Образовательный набор Raspberry Pi

Что такое Raspberry Pi?

Raspberry Pi – это одноплатный компьютер, собранный только на одной материнской плате. Чаще всего одноплатные устройства разрабатываются и применяются в качестве образцов для демонстрации или для решения учебных задач. Устройство Raspberry Pi является одним из наиболее популярных одноплатных компьютеров.

Raspberry Pi представляет собой микропроцессорный компьютер, размер которого составляет всего 8,5*5,5 см, а вес чуть более 42 гр. На поверхности открытой платы одновременно встраиваются микропроцессор и оперативная память, также на той же плате размещаются различные разъемы для ввода-вывода устройств: USB, HDMI, Ethernet, SD и другие модули, необходимые для автономной работы мини-компьютера.

Одноплатный микропроцессорный компьютер Raspberry Pi

Среди других одноплатных компьютеров Raspberry Pi выделяет полнофункциональность, которая позволяет взаимодействовать с устройством как с полноценным ПК. Для этого потребуется подключить монитор и клавиатуру, и пользователь получит стационарный компьютер на базе привычной операционной системы Windows 10, способной выполнять несложные операции в многозадачном режиме, например, просмотр документов или прослушивание музыки.

Другие одноплатные компьютеры, в частности Arduino и схожие с ним устройства представляют собой аппаратные платформы-микроконтроллеры, которые используют в робототехнике и других простых автоматических системах для считывания аналоговых сигналов. Но данные аппаратные одноплатные платформы только условно называются компьютерами.

При этом совмещение использования плат Raspberry Pi и Arduino усиливает аппаратные возможности как раз за счет разницы их функционала. В то время как Arduino будет эффективно управлять датчиками, Raspberry Pi легко справится со сложными вычислительными операциями.

Пример совместного использования плат Raspberry Pi и Arduino

Области применения Raspberry Pi

Изначально микропроцессорный компьютер Raspberry Pi был разработан как узкопрофильный образовательный проект, целью которого была популяризация изучения основ электроники. Сегодня устройство может по праву называться многофункциональным, что значительно расширяет границы его применения.

Устройство Raspberry Pi применимо в качестве сервера хранения данных или в качестве сервера домашней автоматизации. Одно из назначений Raspberry Pi – это удаленное управление, поэтому мини-ПК удобно использовать для управления различными внешними устройствами, например, устройствами, входящими в так называемую систему «умного дома».

Системы домашней автоматизации (системы «умного дома») имеют разветвленные структуры со множеством различных соединений. Подобные системы призваны выполнять заданные пользователем команды, но их преимущество состоит в том, что «умная» система способна принимать самостоятельные решения в незапрограммированной ситуации.

В итоге системы «умный дом» работают, например, при управлении датчиками, сигнализирующими о протекании воды или при управлении световыми датчиками движения. Особенностью системы является то, что каждый элемент должен входить в общую структуру домашней автоматизации, исключая возможность его автономной работы.

Структура системы «умный дом» или домашней автоматизации включает:

• центральный сервер;

• контроллеры, которые располагаются в каждой комнате и подключаются к центральному серверу специализированным интерфейсом;

• устройства для защиты контроллеров и регулирования работы системы.

При этом структура системы выстраивается таким образом, что нарушение работы контроллеров или центрального сервера, на общую работоспособность системы не влияет.

Микропроцессорный компьютер Raspberry Pi в системе «умного дома» используется в качестве центрального сервера. При установке специализированного веб-сервера, пользователь сможет удаленно управлять Raspberry Pi, используя любое мобильное устройство от смартфона до ноутбука.

Пример использования платы Raspberry Pi как сервер

Аппаратный 3D-ускоритель позволяет использовать Raspberry Pi в качестве замены игровой консоли. Подключив устройство к сенсорному экрану и установив операционную систему Android можно получить самостоятельно сконструированный планшет. Многоядерный компьютер можно организовать, объединив несколько мини-ПК в один. Но наиболее распространенной областью применения микропроцессорных компьютеров является робототехника.

Робототехника является одним из самым перспективных и быстроразвивающихся направлений в сфере электронной инженерии. И образовательный набор Raspberry Pi является незаменимым устройством на уроках робототехники.

Использование Raspberry Pi в STEM-лабораториях

STEM-лаборатория представляет собой проектную студию, в которой школьники или студенты выполняют исследования и разработки с использованием современного оборудования. В STEM-лабораториях будущий прогресс электронной инженерии создается учениками на уроках робототехники. «Мозгом» роботов являются одноплатные устройства, в частности для этого эффективен Raspberry Pi.  Использование микропроцессорного компьютера позволяет создавать более «умные» машины.

Уроки робототехники в STEM-лабораториях включают и уроки Raspberry Pi программирования. Самым распространенным языком программирования на устройстве является Python, осваивая его ученики даже самого малого возраста способны создавать системы автоматизированного управления.

Робототехника в школе позволяет развивать навыки программирования у детей. Raspberry Pi позволяет создавать простые и сложные системы автоматизированного управления роботами. Школьники, обучаясь навыкам робототехники с использованием мини-ПК осваивают одну из самых перспективных профессий будущего.

Уроки робототехники с использованием Raspberry Pi в STEM-лабораториях

Купить набор Raspberry Pi можно в компании «Базисный магазин».