Tutto ciò che devi sapere su come iniziare con il Raspberry Pi

Ormai più di quattro anni, il Raspberry Pi, un computer economico dalle dimensioni di una carta di credito, ha preso d'assalto il mondo dell'informatica e del fai-da-te. Continua a leggere mentre ti guidiamo attraverso tutto, dall'acquisto alla potenza alla gestione della piccola dinamo.

Qual è il Raspberry Pi?

Il Raspberry Pi è un computer di dimensioni di una carta di credito progettato e realizzato dalla Raspberry Pi Foundation, un'organizzazione no profit impegnata a rendere il computer e le istruzioni di programmazione il più accessibili possibile per il maggior numero possibile di persone.

Sebbene la missione originaria del progetto Raspberry Pi fosse quella di ottenere computer economici con capacità di programmazione nelle mani degli studenti, il Pi è stato accolto da un pubblico eterogeneo. Tinkers, programmatori e fai-da-te in tutto il mondo hanno adottato la minuscola piattaforma per progetti che vanno dal ricreare gli armadi arcade retrò al controllo dei robot e alla creazione di dispositivi multimediali domestici economici ma potenti.

Introdotto nel 2012, l'originale Raspberry Pi (quello che ora chiamiamo Raspberry Pi 1 Model A) era caratterizzato da un sistema system-on-a-chip costruito attorno al processore Broadcom BCM2835, un processore mobile piccolo ma abbastanza potente comunemente usato nei cellulari . Comprendeva CPU, GPU, elaborazione audio / video e altre funzionalità su un chip a bassa potenza associato a un processore ARM single core da 700 Mhz. Nel corso degli anni la fondazione ha rilasciato diverse revisioni (eliminando i chip Broadcom per versioni migliorate e aumentando la potenza della CPU con un chip quad-core da 1.2GHz).

Anche se il Pi è un piccolo dispositivo straordinario che è cresciuto a passi da gigante dalla sua introduzione, è importante sottolineare ciò che il Raspberry Pi non è. Il Raspberry Pi non è un sostituto definitivo per il tuo computer desktop o laptop. Non è possibile eseguire Windows su di esso (almeno non la versione tradizionale di Windows che si conosce), sebbene sia possibile eseguire molte distribuzioni di Linux, incluse distribuzioni con ambienti desktop, browser Web e altri elementi che ci si aspetterebbe da un computer desktop.

Il Raspberry Pi è, tuttavia, un dispositivo incredibilmente versatile che racchiude un sacco di hardware in un corpo molto economico ed è perfetto per l'elettronica per hobby, i progetti fai-da-te, la creazione di un computer economico per lezioni ed esperimenti di programmazione e altri sforzi.

Cosa c'è nella scheda Raspberry Pi?

Programmatore LEGO per bilancia, non incluso.

Nei primi anni della fondazione Pi, il Raspberry Pi era disponibile in due versioni a due diversi prezzi: il Modello A ($ 25) e il Modello B ($ 35). Se avessi bisogno di meno hardware (il Modello A aveva una porta USB in meno, nessuna porta Ethernet e metà della RAM) potresti risparmiare dieci dollari.

Poiché i costi di produzione diminuivano e il Pi acquisiva sempre più attenzione, erano in grado di aumentare le specifiche hardware del dispositivo in modo significativo mantenendo il costo allo stesso modo, unificando infine tutti i modelli con l'introduzione del Raspberry Pi 2 nel 2015 e il Raspberry Pi 3 nel 2016. In altre parole: il miglior Raspberry Pi disponibile in qualsiasi momento ha sempre costato $ 35. Quindi cosa ottieni quando acquisti un computer con una carta di credito da $ 35?

L'attuale generazione di Raspberry Pi 3, vista sopra, sfoggia il seguente hardware:

Processore ARM 1.2 Ghz Systems-On-a-Chip (SoC) con 1 GB di RAM integrato.
1 porta HDMI per uscita audio / video digitale
1 jack da 3,5 mm che offre uscita audio e video composito (se abbinato a un cavo appropriato).
4 porte USB 2.0 per il collegamento di dispositivi di input e componenti aggiuntivi periferici.
1 lettore di schede microSD per il caricamento del sistema operativo.
1 porta LAN Ethernet.
1 Antenna radio Wi-Fi / Bluetooth integrata.
1 porta di alimentazione microUSB.
1 interfaccia GPIO (General Purpose Input / Output).

Che diamine è un GPIO? Il Raspberry Pi viene fornito con un set di 26 pin verticali esposti sulla lavagna. Questi pin sono un'interfaccia Input / Output General Purpose che non è appositamente collegata a nessuna specifica funzione nativa sulla scheda Raspberry Pi.

Invece, i pin GPIO sono esplicitamente disponibili per l'utente finale che ha accesso hardware di basso livello direttamente alla scheda allo scopo di collegare altre schede hardware, periferiche, schermi LCD e altri dispositivi hardware al Pi. Ad esempio, se volessi prendere un vecchio controller arcade e collegarlo direttamente al tuo Raspberry Pi per dare al tuo porticato un tocco più autentico, puoi farlo utilizzando l'interfaccia GPIO.

Anche se non useremo l'intestazione GPIO nel tutorial "iniziale" di oggi, ne approfittiamo in altri tutorial, come la nostra build di indicatori LED Raspberry Pi che utilizza una scheda breakout LED collegata all'intestazione GPIO.

Dove acquistare il Raspberry Pi

Nella versione originale di questa guida, noi fortemente avvisare i lettori contro l'acquisto da Amazon o eBay. Nei primi giorni della popolarità in ascesa del Pi, è stato davvero difficile mettere le mani su un'unità, e se hai comprato da qualcuno, tranne un venditore autorizzato da Raspberry Pi Foundation, c'erano buone probabilità che avresti pagato più del dovuto o se avessi finito con un prodotto molto sospetto nelle tue mani.

Oggi è ancora possibile acquistare da un rivenditore Pi ufficiale, come una delle tante società fornite dal distributore sanzionato Element14 della Pi Foundation, ma il rischio di acquistare da una terza parte o tramite Amazon è crollato. In effetti, abbiamo acquistato tutte le nostre unità Pi da Amazon negli ultimi anni senza problemi.

Ci sono più versioni del Pi, ma se sei appena iniziato, dovresti assolutamente comprare la generazione più recente del dispositivo - il Raspberry Pi 3. Praticamente ogni vecchio tutorial Pi su Internet funziona ancora con i vecchi modelli, ma molti dei progetti che potresti desiderare di intraprendere (specialmente se vuoi usare il Pi come emulatore di videogiochi o simili) traggono davvero beneficio dal nuovo hardware.

In rari casi, tuttavia, potresti voler colpire eBay per acquistare un modello Pi più vecchio e più economico. Il nostro tutorial su come trasformare un'unità Pi e una scheda LED in un indicatore meteorologico, ad esempio, non ha bisogno di una robusta nuova unità Pi e funziona perfettamente nell'originale modello Raspberry Pi 1 Modello A 2012.

Le altre cose di cui avrai bisogno

Il Raspberry Pi è solo una scheda nuda: non viene fornito con una custodia, cavi o persino una fonte di alimentazione. Quindi, dovrai acquistare queste cose tu stesso insieme al tuo Pi. Ecco le altre cose che dovrai acquistare (se non lo hai già in giro).

Una fonte di energia stabile: Il Raspberry Pi trae la sua potenza da una porta microUSB e richiede un adattatore microUSB-to-AC. Poiché il Pi è un microcomputer e non semplicemente un cellulare che riceve una batteria ricaricata, è necessario utilizzare un caricabatterie di alta qualità con erogazione di potenza stabile che fornisce un 5v costante con almeno 700mA di uscita minima per le unità del modello precedenti e 2,5 A per il Pi 3.

Ecco una tabella, per gentile concessione della Pi Foundation, che illustra i requisiti di potenza suggeriti e minimi.

L'utilizzo di un caricabatterie di bassa qualità o poco alimentato è la fonte numero uno di problemi di instabilità del sistema e di frustrazione con Raspberry Pi. Puoi evitare una serie di futuri mal di testa semplicemente procurandoti una fonte di alimentazione di altissima qualità, preferibilmente una progettata per il Pi, proprio fuori dal cancello. Raccomandiamo l'alimentatore del marchio CanaKit 5V 2.5A ($ 10). E 'costruito specificamente per l'uso con il Pi, può fornire abbastanza potenza stabile per le unità più vecchie alle più recenti, e non ti lascerà con problemi di avvio o dati corrotti come un caricatore casuale per cellulari dal cassetto dell'ufficio potrebbe.

Un caso: Le navi Pi sono nude; Avrai bisogno di un caso adeguato per includerlo. Puoi ritirare un astuccio in plastica / acrilico per circa $ 10-25, o seguire il percorso più creativo e creare il tuo caso (come molti hanno fatto poco dopo il rilascio di Pi).

Quando acquisti, fai attenzione a verificare che stai acquistando la custodia giusta per il tuo modello. Cambiamenti significativi nel board Raspberry Pi negli ultimi anni, incluso il movimento e la rimozione definitiva di alcune porte, significa che i casi più vecchi non si adattano ai modelli più recenti.

Non particolarmente schizzinoso o appariscente? Il case da $ 8 Raspberry Pi 3 della Pi Foundation è un valore difficile da battere. Vuoi qualcosa di appariscente? Il cielo è il limite: Amazon è pieno di casi Pi davvero cool come questo caso "Bel-Aire" tagliato al laser che sembra un piccolo artefatto degli anni '50.

Una scheda SD da 4 GB +: Le unità Pi precedenti utilizzavano una scheda SD full size, ma i Pi 2 e Pi 3 usano schede microSD. La Raspberry Pi Foundation raccomanda, come minimo, una scheda SD di Classe 4 da 4 GB. Ma dal momento che le schede SD sono poco costose in questi giorni, si consiglia di utilizzare almeno una scheda SD Class 10 da 16 GB per una scheda microSD Classe 10 o 10 GB più vecchia per i modelli più recenti. Potresti averne già uno in giro, ma non tutte le schede SD funzioneranno necessariamente: dai un'occhiata a questo tavolo di elinux.org per vedere una lista di schede funzionanti (e non funzionanti) testate per il Pi.

Cavi audio / visivi: Se colleghi il tuo Pi a un HDTV o un monitor del computer più recente con supporto HDMI, avrai bisogno di un cavo HDMI: tutte le unità PI supportano l'uscita HDMI. Per i video digitali su un monitor standard del computer privo di una porta HDMI, è necessario un cavo HDMI-DVI per il segnale video e un cavo stereo da 3,5 mm per l'audio (poiché si perde l'audio nella conversione da HDMI a DVI).

Alcuni Pis hanno anche uscite analogiche per televisori più vecchi. Se stai collegando e Pi più vecchio a un televisore analogico, avrai bisogno di un cavo RCA per il video e di un cavo stereo da 3,5 mm per il suono. Non è necessario acquistare un cavo RCA specifico per l'attività, è anche possibile utilizzare un tri-cavo giallo-rosso-bianco che si sta disponendo in giro, basta assicurarsi di abbinare i colori su entrambe le estremità del cavo quando si collega dentro.

Se è necessario collegare un'unità Pi più recente a una sorgente video SD / analogica, è necessario acquistare un cavo adattatore noto come adattatore da 3,5 mm a RCA o cavo breakout AV TRRS. Poiché tali cavi sono noti per essere fuori specifica / standard e non funzionano con il dispositivo che desideri, ti consigliamo vivamente di prendere questa unità economica e altamente recensita che è nota per essere compatibile con Raspberry Pi.

Un cavo Ethernet o adattatore Wi-Fi: La connettività di rete non è una necessità assoluta per il Pi, ma rende il software di aggiornamento (e download) molto più semplice e consente di accedere a un'ampia gamma di applicazioni dipendenti dalla rete. E ovviamente, se il tuo progetto si basa sulla connessione alla tua rete o ad Internet, avrai bisogno di Wi-Fi o Ethernet.

Tutte le versioni del Pi hanno una porta Ethernet integrata, quindi puoi semplicemente collegare un cavo Ethernet e andare. Se si desidera utilizzare il Wi-Fi, il Pi 3 dispone di Wi-Fi integrato. Se si dispone di un Pi più vecchio, è possibile acquistare uno dei tanti adattatori micro Wi-Fi compatibili con il Pi. Abbiamo avuto un grande successo con il piccolo adattatore Edimax EW-7811Un e l'abbiamo usato in più build.

Un mouse e una tastiera: Anche se il tuo obiettivo finale è quello di costruire un file server senza testa o un altro dispositivo periferico / periferica senza input, avrai comunque bisogno di un mouse e di una tastiera per far funzionare il tuo Pi.

Qualsiasi tastiera e mouse USB cablati standard dovrebbero funzionare senza problemi con il tuo Raspberry Pi. Tuttavia, vi è un avvertimento su questa affermazione: per specifiche di progettazione USB, le tastiere ei mouse basati su USB dovrebbero assorbire meno di 100 mAh di potenza, ma molti modelli ignorano tale specifica e disegnano di più.

Sulle unità Pi più vecchie, questa estrazione extra è problematica, poiché le porte USB erano notoriamente pignoli. Se si rileva che le periferiche stanno prelevando più di 100 mAh ciascuna, sarà necessario utilizzare un hub USB alimentato (vedere di seguito). Sui modelli più recenti questo dovrebbe essere meno problematico in quanto le porte USB sono notevolmente migliorate e le unità useranno unità di alimentazione più grandi.

Potresti trovare utile consultare questo ampio elenco di periferiche compatibili Pi compatibili verificate da eLinux.org.

Un hub USB alimentato (opzionale): Se le periferiche non sono aggiornate o è necessario collegare più di due dispositivi (come una tastiera, un mouse e un adattatore Wi-Fi USB), è necessario un hub USB esterno con la propria fonte di alimentazione.

Abbiamo testato tutti i mozzi che avevamo installato in giro per l'ufficio con il Pi, da bel hub di marca Belkin a hub senza nome, e non abbiamo avuto problemi con nessuno di loro. Detto questo, ti consigliamo di controllare il tuo hub esistente o potenziale acquisto sulla sezione hub della già citata lista di periferiche eLinux.

Come installare un sistema operativo sul Raspberry Pi

Ora che abbiamo assemblato tutti i requisiti hardware, Pi e le periferiche allo stesso modo, è il momento di dedicarsi all'attività di caricamento di un sistema operativo sul tuo Pi. Indipendentemente dal progetto che stai facendo, l'installazione di un sistema operativo sul Pi generalmente seguirà la stessa procedura.

A differenza di un computer tradizionale in cui si ha un BIOS, un'unità che supporta supporti rimovibili (come un'unità DVD) e un disco rigido all'interno del computer, il Raspberry Pi ha semplicemente un lettore di schede SD. Pertanto, non si seguirà la tradizionale procedura di installazione del computer per l'inserimento di un disco di avvio e l'installazione del sistema operativo su un dispositivo di archiviazione interno. invece, prepareremo la scheda SD su un computer tradizionale e la cariceremo nel Raspberry Pi per ulteriori operazioni di spacchettamento / ritocco.

Fase uno: scegli e scarica il tuo sistema operativo

Se stai lavorando su un progetto specifico, potresti già sapere che sistema operativo devi scaricare. Se stai solo cercando di armeggiare, probabilmente vorrai una distribuzione Linux generica per il Pi. Mentre ci sono una grande varietà di distribuzioni Linux disponibili per il Pi, la distribuzione che useremo nel nostro esempio è la più supportata e la più stabile: Raspbian, una versione di Debian Linux ottimizzata per il Raspberry Pi.

Per questo passaggio, avrai bisogno di un computer separato con un lettore di schede SD.

Per prima cosa, inizia afferrando una copia di Rasbian dalla Raspberry Pi Foundation. Ci sono due versioni di Rasbian: "Rasbian Jessie with Pixel" e "Rasbian Jessie Lite". Pixel è la nuova (e molto carina) interfaccia desktop della Raspberry Pi Foundation rilasciata nell'autunno del 2016. La versione lite non ha il desktop Pixel più affamato della GPU e conserva il precedente (e piuttosto brutto) precedente sistema desktop Rasbian. A meno che tu non abbia hardware obsoleto e richieda la versione lite, ti suggeriamo di scaricare l'edizione "con Pixel". \

Passaggio 2: scrivere l'immagine del sistema operativo sulla scheda SD

Ora che hai scaricato Raspbian, devi scrivere l'immagine sulla tua scheda SD. Etcher, un programma gratuito per utenti Windows, macOS e Linux semplifica il processo.

Innanzitutto, collega la scheda SD al computer. Quindi, accendi l'Etcher.

Flashing Raspbian è un semplice processo in tre fasi:

Sotto "Seleziona immagine", punta Etcher al file zip IMG di Raspbian che hai scaricato in precedenza.
Sotto "Seleziona unità", seleziona la tua scheda SD dall'elenco di opzioni. Tieni presente che le unità di sistema non verranno visualizzate come un'opzione, ma qualsiasi disco rigido esterno collegato potrebbe. Se non sei sicuro di quale unità sia, scollega tutte le unità esterne per salvare la scheda SD su cui vuoi scrivere.
Infine, fai clic su "Flash!" E la scheda SD sarà pronta per l'uso in pochissimo tempo.

Etcher è un programma molto snello che rende il processo molto più semplice. Gli utenti esperti potrebbero preferire il metodo della riga di comando, che è descritto su raspberrypi.org per curiosi utenti macOS e Linux.

Passo 3: Inserisci la scheda SD nel Pi e avvialo

Ora è il momento di avviare il tuo Pi per la prima volta. Collega tutti i cavi e le periferiche necessarie al tuo Raspberry Pi tranne il cavo di alimentazione, inclusi il cavo HDMI o RCA, l'hub USB, il cavo Ethernet e qualsiasi altra cosa di cui hai bisogno.

Una volta che tutti i cavi sono collegati a Pi e alle rispettive destinazioni, inserire la scheda SD. Dopo aver inserito saldamente la scheda SD, inserire il cavo di alimentazione microUSB. Non c'è alcun pulsante di accensione sul Pi, non appena si collega il cavo di alimentazione, inizierà l'avvio.

Quasi immediatamente, vedrai scorrere rapidamente la sequenza di avvio in modo simile alla vista precedente. Se stai utilizzando la versione Pixel di Rasbian Jessie, tuttavia, la vista verrà rapidamente sostituita da una semplice schermata iniziale:

Alcuni secondi dopo, sarai reindirizzato al desktop Pixel al termine del processo di avvio.

Congratulazioni, hai avviato correttamente il tuo Pi per la prima volta. Per quelli di voi che hanno familiarità con le prime versioni di Debian sul Raspberry Pi e il suo desktop molto spartano, immediatamente non sarete così belli al confronto. È come se stessimo calcolando nel 21 ° secolo!

Successivamente, ti insegneremo come configurare Raspbian sul tuo Pi.

Configurazione di Raspbian sul tuo Pi

Ora che sei attivo e funzionante, è ora di configurare la tua rete, aggiornare il software e in altro modo rendere Raspbian pronto per l'uso nei tuoi progetti.

Connessione al Wi-Fi

Se si è connessi alla rete domestica tramite Ethernet, passare alla sezione successiva "Test della rete". Se è necessario configurare la connessione wireless, cercare l'icona di rete nell'angolo in alto a destra dello schermo e fare clic su di essa:

Seleziona la rete wireless a cui desideri connetterti dal menu a discesa.

Inserisci la password Wi-Fi nella casella pop-up e conferma che l'icona di rete cambia dall'icona senza connessione all'icona Wi-Fi.

È ora di ricontrollare la connessione di rete confermando che possiamo connetterci al web.

Test della rete

Ora che hai configurato la connessione Wi-Fi (o sei passato direttamente a questa sezione perché stai usando Ethernet) è il momento di testare la tua connessione. Quale modo migliore per testare la connessione piuttosto che accendere il browser e visitare How-To Geek?

Dal desktop, fare clic sull'icona del menu Raspberry Pi che si trova nell'angolo in alto a sinistra, quindi navigare su Internet> Chromium Web Browser.

Avvia Chromium facendo clic su di esso e quindi digita www.howtogeek.com:

Successo! Non solo abbiamo la connettività di rete, ma How-To Geek ha un aspetto altrettanto buono sul Pi leggero che su un desktop a tutti gli effetti. Questa sarà probabilmente la prima delle tante volte in cui sarete sorpresi e soddisfatti di quanto sia capace il vostro nuovo piccolo microcomputer.

Aggiornamento del software

Prima di iniziare a scavare nel tuo Pi, è una buona idea fare un aggiornamento di base del software. Abbiamo configurato la rete, abbiamo testato la connessione e ora è il momento perfetto per eseguire un aggiornamento del software a livello di sistema.

Sebbene l'interfaccia abbia una lunga distanza su Pi e Pixel è assolutamente bella rispetto al vecchio desktop, è necessario sporcarsi le mani di tanto in tanto nel terminale e l'aggiornamento è una di quelle volte. Fare clic sull'icona del terminale nell'angolo in alto a sinistra dello schermo per avviare il terminale.

Al terminale, immettere il seguente comando:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

Questo comando di combinazione istruisce Raspbian nella ricerca di repository software disponibili per aggiornamenti e aggiornamenti di sistema e software. Una volta scoperti tali aggiornamenti, ti verrà richiesto di approvare o disapprovare le modifiche con le chiavi Y e N.

A meno che tu non abbia un valido motivo per saltare un aggiornamento (che a questo punto del gioco non è così), premi il tasto Y per confermare tutte le modifiche man mano che appaiono. Anche in una nuova installazione in cui si utilizza l'ultima immagine della base Raspberry Pi, ci si aspetta di uccidere un buon 20-30 minuti mentre Rasbian sforna aggiornamenti rilevanti.

Ulteriori risorse e progetti Raspberry Pi

Nel corso degli anni da quando abbiamo scritto la versione originale di questa guida Raspberry Pi, ci siamo divertiti tantissimo con il Raspberry Pi come fondamento di decine di progetti. In qualsiasi momento, abbiamo in genere almeno una mezza dozzina di unità Pi attive e funzionanti. Puoi cercare attraverso gli archivi How-To Geek Raspberry Pi per l'intera discesa, ma ecco un assaggio di alcuni dei nostri progetti preferiti.

Giù le mani, abbiamo ottenuto il maggior chilometraggio dal Pi trasformandolo in un centro multimediale per le nostre esigenze di tutti i media locali e di streaming. Ogni TV in tutta la casa (camera per gli ospiti inclusa!) Ha un Pi collegato ad esso.

Vuoi giocare ai videogiochi muscolosi che il tuo computer desktop può gestire, ma sulla tua TV in salotto invece che sulla scrivania? Puoi farlo anche rotolando un Pi in una Steam Machine in streaming. Hai bisogno di un progetto più pratico? È possibile trasformare un Pi e un disco rigido esterno in una stazione di backup in rete per tutte le esigenze di backup dei file locali.

Ma in realtà, questa è solo la punta dell'iceberg e siamo sicuri che troverai molte idee sia nell'archivio HTG che nella ricerca sul Web.

Se vuoi ulteriori letture, ecco alcuni link eccellenti relativi al Raspberry Pi:

La documentazione ufficiale di Raspbian: dal tweaking del tuo file config.txt all'installazione dei lettori multimediali, la documentazione utente di Raspbian è un utile riferimento.
Il blog ufficiale di Raspberry Pi: se non tieni sott'occhio niente di Raspberry Pi, tieni d'occhio il blog ufficiale. Pubblicano costantemente aggiornamenti sui nuovi sviluppi di Pi, progetti divertenti che i fan di Pi hanno inviato e altri pezzi di interesse per gli appassionati di Pi. Mentre stai consultando il blog, non dimenticare di fermarti ai forum ufficiali.
MagPi: The Unofficial Raspberry Pi Magazine: pubblicato circa otto volte l'anno, MapPi è una rivista elettronica gratuita e raffinata per gli appassionati di Pi.
Immagini del disco Raspberry Pi: sperimentare con le distribuzioni Raspberry Pi è semplice come afferrare un'altra scheda SD economica e caricarla con una nuova immagine. Raspberry Pi Disk Images è un comodo indice delle attuali distribuzioni Linux e Android compatibili con Pi.
Elenco delle periferiche verificate di eLinux.org: Anche se ne abbiamo parlato prima nel nostro tutorial, vale la pena menzionarlo di nuovo. Se stai cercando di capire perché un componente hardware esistente non funzionerà con il Pi o vorresti la conferma che un componente hardware che stai guardando funzionerà probabilmente con il tuo Pi, è una risorsa inestimabile.

Hai un progetto Raspberry Pi da condividere? Hai una richiesta per un tutorial Pi-oriented? Mandaci un'email all'indirizzo [email protected] o ascolta nei commenti.