認識 Raspberry Pi 2 CHAPTER 本章重點 1.1 什麼是 Raspberry Pi? 1.2 Raspberry Pi 可以用在什麼地方? 1.3 Raspberry Pi 應用實例 1.4 樹莓派 Model A+ 1.5 Raspberry Pi Model B+( 樹莓派模組 B+) 1.6 Raspberry Pi Compute Module( 樹莓派電腦模組 ) 1.7 樹莓派 2 Raspberry Pi 2 1.8 樹莓派 1 Model B+ 硬體 1.9 樹莓派的歷史 1.10 Raspberry Pi 的 GPIO 1.11 Raspberry Pi 的 DSI Display 1.12 Raspberry Pi 的 MIPI Camera Serial Interface 2(CSI-2) 1.13 Raspberry Pi 2 的 GPIO 硬體設計 1.14 Raspberry Pi Zero
1-14 Raspberry Pi 2 最佳入門與實戰應用 兩者連接起來後的樣子如下圖所示 圖 1-17 Raspberry Pi Compute Module 樹莓派電腦模組外觀 1.7 Raspberry Pi 2( 樹莓派 2) 新的 Raspberry Pi 2 Model B 在 2015 年 2 月 2 日釋出, 並且連續 2 個月佔據美國亞馬遜網站的電腦類產品銷售第一名, 新版的樹莓派 2 使用 BCM2836 處理器 quad core ARMv7, 速度是 900MHz, 現在售價 35 美元 硬體為 : 處理器 Broadcom BCM2836 ARMv7 Quad Core Processor 900MHz 記憶體 1GB RAM GPIO 的接腳延續前一版的排法 提供 HATs (Hardware Attached on Top 硬件安裝在頂部 ), 讓所以外加的硬體, 都可以安裝在板子的正上方 GPIO 接腳, 由第一代的 26 個接腳, 擴充為 40 個接腳 網路 10/100 Ethernet Port
Chapter 1 認識 Raspberry Pi 2 1-15 圖 1-18 Raspberry Pi 2 樹莓派 2 外觀 因為 Raspberry Pi 2 與 Raspberry Pi 1 最大的改變是換了 SoC, 由 BCM2835 改成 BCM2836, 因此舊版本的 firmware 和 kernel 將無法適用, 必須更新到最新版本, 本書所有的內容是針對 Raspberry Pi 2 撰寫, 但好消息是很多 Linux 為基礎的程 式, 都可以同樣相容在這二個板子 而樹莓派 1 和樹莓派 2 的硬體差異為何? 請看表 1-2, 新版本的速度提高了 6 倍, 較前一版能有更好的反應和處理效能 表 1-2 樹莓派 1 和樹莓派 2 的硬體差異表 樹莓派 1 Model B+ 樹莓派 2 處理器 Broadcom BCM2835 ARMv6 Broadcom BCM2836 ARMv7 四核心 處理器速度 700 MHz 四核心每個 900 MHz GPU Videocore IV Videocore IV 記憶體 512 MB SDRAM @ 400 MHz 1GB SDRAM @ 450 MHz 容量 microsd microsd USB USB 2.0,4 個接口 USB 2.0,4 個接口 電源 1.8A 5V 1.8A 5V GPIO 40 Pin 40 Pin 大小 85 56 17 mm 85 56 17 mm 重量 42 克 42 克
1-16 Raspberry Pi 2 最佳入門與實戰應用 新的 SoC BCM2836 900MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU, 大約有 6 倍的效能提升 記憶體容量加大到 1GB LPDDR2 SDRAM 捨棄 PoP(package-on-package), 而是將處理器和記憶體分別焊在板子的正反兩面 因為採用 quad-core ARMv7 的處理器, 所以會有較高的功耗, 也就是比較耗電 OS 的差異因為採用了 ARMv7 的處理器, 因此可執行更多的 ARM GNU/Linux 版本, 例如過去採用 ARMv6 指令集而無法執行 Ubuntu, 現在也可以在 Raspberry Pi 2 上跑 Snappy Ubuntu Core 甚至可支援 Microsoft Windows 10, 並且是免費提供, 本書會有章節詳細介紹該功能 因為使用 ARMv7 的處理器, 所以 Raspberry Pi 2 對 Android 作業系統的相容性就好很多 相同的部分 和 Model B+ 一樣的外型與尺寸, 所以以前的保護外殼也可以持續使用 Camera 的接線 LCE Display 的接線和 GPIO 40-pin 位置也相同 PCB 板固定螺絲開孔處相同 USB Ethernet A/V HDMI micro SD 和 microusb 位置相同, 尺寸也相同 樹莓派 (Raspberry Pi), 以輕巧的大小和便宜的價格掀起一陣旋風 而且也有各式各樣第三方製作的外殼, 但是官方一直沒有推出官方外殼 直到現在終於改變, Model A 推出兩年之後, 在 2015 年 6 月官方呼應需求, 推出官方版的外殼, 到底這個官方樹莓派外殼多少元呢? 秉持樹莓派親民的價格, 官方外殼只要 7 歐元, 目前官方樹莓派已經可以購買了
Raspberry Pi 2 與 Windows 10 IoT APPENDIX 本章重點 A.1 安裝 Visual Studio Community 2015 A.2 設定 Visual Studio Community 2015 A.3 確認 Visual Studio 版本 A.4 設定和開啟 Developer Mode 開發者模式 A.5 取得 Raspberry Pi 2 版的 Windows 10 IoT Core tools A.6 安裝 Raspberry Pi 2 版的 Windows 10 IoT Core tools A.7 燒錄 Raspberry Pi 2 版的 Windows 10 IoT Core 到 Micro SD 卡上 A.8 執行 Windows 10 IoT Core A.9 透過瀏覽器連線到 Windows 10 IoT Core A.10 在 Windows PC 執行 Putty 連線到 Windows 10 IoT Core A.11 在 Mac Linux ios Android 執行 SSH 連線到 Windows 10 IoT Core A.12 執行 PowerShell 連線到 Windows 10 IoT Core A.13 Windows 10 IoT Core 指令教學 A.14 開發 Windows 10 IoT Core 程式 A.15 Windows 10 IoT Core 數位輸出程式
Appendix A Raspberry Pi 2 與 Windows 10 IoT A-23 教學影片 請參考 RPI2_Win10_5_Win10IoT_install_IoTCoreRPI 完整教學影片 A.7 燒錄 Raspberry Pi 2 版的 Windows 10 IoT Core 到 Micro SD 卡上 接下來要把 Windows 10 IoT 的資料燒錄到 Micro SD 卡中, 請您做好事前準備 : 8GB 以上的 Micro SD 卡 class 10 以上 支援 Windows 10 的 Micro SD 讀卡機 安裝 Windows 10 的 Micro SD 讀卡機的驅動程式 Step 1 格式化 Micro SD 卡 1. 把 Micro SD 卡放入讀卡機中 2. 打開檔案總管 3. 選取 Micro SD 卡, 並透過滑鼠右鍵選取 Format... 4. 然後在跳出的 Format Removable Disk 中, 選取 FAT32, 並選取 Start 按鈕開始進行安裝的動作 圖 A-31 把它格式化為 MS-DOS (FAT32) 格式
A-24 Raspberry Pi 2 最佳入門與實戰應用 Step 2 開啟 WindowsIoTImageHelper 執行接來需要開啟 WindowsIoTImageHelper 軟體, 請在 Windows 10 系統的左下角點選視窗的圖片, 並且輸入 IoT 尋找 WindowsIoTImageHelper 這個軟體, 並且開啟它 Step 3 設定燒錄資料 圖 A-32 開啟 在這裡要準備幫 SD 卡做燒錄的工作, 請在 WindowsIoTImageHelper 軟體設定以下功能 1. 點選 Reflash 按鈕 2. 在出現的 SD 之中, 點選要燒錄的目標 3. 點選 Browser 按鈕, 並且指定要燒錄的檔案, 在這裡請把檔案指定到 C:\program Files\Microsoft IoT\FFU\RaspberryPi2\flash.ffu 或 C:\program File(x86)\Microsoft IoT\FFU\RaspberryPi2\flash.ffu 這個檔案 4. 等一下確定之後, 請按下 Flash 按鈕開始把資料複製到 SD 卡上
Appendix A Raspberry Pi 2 與 Windows 10 IoT A-25 圖 A-33 設定燒錄資料 Step 5 完全確認 在執行時候會出一個提示視窗, 詢問是否確認要執行這個軟體, 請點選 Yes ( 確定 ) 就會開始進行安裝的動作 圖 A-34 確認
A-26 Raspberry Pi 2 最佳入門與實戰應用 Step 6 燒錄 請稍等一下, WindowsIoTImageHelper 軟體會出現一個視窗, 等狀態 欄呈現到百分之百的動作就代表順利完成燒錄到 SD 卡的工作了 圖 A-35 燒錄 執行結果 安裝結束之後, 便會出現如下圖所示的視窗, 請點選 Ok( 完成 ) 按鈕, 這時 SD 卡就能由電腦移除, 拿出來在樹莓派 2 上使用 圖 A-36 完成
Appendix A Raspberry Pi 2 與 Windows 10 IoT A-27 教學影片 請參考 RPI2_Win10_6_Win10IoT_BrunToSDCard.mp4 完整教學影片 A.8 執行 Windows 10 IoT Core 準備了這麼久就是要為了讓 Windows 10 IoT Core 可以順利在 Raspberry Pi 2 上執行 Step 1 開機準備接下來請準備好以下的東西 : 1. 上一個章節準備好的 Micro SD 卡 2. Raspberry Pi 3. HDMI 線 4. 網路和網路線 5. USB 滑鼠和鍵盤 6. USB 電源, 建議使用超過 2A 的 5V 直流變壓器 圖 A-37 開機準備
A-28 Raspberry Pi 2 最佳入門與實戰應用 Step 2 開機 1. 先把 Raspberry Pi 2 關機 2. 把 Micro SD 卡放入 Raspberry Pi 2 中 3. 接 HDMI 線到螢幕上, 並且連接 Raspberry Pi 2 4. 接上網路和網路線到 Raspberry Pi 2 5. 把 USB 滑鼠和鍵盤接到 Raspberry Pi 2 6. 最後確認之後, 把 USB 電源接到 Raspberry Pi 2 圖 A-38 開機 執行結果 稍等一下之後, 螢幕便會出現如下圖所示的畫面, 代表已經順利在 Raspberry Pi 2 上啟動 Windows 10 IoT Core 了