IoT prakticky - Raspberry Pi s monitorom, alebo dotykovým displejom

V našom seriáli postupne predstavujeme možnosti najpopulárnejších prototypových mikrokontrolérových dosiek. Úvodné diely sú koncipované tak, aby upútali aj úplných začiatočníkov. Dosiaľ sme sa venovali hlavne Arduinu a školskej mikropočítačovej doske BBC micro:bit, ale ako sme avizovali v úvodnej časti, postupne do vetiev nášho seriálu pribudnú aj dosky Raspberry Pi a ESP. Možno ste postrehli, že jednotlivé platformy sú na obrázkoch aj videách rozlíšené farbou podkladu. Pre Arduino používame podklad oranžový, pre Raspberry žltý a pre ostatné platformy, čiže micro:bit, ESP a STM 32 Discovery a ďalšie zelený podklad. Rozlíšenie farbou podkladu používame kvôli tomu, že návody pre jednotlivé platformy uverejňujeme paralelne. Populárna a vzhľadom na možnosti, ktoré poskytuje, veľmi lacná mikropočítačová doska Raspberry Pi (cena 25 – 45 eur) je k dispozícii už v tretej generácii.

Možnosti pripojenia displeja k doske Raspberry Pi sú ukázané vo videu. 

Srdcom Raspberry Pi 3 B+je SoC (System on Chip) Broadcom BCM2837B0. Aby sme boli presnejší, doska využíva výkonný štvorjadrový procesor s jadrami ARM Cortex-A53 (ARMv8), taktovanými na 1,4 GHz. Jadrá Cortex A53 poznáte zo smartfónov, používajú sa ako úsporné a primerane výkonné jadrá na bežné úlohy. Procesor má k dispozícii 1GB LPDDR2 SDRAM. Popri Ethernet konektore, podporuje doska Raspberry Pi 3 aj 2.4GHz a 5GHz IEEE 802.11.b/g/n/ac wireless LAN a  Bluetooth 4.2, BLE. HDMI výstup naznačuje, že doska má aj grafický procesor. Operačný systém sa bootuje z micro SD karty. Doska s rozmermi 85 x 56 x 17mm sa napája z micro USB portu (5V, 2A). K dispozícii sú 4 porty USB 2.0, Ethernet 10/100  a audio 3.5mm jack konektor.  Okrem 40-pinového systémového konektora s 27 GPIO portami na pripojenie ďalších modulov je na doske aj 15-pinový MIPI Camera Serial Interface (CSI-2) konektor na pripojenie kamery a 15-pinový Display Serial Interface (DSI) konektor na pripojenie displeja. Port na Micro SD kartu je na spodnej strane dosky.

Dosky Raspberry Pi 2 a Raspberry Pi 3

Doska Raspberry Pi je použiteľná aj ako počítač s prívetivým používateľským rozhraním, ktorý môžete použiť na rôzne scenáre aj ako takmer plnohodnotný PC na tvorbu dokumentov vrátane predinštalovaných aplikácií kancelárskeho balíka Libre Office, prípadne sa zahrať odľahčenú verziu Minecraftu ako ukazuje titulný obrázok Stačí vytvoriť bootovaciu kartu microSD s operačným systémom Raspbian , pripojiť monitor, klávesnicu, myš a napájací zdroj a máte takmer plnohodnotný počítač. Najskôr pripravte micro SD kartu s operačným systémom. Na pokusy s Raspbianom stačí 4 GB karta. Súbory s binárnymi obrazmi operačných systémov nájdete na webovej stránke platformy https://www.raspberrypi.org/downloads/. Najjednoduchšia je inštalácia pomocou balíka NOOBS (New Out Of the Box Software). Stiahnete si súbor .zip, ktorý má približne 1,5 GB, rozbalíte ho a jeho obsah prekopírujete na naformátovanú kartu microSD. Na naformátovanie karty odporúčame použiť aplikáciu SD Memory Card Formatter www.sdcard.org/downloads/formatter_4/.

Pripojte klávesnicu, myš a monitor cez HDMI Vložte pripravenú micro SD kartu do slotu na spodnej strane dosky. Pripojte napájanie. Napájací zdroj, napríklad nabíjačka od smartfónu, či tabletu musí byť schopná dodať 1,5 alebo lepšie 2 A.  Nabehne zavádzač operačného systému. V ponuke sú zatiaľ dve položky, avšak ak Raspberry Pi pripojíte k internetu, pribudnú ďalšie operačné systémy, ktoré sa môžu stiahnuť z webu. Vyberte z ponuky Raspbian. Inštalácia operačného systému na kartu SD bude trvať asi 7 minút. Pri ďalšom zapnutí už Raspberry nabehne priamo do tohto operačného systému. 

Na rôzne aplikácie, ktoré potrebujú generovať viacriadkový textový, alebo grafický výstup sa hodí LCD displej. 

Doska Raspberry Pi nasunutá na konektor 5 palcového LCD displeja

Môžete použiť napríklad farebný 5 "dotykový LCD shiled s rozlíšením 800x480. Podporuje softvérovú klávesnicu - umožňuje teda plnohodnotné ovládanie vašich aplikácií. Dotykové ovládanie je tlakové ako bolo na starších GPS navigáciách, nie kapacitné ako na moderných smartfónoch, takže niektoré úkony ako napríklad rolovanie obsahu okna je menej komfortné. Displej môžete k doske Raspberry pripojiť cez 40 pinový konektor a prepojiť HDMI konektory prepojkou dodávanou s displejom.

V takomto prípade si zakryjete konektor so vstupne – výstupnými pinmi. Výrobca displeja síce vyviedol všetky piny, ktoré obsahuje konektor displeja na plôšky ktoré sa dajú spájkovať, avšak v dokumentácii neuviedol, ktoré piny z konektora využíva displej na prenos informácií z dotykového ovládania. 

Popis pinov 40 pinového konektora

Preto na hardvérovo orientované konštrukcie môžete displej napájať cez USB a pripojiť ho k Raspberry cez HDMI. Pri takomto pripojení nefunguje dotykové ovládanie, no 40 pinový konektor dosky Raspberry máte celý k dispozícii.

Po nainštalovaní operačného systému Raspbian, zistíte že pracovná obrazovka nezaberá celú plochu displeja.

Aby ste naplno využili celý displej, je potrebné do konfiguračného súboru config.txt v adresári root pridať riadky

Ak chcete využívať dotykové ovládanie, potrebujete nainštalovať ovládač dodávaný výrobcom displeja. Postup je na stránke výrobcu. 

Zobrazit Galériu