آشنایی با سخت افزار رزبری پای | معرفی اجزای برد رزبری پای

بعد از معرفی برد رزبری پای و نصب سیستم عامل برای رزبری پای، در این مقاله آموزشی ما به توضیح سخت افزار رزبری پای می پردازیم. بنابراین به توضیح المان ها استفاده شده بر روی برد و همچنین کارآیی آنها را مورد بررسی قرار می دهیم. توضیحات ارائه شده مربوط به سخت افزار رزبری پای در این قسمت به اختصار بیان شده اند. شما می توانید در آموزش ها متناسب با آموزش قرار داده شده اطلاعات کامل تری در مورد سخت افزار رزبری پای  استفاده شده، بدست آورید.

آشنایی با سخت افزار رزبری پای مدل A و B :

تفاوت عمده بین دو مدل A و B در RAM و تعداد درگاه‌های USB 2.0 است و این‌که مدل A درگاه اترنت ندارد. با اینکه این مسئله باعث کاهش هزینه در مدل A می‌شود، ولی کاربر مجبور است یک هاب USB برای کار با دسکتاپ یا اتصال به شبکه تهیه کند. مدل A بیش‌تر در پروژه‌هایی استفاده می‌شود که به برنامه‌نویسی و کنترل به‌صورت مستقیم از طریق خط فرمان نیاز دارند.

هر دو مدل Pi از پردازنده Broadcom BCM2835 استفاده می‌کنند که مبتنی بر ARM11 است و با فرکانس ۷۰۰ مگاهرتز کار می‌کند. برای کاربران تعدادی حالت Overclock هم در نظر گرفته شده است که می‌توانند سرعت را افزایش دهند، البته تا جایی که حرارت هسته بیش از حد بالا نرود.
همچنین، در این مدل‌ها واسط گرافیکی VideoCore IV برای پشتیبانی OpenGL ES 2.0 نیز در نظر گرفته شده است که می‌تواند ۲۴ گیگافلاپس را اجرا و کدگشایی کند و تصاویر H.264 را با وضوح تصویر ۱۰۸۰ پیکسل نمایش دهد. به‌طور اساسی مدل A از حافظه RAM با ظرفیت ۲۵۶ مگابایت استفاده می‌کند، در حالی ‌که مدل B از حافظه‌ای با ظرفیت ۲۵۶ تا ۵۱۲ مگابایت استفاده می‌کند. حافظه توسط سی‌پی‌یو به‌اشتراک گذاشته می‌شود.

منبع تأمین‌کننده انرژی برای رزپری از طریق یک سوکت Micro USB با ولتاژ ۵ فراهم می‌شود. از آن‌جا که مدل A تعداد واسط‌های نیازمند به انرژی کم‌تری دارد، بدون احتیاج به هیچ‌گونه اتصالات خارجی تنها به ۳۰۰ جریان میلی‌آمپر نیاز دارد. در مقابل، مدل B به ۷۰۰ میلی‌آمپر جریان نیاز دارد. سیستم استاندارد برای اتصال مدل‌های  رزپری ، استفاده از درگاه HDMI م(v1.3 و v1.4) است که برای اتصال به سوکت HDMI روی تلویزیون یا درگاه DVI روی مانیتور استفاده می‌شود. هر دو نوع اتصال کابل‌های HDMI-HDMI و HDMI-DVI به‌خوبی کار و تصاویر با تفکیک‌پذیری ۱۰۸۰×۱۹۲۰ پیکسل تولید می‌کنند.
صدا نیز از طریق اتصال HDMI ارسال می‌شود، ولی در صورت استفاده نکردن از بلندگو، یک خروجی صدای استاندارد ۳٫۵ میلی‌متر به‌کار می‌رود. اتصالات تصویری مرکب RCA برای استفاده در کشورهایی طراحی شد که در آن‌ها سطح فناوری پایین‌تر است و بیش‌تر تلویزیون‌های قدیمی استفاده می‌شوند. رزپری می‌تواند به یک تلویزیون قدیمی یا مانیتور متصل شود و هر دو خروجی تصویر استانداردهای PAL و NTSC را نیز پشتیبانی می‌کنند.

تصمیم‌گیری برای نام‌گذاری A و B برای مدل‌های رزپری در دهه 1980 توسط BBC Micro اتخاذ شد. مدل A واسط‌ها و RAM کم‌تری داشت و ارزان‌تر بود. مدلB میزان RAM بیش‌تر داشت و به‌جای درگاه USB که مستقیم به SoC وصل می‌شد، یک هاب با یک درگاه RJ45 برای اترنت )۱۰/۱۰۰ (Mb و دو درگاه USB 2.0 داشت. یعنی، یک صفحه کلید و یک ماوس می‌توانند از طریق USB متصل شوند و دسترسی به اینترنت نیز از طریق یک اتصال مستقیم اترنت به مودم یا مسیریاب امکان‌پذیر است. به بیان دیگر، مدل B سریع‌تر و راحت‌تر راه‌اندازی شده و برای انجام عملیات خود به سخت‌افزارهای خارجی کم‌تری نیاز دارد.
جدا از RAM و هاب USB سخت‌افزار هر دو مدل مشابه هستند؛ بنابراین، هر دو هشت پین برای ورودی/ خروجی همه‌منظوره دارند که به‌عنوان رابط در پروژه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند. همچنین، یک اتصال‌دهنده ورودی CSI برای اضافه کردن دوربین ۵ مگاپیکسل وجود دارد.

هیچ‌گونه هارد درایوی در رزپری وجود ندارد و در عوض از یک حافظه معمولی استفاده می‌کند که روی کارت SD قرار داده می‌شود. قبل از راه‌اندازی  رزپری ، سیستم‌عامل و کارت باید روی یک کامپیوتر مک یا ویندوز نصب شوند.۲۶ پین موجود در رزپری فناوری‌های متفاوتی را برای ایجاد ارتباط با دنیای خارج فراهم می‌سازند. پین‌های ۳ و ۵ از نوع مدار تجمعی درونی  (Inter-integrated circuit) (I2C)  هستند که یک واسط گذرگاه سریال برای اتصال به وسایل ساده‌ای است که فقط از دو سیم استفاده می‌کنند. این پین‌ها سرعت محدودی حدود ۱۰۰ کیلوبایت در ثانیه دارند.
پین‌های ۸ و ۱۰ یک دریافت‌کننده/ انتقال‌دهنده غیر هم‌زمان عمومی هستند  (UART) (سرنام Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter) که برای دسترسی به کنسول‌های سریال استفاده می‌شوند. یک پالس سیگنال ساعت روی پین ۷ وجود دارد که برای حس‌گرهای پیچیده‌تر با نمایش ساده‌تر استفاده می‌شود.  روی پین‌های ۱۹، ۲۱، ۲۳، ۲۴ و ۲۶ نیز یک گذرگاه واسط ثانویه سریال وجود دارد (یک لینک داده سریال هم‌زمان که برای فواصل کوتاه و در ابزارهای تعبیه شده مانند حس‌گرها و کارت‌های SD استفاده می‌شود). یک اتصال سریال دوطرفه هم‌زمان به نام SCLK روی پین ۲۳ وجود دارد.
در پایان، روی پین ۱۲ یک منبع تغذیه از نوع PWM (سرنام Pulse Width Modulation) (یک فناوری برای اندازه‌گیری دوره‌ یک پالس که بر اساس سیگنال‌های اطلاعاتی است) برای روشن کردن LED ‌ها و موتورهای کنترلی وجود دارد.

مدل B معروف‌ترین مدل رزپری است که قابلیت‌های بسیار زیادی دارد. مدت کوتاهی پس از انتشار مدل B، این مدل کمی به‌روزرسانی شد و مقدار حافظه RAM موجود در آن اندکی افزایش یافت و مدل +B وارد بازار شد. از لحاظ تکنیک، مدل +B از تراشه‌های مرکزی و میزان حافظه مشابه مدل B است. یعنی، سرعت و ظرفیت آن بیش‌تر از مدل B نیست. در واقع، ارزیابی‌ها حاکی از این است که این دو مدل دقیقاً مثل هم هستند. تفاوت اصلی بین این دو مدل مؤلفه‌های موجود روی برد آن‌ها است. به‌علاوه، در مدل +B درگاه خروجی ویدیو حذف شده، درگاه کارت SD به درگاه microSD تغییر یافته و دو درگاه USB نیز به آن اضافه شده است. همچنین، در مدل +B ورودی‌ها و خروجی‌ها در دو طرف Raspberry Pi قرار گرفته‌اند که باعث می‌شود فضای بیش‌تر و مرتب‌تری به‌وجود آید.

در مدل +B، چهارده پین اضافی GPIO نیز وجود دارد که در مجموع تعداد پین‌ها به ۴۰ می‌رسد و ۲۶ پین ابتدایی همان کارایی قبلی را دارند. پروژه‌های قدیمی Raspberry Pi روی این مدل جدید نیز با همان پیکربندی قبلی قابل اجرا هستند. روی پین‌های ۲۹ و ۳۱ دو پالس سیگنال ساعت و سه گذرگاه واسط جانبی سریال اضافی نیز روی پین‌های ۳۶، ۳۸ و ۴۰ قرار دارد. روی پین‌های دیگر، چند پین اتصال به زمین و تعدادی پین ترکیبی وجود دارد. یکی دیگر از تغییرات عمده در مدل ‌+B این است که نسبت به مدل B کم‌تر نیرو مصرف می‌کند. این کارایی مزایایی نیز دارد. به‌عنوان مثال، راحت‌تر از طریق پورت USB کامپیوتر شارژ می‌شود و برق زیادی مصرف نمی‌کند.

آشنایی با سخت افزار رزبری پای موجب می شود که استفاده درستی از این برد داشته باشید و همچنین به خوبی از امکانات آن در پروژه های خود استفاده کنید.