معرفی رزبری پای ها

رزبری پای چیست؟

رزبری پای یک قطعه کوچک به اندازه کارت بانکی است. این کامپیوتر فعالیت های یک سیستم کامپیوتر رومیزی را می تواند انجام دهد. اینترنت، پردازش اطلاعات و تصاویر از جمله وظایف این مینی کامپیوتر است. این وسیله در کشور انگلستان توسط شرکت رزبری پای تولید می شود و با کیفیت بالا مورد استفاده مهندسان و علاقه مندین با دقت قرار می گیرد. رزبری پای وسیله ای کاربردی برای دانش آموزان و دانشجویان محسوب می شود. دانشجویان رشته های تحصیلی برق، علوم کامپیوتر و برنامه نویسی، رباتیک، مهندسی پزشکی و هوش مصنوعی برای اهداف علمی خود از این مینی کامپیوتر بسیار استقبال می کنند. این بردها با رعایت کردن نهایت استانداردهای دنیای الکترونیک ساخته شده اند. برای اطلاع از قیمت رزبری پای ها و خرید آنها می توانید به سایت eNabz وارد شوید.

در ادامه مطلب به معرفی رزبری پای ها، نسخه 5 آن و انواع رزبری پای ها می پردازیم.

 

کاربرد رزبری پای

•  برد رزبری پای به دلیل قیمت اقتصادی، کاربری راحت و قدرت پردازش بالا یکی از پرکاربردترین بردها است. این برد ابتدا برای آموزش های برنامه نویسی استفاده می شد، اما امروزه برای انواع پروژه های رباتیک، هوش مصنوعی، IOT و اتوماسیون خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از گسترده ترین کاربردهای رزبری پای ساخت سرورهای محلی است. به خاطر انعطاف پذیری بالایی که دارد و پشتیبانی از Nginx و Apache کاربران می توانند وبسایت خود را با آن راه اندازی کنند. در خانه هوشمند رزبری پای مانند یک مرکز کنترل عمل می کند و وسایلی مثل سیستم تهویه، روشنایی و قفل های هوشمند را کنترل می کند.
• در حوزه یادگیری ماشین و هوش مصنوعی از طریق بردهای رزبری پای می توان مدل های Tensor Flow و OpenCV را به خوبی اجرا کرد که در تشخیص و شناسایی چهره کاربرد دارد. رزبری پای در صنعت نیز  برای مانیتورینگ دما و کنترل خطوط تولید استفاده می شود. دانشجویان و مهندسان از آن برای کنترل موتور، دوربین، بازوهای رباتیکی و انواع سنسورهای حرارت، صدا، نور و فاصله استفاده می‌کنند.
• در زمینه هوش مصنوعی و پردازش تصویر، با استفاده از پکیج‌هایی مثل Tensor Flow Lite و OpenCV، می‌توان پروژه‌ هایی مثل شناسایی چهره، شمارش افراد یا کنترل ترافیک را با هزینه بسیار پایین اجرا      کرد. در بخش سرگرمی نیز بسیاری از علاقه‌مندان از رزبری پای برای ساخت کنسول بازی‌ها و نمایشگرهای هوشمند استفاده می‌کنند. برد آردوینو UNO Q یکی از جدیدترین محصولات آردوینو است که می    توان در کنار رزبری پای برای هوشمند سازی از آن استفاده کرد.

 

خرید رزبری پای

انتخاب مدلی مناسب از رزبری پای ها هنگام خرید دقت بالا و هدف پروژه را تضمین می کند. این انتخاب به این بستگی دارد که پروژه شما چیست و با چه نیازها و اهدافی انجام می شود. برخی از مدل ها مثل رزبری پای 4 مدل B برای پروژه های سنگین با توان و قدرت پردازشی بالا مناسب هستند. همه ی بردهای رزبری پای بر اساس یک پلتفرم مشترک طراحی شده اند؛ اما توان پردازشی، حافظه، پورت ها و اتصالات آنها را از هم متفاوت می کند. پس قبل از اینکه وسایل پروژه هوشمند یا الکترونیکی خود را تهیه کنید، حتما ویژگی های آن را از نظر سخت افزاری بررسی کنید. این باعث می شود هم رزبری پای مناسب تری انتخاب کنید و از هزینه دوباره جلوگیری می کند. برای انتخاب رزبری پای ها فاکتورهای زیر را بررسی کنید:

• رم و پردازنده:

اگر پروژه ای که در نظر دارید سنگین است و می خواهید برد را به عنوان یک سیستم ببینید، از مدل هایی مثل رزبری پای 5 استفاده کنید. همچنین برای انجام این مدل پروژه ها از حافظه 4 تا 16 گیگابایت مناسب است، اما برای انجام پروژه های راحت تر مثل سیستم IOT، رزبری پای 3B با 1 گیگابایت حافظه هم کافی است.

• اهدف پروژه:

ابتدا هدف و نیاز پروژه خود را بسنجید و با توجه به نیازهای سخت افزاری حداکثر نیاز را در نظر داشته باشید تا حین انجام پروژه با مشکل مواجه نشوید.

• اتصالات:

تعداد و نوع پورت ها یکی از مهم ترین نکاتی است که هنگام خرید و انتخاب رزبری پای باید به آن توجه داشته باشید. اتصالات USB، GPIO، درگاه شبکه و اینترنت، HDMI و نمایش ازجمله این پورت ها هستند. برای نمونه رزبری پای 4 دارای USB 3 با سرعت بالا است، این ویژگی باعث می شود به راحتی آن را به لوازمی مانند موس و کیبورد وصل کنید.

• ذخیره سازی:

ذخیره سازی در این بردها توسط چند نوع حافظه انجام می شود. حافظه microSD برای نصب نرم افزارها استفاده می شود و معمولا برای پروژه های متوسط قابل قبول است. USB یا SSD برای آن دسته از پروژه هایی که به سرعت و فضای بیشتر نیاز دارند، استفاده می شوند.حافظه داخلی eMMC نوعی حافظه پرسرعت است که برای پروژه های پردازش تصاویر و یادگیری ماشین استفاده می شود. بعضی از مدل های جدید رزبری پای مثل رزبری پای 5 با حافظه eMMC سازگاری دارد.

• لوازم جانبی مورد نیاز:

منبع تغذیه، microSD، کیس، ماوس و کیبورد و نمایشگر برای انجام تمامی پروژه های مبتنی بر رزبری پای ضروری هستند. دوربین ها، فن خنک کننده و حافظه SSD لوازمی هستند که در پروژه های پیشرفته تر طبق اهداف پروژه انتخاب می شوند. ماژول دوربین NOIR رزبری پای 3 یکی از دوربین های پیشرفته رزبری پای است که قابلیت دید واضح را با حذف فیلتر مادون قرمز فراهم می کند. برای پروژه های سنگین تر افزونه های پیشرفته تری مثل ماژول های HAT و پردازش هوش مصنوعی مورد نیاز است. برد POEHAT رزبری پای برق را از کابل اترنت دریافت می کند و با داشتن امکانات اضافی فقط با مدل هایی که دارای پین POE هستند سازگاری دارند. رزبری پای 3B و رزبری پای 4B، نمونه هایی هستند که از برد POEHAT پشتیبانی می کنند.

• نکته در مورد خرید رزبری پای

در دنیای امروزه، قیمت دلار روز به روز افزایش پیدا می کند و واردات قطعات الکترونیک از اروپا گران تر می شود. بنابراین توجه به بودجه و انتخاب هوشمندانه برای خرید رزبری پای بسیار ضروری است. اگر مدل مناسب برای پروژه را پیدا نکنید، علاوه بر اتلاف وقت، هزینه نیز چند برابر می شود. همچنین باید بخشی از بودجه خود را برای تهیه لوازم جانبی رزبری پای ها در نظر بگیرید.

رزبری پای 5 چیست؟

اگر پروژه های سنگین یا متوسط انجام می دهید؛ مثلا در تلاش هستید که یک سرور در ابعاد کوچک راه اندازی کنید یا روی پروژه هایی که پردازش تصویر دارند کار کنید، رزبری پای 5 می تواند گزینه ای عقلانی باشد. این برد از یک پردازنده قدرتمند چهار هسته ای ساخته شده است. پردازنده ARM Cortex A76 در این مدل از رزبری پای تقریبا 3 برابر نسخه های قبل، بهتر عمل می کند. این برد در حافظه هایی با حجم های مختلف 4، 8 و 16 گیگابایت عرضه می شود. کاربر باید با توجه به نکاتی که درباره انتخاب رزبری پای ها گفته شد، حافظه مناسب را انتخاب کند.

• پورت USB و پورت تصویر Raspberry Pi 5

یکی از برجسته ترین ویژگی های رزبری پای 5 داشتن تنوع در پورت ها و اتصالات است. این قابلیت باعث سرعت بالا در انتقال اطلاعات و اتصال چند دستگاه در یک زمان می شود. این برد جمعا دارای 4 پورت USB است. دو عدد پورت USB 3 که دیتا را با سرعت 5GB/s انتقال می دهد. همچنین دو پورت USB 2 دارد که از طریق آن می توان برد را به وسایلی مثل Wi-Fi، کیبورد و موس متصل کرد. پورت های تصویر در این رزبری پای تصویر خروجی را با کیفیت 4K تحویل می دهد. این دو پورت میکرو HDMI 2 هستند و از طریق آنها دو مانیتور با دقت کیفیت 4K به رزبری پای 5 وصل می شود. این ویژگی باعث شده تا این برد در پروژه هایی مثل ساختن سرور ذخیره سازی، گرافیک، طراحی چند بعدی و سیستم های چند رسانه ای کاربردی باشد.

• اترنت و اینترنت

در مدل های قبلی تر مثل رزبری پای 3 و 4، پورت اترنت و USB، از طریق یک مسیر اشتراکی داده ها را منتقل می کردند. این ویژگی باعث کاهش سرعت شده بود، یعنی وقتی پورت اترنت و USB به صورت همزمان فعال است سرعت کم می شود. اما برای توسعه بیشتر رزبری پای ها طراحان در ورژن 5 این برد، مسیری را به پورت شبکه اختصاص دادند و مسیر آن را از USB ها جدا کردند تا با هم تداخل نداشته باشند. این باعث می شود تا با حداکثر سرعت 1 گیگابایت بر ثانیه به فعالیت خود ادامه دهد. همچنین این برد دارای لوازم جانبی است؛ دارای ماژول وای فای همراه با دو باند است که از دو فرکانس 2.4 و 5 GHz پشتیبانی می کنند. این ماژول برای پروژه های IOT و سرورهای خانگی بسیار مناسب است.

• پورت Bluetooth 5.0

Bluetooth 5.0 نسخه جدیدی از بلوتوث است که برای برد امکان اتصال همزمان به دستگاه های جانبی بدون نیاز به کابل را فراهم می کند. این پورت نسبت به BT 4، چهار برابر قدرت اتصال دارد، این یعنی تجهیزات جانبی بلوتوثی در فاصله بیشتر نیز به رزبری پای متصل هستند. همچنین این پورت بلوتوث انرژی کمتری را مصرف می کند. از طریق آن می توان یک سیستم جمع و جور بدون اتصال سیم درست کرد، برای پروژه های صوتی می توان برد را به هدفون یا اسپیکر وصل کرد، در بسیاری از پروژه های اینترنت اشیا کمک می کند تا سنسورها در فواصل دورتر قرار بگیرند و دیتا را از دور بدون ضعف در اتصال دریافت و پردازش کنند.

• افزونه ها و اتصال توسعه

این مدل رزبری پای علاوه بر قدرت پردازش بالایی که دارد، دارای تجهیزاتی است که قابلیت نصب آسان را فراهم می کند. این یعنی می توانید انواع سنسورها، دوربین ها و تجهیزات ذخیره سازی را به راحتی روی برد راه اندازی کنید. Raspberry Pi 5 دارای 40 پین ورودی و خروجی است، این هدرها به عنوان افزونه ها در اتصالات این برد شناخته می شوند. GPIO در ورودی، خروجی این قطعه کاربرد دارد. در بخش ورودی GPIO می توان داده را از انواع حسگرها مثل دما و حرکت دریافت کرد. در قسمت خروجی پین ها نیز می توان فعالیت دستگاه و قطعات را کنترل کرد. مثلا می توان یک LED را روشن یا خاموش کرد و یا حرکات رله یا موتور را کنترل کرد. در این رزبری پای دو عدد کانکتور 22 پینی با نام های شناخته شده CSI 0 و CSI 1 قرار دارد.

• پورت PCI Express 2.0 x1

این پورت برای اولین بار در بردهای رزبری پای در مدل 5 ارائه شد. از طریق این پورت قطعات پر سرعتی مثل ماژول های صنعتی، کارت شبکه و SSD ها که حافظه هایی بسیار پر سرعت تر از میکرو SDها هستند، به صورت مستقیم روی برد وصل می شوند. PCI Express 2.0 x1، کارایی را در رزبری پای چندین برابر می کند. اما برای استفاده از این ویژگی باید از یک کابل مخصوص استفاده شود زیرا مثل پورت USB به طور مستقیم نمی توان از آن استفاده کرد.

• نرم افزارهای رزبری پای 5

Raspberry Pi OS سیستم عاملی اصلی است که برای رزبری پای طراحی شده است و کاملا با رزبری پای 5 سازگاری دارد. از طریق این سیستم می توان بدون نیاز به انجام تنظیمات پیچیده از تمام توان سخت افزاری روی برد استفاده کرد و با همه لوازم جانبی مخصوص این برد سازگار است. همچنین این سیستم عامل دارای میلیون ها کاربر رزبری پای است که مستندات، کورس های آنلاین و ویدئوهای آموزشی و مشکلات خود را با یکدیگر به اشتراک می گذارند. این ویژگی برای افراد تازه کار بسیار مفید است. رزبری پای 5 بدون ایجاد هیچ گونه مشکل می تواند ساعت ها پایدار کار کند و به دانشجوها و دانش آموزها این امکان را می دهد تا بدون استرس از خرابی قطعه کار فنی و عملی را روی آن پیاده کنند.

این مدل برد از نرم افزار پایتون پشتیبانی می کند. از طریق پایتون می توان روی این برد برنامه نویسی کرد و کنترل سنسور و پروژه‌های IoT را انجام داد. C و C++ برای پردازش سریع، رباتیک و کنترل موتور مناسب هستند؛ Node-RED به شما امکان می‌دهد پروژه‌های IoT را به صورت گرافیکی و بدون نیاز به کدنویسی زیاد بسازید؛ Scratch برای آموزش برنامه‌نویسی به مبتدیان مناسب است؛ همچنین Matlab یا Octave برای پردازش داده‌ها، شبیه‌سازی و محاسبات علمی استفاده می‌شوند.

• خرید رزبری پای

قبل از خرید رزبری پای 5 باید به چند نکته توجه داشته باشید. چیپ اصلی رزبری پای 5، BCM2712 است که توسط شرکت Board com ساخته شده است. این قطعه چهار هسته از نوع ARM Cortex-A76 دارد که این نسخه را از تولیدات قبلی متمایز می کند. وقتی بحث فرکانس 2 و 4 گیگاهرتز می شود، یعنی هسته های پردازنده این برد در هر ثانیه میلیون ها محاسبات کوچک انجام می دهند. نسل جدید پردازنده این برد نسبت به رزبری پای 4، عملیات و محاسبات پیچیده را سریع تر و با دقت بیشتری انجام می دهد. علاوه بر این قدرتمندتر و پایدارتر است و انرژی کمتری را حین کار مصرف می کند.
این برد Video Core VII دارد که ویدئو را با کیفیت 4K پخش می کند. پس اگر می خواهید برای بازی های کوچک و پروژه های گرافیکی خود یک برد رزبری پای انتخاب کنید، این مدل مناسب است.

برای خرید این برد از بزرگترین شرکت‌های واردکننده قطعات الکترونیکی در ایران حتما به نکاتی مثل اصالت کالا، پشتیبانی فنی قبل و بعد خرید توجه داشته باشید. برای اینکه بتوانید به بهترین شکل این برد را در پروژه های خود به کار ببرید، می توانید از لوازم جانبی آن مثل کیس رزبری پای 5، منبع تغذیه 3 ولت 10 آمپر، کارت microSD و یا کابل USB استفاده کنید. پس سعی کنید فروشگاه یا شرکتی را انتخاب کنید که لوازم جانبی اصلی این برد را هم داشته باشد. همچنین تحقیق کنید که فروشگاه زودتر برد را با امنیت کامل برایتان ارسال کند زیرا تاخیر در ارسال باعث می شود زمان انجام پروژه به عقب بیفتد. اگر می خواهید پروژه های دقیق تری داشته باشید Raspberry Pi 5 را از سایتی خریداری کنید که پشتیبانی فنی کامل و صحیح را به شما ارائه می دهد.

رزبری پای پیکو

رزبری پای پیکو بردی کوچک است که انرژی کمی را مصرف می کند و برای پروژه های رباتیک، الکترونیک و IOT طراحی شده است. این مدل از رزبری پای بر خلاف نسخه های دیگر با سیستم عامل هایی مثل Raspberry Pi OS و لینوکس کار نمی کند. یعنی این سیستم عامل ها رزوی رزبری پای پیکو نصب نمی شوند و با برنامه هایی که کاربر توسط میکرو پایتون یا C می نویسد کار می کند. این برنامه مستقیما به برد انتقال داده می شود و سپس اجرا می شود. در واقع پیکو یک نوع میکروکنترلر است که فقط برنامه ای را که به آن فرستاده می شود، اجرا می کند. اما رزبری پای های عادی یک مینی کامپیوتر به همراه سیستم عامل و محیط گرافیکی هستند.

• مشخصات رزبری پای Pico

پردازنده این برد دارای دو هسته ARM Cortex M0 است که با سرعت 133 MHz کار می کند. همچنین 26 پین ورودی و خروجی دارد که می توان از آن برای اتصال LED، سنسور، موتور و قطعات الکترونیک استفاده کرد. 2 مگابایت حافظه فلش و 264 کیلوبایت رم دارد، برای برنامه ریزی، تغذیه و کنترل با پورت میکرو USB وصل می شود. به دلیل این ویژگی ها و توان مصرفی کم برای انجام پروژه های کوچک و پروژه هایی که باتری خور هستند کاملا کاربردی است. این برد برای ساختن ربات ها و تجهیزات هوشمند در ابعاد کوچک، IOT، استفاده های آموزشی در الکترونیک و کدنویسی و کنترل قطعات کوچک مثل رله ها کاربرد گسترده ای دارد.از نرم افزارهای برنامه نویسی مرتبط با آن می توان به میکرو پایتون، C و آردوئینو اشاره کرد.

• کاربری آسان با پیکو

نصب و راه اندازی این رزبری پای بسیار ساده تر از حد تصور است. برای نصب کافی است پیکو را از طریق کابل میکرو USB به کیس کامپیوتر یا شارژر وصل کنید، بعد از اینکه ارتباط ایجاد شد از طریق زبان های برنامه نویسی می توانید برنامه را بنویسید و مستقیما آن را روی رزبری پای پیکو بارگذاری کنید. از نرم افزارهای برنامه نویسی مرتبط با آن می توان به میکرو پایتون، C و آردوئینو اشاره کرد. میکرو پایتون ساده ترین زبان کدنویسی برای پیکو است. یعنی کاربر تنها با یک رزبری پای Pico و نرم افزار Micro Python می تواند بدون هیچ دانش پیشرفته ای می تواند پروژه های کوچک و پر کاربرد را انجام دهد.

به طور کلی رزبری پای پیکو با ویژگی ها و مشخصات فنی که به آن اشاره کردیم، برای کنترل سخت افزاری مستقیم فوق العاده است. با رزبری پای Pico می توان پروژه های جدید هوشمندانه را کم ترین هزینه و کاملا اقتصادی انجام داد.