2019年4月3日星期三

新玩具!Raspberry Pi 注意事項及新手導讀

很久沒更新過 Blog,在 k8s 的 NFS 研究受挫,轉向其他研究,搜尋 STEM 時發現新目標!那就是 Raspberry Pi!


為甚麼是 Raspberry Pi,而不是其他?


很簡單,因為 Raspberry Pi 本身是一台功能齊全的電腦,說它能取代電腦……又還沒到這個地步,Raspberry Pi 本身也有些限制,如果不了解,當成電腦用,恐怕某一天會發生意外。

網上隨便一搜,有很多令人振奮的項目,不過看別人玩得那麼歡樂,實際上又是怎樣?所以這次說明 Raspberry Pi 缺憾 / 限制之類,別把 STEM 想得那麼簡單。

為甚麼用 Raspberry Pi?用電腦不行?


  1. 體積,Raspberry Pi 只有一張信用卡大小 ( Model B + 版本 ),對比桌上電腦來說更方便黏在其他物件上,例如機械人及無人飛機等等。

  2. 內建 GPIO,能夠連接不同感應器及電子零件 ( 需要另購 ),收集數據然後做點甚麼。( https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/ )

  3. 它就是電腦,並且內建 Wifi 及藍芽!即是說我能在 Raspberry Pi 上編寫及執行程式,對開發者來說,一塊集開發及測試於一身的工程版是多麼重要,試想一下開發手機 App 時,要把程式編譯及打包後,拿去手機測試,再 Debug,多麼麻煩。或者可在電腦上寫好程式,用 SFTP 過落 Raspberry Pi。( https://www.raspberrypi.org/documentation/remote-access/ssh/sftp.md )

  4. 個人偏向編寫程式,對電機電子不熟識,由 Raspberry Pi  入手比較快有成果,小小滿足一下好奇心,如果失敗的話,還可以當一下電腦用,沒損失。

綜合以上優點,能做 IoT 開發又能替代一下電腦,也可以開個硬件要求不大的伺服器,能做到很多事。

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Raspberry Pi  能做到甚麼?


上網搜尋「Raspberry Pi Project」,多到數不完的示範。不過想開一個屬於自己的 Project,又有甚麼條件呢?

電學基礎


如果用不到電子零件,這個不必要,因插錯針位或不會用電阻,推不動零件事少,電流過大損毀電子零件事大。

認識電子零件


有甚麼感應器能用?(e.g. 聲納、光敏電阻) 能推動甚麼電子零件?(e.g. 馬達、LED 燈) 能用甚麼控制器? ( 繼電器、數位電位器)

編程能力


視項目而定,如果簡單開關 LED 燈,會幾行程式碼就可以,如果是要分析數據,連線上雲端做些甚麼,需要各方面知識。

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Raspberry Pi 缺憾 / 限制


終於到主題,其實不能算缺憾,只是做個取捨,在有限資源下達成目標。

ARM architecture


對,這個是最多人知道,Windows 在 x86 架構上運行,即使 M$ 有把 IoT 版本 Windows 放出來,但很多 Windows 上的程式都無法在 Raspberry Pi 運行,就是這個原因。

No real time clock (RTC)


桌上電腦底版有一個位置放電池,即使電腦關掉也能計時,所以要用 Raspberry Pi 做時鐘的話,一定要連線網路,跟 NTP 伺服調準時間。

No analog I/O


買電子零件要注意,這一刻還沒遇過,可能我買的零件都有前人驗正可用性。

USB 與 LAN 共用 controller

( Model 3B+ 還是共用,到 4B 就分開了不同晶片處理 )
因為這個原因,不建議用 LAN 線做接網路,改用 Wifi 及藍芽為佳。
https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/45130/why-do-the-usb-ports-and-ethernet-port-share-the-same-controller

Meet the New Raspberry Pi 4, Model B
https://www.hackster.io/news/meet-the-new-raspberry-pi-4-model-b-9b4698c284

不夠電用

( Model 3B+ 最高 2.5 A,到 4B 可提升到 3 A )
USB 能拿電,但 Raspberry Pi 本身沒有火牛,只能 USB 供電,如果 LCD DISPLAY 又用電 (  7" LCD )、鍵盤、滑鼠又用電,只靠 Raspberry Pi  供電,夠用嗎?

沒有電源開關

( Model 3B+ 是 mini-USB,到 4B 轉成 USB Type-C )
mini-USB 通電就開機!所以有附開關的 mini-USB 電源線賣!但不要隨便拔電,有可能會損壞檔案系統,詳情參考 FAQs。

FAQs
https://www.raspberrypi.org/documentation/faqs/#pi-power

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總結︰


購買 Raspberry Pi 時,很多東西都不包 ( 展示圖的外殼是另購 ),它只是賣電路版,其他東西要自備,那麼有甚麼東西要自備?規格要怎樣?要注意甚麼?下回分解。


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