام الإنترنت ، و Raspberry Pi هو أحد الطرق لتشغيل هذه الأشياء الصغيرة. أعتقد حقًا أن المستقبل يكمن في إنترنت الأشياء وآمل أن يحاول الجميع المشاركة في تقريبه منا.

إنها الأشياء الصغيرة التي تهم ، مئات منهم - كليف شو.

هذا هو أول مقال لي على المتوسط! أي تعليق على التصحيحات والتحسينات والتصفيق هو موضع تقدير كبير!