Raspberry Pi

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Raspberry Pi
Raspberry Pi B rev 1
Raspberry Pi B rev 1
Ontwikkelaar Raspberry Pi Foundation
Verschijning 2012
Processor(s) ARM11, ARM Cortex-A7 of ARM Cortex-A53
Basisprijs $5 (Pi Zero)
$35 (Pi 2 B)
Website http://raspberrypi.org
Portaal  Portaalicoon   Computer
Informatica
De Raspberry Pi Model A singleboardcomputer uit 2012 op basis van een Broadcom BCM2835 SoC met een 700 MHz ARM1176-processor en 256 MB SDRAM.[1] Aan de bovenkant van de printplaat zit een DSI-display- en een CSI-videocamera-aansluiting.[2][3][4]
De Raspberry Pi B rev 2 uit 2012 met 512 MB SDRAM, twee USB 2.0 poorten en een RJ-45 10/100 Mbps ethernetaansluiting.
De Raspberry Pi B+ uit 2014 zonder CVBS-aansluiting, met vier i.p.v. twee USB-poorten, een microSD-kaart i.p.v. een SD-kaart en met een 40-pins GPIO-bus een i.p.v. een 26-pins GPIO-bus.
De Raspberry Pi 2 B uit 2015 met een ARM Cortex-A7 quad-core CPU en 1 GB geheugen.[5]
Raspberry Pi Compute Module uit 2014 die in een SODIMM-slot past. De Compute Module is gemaakt om als embedded system toegepast te worden.
De Raspberry Pi A+ uit 2014 die geschikt is voor HAT-modules.
De kleine en goedkope Raspberry Pi Zero uit 2015.

De Raspberry Pi is de naam van diverse singleboardcomputers gebaseerd op een ARM-processor die tegen een minimale prijs worden vervaardigd en verkocht. De Raspberry Pi werd ontwikkeld aan de Universiteit van Cambridge en was bedoeld voor educatieve doeleinden.[6] De productie van de eerste Raspberry Pi Model B werd op 10 januari 2012 gestart.[7] Sindsdien zijn er verschillende modellen en versies uitgebracht.

De hardware van de verschillende versies van de Raspberry Pi kenmerkt zich door een open structuur die lijkt op de open structuur van de eerste IBM Personal Computers. De aanwezigheid van de GPIO-bus maakt het mogelijk om een addon-board aan een Raspberry Pi te koppelen en de aanwezigheid van USB-poorten, een DSI- en een CSI-connector maken het mogelijk om meerdere USB-devices en een display en een camera aan het moederbord te koppelen.[8] De addon-boards kunnen gemakkelijk verwisseld worden evenals de microSD-kaart met het live-system en de software.

Eind 2015 was door de Raspberry Pi Foundation een reeks modellen en toepassingen met bijbehorende addon-boards ontwikkeld. De Raspberry Pi 2 B, of kortweg RPi 2, was begin 2016 het meest verkochte en gebruikte model en de Raspberry Zero is tot op heden het kleinste en goedkoopste model. De RPi 2 is begin maart 2016 opgevolgd door de snellere RPi 3 die uitgebreid is met Wi-Fi en Bluetooth.[9] De RPi 2 en RPi 3 kunnen behalve voor educatieve doeleinden ook als mediacenter of als eenvoudige desktopcomputer voor lichte kantoortoepassingen gebruikt worden.

Geschiedenis[bewerken]

De eerste concepten ontstonden in 2006 en waren gebaseerd op de Atmel Atmega644-microcontroller. De stichter van de Raspberry Pi Foundation, Eben Upton, wist een groep academici en anderen bijeen te krijgen en enthousiast te krijgen voor het project. Doel was kinderen kennis te laten maken met programmeren op eenvoudige wijze, zonder dat enorme kosten zouden moeten worden gemaakt.

In augustus 2011 werden de eerste 50 alfaversies geproduceerd. Qua functionaliteit waren deze identiek aan het latere model B. Previews van de mogelijkheden van de chip lieten zien waar deze toe in staat was: er draaide Debian op, Quake 3 functioneerde tegen ongeveer 25 FPS op 1080p en ook 1080p MP4's werden vloeiend afgespeeld dankzij de Broadcom VideoCore IV-GPU. Deze mogelijkheid om hoge kwaliteit video's af te spelen leidde tot het gebruik van de Pi als mediacenter, vaak gebaseerd op XBMC.

Eind 2011 werden 25 model B-bètaversies geproduceerd en getest. Op enkele schoonheidsfoutjes na functioneerde de chip prima. In de eerste week van 2012 werden tien exemplaren geveild op eBay en deze leverden de stichting ruim 16 duizend pond op. De lancering stond gepland voor februari 2012.

De eerste lichting van 10.000 Pi's werd gefabriceerd in Taiwan en China, in plaats van in het Verenigd Koninkrijk. Deze keuze werd hoofdzakelijk bepaald door de veel kortere levertijd; 4 weken in Azië tegenover 12 weken in Engeland en lagere prijs. De productie liep enige vertraging op door foutieve ethernetpoorten, er werd gebruikgemaakt van een niet-magnetische waar een magnetische nodig was.

De verkoop startte op 29 februari 2012. Op hetzelfde moment werd bekendgemaakt dat het model A dezelfde hoeveelheid geheugen zou krijgen als het duurdere model B; 256 MB in plaats van 128 MB. De Pi kon besteld worden op twee websites, namelijk Premier Farnell en RS Components. Beide sites gingen offline door de enorme hoeveelheid verkeer die werd geproduceerd vlak na lancering. Op een zeker moment werd door de webmaster een bericht naar buiten gestuurd met de vraag of de bezoekers iets minder vaak wilden refreshen, omdat de servers het niet meer konden hebben. 10.000 exemplaren waren geproduceerd. De vraag lag vele malen hoger; meer dan 2.000.000 bestellingen werden geplaatst in voorverkoop. Op 16 april 2012 ontvingen de eerste klanten ook daadwerkelijk hun Raspberry Pi.

Op 14 juli 2014 werd een verbeterde versie van de Raspberry Pi model B geïntroduceerd: model B+. Deze kost evenveel als model B, die in productie zal blijven zolang er vraag is. Model B+ heeft verbeteringen ten opzichte van model B, zoals 40 pinnen op de GPIO-aansluiting in plaats van 26, 4 USB poorten in plaats van 2, een microSD slot, betere audio en een lager energieverbruik.[10]

Op 26 november 2015 werd de Raspberry Pi Zero aangekondigd: een computer die slechts 5 Amerikaanse dollar kost. Deze heeft een Broadcom BCM2835 application processor met 1 GHz ARM11 core (40% sneller dan de Raspberry Pi 1), 512MB LPDDR2 SDRAM, een micro-SD slot, een mini-HDMI aansluiting met 1080p60 video output, twee micro-USB aansluitingen voor data en voeding, een 40-pin GPIO-aansluiting zonder de pinnen (lay-out identiek aan Model A+/B+/2B) en een composiet video aansluiting zonder de connector. De pinnen en de connector kunnen er desgewenst later zelf op gesoldeerd worden. Het formaat bedraagt 65mm x 30mm x 5mm, de kleinste Raspberry Pi ooit.[11]

Moederborden en CPU's[bewerken]

Een Raspberry Pi singleboardcomputer bestaat uit een kleine printplaat met een Broadcom SoC, elektronische componenten en een aantal chassisdelen voor connectoren waarmee onder meer een toetsenbord en een monitor aangesloten kunnen worden. De Broadcom SoC's zijn geïntegreerde systemen rond een ARM RISC-processor en een GPU die omringd worden door een aantal perifere controllers en schakelingen. Na de introductie in 2012 hebben de eerste modellen van de Raspberry Pi zich in verschillende richtingen verder ontwikkeld.[12]

Eerste generatie[bewerken]

Bij de introductie in 2012 kwamen een Model A- en een Model B-versie van de Raspberry Pi op de markt.[13][14]

Raspberry Pi A[bewerken]

De Raspberry Pi A is opgebouwd rond de Broadcom BCM2835 SoC. De SoC in de Pi A beschikt over een werkgeheugen van 256 MB.[1][15] Op de printplaat bevinden zich de volgende aansluitingen:[2][16]

Raspberry Pi B[bewerken]

De Raspberry Pi B heeft de beschikking over een USB 2.0 hub en een 10/100 Mbps ethernetcontroller door de toevoeging van de LAN9514 microchip op de printplaat.[17] Door de uitbreiding met de LAN9514-chip kunnen extra USB-poorten en een RJ-45-aansluiting voor een netwerkverbinding aan de printplaat toegevoegd worden. De Raspberry Pi B beschikt over een werkgeheugen van 512 MB.

Tweede generatie[bewerken]

In 2014 kwamen de Raspberry Pi A+ en B+, de Compute Module en een aantal addon-boards voor de Pi A+ en Pi B+ op de markt. In de ontwerpen voor de modellen uit deze tweede generatie waren een aantal belangrijke veranderingen doorgevoerd.[18][19]

Raspberry Pi A+ en B+[bewerken]

Bij de overgang naar de A+- en B+-versies verdween het CVBS-chassisdeel van de printplaat en werden de microUSB-poort en de ingang voor de 3,5 mm jackplug verplaatst naar de zijde waar zich bij Model A alleen de HDMI-aansluiting bevond. Verder werd de SD-kaart door een microSD-kaart vervangen.

De 26-pins GPIO-bus aan de rand van de printplaat werd vervangen door een 40-pins GPIO-bus. Ten opzichte van de positie van de 40-pins bus werden vier posities voor de bevestigingsgaten in de printplaat vastgelegd. De Raspberry Pi B+ kreeg bovendien vier USB-poorten i.p.v. twee en de Pi B+ had een printplaat op creditcardformaat, d.w.z. een iets grotere printplaat dan de nieuwe Raspberry Pi A+.

HAT en addon-boards[bewerken]

De functies van de pennen van de 40-pins GPIO-bus en de posities van de bevestigingsgaten in de printplaat werden bij de introductie van de Pi A+ en B+ gestandaardiseerd. Hierdoor werd de ontwikkeling van Hardware Attached on Top (HAT) en het ontwerpen van verschillende behuizingen voor de nieuwe systemen gemakkelijker.[20]

Derde generatie[bewerken]

In 2015 kwamen de Raspberry Pi 2 B, of kortweg RPi 2, en de Raspberry Pi Zero uit.[21][22] In maart 2016 werd de RPi 2 opgevolgd door de RPi 3.

Raspberry Pi 2[bewerken]

Het verschil tussen de eerdere B+ en de 2 B zit in de Broadcom BCM2836 SoC die de BCM2835 vervangt die in alle eerdere modellen gebruikt wordt.[23] De nieuwe Broadcom processor is opgebouwd rond een ARM Cortex-A7 quad-core CPU en beschikt over een werkgeheugen van 1 GB. Bovendien heeft de Cortex-A7 in de Pi 2 een ARMv7 processorarchitectuur tegenover de ARMv6 architectuur van de ARM1176-processor die in de SoC van de Pi B+ zit.[1][5][24][25]

Raspberry Pi Zero[bewerken]

De printplaat van de Raspberry Pi Zero is aanzienlijk kleiner dan die van de Pi A en de Pi A+. De Pi Zero kan als de snelle, zuinige en goedkope opvolger van de Pi A+ beschouwd worden omdat zijn BCM2835 chip op een klokfrequentie van 1.000 MHz draait en omdat hij beschikt over 512 MB werkgeheugen. De Pi Zero beschikt over een HDMI-aansluiting, twee microUSB-aansluitingen, waarvan er een voor de voeding gebruikt wordt, en een 40-pins GPIO-aansluiting.

Raspberry Pi 3[bewerken]

De RPi 3 is de snelle opvolger van de RPi2 die op een BCM2837 SoC met een 1,2 GHz 32/64-bit quad core processor draait. De quad core ARMv7 Cortex-A7 processor in de RPi 2 is in de RPi 3 vervangen door een quad core ARMv8 Cortex-A53. Bovendien is de Broadcom BCM43438 microchip toegevoegd die de RPi 3 van een Wi-Fi 802.11n 2,4 GHz en een Bluetooth 4.1 Low Energy (BLE) verbinding voorziet.[9][26][27]

Raspberry Pi Compute Module[bewerken]

De Compute Module is geen singleboardcomputer. De Compute Module past in een SODIMM-slot en kan geprogrammeerd en uitgetest worden met behulp van het Raspberry Pi IO-board voor de Compute Module. De Compute Module is bedoeld voor de ontwikkelaars van printplaten. Door een SODIMM-slot op een printplaat aan te brengen kan een Compute Module als verwisselbaar embedded system toegepast worden.

Besturingssystemen[bewerken]

Dit is een lijst met werkende besturingssystemen of live-systems die (deels) geport zijn naar de Pi. Dit is nodig vanwege de ARM11-processor. Er zijn diverse Linuxdistributies beschikbaar, alsook Plan 9 en RISC OS. Het is ook mogelijk om besturingssystemen die niet voor de ARM-architectuur zijn ontwikkeld te installeren, zoals Windows 3.1[28], maar hiervoor is het noodzakelijk een emulatielaag zoals DOSBox te gebruiken bovenop een van de onderstaande besturingssystemen.

Volledig OS[bewerken]

Lichte distributies voor meerdere doeleinden[bewerken]

  • Moebius, een kleine ARM HF-distributie gebaseerd op Debian. Sinds versie 2 gebruikt Moebius eigen repository's.[38] Moebius past op een 128MB-SD-kaart. Doordat er zeer weinig daemons draaien en door optimalisatie is het geheugengebruik zeer laag.
  • Squeezed Arm Puppy, een versie van Puppy Linux voor de Raspberry Pi.[39]
  • DietPi, op Debian gebaseerd, laat toe om verschillende applicaties in enkele klikken te installeren.[40]

Lichte distributies voor specifieke doeleinden[bewerken]

Specificaties[bewerken]

Model A/A+ en de Zero zijn iets eenvoudiger en hebben geen netwerkaansluiting. Model B/B+/2B hebben wel een netwerkaansluiting. Toch kan ook model A/A+ aan een (draadloos) netwerk gekoppeld worden via USB.[41]

Raspberry Pi 1 Raspberry Pi 2 Raspberry Pi 3
Model A Model B Model B+[42] Model A+[43] Compute Module Zero[44] Model B Model B [45]
Opmerkingen: Alle in- en uitgangen via 200-pin DDR2 SO-DIMM connector. GPIO- en analoge video-aansluitingen zijn niet voorzien van pinnen
Richtprijs: $ 25 (£16) $ 35 (£22) $ 20 $ 30 $ 5 $ 35 (£22)
SoC: Broadcom BCM2835 (CPU + GPU + DSP) BCM2836 BCM2837
CPU: 700 MHz ARM1176JZF-S core ARM11 (kan worden ge-overklokt tot 1000 MHz (1 GHz)). 1000 MHz ARM1176JZF-S core. Cortex-A7 (900 MHz, quad core) Cortex-A53 (1,2 GHz, quad core)
GPU: Broadcom VideoCore IV
Harde schijf: SD-kaart microSD-kaart 4 GB eMMC flash memory chip, optioneel (Micro)SD-kaart microSD-kaart
Geheugen (SDRAM): 256 MiB[46] gedeeld met GPU 512 MiB (256 MiB voor 15 oktober 2012)[47] gedeeld met GPU 512 MiB gedeeld met GPU 256 MiB gedeeld met GPU 512 MiB gedeeld met GPU 1024 MiB gedeeld met GPU
USB 2.0-poorten: 1 2 (via geïntegreerde USB-hub) 4 (via geïntegreerde USB-hub) 1 1 micro-USB 4 (via geïntegreerde USB-hub)
Analoog video-uitgang: Composite RCA (PAL en NTSC) Composite (PAL en NTSC) op vierpolige 3,5mm-jack (gedeeld met audio) Composite (PAL en NTSC) Composite (PAL en NTSC) op vierpolige 3,5mm-jack (gedeeld met audio)
Digitaal video-uitgangen: HDMI (rev. 1.3 & 1.4), lcd via DSI. 14 HDMI resoluties van 640×350 tot 1920×1200 met nog enkele PAL- en NTSC-standaarden. HDMI, 2× MIPI display interface (DSI), lcd via DSI mini-HDMI HDMI, lcd via DSI.
Audio-uitgangen: driepolige 3,5mm-jack, HDMI vierpolige 3,5mm-jack (gedeeld met composite video), HDMI Analoog, HDMI, I²S mini-HDMI vierpolige 3,5mm-jack (gedeeld met composite video), HDMI
Netwerk: Geen[41] 10/100 ethernet Geen[41] 10/100 ethernet 10/100 ethernet, 802.11n Wireless LAN
Overige aansluitingen: Bluetooth 4.0 & Bluetooth Low Energy (BLE)
Energiegebruik: 500 mA (2,5 W) 700 mA (3,5 W) 600 mA (3,0 W) vanaf 100 mA (0,5 W (idle)[48]) 1000 mA (5,0 W) nog niet bekend
Stroomvoorziening: V via micro-USB of GPIO-header 5 V V via micro-USB of GPIO-header
Console: Micro-USB-kabel[41] of seriële kabel van Adafruit met optionele GPIO power connector[49]

Mogelijkheden[bewerken]

De meestgebruikte toepassingen van de Raspberry Pi zijn als:

De Raspberry Pi is daarnaast nog voor veel meer doeleinden toepasbaar. Een paar voorbeelden:[50]

Greg Holloway, geestelijk vader van de FishPi, wil een op afstand bestuurbaar bootje, aangestuurd door een Raspberry Pi, de Atlantische Oceaan laten overvaren om zo wetenschappelijke informatie te verzamelen.

Een team van de Universiteit van Southampton onder leiding van professor Simon Cox bouwde met behulp van 64 Raspberry Pi's een supercomputer.[51] De supercomputer beschikt over één terabyte schijfruimte (16 GB per Raspberry), kostte niet meer dan 2.500 pond en kan in tegenstelling tot de meeste supercomputers uit een normaal stopcontact worden gevoed. De behuizing is gebouwd van LEGO door de zesjarige zoon van Cox.

Andere zaken die van een Pi zijn gemaakt:

  • Een volautomatische kattenvoeder
  • Een gitaarstemmer
  • Een op afstand bedienbare garagedeuropener
  • Een automatische tap die zelf drankjes mixt
  • Slimme fietsverlichting die ook de snelheid kan meten

Zie ook[bewerken]

Externe link[bewerken]