برد Raspberry Pi

Raspberry Pi نام مجموعه ای از کامپیوترهای تک بردی است که توسط بنیاد Raspberry Pi، یک موسسه خیریه بریتانیایی ساخته شده و هدف آن آموزش به مردم در زمینه محاسبات و ایجاد دسترسی آسان تر به این محاسبات است.

Raspberry Pi در سال 2012 راه اندازی شد و از آن زمان تاکنون مدل های بسیاری را با ویژگی های متفاوت ارائه داده است. نخستین مدل RPi دارای یک CPU تک هسته ای 700 مگاهرتز و فقط 256 مگابایت رم بود و آخرین مدل دارای یک CPU چهار هسته ای با سرعت کلاک بیش از 1.5 گیگاهرتز و 4 گیگابایت رم است. قیمت رزبری پای همیشه زیر 100 دلار (معمولاً حدود 35 دلار آمریکا) بوده است که مهم ترین آن RPi Zero است که فقط 5 دلار قیمت دارد.

در سراسر جهان، مردم از Raspberry Pi برای یادگیری مهارت های برنامه نویسی، ساخت پروژه های سخت افزاری، انجام اتوماسیون خانگی، پیاده سازی Kubernetes cluster و محاسبات Edge و حتی استفاده از آنها در برنامه های صنعتی استفاده می کنند.

Raspberry Pi یک کامپیوتر بسیار ارزان است که لینوکس را اجرا می کند، همچنین این برد مجموعه ای از پین های GPIO (ورودی/خروجی با هدف عمومی) را ارائه می دهد که به شما امکان می دهد اجزای الکترونیکی را به آن متصل و کنترل کنید و که این باعث می شود در حوزه های مختلفی مانند اینترنت اشیا (IoT) وارد شوید.

مدل های رزبری پای منتشر شده

• Pi 1 Model B (2012)
• Pi 1 Model A (2013)
• Pi 1 Model B+ (2014)
• Pi 1 Model A+ (2014)
• Pi 2 Model B (2015)
• Pi Zero (2015)
• Pi 3 Model B (2016)
• Pi Zero W (2017)
• Pi 3 Model B+ (2018)
• Pi 3 Model A+ (2019)
• Pi 4 Model A (2019)
• Pi 4 Model B (2020)
• Pi 5 (2021)

اکنون به معرفی هریک از این بردها می پردازیم و ویژگی های اصلی هرکدام را به اختصار بیان می کنیم.

برد رزبری پای Zero

Raspberry Pi Zero، دو درگاه microUSB برای برق و لوازم جانبی، یک پورت mini HDMI برای خروجی ویدیو، یک پورت دوربین و هدر 40 پین GPIO دارد. مدل W برای Raspberry Pi Zero قابلیت های WiFi و Bluetooth را اضافه کرده است.

برد رزبری پای  1

Raspberry Pi 1 در مدل A، B یا +B موجود است. تفاوت اصلی بین این سه مدل در این است که A فقط یک درگاه USB دارد، B دارای دو است در حالی که B+ دارای چهار است. در نسخه A درگاه اترنت وجود ندارد در حالی که هر دو B و B+ دارند. همچنین B+ اولین Raspberry Pi است که هدر GPIO 40 را معرفی می کند. A و B فقط یک هدر GPIO 26 دارند. مدل اصلی A همچنین دارای درگاه کارت SD بزرگتر در مقایسه با درگاه کارت MicroSD در مدل های جدیدتر است.

برد رزبری پای  2B

برد Raspberry Pi 2 ریزپردازنده بهتری نسبت به مدل قبلی خود دارد. RPi اصلی روی یک تراشه تک هسته‌ای 700 مگاهرتز اجرا می‌شود در حالی که RPi 2 اکنون روی یک پردازنده چهار هسته‌ای 900 مگاهرتز کار می‌کند. همچنین اکنون به جای 512 مگابایت، 1 گیگابایت رم دارد. Raspberry Pi 2 همچنین ویژگی های B+ را به ارث برده است که عبارتند از هدر 40 پین GPIO، چهار پورت USB و اسلات کارت microSD.

برد رزبری پای  3

پیشرفت اصلی Raspberry Pi 3 اضافه شدن تراشه WiFi داخلی و بلوتوث است. با آن، کاربران دیگر نیازی به اتصال وای فای یا دانگل بلوتوث ندارند. RPi 3 همچنین دارای یک پردازنده بهبود یافته است که که فرکانس آن 1200 مگاهرتز است.

برد رزبری پای  4B

در ادامه روند، Raspberry Pi 4B قدرت پردازشی بالاتری نسبت به مدل قبلی خود دارد. نسل چهارم RPi اکنون دارای یک پردازنده چهار هسته ای 1.5 گیگاهرتز است. یکی دیگر از ویژگی های جدید RPi 4، امکان انتخاب بین مدل های مختلف رم است. کاربران می توانند بین مدل های رم 2، 4 یا 8 گیگابایتی یکی را انتخاب کنند.

یکی دیگر از پیشرفت های آشکار تغییر از 4 پورت USB 2.0 به 2 پورت USB 3.0/ USB 2.0 است. پورت USB 3.0، 10 برابر بیشتر از نسل قبلی خود سرعت جابه جایی داده را ارائه می دهد. RPi 4 اکنون با دو درگاه micro HDMI نیز عرضه می شود که به این معنی است که اکنون می توانید دو نمایشگر را به آن متصل کنید. RPi 4 همچنین اولین مدلی است که از USB Type C برای پورت برق خود استفاده می کند.

برد رزبری پای  5

Raspberry Pi 5 ویژگی های مهم تری را نسبت به نسل قبلی خود یعنی RPi 4 اضافه کرده است. از مهمترین این ویژگی ها میتوان به یک پردازنده 4 هسته ای با فرکانس 2.4 گیگاهرتز اشاره کرد. نکته ای که در این مورد حائز اهمیت است افزایش سرعت GPU از سرعت 800 مگاهرتز به 1.1 گیگاهرتز است.

یکی دیگر از پیشرفت‌ها این است که RPi 5 می‌تواند ویدیوی 4K را در هر دو پورت micro HDMI خود پخش کند. در مقابل، تنها یکی از دو پورت micro HDMI RPi 4 می تواند تصویر را با وضوح 4K پخش کند.

RPi 5 همچنین دارای یک پورت PCI express برای اتصال تعدادی از تجهیزات جانبی، یک باتری RTC، فن، و کانکتورهای UART و برای اولین بار، یک سوئیچ روشن و خاموش است.

ویژگی های Raspberry Pi

با ورود مدل های جدیدتر رزبری پای، ویژگی های زیادی اضافه شده است. اما ویژگی های مشترکی در بین همه مدل ها وجود دارد که برخی از آن ها در زیر ذکر شده است:

پردازنده (CPU): همانطور که قبلا ذکر شد، مدل های Raspberry Pi از پردازنده های مبتنی بر ARM استفاده می کنند. هر نسل CPU و بهبودهای مربوط به خود را دارد. همه مدل‌ها از پردازنده‌های Broadcom استفاده می‌کنند و معمولاً پیشوند «BCM» را دارند (مانند BCM2835، BCM2836، BCM2837، یا BCM2711).

RAM (حافظه): مقدار RAM در Raspberry Pi در مدل‌های مختلف متفاوت است. مدل های قدیمی رم کمتری نسبت به مدل های جدید دارند. کمترین 256 مگابایت و جدیدترین 8 گیگابایت است.

GPIO (ورودی/خروجی عمومی): بردهای Raspberry Pi شامل مجموعه‌ای از پین‌های GPIO هستند که امکان ارتباط با دستگاه‌ها و اجزای خارجی را فراهم می‌کنند و آن را به یک پلتفرم همه کاره برای پروژه‌های سخت‌افزاری تبدیل می‌کنند.

درگاه‌های USB: بردهای Raspberry Pi معمولاً دارای چندین پورت USB برای اتصال لوازم جانبی مانند صفحه‌کلید، ماوس، دستگاه‌های ذخیره‌سازی خارجی و سایر دستگاه‌های سازگار با USB هستند.

خروجی ویدیو: اکثر مدل های Raspberry Pi دارای پورت HDMI برای اتصال به مانیتور یا تلویزیون هستند. مدل‌های قدیمی‌تر نیز دارای خروجی VGA برای انتقال ویدیو هستند.

خروجی صدا: بردهای Raspberry Pi معمولا دارای جک 3.5 میلی متری صدا برای خروجی صدا هستند. پورت HDMI از صدا پشتیبانی می کند، بنابراین صدا می تواند از طریق اتصال HDMI نیز منتقل شود.

پورت اترنت: بسیاری از مدل های Raspberry Pi دارای یک پورت اترنت برای اتصال شبکه سیمی هستند. با این حال، برخی از مدل ها برای اتصال به شبکه تنها به Wi-Fi متکی هستند.

Wi-Fi و بلوتوث: برخی از مدل‌های Raspberry Pi دارای قابلیت‌های Wi-Fi و بلوتوث داخلی هستند که اتصال شبکه بی‌سیم و ارتباط با دستگاه‌های دارای بلوتوث را امکان‌پذیر می‌سازد.

ذخیره سازی: بردهای Raspberry Pi فضای ذخیره سازی داخلی ندارند اما از کارت های microSD برای ذخیره سازی اولیه پشتیبانی می کنند. مدل های جدیدتر نیز از بوت شدن با حافظه USB پشتیبانی کنند.

پورت های دوربین و نمایشگر: برخی از مدل های Raspberry Pi دارای پورت های اختصاصی برای اتصال ماژول دوربین Raspberry Pi و صفحه نمایش لمسی Raspberry Pi هستند.

پشتیبانی از سیستم عامل: Raspberry Pi از انواع سیستم عامل ها ، از جمله Raspbian (که اکنون به نام Raspberry Pi OS) ، اوبونتو و سایر نسخه های لینوکس پشتیبانی می کند. همچنین می‌تواند ویندوز 10 را پشتیبانی کرد.

منبع تغذیه: بردهای Raspberry Pi معمولاً از یک کانکتور micro-USB یا USB-C برای تغذیه استفاده می کنند. توان مورد نیاز بسته به مدل متفاوت است. به عنوان مثال RPi 5 برای راه اندازی به 5 ولت 5 آمپر نیاز دارد در حالی که نسخه های قدیمی تر به 5 ولت 500 میلی آمپر نیاز دارند.

Form Factor: بردهای Raspberry Pi کامپیوترهای تک بردی، به اندازه کارت اعتباری هستند که آنها را برای طیف وسیعی از پروژه ها انتخاب کرد.

موارد استفاده از رزبری پای

مانند هر کامپیوتر دسکتاپ یا لپ تاپ، Raspberry Pi کاربردهای زیادی دارد. در اینجا لیستی از کاربردهای RPi آمده است:

آموزش برنامه نویسی: Raspberry Pi یک ابزار عالی برای یادگیری زبان های برنامه نویسی مانند Python، Scratch و غیره است. این یک تجربه عملی برای مبتدیان فراهم می کند تا مهارت های کدنویسی خود را توسعه دهند. اگر از سیستم‌عامل مبتنی بر لینوکس استفاده می‌کنید، RPi یک ابزار عالی برای یادگیری زبان‌های برنامه‌نویسی /C++C یا وب نیز هست.

اتوماسیون خانگی: از رزبری پای می توان برای ایجاد یک سیستم اتوماسیون خانگی استفاده کرد. می‌توانید چراغ‌ها، لوازم خانگی و سایر دستگاه‌ها را با استفاده از پین‌های GPIO یا با اتصال آنها به دیگر پلت‌فرم‌های اتوماسیون خانگی کنترل کنید.

برای اطلاع بیشتر از خانه های هوشمند و اتوماسیون خانگی اینجا را کلیک کنید.

Media Center: با نرم افزارهایی مانند Kodi یا Plex، Raspberry Pi را می توان به یک مرکز رسانه تبدیل کرد. با این کار می توان محتوای رسانه ای را پخش کرد، و آن را به یک جایگزین مقرون به صرفه برای پخش کننده های اختصاصی تبدیل کرد.

رایانه رومیزی: اگرچه به اندازه رایانه‌های رومیزی سنتی قدرتمند نیست، اما Raspberry Pi می‌تواند برای کارهای محاسباتی اولیه مانند وبگردی، نوشتن یا ویرایش متن و برنامه‌نویسی استفاده شود.

وب سرور: Raspberry Pi می تواند وب سایت های ساده یا برنامه های کاربردی وب را با استفاده از نرم افزارهای سرور مانند Apache یا Nginx اجرا کند. این یک راه عالی برای یادگیری در مورد وب و مدیریت سرور است.

ذخیره سازی متصل به شبکه (NAS): با اتصال هارد دیسک های خارجی به Raspberry Pi، می توانید آن را به یک سیستم ذخیره سازی ابری شخصی برای اشتراک گذاری و دسترسی به فایل ها در شبکه محلی خود تبدیل کنید.

رباتیک : Raspberry Pi به طور گسترده ای در رباتیک و پروژه های مربوط به این شاخه استفاده می شود. پین‌های GPIO آن به شما امکان می‌دهند تا حسگرها، موتورها و سایر اجزا مورد نیاز برای ساخت پروژه‌های سفارشی را متصل و کنترل کنید.

کنسول بازی: علاقه مندان به بازی های رایانه ای میتوانند از Raspberry Pi برای ساختن کنسول های بازی با استفاده از نرم افزارهایی مانند RetroPie استفاده کنند و به آنها این امکان داده می شود تا بازی های کلاسیک را روی شبیه سازها انجام دهند.

سیستم دوربین امنیتی: با استفاده از Raspberry Pi به همراه یک ماژول دوربین، می توان یک سیستم امنیتی  راه اندازی کرد. در این مورد گزینه های نرم افزاری مختلفی برای تشخیص حرکت و همچنین ضبط آن وجود دارد.

ابزار آموزشی: Raspberry Pi در محیط های آموزشی برای آموزش علوم کامپیوتر، برنامه نویسی و الکترونیک استفاده می شود. این برد یک پلت فرم مقرون به صرفه برای یادگیری عملی، فراهم می کند.

ایستگاه هواشناسی: با اضافه شدن سنسورها، Raspberry Pi می تواند به یک ایستگاه هواشناسی برای اندازه گیری و ثبت دما، رطوبت و سایر داده های محیطی تبدیل شود.

نتیجه

اگر به دنبال یادگیری در مورد علوم کامپیوتر از جمله رابط سخت افزاری و برنامه نویسی بدون نیاز به رفتن به دانشگاه هستید، پس همین حالا Raspberry Pi را بخرید. در طول سال‌های اخیر، جامعه بزرگی از کاربران RPi ایجاد و تکامل یافته اند که این امکان را میدهند تا در مورد هر پروژه‌ای که می‌خواهید بسازید، مطالبی در مورد آن بخوانید یا درخواست کمک کنید. امکانات با Raspberry Pi بی پایان است!