Это вводная часть посвящённая общим данным о микрокомпьютере Raspberry Pi 3 B+. Эту информацию Вы можете найти везде где угодно в сети, но при продолжении темы я буду ссылаться именно на свои публикации, на моем канале.
Обновлено: 16.12.2021
Характеристики
- Процессор: 64-битный четырёхъядерный ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,4 ГГц на однокристальном чипе Broadcom BCM2837
- оперативная память: 1ГБ LPDDR2 SDRAM
Разъемы и выходы
- цифровой видеовыход: HDMI
- разъем дисплея: Display Serial Interface (DSI)
- композитный выход: 3,5 мм (4 pin)
- USB порты: 4× USB 2.0
- карта памяти: MicroSD
- разъем видеокамеры: MIPI Camera Serial Interface (CSI-2)
- порты ввода-вывода: 40
Сеть
- Ethernet: 10/100/1000 Мб RJ45
- беспроводная сеть: WiFi 2,4/5 ГГц, 802.11n
- Bluetooth: Bluetooth 4.2, Bluetooth Low Energy
Фотогалерея микрокомпьютера
Более подробно
Чип Broadcom BCM2837 это 64-битный четырёхъядерный ARM Cortex-A53 процессор, частота 1,4 ГГц и графический двухъядерный 32-разрядный VideoCore IV с частотой 400 МГц.
О сети, заявлен 1 Гбит/с Lan, но он не работает должным образом так как подключен через «виртуальную» сетевую карту поверх USB 2.0 и конкурирует с ним. Wi-Fi лишен этого узкого места так как подключается к чипу BCM4343 через SDIO.
Порты ввода/вывода общего назначения (GPIO)
Одно из неоценимых преимуществ Малинок является гребенка портов ввода вывода называется она GPIO (General Purpose Input Output — интерфейс ввода/вывода общего назначения) всего там 40 штырьков или пинов (PIN). Конечно не все 40-пинов это GPIO, так как 12 из них представляют из себя пины питания 3.3 В, 5 В и общие пины GND (земля). Через PIN-ы 27 (BCM 0) и 28 (BCM 1) конфигурируется EEPROM для работы с HAT-устройствами (Hardware Attached on Top — устройства поверхностного монтажа, а по сути это обычные платы расширения). Использование этих PIN-ов не рекомендуется, но тем не менее они являются полноценными GPIO-пинами.
Физическая нумерация
40 PIN - GPIO
Raspberry Pi имеет на борту интерфейс, называемый GPIO. Это аббревиатура от General Purpose Input Output.
Увидел интересный листочек распечатываем и накалываем на гребенку все подписи сразу перед глазами Скачать можно отсюда: "Распечатка с обозначениями GPIO"
Нумерации PINов не много, а очень много
- Physical Pin - физическая нумерация, она отвечает за физическое расположение контакта на гребенке.
- GPIO - нумерация контактов процессора Broadcom. Может пригодиться при работе с пакетом Rpi.GPIO.
- WiringPi Pin - нумерация контактов для пакета Wiring Pi. Это Arduino-подобная библиотека для работы с GPIO-контактами.
- ШИМ - плата имеет два канала ШИМ по два потока в каждом.
PWM012, 18;
PWM113, 19. - I²C - SDA12, SCL13. Для общения с периферией по синхронному протоколу, через два провода.
- SPI - К SPI0 можно подключить два ведомых устройства, а к SPI1 — три. Выбор осуществляется сигналом на пине CEx.
SPI0: MOSI0 10, MISO0 9, SCLK0 11, CE0 8, CE1 7;
SPI1: MOSI1 20, MISO1 19, SCLK1 21, CE0 18, CE1 17, CE2 16. - UART - 14, 15. Асинхронный протокол последовательной передачи данных по двум проводам RX и TX, который позволяет обойтись без тактового сигнала.
Аналоговые входы, выходы
Нужно помнить о том, что Raspberry Pi 3 не имеет аналоговых входов/выходов. Для реализации подобного функционала нужно использовать внешние АЦП/ЦАП, например, АЦП ADS1115 (I2C) или АЦП MCP3008.
О операционной системе
Конечно Вы скажите: "А о чем тут говорить? Конечно там Linux!". Да это так, но не совсем. Есть еще одна операционная система, она если можно сказать главная и низкоуровневая - это ThreadX
ThreadX это это операционная система реального времени (RTOS) и все было бы хорошо, но это ОС с закрытым исходными кодами. Разработана Express Logic, куплена Microsoft в 2019 году
Интересно выглядит процесс загрузки Raspberry Pi. Первым стартует GPU, да именно - графический процессор. Он запускает CPU, а затем ThreadX OS. Монтируется SD-карта, ThreadX читает "config.txt" и применяет параметры написанные там. И только затем CPU загрузит ядро Linux.
И все было бы хорошо если бы в этот момент ThreadX уходила со сцены отработав вот таким низкоуровневым загрузчиком, но нет она продолжает жить своей жизнью.
ThreadX отслеживает снижение напряжение и перегрев чипа, снижает частоту процессора, чтобы предотвратить сбой процессора и зависание. Поэтому когда это происходит Linux об этом знать не знает, все сделано до нее и за нее. Повлиять на это мы не можем.
Отсюда выводы:
- Обеспечивать нормальную температуру, т. е. ставить хорошее охлаждение.
- Обеспечивать нормальное питание не только ставить хороший блок питания, но и подводит это питание нормальными проводами!
Значки желтая молния и температура
В правом верхнем углу могут появляется значки
- Желтая молния - говорит о нехватки питания. Если напряжение питания Raspberry Pi упадет ниже 4,63 В (± 5%), отобразится значок молнии. Дело может быть в шнуре или в блоке питания
Кроме этого выводится сообщение: "low voltage warning please check your power supply" (Предупреждение о низком напряжении, пожалуйста, проверьте ваш источник питания)
- Температура - превышение температуры SoC
Если температура SoC составляет от 80 ° C до 85 ° C. Ядра ARM снизят частоту в попытке снизить температуру ядра.
Если температура SoC превышает 85 ° C. Ядра ARM и графический процессор будут заблокированы в попытке снизить температуру ядра.
Кстати эти значки выводит именно система ThreadX на GPU, Linux не знает, что происходит и работает как обычно.
Питание
Контакты (на выбор)
+5 вольт PIN 2, 4
GND (- ) PIN 6, 20, 30, 34, 9, 25, 39
Внимание! Питание надо использовать только одно — либо от порта, либо через microUSB — не оба!
- Блок питания: 2.5A 5V (некоторые советуют даже 3А)
- Провод питания: 20 AWG (0,5мм2)
Справка о системе AWG
Американский калибр проводов (AWG - American Wire Gauge) — американская система маркирования толщины проводов, использующаяся с 1857 года преимущественно в США.
20 AWG соответствуют сечению на единицы СИ 0,5мм2
Для справки! При длине линии 5 м, сечение кабеля: 0,5мм2 (20 AWG), сила тока: 2А, напряжение сети: 5В, температура кабеля: 35°C, потери напряжения в кабеле составляют 0.732 В (14.643 %).
А вообще есть отдельная статья на канале: "Про провода (AWG, USB, о питании и витой паре)"
О карте SD
Убираем слабое звено - карту microSD и вместо этого ставим загрузку с жесткого диска.
В качестве носителя информации в Малинке используется карта SD, но это не самый лучший вариант так как количество циклов записи катастрофически ограничено именно у SD карт и флешек. Этот параметр у HDD и у SSD значительно выше. Кстати недавно узнал, оказывается, есть еще карты памяти MicroSD A2 – это карты с контроллером, как у SSD дисков - то есть много и часто писать/читать мелкие файлы им не страшно.
Я все же использую HDD, SSD в качестве хранилища вместо SD карт. USB Flash, SD - подходит для экспериментов, но не для постоянного использования. Так например что флешка, что SD карта на сервере "Умного дома" у меня проработала около 2-4 недель не больше. SSD работает без проблем.
HDD - надежно, медленно и шумно - не для USB 2.0, Может потреблять большую нагрузку особенно на старте.
SSD - идеальный вариант, достаточно надежно, тихо, быстро.
Чуть, чуть про жесткие диски применительно к микрокомпьютерам и роутерам в статье, на моем канале: "Роутер TP-Link TL-MR3020 - модернизация, добавим SSD и памяти. Часть III"
Не обязательные но желательные элементы
Корпус
Микрокомпьютер поставляется без корпуса, корпус можно распечатать на 3D принтере, а можно купить
Вот покупной
Как он выглядит внутри
А вот я распечатал на 3D принтере
И в сборе
Хорошо что можно сюда приладить охлаждающий вентилятор. Корпуса для 3D печати можно посмотреть вот тут: https://www.thingiverse.com Ссылка на этот корпус: https://www.thingiverse.com/thing:1422744
В сравнении два корпуса покупной и распечатанный, на заднем фоне затесался Raspberry pi 4 и он не совместим с этими корпусами
По мне распечатанный корпус лучше, да зеленый, да не очень ровный. Но охлаждение лучше, колодка GPIO доступна, а зеленый - так какая нить была вставлена той и печатал. И дешево.
Вот еще один корпус с экраном
Про этот корпус который шел в "нагрузку" с ЖК-экраном статья и видео на моем канале:
Про операционную систему Raspberry Pi OS
Официальная страничка с загрузками находиться тут: https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/
Про обновление операционной системы отдельная статья: "Про операционную систему Raspberry Pi OS - обновление старой системы, установка новой"
Это была вводная статья, поэтому, обязательно...
Продолжение следует...
Подписывайтесь на наш канал TehnoZet-2, там много интересного! Мы только развиваемся! Понравилась статья, хотите продолжения - ставьте лайк, жмите палец вверх.
Пользуйтесь рубрикатором по каналу, там все по разделам: "Страничка путеводитель по каналу TehnoZet-2"
Статьи по теме
Тэги
#микрокомпьютер
#микроЭВМ
#умныефрукты
#микромалина
#микрокуб
