برد رزبری پای چیست و چه کاربردهایی دارد؟

رزبری پای (Raspberry Pi) در سال 2012 توسط بنیاد خیریه رزبری پای معرفی شد. سوالات زیادی در مورد این برد وجود دارد، مثلا برد رزبری پای چیست؟ چه مزایا وکاربردی دارد؟ برد های رزبری پای، در مقایسه با برد مدارچاپی، به قیمت پایین (عموما کمتر از 100 دلار) و کاربرد گسترده در محصولات الکترونیک، پردازش تصویر، هوشمند سازی، اینترنت اشیاء و … شهرت دارند. این بردها توسط بنیاد خیریه Raspberry، با هدف گسترش و توسعه علوم کامپیوتر برای دانش آموزان ساخته شده است تا به خوبی عملکرد رایانه را درک کنند.

مدل های مختلف رزبری پای و تاریخ معرفی آنها

• Pi 1 مدل B (2012)
• Pi 1 مدل A (2013)
• Pi 1 مدل B+ (2014)
• Pi 1 مدل A+ (2014)
• Pi 2 مدل B (2015)
• Pi Zero (2015)
• Pi 3 مدل B (2016)
• Pi Zero W (2017)
• Pi 3 مدل B+ (2018)
• Pi 3 مدل A+ (2019)
• Pi 4 مدل A (2019)
• Pi 4 مدل B (2020)
• Pi 400 (2021)
• Pi 5 (2023)
• Pi Pico

نکته: برد های Pi Pico بر خلاف سایر مدل ها، مبتنی بر میکروکنترلر ها هستند. در این مقاله اشاره‌ای به Pi Pico نخواهیم داشت.

چرا رزبری پای ساخته شد؟

کامپیوتر ها به سرعت تکامل پیدا کردند. اولین کامپیوتر با نام ENIAC در سال 1822 اختراع شد. ENIAC شامل 40 پنل، 17468 لامپ خلاء، 7200 دیود کریستال، 1500 رله، 70000 مقاومت، 10000 خازن و 5 میلیون اتصال ( لحیم شده به به صورت دستی) بود. این کامپیوتر 27 تن وزن داشت و 170 متر مربع مساحت داشت!

امروزه آخرین نسل های کامپیوتر با سرعت بسیار بالا، توان مصرفی پایین‌تر و البته پیچیدگی بیشتر در اختیار مردم قرار دارند. پیچیدگی ساختاری بالا سیستم‌های کامپیوتر باعث شده که تبدیل به یک «جعبه سیاه» شوند که کاربر از عمل‌کرد داخلی آن اطلاع ندارد.

بنیاد رزبری با ارائه رزبری پای سعی بر درگیر کردن افراد (خصوصا دانش آموزان) با سخت‌افزار و سیستم عامل کامپیوتر ها دارد تا درک بهتری از عمل‌کرد رایانه ها داشته باشند.

این برد ها به صورت متن باز ارائه می‌شوند و شماتیک آن‌ها به صورت رایگان برای همه در دسترس است.

کاربرد های برد رزبری پای چیست؟

اکنون که دریافتیم برد رزبری پای چیست، به بررسی کاربردهای آن می پردازیم. برد های رزبری پای، نوعی مینی کامپیوتر هستند ( به جز سری Pico). در نتیجه با ارائه توان پردازشی مطلوب، کاربرد های وسیعی دارند.

• یادگیری زبان‌های برنامه نویسی
• پروژه های صنعتی و تجاری
• پروژه های دانشجویی – دانش آموزی
• مدیریت شبکه
• استفاده به عنوان کامپیوتر قابل حمل و کوچک
• اینترنت اشیاء و هوشمند سازی
• وب سرور
• پردازش تصویر و یادگیری ماشین
• رباتیک

اجزا برد رزبری پای چیست؟

برد های رزبری از بخش‌های گوناگونی تشکیل شده‌اند تا عمل‌کرد مطلوبی داشته باشند. به تشریح مهمترین این بخش‌ها می پردازیم:

پردازنده (CPU) رزبری پای

پردازنده مغز کامپیوتر است. محاسبات و پردازش ها توسط CPU انجام می‌شود و نتیجه به سایر واحد ها تحویل داده می شود. برد های رزبری پای از پردازنده با معماری ARM استفاده می کنند.

RAM، حافظه پرسرعت

این نوع حافظه سرعت بسیار بالایی دارد و همواره با CPU در فرایند های پردازشی و ذخیره سازی همکاری می کند. حداقل رم در برد های رزبری پای 256 مگابایت و حداکثر، 8 گیگابایت است.

GPU در برد رزبری پای

واحد پردازش گرافیکی در نمایش و پردازش تصاویر کاربرد دارد. GPU رزبری پای به صورت داخلی (SoC) در چیپ اصلی آن جای گذاری شده است.

پورت HDMI / Micro HDMI

برای اتصال به نمایشگر از پورت HDMI یا Micro HDMI استفاده می‌شود تا تصویر با کیفیت بالا منتقل شود.

پورت شبکه در رزبری پای

برای اتصال به شبکه، درگاه RJ45 بر روی رزبری پای پیاده‌سازی شده است. با این پورت می‌توان به مودم، روتر، هاب و … متصل شد.

SD Card یا کارت حافظه

اکثر کامپیوتر ها از HDD (هارد دیسک) یا SSD برای ذخیره فایل‌ها و اطلاعات استفاده می کنند. اما در رزبری پای کارت حافظه (SD Card) با این حافظه ها جایگزین شده است.

GPIO، یکی از اجزای برد رزبری پای

پایه‌هایی تحت عنوان GPIO در مدل های مختلف رزبری پای وجود دارند. این پایه‌ها می‌توانند برای ارتباط و کنترل سایر قطعات و ماژول های الکترونیک استفاده شوند. این وجه تمایز Raspberry Pi با کامپیوتر های شخصی است و باعث کاربرد گسترده آن در صنعت و پروژه های الکترونیک شده است.

AUX / AV

رزبری پای برای پخش صدا از یک جک 3.5 میلیمتری استفاده می‌کند. در مدل های جدید تر، سوکت A/V جایگزین جک هدفون شده است و قابلیت انتقال همزمان صدا و تصویر را دارد.

USB در برد Raspberry

ارتباط و اتصال سایر تجهیزات مانند موس، کیبورد و … به برد رزبری از طریق درگاه USB ممکن است. انواع USB2 و USB3 در برد های Raspberry موجود است.

Power برد رزبری پای

تغذیه برد از طریق پورت USB C در مدل های جدید یا Micro USB در مدل های قدیمی تر انجام می شود.

آموزش راه اندازی رزبری پای

• سیستم عامل دلخواه خود را بر روی کارت حافظه نصب کنید و در اسلات Micro SD قرار دهید. پیشنهاد ما Raspberry Pi OS (سیستم عامل رسمی) یا لینوکس است.
• نمایشگر را از طریق HDMI متصل کنید.
• موس و کیبورد را از طریق USB متصل کنید.
• تغذیه برد را از طریق Micro USB (یا USB C در برد های جدید) و آداپتور 5 ولت مخصوص، فراهم کنید.
• از کار کردن با مینی کامپیوتر خود لذت ببرید.

جمع‌بندی

برد رزبری پای چیست؟ مینی کامپیوتر های رزبری پای با در اختیار قرار دادن مقادیر مطلوب RAM, CPU, GPU, GPIO و درگاه VGA, USB , AUX, Ethernet در اختیار کاربر، امکان درک ساختار و عملکرد های کامپیوتر های امروزی را فراهم کرده است. Raspberry Pi کاربرد های گوناگونی در علوم کامپیوتر و صنعت الکترونیک دارد و به محبوبیت آن افزوده می شود. اگر با این حوزه سروکار دارید، سوالات خود را در مورد بردهای الکترونیکی با ما مطرح کنید. شرکت مرصا الکترونیک می تواند در طراحی و تولید صفر تا صد مدارات الکترونیکی و تولید PCB، خدمات خود را به شما عزیزان ارائه دهد.