Kit di espansione per Raspberry Pi

La scheda Raspberry Pi è il mini-computer più famoso al mondo, con le sue numerose versioni: dal modello A passando per l'ultima versione (Raspberry Pi 3 Model B) dotata di un potente processore quad-core ARM Cortex-A53 4x 1.2 GHz, che garantisce lo sviluppo on-board della connettività Wi-Fi e Bluetooth LE. Una serie di soluzioni in kit permettono di sviluppare i propri prototipi, a cominciare dallo starter kit display e moduli di espansione RS232, oltre alle soluzioni classiche di kit per una facile configurazione della Raspberry Pi.

Introduzione

Il Raspberry Pi è un piccolo computer single-board (SBC) utilizzato per progettare e sviluppare dispositivi pratici dell'Internet degli oggetti. L'ultima versione Raspberry Pi 3 Model B ha un fattore di forma identico e una completa compatibilità con quella precedente, la Raspberry Pi 2. Il nuovo SoC implementato nell'ultima versione ha portato tanta giovinezza nell'hardware con la soluzione a 28 nm, lasciando molto margine per poter assistere nei prossimi anni a nuove architetture software e hardware. Le caratteristiche dell'ultima Raspberry 3 Model B possono essere riassunte di seguito:

SoC: Broadcom BCM2837 Quad Core Cortex-A53 a 1.2 GHz, 32 kB L1 e 512 kB L2.
GPU: Broadcom VideoCore IV Dual Core a 400 MHz.
RAM: 1GB LPDDR2 a 900 MHz.
Rete: Ethernet 10/100, WiFi n 2.4 GHz, Bluetooth 4.1 + LE.
Porte: microSD, HDMI 1.4 CEC, jack 3. 5 mm, 4× USB 2.0 (SMSC LAN9514).
Interfacce: CSI, DSI, GPIO header 40-pin.

I kit di sviluppo a disposizione permettono di poter configurare la scheda molto velocemente, rendendola praticamente un vero computer per poter lavorare ai propri progetti: sarà sufficiente disporre di un monitor, micro SD come "hard disk", tastiera, mouse, e il gioco è fatto!

Le soluzioni in Kit di sviluppo

Lo starter kit display è la base per poter sviluppare con Raspberry Pi. Il kit è composto dal modulo Display da 8.13 cm (3.2") collegato alla Raspberry Pi 3 Model B al fine di avere a disposizione un vero e proprio mini PC. Il modulo display è a tecnologia touch resistiva con risoluzione di 320 x 240 pixel e retroilluminazione a LED. Oltre al modulo, il kit (figura 1) comprende:

Raspberry Pi 3 Model B 1 GB.
Alloggiamento per Raspberry Pi e Display.
Alimentatore micro usb 2.5 A per Raspberry Pi con adattatori per Europa, UK, Australia, USA.
Sistema operativo Raspbian Jessie su scheda microSD 8 GB.
Kit dissipatore di calore.

Figura 1: Starter kit display

In tema di Raspberry 3, il kit Raspberry Pi 3 Model B Advanced kit 1 GB è una soluzione più economica e comprende i seguenti componenti:

Raspberry Pi 3 Model B 1 GB.
Alloggiamento per Raspberry Pi.
Alimentatore per Raspberry Pi Micro-USB 2.5 A con adattatori per Europa, UK, Australia, USA.
Sistema operativo Noobs su scheda MicroSD da 8GB.
Kit dissipatore di calore.
Cavo HDMI

In quest'ultima soluzione non è previsto il modulo display, ma un semplice monitor HDMI può rendere completa la soluzione come un perfetto computer. Per implementare la porta seriale RS232 su una Raspberry, il modulo Raspberry Pi RS232 DTE/DCE si presta molto utile per l'interfacciamento con la strumentazione seriale. La porta seriale non si trova più in nessun computer (neanche sulla Raspberry Pi), ma molta strumentazione elettronica ne fa uso per una facile programmazione e settaggio di alcuni parametri di lavoro (Figura 2).

Figura 2: Kit di espansione RS232 per Raspberry

Il kit è dotato di jumper per un set-up nella modalità DTE e DCE e viti per un facile fissaggio del modulo sulla scheda Raspberry. Incluso nel kit è possibile trovare oltre alla scheda di espansione, un cavo a 4 pin da 0,18 m, 4 viti M2.5x4mm, 4 manicotti M2.5x25mm e 4 dadi. Il modulo RS232 è collegato direttamente alle uscite GPIO TX e RX del Raspberry senza alcuna installazione di driver. L'alimentazione è fornita direttamente dal power supply della scheda Raspberry, oppure per mezzo della linea di controllo RI (Ring Indicator) sulla porta seriale. Altre soluzioni utili ai fini della progettazione con Raspberry Pi sono rappresentate da un'insieme di cavi jumper ideali per connessioni semplici e flessibili tra la scheda e il prototipo circuito shield da implementare sulla Raspberry Pi. Il cavo jumper per Raspberry è dotato di 20 poli e ha una lunghezza di 50 cm (figura 3).

Figura 3: Cavo jumper 25 poli per Raspberry

Per chi avesse necessità di utilizzare le versioni precedenti del Raspberry, ci sono altri kit come il Raspberry Pi 2 Model B Advanced kit 1 GB e il Raspberry Pi Model B+ Advanced kit 512 MB decisamente più economici (Figura 4). Nel primo kit sono compresi i seguenti componenti:

Raspberry Pi 2 Model B 1GB.
Alloggiamento TEKO TEK-BERRY+.9.
Alimentatore HNP10I-MicroUSB-C.
Chiavetta WLAN EDIMAX EW-7811Un.
Sistema operativo Noobs su scheda MicroSD.
Kit dissipatore di calore.
Cavo HDMI.

Mentre nel secondo abbiamo, invece:

Raspberry Pi Model B+ 512 MB.
Alloggiamento TEKO TEK-BERRY.9+.
Alimentatore HNP10I-MicroUSB-C.
Chiavetta WLAN EDIMAX EW-7811Un.
Sistema operativo Wheezy su scheda MicroSD.
kit dissipatore di calore.
cavo HDMI.

La chiavetta WLAN permette di implementare la connettività Wireless sulla Raspberry Pi Model B+ e Ver. 2 Model B.

Figura 4: Raspberry Pi 2 Model B Advanced kit 1 GB

Conclusioni

Il Raspberry Pi è un computer straordinario a basso costo. A differenza del sempre popolare Arduino, il Raspberry Pi è stato progettato per essere un computer in piena regola fin dall'inizio. E' possibile eseguire varie versioni di Linux / Unix, agire come Media Center, e tante altre soluzioni legate solo alla fantasia. I kit di sviluppo come quelli descritti in precedenza permettono di avere tutto il necessario per iniziare a lavorare con la Raspberry Pi, scegliendo la miglior soluzione in termini di costo/prestazioni. Uno dei principali vantaggi di questa single board computer è la dimensione grande tanto quanto una carta di credito, che permette di essere implementata in tante soluzioni industriali ed automotive.