Raspberry Pi - Introduzione, caratteristiche, programmazione, casi d'uso

IntroduzioneCaratteristiche

ConnettoriArduino != Raspberry

Getting startedProgrammare con Raspberry Pi

Casi d’uso interessanti

Raspberry PiUna introduzione

Gianluca Ghettini

http://www.gianlucaghettini.netemail: [email protected]

Gianluca Ghettini





Introduzione: Raspberry Pi

Cosa e il Raspberry Pi?

Gianluca Ghettini






SBC (Single Board Computer)

Gianluca Ghettini






CPU ARM11 700MHz

256 MB RAM (o 512)

VIDEO/AUDIO OUT

USB x2

GPIO

Ethernet card!

Gianluca Ghettini






Piccolo come una carta di credito

Gianluca Ghettini






Potente: equiparabile ad un PC desktop di inizio 2000

Gianluca Ghettini






Economico: praticamente costa 25-35 Euro

Gianluca Ghettini





Introduzione: come fa a costare cosi’ poco?

Niente case esternoNo alimentatore inclusoNessun on/off switchNessun manuale cartaceo a corredo (c’e il sito)scatola di cartone inclusa :-)

Gianluca Ghettini





Introduzione: storia

Nasce nel 2012 come strumento didattico

Progetto open-source

Basato su GNU/Linux: gira Linux sopra!

Community

Gianluca Ghettini






Doveva essere solo un Python Interpreter

Basato sul CPU ARM11 700MHz

Successo enorme tra i Maker

Gianluca Ghettini






Curiosita: Autore del progetto e David Braben, programmatore di”Elite”, uno dei primi giochi in grafica 3D (prima di Wolfenstein!)

Gianluca Ghettini





Introduzione: lista della spesa

Alimentatore 5V 2000mA micro usb

Gianluca Ghettini





Introduzione: lista della spesa

Tastiera & mouse USB

Monitor HDMI o TV

Sistema operativo Linux (e free ovviamente!)

Gianluca Ghettini





Introduzione: sistema completo

Gianluca Ghettini





Introduzione: il grande assente

Manca qualcosa?

Gianluca Ghettini






Ma il disco rigido dov’e?

Gianluca Ghettini






Raspberry Pi ha sul retro uno slot SD card!

Gianluca Ghettini





Introduzione: SD card

L’SD card e il ”disco rigido” del Raspberry

Almeno 4GB

Una moltitudine di OS derivati GNU/Linux

Gianluca Ghettini





Caratteristiche: CPU

CPU ARM11 32 bitsingle core, 700MHzLa stessa che sta nell’ iPhone EDGE e nell iPhone 3G

Gianluca Ghettini





Caratteristiche: consumi

Consuma all’incirca 3WPiu o meno 1 cent Euro al giorno :-)

Gianluca Ghettini





Caratteristiche: scheda video GPU

Broadcom VideoCore GPU IVQuake 3 Arena gira tranquillamente sul Raspberry :-)

Gianluca Ghettini





Connettori: analog audio & video out

Specifiche

RCA video out (PAL)

Audio stereo

Qualsiasi TV va bene!

Casi d’uso

Un bel Mediacenter?

Cartellonistica digitale?

Gianluca Ghettini





Connettori: HDMI

Specifiche

HD 1080p

Audio integrato

Casi d’uso

Console Retro gaming?

Postazione Desktop daufficio?

Gianluca Ghettini





Connettori: Ethernet RJ45

Specifiche

10/100 MBit/s

No gigabit! Glieloperdoniamo via...

Casi d’uso

Web server casalingo?

Torrent download station?

Firewall casalingo?

Gianluca Ghettini





Connettori: USB x2

Specifiche

USB 2.0

500mA max? dipende...

Meglio alimentare a parte

Casi d’uso

Dongle Wi-Fi?

Lettore codici a barre?

Hard disk esterno?

Ci colleghiamo di tutto!

Gianluca Ghettini





Connettori: GPIO

Specifiche

Sono ben 17

SPI, I2C e UART incluse

Casi d’uso

Cosa ci comandiamo?

Tutto quello che risponde adun segnale elettrico!

Rele

Altri Microcontrollori

LED

Gianluca Ghettini





Connettori: cos’e un GPIO?

Se impostato come OUTPUT

Un pin che puo essere messo a 0 o 5 Volt via software

Se impostato come INPUT

Un pin che ”sente” la tensione applicata ai suoi capi e lo notificavia sofware

Gianluca Ghettini






Gianluca Ghettini






#include <wiringPi.h>

int main (void)

{

wiringPiSetup () ;

pinMode (0, OUTPUT) ;

for (;;)

{

digitalWrite (0, HIGH) ; delay (500) ;

digitalWrite (0, LOW) ; delay (500) ;

}

return 0 ;

}

Gianluca Ghettini





Arduino != Raspberry

Raspberry non e Arduino!

Arduino e puro embeddedRaspberry e letteralmente un PCin miniatura + GPIO

Gianluca Ghettini






Arduino

Low level

Micro ATMega328, 20MHz

Pieno controllo dell’hardware

Task semplici e ben definiti

No memoria di massa

Raspberry

High level

Gira Linux sopra!

Multitasking

Hard disk!

Programmi complessi

Possiamo utilizzare Raspberry per fare quello che si puo fare conArduino ma e uno spreco!

Gianluca Ghettini






Bit-banging VS Gang-banging :-)

Arduino = Bit-Banging

Bit-Banging: quando manca unprotocollo e sufficienteimplementarselo a mano inassembler (es. I2C su 2 GPIOdisponibili)

Gianluca Ghettini






Bit-banging VS Gang-banging :-)

Raspberry = Gang-Banging

Gang-Banging: quando mancaun protocollo e sufficientecomprare e collegare l’adattatoreUSB opportuno (es. USB to I2Cadapter)

Gianluca Ghettini





GPIO

5V

3.3V

SPI (x2)

I2C

UART

PWM

Gianluca Ghettini





GPIO: Libreria Wiring Pi

Libreria Wiring Pi (http://wiringpi.org)

Gianluca Ghettini





GPIO: Don’t cross the streams!!!

Il Raspberry funziona in logica CMOS (3.3Volt) ma moltidispositivi sono in logica TTL (5Volt)

Don’t cross thestreams!!!

Occhio a nonscambiare la linea5V con quella a3.3V!

Gianluca Ghettini





GPIO: Don’t cross the streams!!!

Level shifter

Trasforma segnali a5V in segnali a 3.3Ve viceversa

Gianluca Ghettini





GPIO: library WiringPi, OUTPUT mode


int main (void)

{

wiringPiSetup();

pinMode(4, OUTPUT);

digitalWrite(4, HIGH);

return 0;

}

Gianluca Ghettini





GPIO: library WiringPi, INPUT mode


int main (void)

{

wiringPiSetup();

pinMode(17, INPUT);

int value = digitalRead(17);

return 0;

}

Gianluca Ghettini





Getting started: Installazione OS

www.raspberrypi.org

Gianluca Ghettini






NOOBS: New Out Of Box Software

NOOBS include:

Raspbian (derivato Debian)

Pidora (derivato Fedora)

Arch Linux (ArchLinux per ARM)

OpenELEC (derivato XBMC)

RaspBMC (derivato XBMC)

RISC OS (senza fronzoli, leggerissimo)

Esistono moltissimi altri OS non inclusi in NOOBS

Gianluca Ghettini






Semplicissimo!

Scarichiamo NOOBS

Scompattiamo su SD card

Avviamo Raspberry Pi

Gianluca Ghettini






Here we go!

Gianluca Ghettini





Programmazione

Per programmare il Raspberry Pi ci serve...il Raspberry Pi :-)

Concetto della programmazione Desktop, non Embedded!

Niente programmatore esterno

Bastano una tastiera, mouse e video collegati

Installiamo il nostro IDE preferito!

Gianluca Ghettini





Programmazione

Quale linguaggio?

Arduino

Mikro C

Assembler ATmega328

Raspberry Pi

C/C++

Python

Java!!!!!!!!!

Assembler ARM

C# (Mono).

Perche cosi’ tanti linguaggi? Raspberry e un PC!

Gianluca Ghettini





Programmazione: C/C++

Installiamo Eclipse

Funzioni

Socket di rete

File I/O

Grafica (OpenGL)

Sonoro

Tutto quello che possiamofare in Linux si puo fare suRaspberry Pi

Gianluca Ghettini





Programmazione: Scratch!

Scratch!

Scratch!

Educativo!

Drag & drop

Animazioni e giochi

Tipo Clik & Play, chi se loricorda?

Gianluca Ghettini





Programmazione: Bare metal programming

Bare metal programming: giusto per sfizio

Bare Metal Programming

Non serve l’OS

L’intera scheda SD e lamemoria programma

Programmazione inassembler

Conoscenza dell’hardware al100%

Interfacce difficili dautilizzare

Gianluca Ghettini





Casi d’uso

Ma cosa possiamo fare con Raspberry?

Gianluca Ghettini





Casi d’uso: solar panel datalogger

Datalogger per impianti fotovoltaici

Gianluca Ghettini






Datalogger per impianti fotovoltaici

RS485

MySQL

Connessione LAN

Monitoring 24h/24

Possibilita di monitoraremolti inverter

Gianluca Ghettini






Per il collegamento agli inverter?

Due possibilita

USB to RS485

RS232 (GPIO) to RS485

Gianluca Ghettini






Ma non bastava arduino?

Utilizzando Raspberry abbiamo un serie di vantaggi

XAMP server per gestione remota da browser web

Connessione LAN a PC

Storage dei dati di produzione

Gianluca Ghettini





Casi d’uso: Chiosco eliminacode

Chiosco eliminacode

Gianluca Ghettini





Casi d’uso: Chiosco eliminacode

PulsantiUP/DOWN

PulsantePRINT

Stampabiglietto

Informazioni avideo

Anche audiovolendo

Gianluca Ghettini





Casi d’uso: Console per retrogaming

Console per retrogaming

Gianluca Ghettini






Basato su RetroPie OS

Emulatori

SEGA mega drive

SEGA master system

MAME

Commodore 64

NES & SNES

Atari 2600

Gianluca Ghettini






RetroPie: multi emulatore per Raspberry Pi

Gianluca Ghettini






Cosa serve

Raspberry Pi :-)

Bottoni arcade

Joystick arcade

RetroPie OS

Un bel case?

Gianluca Ghettini





Domande? :-)

Gianluca Ghettini





Alcuni link utili

http://www.raspberrypi.org/

http://wiringpi.com/

http://www.vincenzov.net/

http://raspberrypi.stackexchange.com/

http://rpy-italia.org/

Gianluca Ghettini





Grazie per l’attenzione!email: [email protected]: www.gianlucaghettini.net

Gianluca Ghettini

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