樹莓派是由樹莓派基金會(huì)研發(fā)的一種只有信用卡大小的單板機(jī)電腦,最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)是用較為廉價(jià)的硬件和開源軟件為兒童提供一個(gè)計(jì)算機(jī)教育平臺(tái)。但其優(yōu)秀的擴(kuò)展性和易于開發(fā)的特性,使其不僅僅用于兒童教育,更是成為了極客們的玩具。樹莓派被開發(fā)出了千千萬萬種玩法,并且普通人也可以輕松實(shí)現(xiàn)。
我能用樹莓派做什么
前面提到了,樹莓派被開發(fā)出了千千萬萬種玩法,其中有些是純粹好玩;有些是為了學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù);有些是為了探索我們生活的世界;還有一些是幫助我們更好的生活。
很多玩法同時(shí)兼顧以上多種目的,例如:做一個(gè)機(jī)器人,造一架無人機(jī),組一輛自動(dòng)駕駛的小車。這些既能滿足計(jì)算機(jī)知識(shí)的學(xué)習(xí),又可以以獨(dú)特的維度去探索世界。
說到探索,更有人在樹莓派上安裝攝像頭,氫氣球和傳感器,讓他飛向地球的邊緣,去探索太空。當(dāng)然了,這么做的話風(fēng)險(xiǎn)很大,一定要注意安全。你知道的,我指的不是你和你的樹莓派,而是天上的飛機(jī)和住在下面的人們。這么玩之前,一定要了解好當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)。
當(dāng)然了,你可能會(huì)說,我不想玩這么大,有沒有什么安全且有意思的玩法?
嗯,當(dāng)然有了,你可以搭建私人氣象站,智能家居控制中心又或者是做成攝像監(jiān)控系統(tǒng)。
如果你只是想用于學(xué)習(xí),那么接上顯示器和鍵鼠就是一臺(tái)Linux電腦了。再說了,有誰又能阻止你做一臺(tái)PiBook(樹莓派筆記本電腦)呢?
你也可以選擇連上Wi-Fi插上電,干脆丟在墻角當(dāng)作一臺(tái)服務(wù)器。讓它幫你從網(wǎng)絡(luò)上下載資源;在上面部署Web服務(wù)器,把你的博客網(wǎng)站放在上面與大家分享;或許你喜歡吃新鮮的蔬菜,那你完全可以打造一臺(tái)全自動(dòng)農(nóng)場(chǎng),每天采摘。
放開思維,還有很多諸如游戲機(jī)、3D打印機(jī)、家庭影院等等數(shù)不盡的好項(xiàng)目。
現(xiàn)在,你知道你可以干什么了?
首先,我得表揚(yáng)你,有誰規(guī)定單板機(jī)只許有樹莓派了呢。除了香蕉派還有很多各式各樣的單板機(jī),有些比樹莓派性能更好,而有些更加便宜。但你因該知道的是,樹莓派是全球范圍內(nèi)銷售量最大的mini單板機(jī)電腦(或許不是,恕我孤陋寡聞了),這意味著你能輕松找到你想要的資源,方案又或者是你的疑問。人多力量大是樹莓派最大的優(yōu)勢(shì)。
初代樹莓派于2012年發(fā)售,熟話說電子產(chǎn)品買新不買舊,這個(gè)理兒放在這里也適用。
目前樹莓派最新版本是第三代B型,一般簡(jiǎn)稱3B。還有一個(gè)小分支叫Zero系列,截止這篇文章完稿,Zero系列有兩款,分別是Zero和Zero W。
為了便于直觀了解,我制作了下表。(如有錯(cuò)誤,歡迎指出,大致上應(yīng)該都是對(duì)的)
簡(jiǎn)單來說,3B是旗艦產(chǎn)品,而Zero系列是針對(duì)于要求極致體積并且對(duì)性能要求不高的場(chǎng)景。比如無人機(jī)、探空氣球之類的,又或者是單純的對(duì)于計(jì)算能力要求不高的的場(chǎng)景,比如3D打印機(jī)、自動(dòng)化農(nóng)場(chǎng)、掌機(jī)之類的玩法。
只需要幾個(gè)問題就可以確認(rèn)哪一款適合你。
你的項(xiàng)目是否需要高性能?
——買3B
你不知道你未來會(huì)用在什么項(xiàng)目上面?
——買3B
你的項(xiàng)目是否對(duì)體積重量有極致需求?
——買Zero W
為什么不推薦Zero,它很便宜。
因?yàn)樗葲]有Wi-Fi也沒有藍(lán)牙,調(diào)試比較麻煩,而且配置也不高,我想你因該不差5美元,還是買Zero W吧
確定了機(jī)器,我們還要討論下必備的配件
由于樹莓派本身是不帶閃存的,所以系統(tǒng)是安裝在存儲(chǔ)卡中的。就是普通的TF卡,請(qǐng)至少購買8GB以上的,4GB的安裝系統(tǒng)都比較夠嗆。同時(shí)要注意,選購的時(shí)候盡量挑選大品牌且選擇Class 10的卡,以保證兼容性和讀寫速度。
如果你實(shí)在是不懂,樹莓派基金會(huì)官方出品的TF卡也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
樹莓派的供電接口就是普通的Micro USB,也就是很多安卓手機(jī)使用的接口,但值得注意的是,不要用電腦USB給樹莓派供電,電流太小,可能會(huì)遇到不明問題,一定要用獨(dú)立電源且電壓5V,電流1A以上。若你手頭恰好沒有,也可以嘗試官方出品的電源,電壓5.1v,電流2.5安,同時(shí)支持全世界的插座環(huán)境,供電質(zhì)量高,即使外接樹莓派專用LCD也不會(huì)出現(xiàn)問題。
這個(gè)就隨意了。
很多選擇都不錯(cuò),有些甚至預(yù)留了安裝風(fēng)扇的位置。我自己選擇了官方出品的Case,主要原因還是好看,到手后感覺做工也不錯(cuò)。有一個(gè)點(diǎn)值得注意,3B雖然尺寸和2B相同,但是電源指示燈的位置換了,所以官方Case也分2B和3B,注意不要買錯(cuò)了。
3B的性能較上一代提升不少,發(fā)熱量也隨之上升,即使不用風(fēng)扇,也推薦貼上。最多幾塊錢。
主要是微雪出的產(chǎn)品,可以直接由樹莓派的GPIO(通用輸入輸出接口)取電,用起來十分方便。當(dāng)然了,普通的顯示器或者電視機(jī)也是可以直接連接使用的,也挺方便。
還有很多配件&外設(shè)就不一一討論了,決定了具體項(xiàng)目后,再去討論它們。
NOOBS
NOOBS全稱New Out Of Box System(全新開箱即用系統(tǒng)),其實(shí)就是個(gè)系統(tǒng)安裝器,之所以介紹這個(gè),是因?yàn)楣俜酵扑]每一個(gè)第一次接觸樹莓派的人,都用用。之所以叫這個(gè)名字,是因?yàn)槿绻阗徺I的官方TF卡,里面自帶了這個(gè)NOOBS,直接插上然后上電就可以用了。
自己買卡的也不用擔(dān)心,這個(gè)NOOBS使用起來非常簡(jiǎn)單。首先你要去官網(wǎng)下載NOOBS
然后你會(huì)看見NOOBS和NOOBS Lite,這兩個(gè)版本本質(zhì)上來說都是一樣的,區(qū)別在于NOOBS自帶了完整版的Raspbian OS的安裝包,而NOOBS Lite僅僅是NOOBS本身。
NOOBS里面除了Raspbian OS以外還可以安裝其他版本,你只需要在NOOBS中選擇想要安裝的系統(tǒng),它就會(huì)自動(dòng)下載安裝,選擇多個(gè)系統(tǒng)也可以。但是由于服務(wù)器在國外,所以除非掛VPN或者SS,否則速度非常慢,還是建議直接下載帶有Raspbian OS完整安裝包的NOOBS比較方便。下載NOOBS的時(shí)候,我們還需要下載一個(gè)洗卡的軟件,名叫:SDFormatter
安裝打開軟件后,就可以把卡插上電腦了,下面已Mac為例,windows操作方法一樣的。
選擇TF卡,Name順便?。ǚ凑竺鏁?huì)自動(dòng)被改掉的),點(diǎn)擊Format,出現(xiàn)下面界面,就格式化完成了。
這個(gè)時(shí)候NOOBS也因該下載好了,解壓壓縮包,把解壓出來的所有內(nèi)容都拷貝到剛才格式化的TF卡中,然后彈出TF卡,插入樹莓派,接上顯示器,鍵鼠,電源,剩下的都是圖形界面,順著操作你就可以安裝上完整版的Raspbian OS了。
一些會(huì)遇到的小問題:
windows用戶用WinRAR之類的軟件就可以解壓了,但是Mac用戶一般不會(huì)下載第三方解壓工具,用自帶的解壓工具會(huì)出現(xiàn)CPGZ和ZIP的無限循環(huán)解壓。
出現(xiàn)這個(gè)問題的原因是文件大小超過4GB了。所以下載一個(gè)第三方解壓工具就可以解決了。
樹莓派官方推薦的解壓工具叫:The Unarchiver
我自己用的是Keka,但這個(gè)是收費(fèi)的,就不放出下載地址了,需要的可以自行Google。
燒錄一個(gè)系統(tǒng)吧
NOOBS用起來確實(shí)很方便,但任然有許多問題,雖然隨時(shí)重裝系統(tǒng)對(duì)剛接觸的新人比較友好,但是卻帶來一個(gè)副作用,就是NOOBS和系統(tǒng)安裝包都會(huì)占用空間,而且還4GB以上,對(duì)于一個(gè)8GB的TF卡用戶來說損失了一半以上的空間,這是極其不劃算的。
所以現(xiàn)在我們使用另外一個(gè)辦法,用電腦直接給樹莓派直接燒綠一個(gè)系統(tǒng)。
需要的軟件有:
win32diskimager(如果打不開,可以自行搜索下載,這個(gè)軟件實(shí)在是太好找了。下載地址:https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/)
ApplePi-Baker (在網(wǎng)上,很多教程會(huì)教你用Mac自帶的DD工具,但是對(duì)新人不夠友好,用起來也麻煩,這是我無意間發(fā)現(xiàn)的一款燒錄工具,界面美觀操作簡(jiǎn)單,功能單一,很少有這么純粹的工具類軟件了,還是Free的,廢話不說了。下載地址:https://www.tweaking4all.com/software/macosx-software/macosx-apple-pi-baker/)
這里,我還是已Raspbian OS為例,其他OS都是一樣的。
首先下載系統(tǒng)鏡像文件
這里有兩個(gè)版本,分別是
Raspbian Jessie With PIXEL和Raspbian Jessie Lite,它們的區(qū)別在于前者帶有PIXEL的圖形界面易用性更高,后者是不帶圖形界面的版本,特點(diǎn)是占用空間非常小。(我自己有一個(gè)項(xiàng)目不需要圖形界面,且手頭只有4GB的TF卡,Lite版本就剛剛好滿足我的需求)
作為學(xué)習(xí),我推薦下載Raspbian Jessie With PIXEL,等熟練之后,再根據(jù)需求選擇其他OS都是可以的。
下載好之后是一個(gè)ZIP文件,把它解壓出來,放在合適的位置備用。
然后使用SDFormatter把TF卡格式化,這和上面是一樣的。
燒錄這一步windows和Mac就不一樣了,不過大致流程都是一樣的,我還是已Mac為例。
打開ApplePi-Baker,如圖
1、先選擇你要燒錄的目標(biāo)TF卡
2、選擇剛剛解壓好的鏡像文件(下面的選項(xiàng)意思是燒錄完成后是否自動(dòng)彈出)
3、點(diǎn)擊Restore Backup,等待燒錄完成,軟件會(huì)自動(dòng)將完成的TF卡安全彈出,直接拔卡就好
然后和之前一樣插入樹莓派,接上顯示器,鍵鼠,電源,開機(jī)后沒有NOOBS界面,而是直接進(jìn)入Raspbian OS的主界面了。
windows流程大致如下(網(wǎng)上找的,因該是對(duì)的):
1、解壓下載的系統(tǒng)壓縮文件,得到 img 鏡像文件
2、將 SD 使用卡托或者讀卡器后,連上電腦
3、解壓并運(yùn)行 win32diskimager 工具
1、在軟件中選擇 img 文件,“Device”下選擇 SD 的盤符,然后選擇“Write”然后就開始安裝系統(tǒng)了,根據(jù)你的 SD 速度,安裝過程有快有慢。
2、安裝結(jié)束后會(huì)彈出完成對(duì)話框,說明安裝就完成了,如果不成功,請(qǐng)關(guān)閉防火墻一類的軟件,重新插入 SD 進(jìn)行安裝,請(qǐng)注意安裝完,win 系統(tǒng)下看到 SD 只有 74MB 了,這是正?,F(xiàn)象,因?yàn)?linux 下的分區(qū) win 下是看不到的!
除了Raspbian OS還有哪些OS可以選擇
Raspbian OS其實(shí)并不是官方出品的,它是基于Debian的ARM定制版本,只不過是受到官方主力推薦的OS罷了,還有很多Linux的發(fā)行版本支持樹莓派,下面列出一些:
Raspbian Jessie With PIXEL:樹莓派官方推薦系統(tǒng),基于Debain 8,帶PIXEL圖形界面。特點(diǎn)是兼容性和性能優(yōu)秀。
Raspbian Jessie Lite:樹莓派官方推薦系統(tǒng),基于Debain 8,不帶圖形界面。特點(diǎn)是兼容性和性能優(yōu)秀,比PIXEL版本的安裝包更小。
Ubuntu MATE:Ubuntu MATE是針對(duì)樹莓派的版本,界面?zhèn)€性美觀。
Snappy Ubuntu Core:Ubuntu 針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一個(gè)發(fā)行版本。支持樹莓派。
CentOS:CentOS 針對(duì)ARM的發(fā)行版。支持樹莓派。
Windows IoT:微軟官方針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一個(gè)Windows版本。支持樹莓派。
FreeBSD:FreeBSD 針對(duì)樹莓派的發(fā)行版。
Kali:Kali 針對(duì)樹莓派的發(fā)行版,黑客的最愛。
Pidora:在 Fedora Remix 基礎(chǔ)上針對(duì)樹莓派優(yōu)化過的操作系統(tǒng)。
還有很多,感興趣可以去這里看看:http://wiki.nxez.com/rpi:list-of-oses
尾巴
讀到這了,恭喜你,樹莓派已經(jīng)入門了。不過,有趣的事情才剛剛開始。
如你所見,樹莓派的玩法完全由你決定。其實(shí)電腦本就如此,樹莓派能做到的,或許你的手機(jī)也可以做到,但是消費(fèi)類電子產(chǎn)品的形態(tài)固定了你對(duì)它的想象。越來越輕薄的今天讓你也失去了創(chuàng)造(折騰)的樂趣。
Apple公司的第一款產(chǎn)品Apple I就是一塊單板機(jī)電腦,用戶買回去要自己配置電源、顯示器、鍵鼠才能使用,而且提供了強(qiáng)大的擴(kuò)展能力供用戶去實(shí)現(xiàn)各種天馬行空的想象。那個(gè)時(shí)候的電腦、游戲機(jī)的形態(tài)可謂是百花齊放,好不熱鬧。
身處21世紀(jì),結(jié)局大家都知道了,電腦變的越來越無聊。不過好在我們還有開源世界這片樂土,它崇尚自由,代碼人人可用,人人可改,你既可以不花一分錢從開源世界獲取你所需要的,也可以把你的創(chuàng)意與全世界分享。開源世界完全體現(xiàn)了人類的無私、創(chuàng)造力、平等、自由的精神。
如果上面我說的這些,可以讓你產(chǎn)生一絲絲的認(rèn)同的話,那你手上的樹莓派就是進(jìn)入這個(gè)世界的絕佳鑰匙。
尾巴的尾巴
你既然都看完了,還在等什么?!拿起你的Pi,和我一起重返20世紀(jì)80年代的計(jì)算機(jī)黃金時(shí)代吧。
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