Raspberry Pi

Raspberry Pi

Raspberry Pi-datorerna har tagit världen med storm. Trots att de är så små att de ryms i handen, har de kraft nog att användas som bland annat surfdatorer, mediaspelare och servrar. I detta kapitel går vi igenom hårdvaran som de använder och ger exempel på mjukvaror som optimerar dem för olika ändamål. Vi blickar också tillbaka i tiden och jämför dagens Raspberry Pi-modell med dess föregångare.

Hårdvaran och dess anslutningar

Raspberry Pi-datorerna finns i tre olika grundversioner: Modell A, Modell B och Modell Zero. Modell B är den absolut mest populära varianten. Den är mer välutrustad än de övriga modellerna och fungerar som allt från surfdator och server till mediaspelare och styrsystem. Modell A bygger på en äldre plattform, har färre anslutningsmöjligheter och är framförallt tänkt att användas i inbyggda system. Modell Zero är minst av alla och lämpar sig för att bygga exempelvis wearables.

I detta kapitel fokuserar vi uteslutande på B-modellen av Raspberry Pi (d.v.s. den modell som oftast förknippas med Raspberry Pi). Den har funnits i fyra olika generationer. Den senaste är Raspberry Pi 3 (Modell B).

Raspberry Pi 3 Modell B är utrustad med

  • fyra USB 2.0-portar
  • en nätverksport (100 Mb/s)
  • en 3,5 mm-utgång för både ljud och bild
  • en HDMI-utgång
  • en Micro-SD-kortläsare
  • en Micro-USB-kontakt (för strömförsörjning). 
Raspberry Pi 3 med anslutningar
Anslutningarna på Raspberry Pi 3 Modell B

Den är dessutom utrustad med stöd för trådlöst nätverk (Wireless N på 2,4 GHz), Bluetooth (4.0) och Bluetooth LE. Dessa trådlösa anslutningsmöjligheter saknades helt på föregångarmodellerna. Dagens modell är även utrustad med 40 så kallade GPIO-stift (General Purpose Input Output), vilka används för att koppla in tilläggsmoduler. Sådana tillbehör kallas Hats (Hardware Attached on Top) i Raspberry Pi-världen. Det är också GPIO-stiften som nyttjas om Raspberry Pi-datorn ska användas för att styra saker (t.ex. tända lysdioder). GPIO-stiften fyller ingen speciell funktion om datorn ska användas som surfdator, server eller mediaspelare.

Micro-USB-porten används för strömförsörjning. Datorn är nämligen så strömsnål att den inte kräver något traditionellt datornätaggregat. En mobilladdare med Micro-USB-kontakt är allt som behövs för att driva datorn. Till föregångarmodellerna räckte det med en 1 A-laddare, men Raspberry Pi 3 Modell B bör kopplas till en 2 A-laddare då den under full belastning kan dra mer än 1 A.

Till skillnad från traditionella datorer har Raspberry Pi ingen mekanisk hårddisk eller SSD-disk för lagring av operativsystem, program och filer. I stället använder den ett Micro-SD-kort. Kortet bör ha hög läshastighet och en kapacitet på minst 8 GB. Det går att använda upp till 32 GB stora Micro-SD-kort. Operativsystemet måste ligga på Micro-SD-kortet, men användarfiler (dokument, filmer och dylikt) kan även lagras på USB-hårddiskar och USB-minnen.

Om Raspberry Pi-datorn ska användas som surfdator eller mediaspelare går det att koppla den till en helt vanlig datorskärm eller TV. Det görs med fördel via HDMI, då Raspberry Pi kan mata ut Full HD-signal (1080p) utan problem. Den kan även skicka ut kompositvideo till äldre TV-apparater, då 3,5 mm-utgången kombinerar analog ljud- och bildsignal.

Specialanslutningar

Raspberry Pi 3 Modell B har två specialanslutningar: en displayanslutning och en kameraanslutning. Den dedikerade displayanslutningen används för att skicka videosignal till en (vanligtvis) liten och förhållandevis lågupplöst färgdisplay. Lösningen har exempelvis använts för att bygga väderstationer, retrospelskonsoler och instrumentbrädor till bilar.

Den dedikerade kameraanslutningen används för att ansluta en kamera i form av en tilläggsmodul. Den kan användas för att exempelvis bygga en övervakningskamera till hemmet eller en 3D-skrivarserver som övervakar utskriften. Det går också att ansluta vanliga webbkameror via USB, men kameramodulen är direktkompatibel (utan behov av drivrutiner) och utformad för att lätt kunna byggas in.

Kameramoduler för Raspberry Pi
Kameramoduler för Raspberry Pi

Mjukvara för Raspberry Pi

Processorn i Raspberry Pi är ARM-baserad, vilket innebär att den bygger på samma arkitektur som processorerna i merparten av dagens mobiler och surfplattor. Det kan ställas mot arkitekturen X86, vilket är den som processorerna i skrivbordsdatorer normalt använder. Ett operativsystem måste vara gjort för processorarkitekturen som det ska köras på. Det innebär att X86-operativsystem som till exempel Mac OS inte går att köra på Raspberry Pi.

Raspberry Pi-datorerna kör vanligtvis Linux och det finns flera Raspberry Pi-optimerade Linuxdistributioner (paketeringar av Linux). Vilken av dem som passar bäst beror på vad datorn ska användas till. Om den ska användas som surfdator är Raspbian Jessie en lämplig distribution. Raspbian Jessie bjuder på en bekant användarupplevelse med skrivbord, fönster, filhanterare och det mesta som förväntas finnas på en modern dator. Användaren kan givetvis installera egna program, men redan från början följer det bland annat med en webbläsare, en PDF-läsare, spelet Minecraft och verktyget Scratch (som är populärt för att lära barn att programmera).

Se senare i kapitlet för mer information om Raspbian Jessie (inkl. steg-för-steg-installationsguide).

Skrivbordet i Raspbian.

Om en Raspberry Pi-dator ska användas som mediaspelare är Linux-distributionen Libreelec lämpligare. Libreelec är en distribution som låter den öppna mediaspelarmjukvaran Kodi (tidigare känd som XBMC) köras på Raspberry Pi. I Libreelec finns inget skrivbord, utan Raspberry Pi-datorn startar direkt Kodi-gränssnittet som är lämpligt att styra från soffan med ett HTPC-tangentbord eller en fjärrkontroll. Med Libreelec installerat kan Raspberry Pi 3 Modell B spela upp film i Full HD-upplösning (1080p) tack vare det inbyggda hårdvaruaccelereringsstödet för H.264, vilket är den vanligaste kodeken för dagens webb-TV- och videomaterial. Filmmaterialet kan antingen spelas upp från direktanslutna USB-hårddiskar eller från nätverksanslutna Nasar.

Libreelec med Kodi
Det storbildsanpassade gränssnittet i Kodi (Libreelec)

I serversammanhang finns det, till skillnad från i skrivbords- och mediaspelarsammanhang, ingen anledning att ha ett grafiskt gränssnitt. Där räcker det oftast med en terminal för att skriva kommandon. I distributionen Raspbian Jessie Lite har det grafiska gränssnittet skalats bort för att inte ta onödiga resurser eller onödigt lagringsutrymme i anspråk. Distributionen brukar användas om datorn ska agera server för till exempel en webbsida, en 3D-skrivare, en hemautomatiseringsplattform eller ett centralmanagerat accesspunktssystem.

Bakgrund

Framtagandet av Raspberry Pi började som ett universitetsprojekt i England 2006. Grundarna av Raspberry Pi Foundation arbetade som universitetslärare och reagerade på att studenternas dator- och programmeringskunskaper försämrades år efter år. De behövde göra något drastiskt för att vända utvecklingen. De var då de kom på idén att skapa en enkel och billig experimentdator som kunde främja studenternas intellekt. Efter flera år av prototyputvecklande, fick Raspberry Pi se dagens ljus.

De första Raspberry Pi-datorerna (Raspberry Pi 1 Modell A och Raspberry Pi 1 Modell B) lanserades 2012. De hade enkärniga 700 MHz-processorer och 256 MB RAM-minne. Det tog dock inte lång tid innan Raspberry Pi 1 Modell B reviderades och begåvades med dubbla mängden RAM-minne (512 MB). Båda modellerna var utrustade med 26 GPIO-stift och en fullstor SD-kortläsare för operativsystemet.

2014 kom en uppgradering av Raspberry Pi 1 Modell B, vilken kallades Raspberry Pi 1 Modell B+. På den hade antalet USB-portar utökats till fyra stycken och antalet GPIO-stift till 40 stycken. De 26 första GPIO-stiften behöll sina ursprungliga funktioner, vilket gjorde att tillbehör som passade Raspberry Pi 1 Modell B också passade Raspberry Pi 1 Modell B+. På grund av GPIO-kontakternas plastramar behövdes visserligen ibland en adapterkabel för att de äldre tillbehören skulle passa rent mekaniskt. På Raspberry Pi 1 Modell B+ satt också en Micro-SD-kortläsare i stället för den fullstora SD-kortläsaren som satt på Raspberry Pi 1 Modell B.

2015 lanserades Raspberry Pi 2 Modell B som var en stor uppgradering från föregående modell. Den hade en kraftfullare processor (fyrkärnig 900 MHz-processor) och mer RAM-minne (1 GB).

2016 lanserades dagens aktuella modell (Raspberry Pi 3 Modell B), vars största nyhet är inbyggt stöd för trådlöst nätverk och Bluetooth. Den är utrustad med en fyrkärnig 1,2 GHz-processor som dessutom är av en modernare arkitektur. Föregående modell använde en 32-bitars ARM v7-procerssor, medan Raspberry Pi 3 Modell B har en 64-bitars ARM v8-processor. Det är samma typ av processor som sitter i de flesta av dagens Android-enheter.  

Jämförelse

Pi 1 Modell B+Pi 2 Modell BPi 3 Modell B
Processorarkitektur ARM v6 ARM v7 ARM v8
Klockhastighet 700 MHz 4x 900 MHz 4x 1,2 GHz
RAM-minne 512 MB 1 GB 1 GB
USB-portar 4 st. USB 2.0 4 st. USB 2.0 4 st. USB 2.0
GPIO-stift 40-pin 40-pin 40-pin
Nätverksport Ja (100 Mb/s) Ja (100 Mb/s) Ja (100 Mb/s)
HDMI-port Ja (Full HD) Ja (Full HD) Ja (Full HD)
Wifi Nej Nej Ja (2,4 GHz)
Bluetooth Nej Nej Ja
Bluetooth LE Nej Nej Ja
Lagringsmedia Micro-SD (SDHC) Micro-SD (SDHC) Micro-SD (SDHC)
Strömförsörjning Micro-USB (1 A) Micro-USB (1 A) Micro-USB (2,4 A)
Kamerakontakt Ja Ja Ja
Displaykontakt Ja Ja Ja
Senast ändrad: 2017-08-21