رزبری پای ؛ نحوه کارکرد، مدل ها، موارد استفاده، قابلیت ها و سیستم عامل های رایج

رزبری پای یک نوع کامپیوتر تک برد (SBC) است، به این معنی که کل مجموعه سخت افزاری آن روی یک برد الکترونیکی قرار می گیرد. هیچ سوکت CPU، اسلات حافظه یا گذرگاه داخلی مانند Peripheral Component Interconnect Express یا PCIe برای تعویض یا اضافه کردن اجزا وجود ندارد.

برد رزبری پای شامل یک CPU حافظه؛ پورت های LAN، USB و میکرو HDMI؛ و یک اسلات برای کارت micro SD است. رزبری پای ۴ Model B بهترین مدل تا زمان انتشار این مقاله است.

با خرید یک RasPi، در واقع یک برد کامپیوتری دریافت می‌کنید - بدون قاب، منبع تغذیه یا حتی سیستم‌عامل. در اصل این چیزی جز یک سیستم تک برد نیست. بسته به نسخه‌ای که دریافت می‌کنید، ممکن است درگاه‌های USB، کارت‌خوان SD یا micro-SD، درگاه HDMI، رابط سریال دوربین (CSI) و پین‌های GPIO داشته باشد. هیچ هارد دیسکی وجود ندارد، فقط RAM برای حافظه موجود است.

در زمان خرید RasPi بسته به نسخه ای که دریافت می کنید، باید یک کیس، منبع تغذیه و یک کارت SD یا micro SD تهیه کنید. می‌توانید یک کارت SD با نسخه‌ای از لینوکس بخرید، یا می‌توانید لینوکس را روی یک کارت خالی در رایانه فعلی خود قرار دهید. حتی یک توزیع لینوکس مخصوص RasPi به نام Raspbian وجود دارد. این نام یک پورت رابط بین Raspberry و Debian است که سال‌ها توزیع محبوب لینوکس بود. در نهایت این سیستم می تواند کارت SD تا ۳۲ گیگابایت را مدیریت کند.

شما می‌توانید از سیستم عامل‌های دیگر با RasPi استفاده کنید، حتی اگر به اندازه کافی ماجراجو هستید، ویندوز را روی آن نصب کنید.

از زمان ارائه رزبری پای اصلی در سال ۲۰۱۲، مدل های ارتقا یافته جدیدتری منتشر شده است. اجازه دهید به طور خلاصه به نسخه های مختلف موجود بپردازیم:

• رزبری پای ۱ – OG Pi در سال ۲۰۱۲ با پردازنده ARM تک هسته ای ۷۰۰ مگاهرتز و ۲۵۶ مگابایت رم عرضه شد.
• رزبری پای ۲ – Pi ارتقا یافته در سال ۲۰۱۵ با پردازنده ۹۰۰ مگاهرتزی چهار هسته ای ARM Cortex-A7 و ۱ گیگابایت رم منتشر شد.
• رزبری پای ۳ – مدل ۲۰۱۶ با پردازنده ۶۴ بیتی ARM Cortex-A53 چهار هسته ای ۱٫۲ گیگاهرتز و ۱ گیگابایت رم. وای فای و بلوتوث
• رزبری پای Zero/Zero W – مدل‌های کوچک و فوق‌العاده ارزان Pi از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۷ با پردازنده تک هسته‌ای ۱ گیگاهرتز و رم ۵۱۲ مگابایتی.
• رزبری پای ۳ B+ – نسخه ۲۰۱۸ Pi 3 با CPU 1.4GHz، بلوتوث ۴٫۲ و اترنت سریعتر.
• رزبری پای ۴ – کاملا ارتقا یافته در سال ۲۰۱۹ به پردازنده ۱٫۵ گیگاهرتزی چهار هسته ای Cortex-A72، گزینه هایی برای ۱ گیگابایت رم ۸ گیگابایت، USB 3.0، پشتیبانی از مانیتور دوگانه از طریق micro HDMI.
• رزبری پای ۴۰۰ – All-in-one Pi ادغام شده در یک صفحه کلید جمع و جور که در سال ۲۰۲۰ راه اندازی شد. بر اساس ماژول محاسبه Pi 4.

انواع مختلفی مانند ماژول محاسباتی و مدل های صنعتی نیز وجود دارد. اما این تابلوهای اصلی اصلی رزبری پای را پوشش می دهد.

موارد استفاده از رزبری‌پای بسیار گسترده و متنوع هستند. می‌توانید از رزبری‌پای برای انجام پروژه‌های مختلف استفاده کنید که به زیر ۷ دسته قابل تقسیم هستند. این دسته‌بندی‌ها شامل موارد زیر می‌شود:

۱. آموزش و یادگیری: استفاده از رزبری‌پای به عنوان یک ابزار آموزشی برای یادگیری برنامه‌نویسی، الکترونیک و کدنویسی.

۲. پروژه‌های خانگی: ساخت پروژه‌هایی مانند سیستم‌های خانه‌هوشمند، کنترل دستگاه‌های الکتریکی و نظارت بر منابع انرژی.

۳. سرگرمی و بازی: ساخت و اجرای بازی‌های ویدئویی و سرگرمی‌های مختلف با استفاده از رزبری‌پای.

۴. پروژه‌های IoT (اینترنت اشیاء): ساخت دستگاه‌های مرتبط به اینترنت برای کنترل و نظارت بر اشیاء مختلف در خانه یا محیط کار.

۵. پروژه‌های رسانه‌ای: استفاده از رزبری‌پای برای ساخت سرورهای رسانه‌ای، پخش ویدئو و صدا، وبسایت‌ها و پروژه‌های مالتی‌مدیا.

۶. تحقیقات علمی: استفاده در پروژه‌های تحقیقاتی و آزمایشگاهی برای جمع‌آوری داده‌ها و انجام آزمایش‌های مختلف.

۷. پروژه‌های مخابراتی و شبکه: ساخت سرورها، روترها، فایروال‌ها و دستگاه‌های شبکه برای استفاده در شبکه‌های مختلف.

این موارد تنها بخشی از کاربردهای رزبری‌پای هستند و این دسته‌بندی‌ها می‌توانند به عنوان نقطه شروعی برای انتخاب پروژه‌های مورد نظرتان استفاده شوند.

اینجا توضیحاتی درباره مشخصات فنی مهم و پلتفرم رزبری‌پای آمده است:

• پردازنده: پردازنده‌های ARM چهار هسته‌ای با فرکانس ۱٫۵ گیگاهرتز، با قابلیت‌های ۳۲ بیتی و ۶۴ بیتی که برای یک برد با هزینه کم، عملکرد خوبی را ارائه می‌دهند.
• حافظه RAM: از ۱ تا ۸ گیگابایت حافظه LPDDR4 در Pi 4 پشتیبانی می‌شود که برای اجرای سیستم‌عامل‌ها و برنامه‌های دسکتاپ حیاتی است.
• GPU گرافیک یکپارچه با قابلیت رمزگذاری/رمزگشایی ویدیویی ۱۰۸۰p، پشتیبانی از OpenGL ES و خروجی نمایش انعطاف‌پذیر دارد.
• خروجی ویدیو: دو پورت micro HDMI تا رزولوشن ۴Kp60 را پشتیبانی می‌کنند، همچنین خروجی‌های ویدئوی کامپوزیت و نمایشگر DSI نیز موجود هستند.
• صدا: خروجی صدای استریو از طریق HDMI یا جک ۳٫۵ میلی‌متری هدفون فراهم شده است.
• شبکه: پشتیبانی از Gigabit Ethernet، WiFi 802.11ac و بلوتوث.
• پورت USB: 4 پورت USB 2.0 و ۲ پورت USB 3.0 در Pi 4 برای اتصال به ادوات محیطی.
• حافظه ذخیره‌سازی: درگاه کارت MicroSD برای نصب سیستم‌عامل و ذخیره داده‌ها.
• پین‌های GPIO: 40 پین GPIO انعطاف‌پذیر برای ارتباط با پروژه‌های الکترونیکی.
• پورت‌های دوربین/نمایشگر: رابط‌های دوربین و نمایشگر جهت اضافه کردن ماژول‌های مخصوص.
• لوازم جانبی: انواع لوازم اضافی مانند صفحه نمایش ۷ اینچی لمسی، فن‌های کیس و غیره.
• سیستم عامل: قابلیت اجرای توزیع‌های مختلف لینوکس، ویندوز ۱۰ اینترنت اشیا، Android Things و غیره.
• برنامه‌نویسی: پشتیبانی از زبان‌های مختلف مانند Python، Scratch، C/C++، js، Bash و زبان‌های دیگر.

این ترکیب از قابلیت‌ها، رزبری‌پای را برای کاربردهای متنوع و گسترده بسیار مناسب می‌سازد.

رزبری‌پای به شما این امکان را می‌دهد که سیستم عامل‌های مختلف را برای نیازهای خود اجرا کنید. اینجا چند گزینه محبوب ذکر شده است:

• راسپبین (رزبری‌پای OS): توزیع لینوکسی که بر پایه دبیان است و به عنوان نقطه شروع ایده‌آل توصیه می‌شود.
• اوبونتو: یک توزیع معروف لینوکسی که برای دسکتاپ و سرور بر روی رزبری‌پای طراحی شده و پشتیبانی عالی دارد.
• Windows 10 IoT: برای افرادی که با محیط ویندوز آشنا هستند و می‌خواهند ویندوز ۱۰ را بر روی رزبری‌پای خود اجرا کنند.
• RetroPie: برای ایجاد یک مرکز بازی که بر روی رزبری‌پای متمرکز شده است و ایجاد یک مرکز بازی خوب مناسب است.
• OSMC: سیستم عامل متمرکز بر رسانه که رزبری‌پای شما را به یک جعبه جریان تبدیل می‌کند.
• Lakka: یک توزیع دیگر متمرکز بر بازی که مشابه RetroPie است.
• Android Things: سیستم عامل اندروید برای برنامه‌های IoT که از گوگل ارائه شده است.
• Twister OS: یک تغییر بر روی سیستم عامل رسمی رزبری‌پای با بهینه‌سازی‌ها و نرم‌افزارهای اضافی.
• Manjaro ARM: توزیع مبتنی بر لینوکس Arch که برای Pi 4 سریع و کارآمد است.

همچنین توزیع‌های تخصصی دیگری برای مسیریابی، رسانه پخش، برنامه‌های سازمانی و... وجود دارند. این امکان انتخاب سیستم عامل‌های مختلف به منظور توجه به نیازهای مختلف را فراهم می‌کند.