¿ Qué es Raspberry PI ? – una breve introducción

Introducción

Qué es Raspberry PI ?, es una mini computadora que funciona a 5VDC/2.5A y además cabe en la palma de tu mano. Aquí te explicamos como funciona y que necesitas para hacerla funcionar. Primero, sus principales características es su tamaño reducido y gran capacidad de procesamiento. Por este motivo es una de las tarjetas más usadas por desarrolladores de sistemas embebidos. En lo particular es importante resaltar la capacidad de conexión con periféricos que normalmente encontraríamos en un microcontrolador. Por ejemplo, tiene un puerto serial TTL, un puerto I2C, SPI y pines de entrada/salida de propósito general.

Una Raspberry es también un sistema digital de procesamiento y que funciona gracias a un sistema operativo. Para empezar, se pueden elegir entre distintos tipos de sistemas operativos para instalarlos en la Raspberry:

• NOOBS.
• RASPBIAN.
• UBUNTU MATE.
• WINDOWS 10 IOT MATE.
• OSMC, etc.

Figura-1. Raspberry PI 3.

Qué es Raspberry PI – accesorios indispensables y opcionales

Si ya te compraste o quieres comprar una raspberry, es necesario material adicional para poder trabajarla. Muchas veces cuando escuchamos que una raspberry cuesta $45USD, se puede llegar a pensar que es relativamente económica. Lo que no se dice, son la gran cantidad de accesorios que puede llegar a requerir.

Una raspberry como tal no funciona si no se cuenta con el siguiente material, para algunos casos y de acuerdo a las aplicaciones:

Figura-2. Accesorios indispensables para hacer funcionar a una raspberry.

Accesorios indispensables para una Raspberry:

• Cargador de 5V/1A con salida a conector micro USB. Es importante señalar que si requerirás de mucha capacidad de procesamiento (por ejemplo, usar opencv y una cámara), es recomendable un cargador de 5V/2.5V.
  • Cargador 5V/2.5A: https://hetpro-store.com/eliminador-t5875dv-para-raspberry-pi-2.5a-5.1v/ .
  • Cargador 5v/2A:  https://hetpro-store.com/eliminador-raspberry-5v-2a-microusb-generico/ .
• Memoria microSD. Primero y para este apartado, es muy importante que sea categoría 10 (CLASS10). Esto significa, que requiere de una memoria veloz. Mínimo recomiendo una memoria de 16Gb, pero si pueden conseguir una de 32Gb es mejor. Todo dependerá de la aplicación que quieren realizar.
  • https://hetpro-store.com/microsd-hc-16gb-clase-10/ .
• Teclado y Mouse. Por lo tanto y al menos en la primera configuración siempre tengo que conectar un mouse y un teclado para poder configurar a la raspberry PI para poder controlarla remotamente vía algún VNC Viewer.

Figura-3. Carcasa de acrílico para una raspberry PI A.

Accesorios opcionales pero recomendables.

• Disipadores. Para la raspberry PI 3 se requieren 3 disipadores. No son indispensables, pero tu raspberry se puede sobre-calentar, entonces si los recomiendo.
  • https://hetpro-store.com/disipador-abs-para-raspberry-pi/ .
• Carcasa protectora. Hay de muchos tipos, sabores y colores.
  • https://hetpro-store.com/case-para-raspberry-pi-3-modelo-b/ .
  • https://hetpro-store.com/case-tapa-transparente-para-raspberry-pi-2-y-3-modelo-b/ .
  • https://hetpro-store.com/case-para-raspberry-pi-b-2-3/ .
  • https://hetpro-store.com/caja-para-raspberry-pi-modelo-a/

• Opcionales para versiones anteriores.
  • Adaptador Wifi. En los modelos anteriores a la raspberry pi 3, dado que no tenia ni Wifi o bluetooth. No es necesario para una raspberry pi 3, sólo si se requiere un wifi de frecuencia de 5Ghz.
• Según las aplicaciones.
  • ADC. Desgraciadamente la raspberry no cuenta con ADC en ninguna de sus versiones. Generalmente se tiene que agregar un shield para agregar esta función.
    • https://hetpro-store.com/raspduino-interfaz-rasbprerry-arduino-con-adc-y-conector-xbee/ .
    • https://hetpro-store.com/adc-16-bit-ads1115-4-canales/ .
  • DAC. La raspberry tampoco tiene una entrada de audio, entonces si deseas hacer procesamiento de audio, puedes hacerlo via un microfono USB o con un shield.
    • https://hetpro-store.com/hifiberry-dac-estandar-rca/.

Puertos de comunicación en una Raspberry

Raspberry también tiene la capacidad de conexión con un monitor vía un puerto HDMI. Podemos conectarle nuestro monitor, televisor o incluso pantallas táctiles. De acuerdo al modelo de raspberry PI tendrás distintas conexiones disponibles. Por ejemplo:

• HDMI
• Jack de 3.5mm para salida de audio.
• Puertos USB.
• Puertos para camara.
• I2C.
• SPI.
• Serial TTL.
• Pines entra/salida.
• Wifi.
• Bluetooth.

Tipos de Raspberry estándar

Al día de hoy existen muchos modelos de raspberry PI [1]. Estos modelos fueron surgiendo de acuerdo a la evolución de la tarjeta así como las aplicaciones en las que se uso. La primera Raspberry se comenzó a comercializar el 29 de Febrero del 2012 [2]. Los modelos se diferencian de acuerdo a la cantidad de pines y puertos de conexión. De acuerdo a como fueron desarrollándose los distintos modelos, podemos decir que existen las siguientes raspberry:

• Raspberry PI modelo B. [3]
  • 256Mb de RAM.
  • Procesador: BCM2835.
  • Frecuencia: 700Mhz.
  • HDMI y RCA a 1080px de resolución.
  • 2 puertos USB.
  • Conexión audio 3.5mm.
  • 26 Pines de entrada/salida de propósito general.
  • Entrada para memoria uSD.
  • 3.5W de consumo.
  • Procesador grafico: VideoCore IV 3D.
  • 1 puerto de Ethernet RJ45.
• Raspberry PI modelo B+. [4]
  • 40 Pines de entrada/salida de propósito general.
  • 4 puertos USB.
  • Menor consumo de energia *0.5W comparada con la versión anterior.
  • 512 Mb de RAM.
  • Procesador  BCM2835 ARM11 a 700Mhz.
  • Conexión para memoria uSD.
  • Procesador grafico: VideoCore IV 3D.
  • 3W de consumo.
  • 1 puerto Ethernet TCP/IP.
• Raspberry PI 2. [5].
  • ARM Cortex A7 a 900Mhz.
  • 1 Gb de memoria RAM.
  • 4 puertos USB.
  • 40 pines de propósito general.
  • Conector para memoria uSD.
  • Procesador grafico: VideoCore IV 3D.
  • 4W de consumo.
  • 1 puerto Ethernet/
• Raspberry PI 3. [6]
  • 4× ARM Cortex-A53, 1.2GHz.
  • 1 Gb de memoria RAM.
  • 40 pines de propósito general.
  • 4 puertos usb.
  • Ethernet .
  • WiFI integrado .
  • Bluetooth 4.1 baja energía BLE.

Raspberry Pi aún más pequeñas

Los modelos anteriores son modelos estandar, pero tambien existen dos versiones mas pequeñas que merecen su propia clasificación. Estamos hablando de la raspberry pi A, A+ y zero.

• Raspberry PI A [7]
  • 256Mb de memoria RAM.
  • 1 puerto USB
  • Tamaño mas pequeño que las anteriores:
    • 8.6cm x 5.4cm x 1.5cm.
  • Puerto HDMI.
  • Jack de audio de 3.5mm.
  • 26 Pines de proposito general. (Entre  alimentacion, tierras, puertos, etc).
• Raspberry PI A+. [7]
  • Tamaño: 65x56x12mm
  • 512Mb de RAM.
  • 40 Pines de propósito general.
• Raspberry PI Zero.
  • Tamaño: 66.0mm x 30.5mm x 5.0mm .
  • 512 Mb de memoria RAM.
  • WiFi.
  • Bluetooth de baja energia (BLE).
  • 1 procesador a 1Ghz.
  • 20 pines de prosito general.

Aplicaciones de una Raspberry PI

Las Raspberry por su tamaño y bajo consumo de energía pueden ser usadas como mini computadoras para automatizar procesos. También son usadas para proyectos de visión artificial y robotica. Actualmente forman parte del desarrollo de la revolución industrial 4.0 al agregarlas a las líneas de producción de distintas plantas alrededor del mundo. Esto se debe a su tamaño y combinación entre una computadora y un microcontrolador.

Debido a su gran portabilidad y sus distintas conexiones tiene un muchas aplicaciones. Por ejemplo, puede conectarse a un monitor táctil vía HDMI para crear aplicaciones con interfaces gráficas. Por ende y debido a su bajo consumo de energía puede funcionar con baterías para por ejemplo, usarlo en un robot. Debido a su gran portabilidad de sistemas operativos, puede funcionar con Linux o WIndows para correr software muy diverso. Desde visión artificial si se le instala, por ejemplo opencv hasta incluso agregarle una sincronización vía google drive.

Figura-3. Una raspberry conectada a una pantalla táctil de 10 pulgadas. El sistema operativo usado es Raspbian.

Herramientas de desarrollo por software

Para el desarrollo de aplicaciones para Raspberry se pueden usar distintos lenguajes de programación. Por ejemplo, C/C++ , Python, opencv, java, etc. Entonces, dependiendo del sistema operativo es la forma de instalar a dichas librerías y programas. Por ejemplo, antes de instalar algún programa de desarrollo, les recomiendo que instalen un programa para controlar a la respaberry desde una computadora. Finalmente,  nosotros usamos el VNC Viewer. EL VNC Viewer permite controlar remotamente el escritorio de la raspberry.

Tutoriales

También puedes darte una idea de Qué es Raspberry al adentrarte en su uso. Con este objetivo en mente, hemos desarrollado algunos tutoriales para raspberry pi:

• https://hetpro-store.com/TUTORIALES/clonar-imagen-sd-para-raspberry-pi-b/
• https://hetpro-store.com/TUTORIALES/python_raspberry-pi-adc-ltc2309-i2c/

Resumen

Esperamos que con este breve post tengas una idea más clara de Qué es Raspberry. Raspberry es una comunidad, un sistema embebido potente, de bajo costo y con grandes capacidades de calculo que permiten automatizar procesos. Su uso esta extendido tanto en la industria, la academia e incluso en startups que desarrollan prototipos.

Autor: Dr. Rubén E-Marmolejo.

Profesor de la Universidad de Guadalajara

Referencias:

[1] – http://trl.iba.edu.pk/D1_FYP_SPCS_/Raspberry/RaspberryPi_Introduction.pdf

[2] – https://en.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi

[3] – http://es.engadget.com/2012/08/11/raspberry-pi-model-b-analizado/

[4] – https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-1-model-b/ 

[5] – https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-2-model-b/

[6] – https://www.raspberrypi.org/magpi/raspberry-pi-3-specs-benchmarks/

[7] – https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/

[8] – https://thepihut.com/products/raspberry-pi-model-a-a-plus