Raspberry pi micro

Arten von Raspberry Pi Mikrocontrollern

Der Raspberry Pi Mikrocontroller ist in zwei verschiedenen Modellen erhältlich: Raspberry Pi Pico und Raspberry Pi Pico WH.

• Raspberry Pi Pico

  Raspberry Pi Pico ist ein winziger Mikrocontroller-Board, der für die Ausführung von eingebetteten Systemen entwickelt wurde. Er basiert auf einem Dual-Core-ARM-Prozessor, bekannt als Raspberry Pi Silicon RP2040. Die beiden ARM Cortex M0+ Kerne können mit Geschwindigkeiten von bis zu 133 MHz betrieben werden und verfügen über 264 KB RAM und Unterstützung für bis zu 16 MB eingebetteten Flash-Speicher. Er verfügt über USB-Konnektivität, einen Micro-B-USB-Port, über den Benutzer ihn über ein Micro-USB-Kabel an einen Computer anschließen können, und kann mit verschiedenen Tools und Programmiersprachen programmiert werden.

  Er verfügt über programmierbare I/Os, zwei separate GPIO-Bänke und die Möglichkeit, alle GPIOs auf dem Raspberry Pi Pico zu verwenden. Er verfügt über DMA-Controller und programmierbare Interrupt-Controller, wodurch es möglich ist, benutzerdefinierte Peripherie-Schnittstellen zu erstellen. Pico verfügt auch über eine I2C-, SPI- und UART-Schnittstelle, über die er mit anderen Geräten und Peripheriegeräten kommunizieren kann. Er verfügt über 26 GPIO-Pins, die eine vollständige Reihe von GPIO-Pins bieten, um andere Geräte, Sensoren und Zubehörteile anzuschließen.

  Darüber hinaus wird das Pico-Modell mit einem aktiven Lernkit geliefert, das aus Hardwareprojekten besteht, mit denen Benutzer lernen können, wie man Mikrocontroller im Computerwesen einsetzt. Das Kit enthält programmierbare Hardwarekomponenten wie IO-, USB- und SYS-LEDs, die beim Programmieren und der Bereitstellung von visuellem Feedback helfen.

• Raspberry Pi Pico WH

  Raspberry Pi Pico WH ähnelt dem Basis-Raspberry Pi Pico, wird aber mit einem vorverlöteten 40-Pin-GPIO-Header geliefert. Dies erleichtert Benutzern den Einstieg in die Prototypenentwicklung und die Entwicklung von Anwendungen. Die drahtlose Version (Pico W) beinhaltet Wi-Fi-Konnektivität, wodurch sie sich für Internet of Things (IoT)-Projekte eignet.

  Im Vergleich zum Standard-Pico-Modell verfügt der Pico WH über einen Taktgeber für Wärme und Licht, der beim Start alle Taktgeber im Pico synchronisiert. Er verfügt außerdem über eine eindeutige, 2048 Byte große serielle Nummer auf Flash-Basis, die mit Picos USB-Gerät verwendet werden kann. Der vorverlötete Header auf diesem Mikrocontroller ermöglicht es Benutzern, elektronische Komponenten und andere Geräte ohne Lötkenntnisse anzuschließen, wodurch er für Benutzer zugänglich wird, die möglicherweise keine Lötkenntnisse haben.

  Benutzer können den Pico WH in verschiedenen Programmiersprachen programmieren, darunter Python, C/C++, Arduino, Java, MicroBit, Edge Impulse und Rust. Er verfügt außerdem über einen Satz von 26 GPIO-Pin-Raspberry Pi Pico-Erweiterungen, die Benutzer mit männlichen oder weiblichen Header-Pins anschließen können. Jeder Pin verfügt über eine eigene LED-Statusleuchte für digitale I/Os, UART-, I2C-, SPI-, ADC- und PWM-Funktionen.

  Mit dem zusätzlichen Vorteil der Wi-Fi-Konnektivität kann Pico WH verwendet werden, um Raspberry Pi Pico-Projekte zu erstellen, die drahtlose Kommunikation wie Webserver, Datenlogger und Remote-Sensoren beinhalten.

Funktion und Eigenschaften

Der Raspberry Pi-Mikrocontroller verfügt über mehrere Funktionen, die es Herstellern weltweit ermöglichen, verschiedene Projekte zu entwickeln und zu erstellen. Dazu gehören:

• Prozessor: Der Raspberry Pi Pico verfügt über einen Dual-Core-Arm Cortex M0+, der mit bis zu 133 MHz arbeitet. Dieser fortschrittliche Mikroprozessor bietet eine solide Plattform für die Entwicklung rechenintensiver Projekte.
• Mikrocontroller: Im Gegensatz zu anderen Raspberry Pi-Boards, die eine Mikrocontroller-Einheit verwenden, verwendet der Raspberry Pi Pico den RP2040-Mikrocontroller-Chip, der von Raspberry Pi entwickelt wurde. Er verfügt über programmierbare I/Os und eine innovative Plattform für drahtlose Raspberry Pi Pico- und andere eingebettete Projekte.
• Flash-Speicher: Raspberry Pi Pico wird mit 2 MB NAND-Flash-Speicher geliefert. Der Pico kann aufgrund seiner Speicherkapazität zum Speichern des Betriebssystems, des Bootloaders und von Dateien wie jedes andere Flash-Speichergerät verwendet werden.
• Digitale Ein-/Ausgänge: Raspberry Pi Pico verfügt über 26 GPIO-Pins (General Purpose Input/Output); Raspberry Pi Pico w verfügt außerdem über 3 zusätzliche Antennen-Pins. Diese DI/Os können so programmiert werden, dass sie entweder digitale Signale lesen oder senden, wodurch sie sich ideal für den Aufbau interaktiver Projekte wie Roboter, Alarme und Tastaturen eignen.
• Timer/Zähler: Es gibt 4 Timer auf dem Raspberry Pi Pico, die für verschiedene zeitbasierte Anwendungen verwendet werden können. Timer helfen bei Zeitmessfunktionen wie der Erstellung genauer Zeitintervalle für die Messung oder Erzeugung von PWM-Signalen.
• ADC-Eingänge: ADCs (Analog-Digital-Wandler) wandeln analoge Signale in digitale Signale um, die der Mikroprozessor verwenden kann. Der Raspberry Pi Pico verfügt über 3 ADCs, die unter anderem für Sensorablesungen verwendet werden können.
• Trinket-Plattform-kompatibel: Der Raspberry Pi Pico kann Code ausführen, der für die beliebten ATtiny-Teile wie den Adafruit Universal Trinket geschrieben wurde. Dies erleichtert Benutzern das Portieren bestehender Projekte auf Raspberry Pi Pico.

Anwendungen des Raspberry Pi Mikrocontrollers

Aufgrund seiner Vielseitigkeit, seiner geringen Größe und seiner Erschwinglichkeit wird der Raspberry Pi-Mikrocontroller in verschiedenen Sektoren eingesetzt.

• Robotik: Raspberry Pi 5-Mikrocontroller können in Robotersysteme integriert werden, um Aktionen zu steuern und Feedback von Sensoren zu erhalten. Sie werden häufig in Roboterarmen, Radrobotern, automatisierten Drohnen und anderen mobilen Robotern verwendet. Die benutzerfreundlichen Programmbibliotheken und Schnittstellen ermöglichen es Benutzern, Funktionen wie Hindernisvermeidung, Wegsuche und Fernsteuerung hinzuzufügen.
• Entwicklung eingebetteter Systeme: Die Verwendung eines Raspberry Pi Pico-Mikrocontrollers bietet Schülern und Entwicklern praktische Erfahrung in der Entwicklung eingebetteter Systeme. Seine GPIO-Pins, verschiedenen Konnektivitätsmöglichkeiten und programmierbare Eigenschaften machen ihn zu einer großartigen Plattform, um zu lernen, wie man eingebettete Systemkonzepte in die Praxis umsetzt. Benutzer können durch Programmieren lernen, wie man Geräte anschließt, Steuerungssysteme entwickelt und eingebettete Anwendungen erstellt.
• IoT-Lösungen: IoT-Systementwickler nutzen Raspberry Pi-Mikrocontroller, um physische Objekte mit dem Internet zu verbinden. Sie können mithilfe integrierter Sensoren Daten aus der Umgebung erfassen oder sensorbestückte Peripheriegeräte über drahtgebundene und drahtlose Verbindungen anschließen. Darüber hinaus können sie mithilfe integrierter Netzwerkfunktionen wie WIFI und Ethernet Informationen über das Internet zur Cloud-Speicherung oder -analyse senden.
• Datenerfassung und -steuerung: Ein Raspberry Pi Pico kann mit Hilfe angeschlossener Sensoren verwendet werden, um Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität zu messen. Seine Fähigkeiten können durch die Integration zusätzlicher Sensoren und die Verwendung programmierbarer Algorithmen verbessert werden, um die Umweltbedingungen zu überwachen und Echtzeitdaten bereitzustellen. Dieses Umweltüberwachungssystem erleichtert die Verfolgung der Luftqualität und das Ergreifen von vorbeugenden Maßnahmen.
• Prozessautomatisierung: Raspberry Pi Pico-Mikrocontroller können so programmiert werden, dass sie die Überwachung und Verfolgung des Energieverbrauchs eines Haushalts automatisieren, indem sie mit intelligenten Energiezählern und Sensoren verbunden werden. Benutzer können die erfassten Daten zum Energieverbrauch verwenden, um den Energieverbrauch zu optimieren, indem sie ihn mit einem Smartphone oder einer webbasierten Anwendung verbinden.
• Smart-Home-Geräte: Um Sprachbefehle und Steuerungsmöglichkeiten anzubieten, bringen Sie integrierte Spracherkennung und natürliche Sprachverarbeitungsfunktionen in den Smart-Home-Hub. Konnektivitätsoptionen ermöglichen die Integration mit anderen intelligenten Geräten und Systemen.
• Digitale Beschilderung: Der Mikrocontroller kann ein Display ansteuern, um dynamische Grafiken, Text und Multimedia anzuzeigen. "Raspberry Pi-Mikrocontroller können verwendet werden, um Bildungsinhalte, Immobilienangebote und Speisekarten in Restaurants, Einzelhandelsgeschäften und Unternehmenslobbys anzuzeigen.
• Spielsysteme: Benutzer können einen Raspberry Pi in eine Retro-Spielkonsole verwandeln, indem sie Spiel-Emulationssoftware installieren. Er kann auch verwendet werden, um Handheld-Spielkonsolen oder interaktive Arcade-Schränke zu erstellen.
• Prototypenentwicklung und Entwicklung: Raspberry Pi-Mikrocontroller haben es einfach gemacht, elektronische Projekte zu prototypisieren. Sie sind nützlich für die schnelle Prototypenentwicklung, da sie eine große Auswahl an I/O-Ports, programmierbare Funktionen und sofortige Programmierung bieten.

So wählen Sie den Raspberry Pi Mikrocontroller aus

Angesichts der vielfältigen möglichen Anwendungen des Raspberry Pi Zero W ist es wichtig, seine Fähigkeiten im Kontext dieser Bestrebungen zu berücksichtigen. Die Raspberry Pi Foundation hat stets betont, dass die Kosten die Funktionalität nicht beeinträchtigen sollten.

Das Folgende kann bei der Entscheidung für ein Raspberry Pi-Modell hilfreich sein;

• Budget und Bedürfnisse: Wie bereits erwähnt, bedient jedes Modell unterschiedliche Marktsegmente. Die Wahl des kostengünstigsten Modells ist möglicherweise nicht ratsam, wenn für anspruchsvollere Projekte ein leistungsstärkeres Modell erforderlich ist. Sehen Sie sich die technischen Daten jedes Modells an (Speicher, Prozessorgeschwindigkeit, enthaltene Funktionen) und überlegen Sie dann, was Sie erreichen möchten. Kann das günstigste Modell damit umgehen, oder sollten wir uns für eine teurere Option entscheiden? Die Raspberry Pi-Preismodelle basieren oft auf Rechenleistung, Speichergröße und integrierten Funktionen.
• Sofort einsatzbereite Software: Raspberry Pis werden häufig mit sofort bootfähigen Betriebssystemen wie NOOBS oder PINN verwendet, die auf eine SD/microSD-Karte installiert werden. Dies ermöglicht es Benutzern zu sehen, ob ihr gewähltes Modell über genügend Ressourcen verfügt, indem Programme direkt nach dem Einschalten ohne zusätzliche Einrichtungsschritte ausgeführt werden. Modelle mit mehr Speicher (mindestens 1 GB RAM) eignen sich besser dafür, insbesondere wenn ein anderes Betriebssystem anstelle von Raspbian verwendet wird (wie Android, Picade oder DietPi), da dies einen reibungsloseren Multi-User-Zugriff und schnellere Anwendungsstartzeiten während der Installation ermöglicht.
• Prozessorarchitektur: ARM-basierte Prozessoren wie Raspberry Pi verwenden eine andere Architektur als Intel- oder AMD-Chips, wenn sie Microsoft Windows-PCs ausführen. Daher funktionieren Betriebssysteme und Software, die für PCs entwickelt wurden, möglicherweise nicht mit Raspberry Pis, obwohl sie sich in Funktionalität und Formfaktor ähneln. Viele Programme, die speziell für Linux entwickelt wurden, laufen jedoch einwandfrei auf Raspberry Pi-Geräten, da sie über ein Linux-Betriebssystem verfügen.
• Modellwahl: Ein weiterer Punkt, der erwähnenswert ist, ist die Verfügbarkeit einer Variante jedes Modells, d. h. Raspberry Pi 4 Modell B, 2 GB, 4 GB und 8 GB. Jedes dieser Modelle verfügt über unterschiedliche Speicherkapazitäten. Es ist auch notwendig, im Modell den Buchstaben W zu entfernen, da wifi-fähige Modelle verwendet werden können, um jeden Desktop oder Mini-Laptop fernsteuern zu können.

Raspberry Pi Mikrocontroller Fragen und Antworten

F1: Was ist der Unterschied zwischen einem Raspberry Pi und einem USB-Mikro-Reiseladegerät?

A1: Der Raspberry Pi ist ein kleiner Computer, der für viele verschiedene Dinge verwendet werden kann. Ein USB-Mikro-Reiseladegerät ist ein Gerät, das zum Aufladen von elektronischen Geräten wie Smartphones verwendet wird.

F2: Was ist der Vorteil der Verwendung eines Raspberry Pi-Mikrocontrollers?

A2: Es vereinfacht das Design und reduziert die Anzahl der Komponenten auf der Leiterplatte. Dies kann die Kosten senken und die Zuverlässigkeit erhöhen.

F3: Wie speichert man Daten in einem Raspberry Pi Pico Mikrocontroller?

A3: Daten können in einem Raspberry Pi Pico Mikrocontroller über eine SD-Kartenschnittstelle oder ein USB-Massenspeichergerät gespeichert werden.

F4: Wie wird ein Raspberry Pi Pico Mikrocontroller mit Strom versorgt?

A4: Ein Raspberry Pi Pico Mikrocontroller kann über ein Micro-USB-Stromkabel, Batterien oder ein Netzteil mit Strom versorgt werden.