Raspberry Pi Zero: Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής των πέντε δολαρίων.

Raspberry-Pi-Zero-480px-320px

Ο «Μηδέν» ανακοινώθηκε μέσω του επίσημου μπλογκ του Raspberry Pi στις 26 Νοεμβρίου 2015 στην τιμή των πέντε δολαρίων. Αρχικά πιστέψαμε πως πρόκειται για τιμή προσφοράς, για τιμή γνωριμίας με περιορισμένη ποσότητα μιας και η επόμενη μέρα ήταν η Μαύρη Παρασκευή, η Black Friday του έτους. Εν μέρει έτσι ήταν, εν μέρει όχι.

Μαζί με την άφιξη του Zero στην οικογένεια των Raspberry Pi, ανακοινώθηκε και η άμεση διαθεσιμότητα του σε Αγγλία και Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής. Στην Αγγλία διαμέσου των “The Pi Hut” και “Pimoroni” έναντι  τεσσάρων λιρών. Στην Αμερική διαμέσου των “Adafruit” και “Micro Center” έναντι πέντε δολαρίων.

Επίσης ανακοινώθηκε ότι το Zero, χωρίς κάποια επιπλέον επιβάρυνση, θα συνόδευε το περιοδικό MagPi που η κυκλοφορία του τεύχους Δεκεμβρίου ξεκινούσε την ίδια μέρα.

Μέσα σε 24 ώρες ο Zero ξεπουλήθηκε. Υπήρχαν περίπου 20.000 διαθέσιμες πλακέτες από τις οποίες οι μισές διατέθηκαν μαζί με τεύχη του περιοδικού MagPi.

Αυτή τη στιγμή, ο Zero είναι σημειωμένος ως “Out of stock” στην ιστοσελίδα της Adafruit. Υπάρχει όμως διαθέσιμος ως μέρος σχετικών πακέτων. Αυτό, προφανώς, συμβαίνει για λόγους κέρδους. Την ίδια στιγμή στο Ebay η  τιμή του ξεπερνάει το δεκαπλάσιο των πέντε δολαρίων. Άρα, προς το παρόν τουλάχιστον, το Zero είναι «δώρον άδωρον» και η περίπτωση του αποτελεί ένα καλό παράδειγμα κυριαρχίας του νόμου «Προσφοράς και Ζήτησης». Ανυπομονούμε για την επόμενη φουρνιά πλακετών και ελπίζουμε να είναι αρκετά μεγάλη.

Αν μπορούσες να αγοράσεις «κανονικά» τον Zero, τότε με πέντε δολάρια θα έπαιρνες μια πλακέτα μεγέθους 65mm x 30mm x 5mm. Το μεγάλο ολοκληρωμένο κύκλωμα που  φιλοξενείται στην πλακέτα, εκτός άλλων διαθέτει τα 512MB μνήμη τύπου SDRAM και τον ARM11 επεξεργαστή που τρέχει με τη συχνότητα των 1GHz.

Στην πλακέτα βρίσκονται τέσσερις υποδοχές. Μια υποδοχή  κάρτας micro-SD για τη μόνιμη μνήμη του υπολογιστή, μια mini-HDMI υποδοχή για σύνδεση με οθόνη και δύο υποδοχές micro-USB, η μια για τροφοδοσία του υπολογιστή και η άλλη για σύνδεση εξωτερικής συσκευής.

Η πλακέτα είναι τρυπημένη, έτοιμη για να δεχτεί τον υποδοχέα των 40 ακίδων που διαθέτουν τα άλλα μοντέλα Raspberry Pi. Η αντιστοίχιση των ακίδων, η τοπολογία τους, ο ρόλος τους, παραμένουν ο ίδια με τα προηγούμενα μοντέλα. Η άλλη επιλογή είναι η κατευθείαν συγκόλληση καλωδίων για ένα πιο οικονομικό πρότζεκτ.

Ακόμα, υπάρχει η δυνατότητα σύνδεσης του με τηλεόραση μέσω αναλογικής εξόδου βίντεο (composite video). Όμως και εδώ απουσιάζει κάποιος υποδοχέας, μόνο τρύπες στη πλακέτα.

Ο Zero έχει τη δυνατότητα να τρέξει το Raspbian, μια έκδοση Linux, στην οποία μπορεί να εγκατασταθεί ακόμα και browser. Για μια τέτοια εφαρμογή, για να λειτουργήσει ο Zero ως προσωπικός υπολογιστής, χρειάζονται πολλά παρελκόμενα του αξίας πολλαπλάσιας της πλακέτας του. Για παράδειγμα: Τροφοδοτικό, κάρτα μνήμης, micro-USB σε USB μετατροπέας, USB hub, mini-HDMI σε HDMI μετατροπέας, WiFi USB access point, πληκτρολόγιο, ποντίκι, οθόνη, κουτί. Λογαριάζοντας όλα αυτά θα βρεις οικονομικότερο ένα φτηνό tablet και φαίνεται ότι o Zero δεν προορίζεται τόσο για τέτοια χρήση. Προορίζεται περισσότερο για πειραματισμό, παίρνοντας δεδομένα από αισθητήρες μέσω των ακίδων εισόδου, ελέγχοντας άλλες συσκευές μέσω ακίδων εξόδου, για IoT εφαρμογές αλλά ακόμα και ως πλακέτα-υπολογιστής μιας χρήσης. Τέτοια πράγματα.

Τα μυαλά των μελών της κοινότητας του Raspberry Pi μηχανεύονται και κατασκευάζουν, υλοποιούν τις ιδέες τους εδώ και καιρό. Τώρα, με τη μείωση της τιμής, ανοίγουν οι πόρτες της κοινότητας σε περισσότερα άτομα και μειώνεται η τριβή κατά τη μεταφορά μιας ιδέας στην πράξη. Ανυπομονώ να δω αυτά που θα δούμε. Και να φτιάξουμε κιόλας!

Dark-detector LED

The heart of this project is a photoresistor. A photoresistor is a type of resistor with resistance varying according to the light that strikes its surface. The project’s result is a LED which is automatically turned on when the lights go off.

Objective

The project is an introduction to photoresistors.

  • You see how breadboards, resistors, photoresistors, transistors and LEDs look like .
  • You understand how breadboard works.
  • You understand the difference between schematic and real circuit.
  • You understand that sensors are input devices.
  • You understand what a photoresistor does.
  • You can notice a role for transistors.

The Schematic

This is the circuit of the project.

project-dark-detector-led-schematic

On breadboard

project-dark-detector-LED_bb

You can see a way to set up the circuit on the breadboard. Remember, there are many correct ways to transfer a circuit on the breadboard.

Notes

  • The transistor works as a variable resistor controlled by current. It lets current to pass from collector to emitter according to the current that flows from base to emitter.

OR logic using NAND gates

OR logic is a basic digital logic. There is a specific gate for this logic, the OR gate. An OR gate gives a digital HI as output while even just one of its input is HI. The result of the project is digital circuit using NAND gates that implement the OR logic. A LED turns on only while even one of the two buttons is pressed.

Objective

The project is an introduction to digital circuits.

  • You see how breadboards, resistors, push buttons, ICs and LEDs look like.
  • You understand how breadboard works.
  • You understand the difference between schematic and real circuit.
  • You understand the difference between digital logic and digital gates.
  • You can notice a way to create digital HI/LO signal.
  • You understand the OR logic.

The Schematic

This is the circuit of the project.project-OR-logic-with-NAND-gates-schematic-2

On breadboard

project-OR-logic-with-NAND-gates-breadboard

You can see a way to set up the circuit on the breadboard. Remember, there are many correct ways to transfer a circuit on the breadboard.

Notes

  • The NAND gate is called universal gate because using only NAND gates is possible to get any digital function.

AND logic using NAND gates

AND logic is a basic digital logic. There is a specific gate for this logic, the AND gate. An AND gate gives a digital HI output only when all of its input are HI. The result of the project is digital circuit using NAND gates that implement the AND logic. A LED turns on only while both the two buttons are pressed.

Objective

The project is an introduction to digital circuits.

  • You see how breadboards, resistors, push buttons, ICs and LEDs look like.
  • You understand how breadboard works.
  • You understand the difference between schematic and real circuit.
  • You understand the difference between digital logic and digital gates.
  • You can notice a way to create digital HI/LO signal.
  • You understand the AND logic.

The Schematic

This is the circuit of the project.

project-AND-logic-with-NAND-gates

 

On breadboard

project-AND-logic-with-NAND-gates-breadboard

 

You can see a way to set up the circuit on the breadboard. Remember, there are many correct ways to transfer a circuit on the breadboard.

Notes

  • The NAND gate is called universal gate because using only NAND gates is possible to get any digital function.

NOT Logic using NAND gate

NOT logic is a basic digital logic. There is a specific gate for this logic, the NOT gate. This gate is also called Inverter. An Inverter gives a digital HI output when its input is LO. When its input is HI then its output return a digital LO.

Objective

The project is an introduction to digital circuits.

  • You see how breadboards, resistors, push buttons, ICs and LEDs look like.
  • You understand how breadboard works.
  • You understand the difference between schematic and real circuit.
  • You understand the difference between digital logic and digital gates.
  • You can notice a way to create digital HI/LO signal.

The Schematic

This is the circuit of the project.

NAND-NOT

On breadboard

project-NOT-logic-with-NAND-gates

You can see a way to set up the circuit on the breadboard. Remember, there are many correct ways to transfer a circuit on the breadboard.

Notes

  • The NAND gate is called universal gate because using only NAND gates is possible to get any digital function.

Push-on LED

The project’s circuit is very simple. It consists of a LED (Light Emitting Diode) connected to a battery in series with a resistor and a switch. The result is a lit LED when the button is pressed.

Objective

This breadboard project is a good starting point for the very beginners.

  • You see how breadboards, resistors, switches and LEDs look like.
  • You understand how breadboard works.
  • You can note some really basic concepts in electronics like polarity, close circuit, Ohm’s law for the resistor value.

The project is also used by advanced makers as warming-up before they continue to more complicated things.

  • It gives the message that the parts (LED, resistor, switch, cables, battery) and equipment (breadboard) have no problem so they can be used in the next project.
  • It boosts you confidence and makes you ready for the next project.

The Schematic

This is the circuit of the project.

pushLED

On breadboard

project-push-on-LED-breadboard

You can see a way to set up the circuit on the breadboard. Remember, there are many correct ways to transfer a circuit on the breadboard.

Notes

  • When the button is pressed, the circuit is closed. Otherwise the circuit is open.
  • As always, we assume that the current starts from the positive battery’s pin, it passes through the resistor and the LED. Current’s destination is the negative battery’s pin.
  • When enough electric current pass through the LED, it makes the LED lit.
  • If too much current passes through the LED, it destroys the LED. A resistor is used to reduce the current. Usually LED can handle 20mA.
  • The resistor’s value selected after some math. Ohm’s law: Current=voltage/resistance. So here, current=9/470=0,019=19mA. That means the 470ohm resistor can protect the LED from being damaged by high current when using battery 9v.

Hello Electronic World!

The project’s circuit is very simple. It consists of a LED (Light Emitting Diode) connected to a battery through a resistor. The result is just a lit LED. This circuit can be considered as the analogy of  “Hello World!” programs in software development .

Objective

This breadboard project is a good starting point for the very beginners.

  • You see how breadboards, resistors and LEDs look like.
  • You understand how breadboard works.
  • You can note some really basic concepts in electronics like polarity, close circuit, Ohm’s law for the resistor value.

The project is also used by advanced makers as warming-up before they continue to more complicated things.

  • It gives the message that the parts (LED, resistor, cables, battery) and equipment (breadboard) have no problem so they can be used in the next project.
  • It boosts you confidence and makes you ready for the next project.

The Schematic

This is the circuit of the project.

project-hello-electronic-world-schematic

On breadboard

You can see a way to set up the circuit on the breadboard. Remember, there are many correct ways to transfer a circuit on the breadboard.

project-hello-electronic-world-breadboard

Notes

  • This is a permanent close circuit.
  • As always, we assume that the current starts from the positive battery’s pin, it passes through the resistor and the LED. Current’s destination is the negative battery’s pin.
  • When enough electric current pass through the LED, it makes the LED lit.
  • If too much current passes through the LED, it destroys the LED. A resistor is used to reduce the current. Usually LED can handle 20mA.
  • The resistor’s value selected after some maths. Ohm’s law: Current=voltage/resistance. So here, current=9/470=0,019=19mA. That means the 470ohm resistor can protect the LED from being damaged by high current when using battery 9v.