关于开始使用树莓派你需要知道的一切

现在已经有四年多的历史了,Raspberry Pi,一款廉价的信用卡大小的电脑,已经席卷了计算机和DIY世界。请继续阅读,我们将引导您完成从购买到供电再到运行小型发电机的所有过程。

什么是覆盆子派?

Raspberry Pi是一款信用卡大小的计算机,由Raspberry Pi基金会设计和制造,该基金会是一个非营利性组织,致力于让尽可能多的人能够获得计算机和编程指导。

虽然Raspberry Pi项目的最初任务是将具有编程功能的廉价计算机送到学生手中,但PI已经受到了不同受众的欢迎。全球各地的小炉匠、程序员和DIY们已经在各种项目中采用了这个微型平台,从重建复古的拱廊橱柜到控制机器人,再到安装廉价但功能强大的家庭媒体设备。

2012年推出的最初的Raspberry PI(我们现在称为Raspberry PI 1 Model A)采用了围绕Broadcom BCM2835处理器构建的片上系统设置-Broadcom BCM2835处理器是一种通常用于手机的微小但相当强大的移动处理器。它包括CPU、GPU、音频/视频处理和其他功能,所有这些都在一个低功耗芯片上与700 Mhz单核ARM处理器配对。在其间的几年里,基金会发布了多个修订版(关闭Broadcom芯片以改进版本,并用1.2 GHz四核芯片提升CPU功率)。

尽管PI是一款令人惊叹的小设备,自推出以来已经突飞猛进,但强调什么是树莓PI是很重要的。树莓PI并不能完全取代你的台式电脑或笔记本电脑。您不能在它上运行Windows(至少不是您所知道的传统版本的Windows),尽管您可以运行许多Linux发行版-包括桌面环境的发行版、Web浏览器以及桌面计算机中预期的其他元素。

然而,Raspberry Pi是一款功能惊人的多功能设备,它将大量硬件打包到一个非常便宜的机身中,非常适合业余电子产品、DIY项目、设置一台廉价的电脑进行编程课程和实验,以及其他工作。

树莓派董事会上有什么?

在Pi基金会成立的早期,树莓Pi有两个版本,两个不同的价位:A型(25美元)和B型(35美元)。如果你需要更少的硬件(A型少了一个USB端口,没有以太网端口,只有一半的RAM),你可以节省10美元。

随着制造成本的下降和PI越来越受到关注,他们能够在保持成本不变的情况下大幅提高设备的硬件规格-最终在2015年推出Raspberry PI 2和2016年推出Raspberry PI 3,从而统一了所有型号。换句话说:在任何时候都能买到最好的覆盆子PI,价格总是在35美元左右。那么,当你购买一台35美元的信用卡大小的电脑时,你会得到什么呢?

上图所示的当代树莓PI 3搭载了以下硬件:

1.2 GHz ARM处理器片上系统(SoC),集成1 GB内存。 1个HDMI端口,用于数字音频/视频输出。 1个3.5 mm插孔,可同时提供音频和复合视频输出(当与适当的电缆配对时)。 4个USB 2.0端口,用于连接输入设备和外围设备附加组件。 1个microSD卡读卡器,用于加载操作系统。 1个以太网LAN端口。 1个集成Wi-Fi/蓝牙无线电天线。 1个microUSB电源端口。 1个GPIO(通用输入/输出)接口。

GPIO到底是什么?树莓PI在电路板上有一组26个裸露的垂直引脚。这些引脚是通用输入/输出接口,故意不链接到Raspberry PI板上的任何特定本机功能。

取而代之的是,GPIO引脚明确地为终端用户提供对电路板的低级硬件访问,以便将其他硬件板、外围设备、LCD显示屏和其他硬件设备连接到PI。例如,如果您希望使用旧的街机控制器并将其直接连接到Raspberry PI,以使街机具有更真实的感觉,则可以使用GPIO接口来实现。

虽然我们不会在今天的“入门”教程中使用GPIO插头,但我们在其他教程中确实利用了它,例如我们的Raspberry PI LED指示器版本,它使用连接到GPIO插头的LED转接板。

哪里可以买到树莓派

在本指南的原始版本中,我们强烈告诫读者不要从亚马逊或eBay购买。在PI人气飙升的早期,真的很难拿到一个单元,如果你除了树莓Pi基金会的授权卖家之外,从任何人那里购买,你很有可能会支付过高的价格,或者最终手中拿着一个非常可疑的产品。

今天,你仍然可以从PI官方经销商那里购买,就像Pi Foundation批准的分销商Element14所提供的众多公司之一,但从第三方或通过亚马逊购买的风险已经大幅下降。事实上,在过去的几年里,我们所有的PI设备都是从亚马逊购买的,没有任何问题。

PI有多个版本,但如果您刚刚开始,您绝对应该购买最新一代的设备-Raspberry PI 3。互联网上几乎每个旧的PI教程仍然适用于较旧的型号,但您可能希望承担的许多项目(特别是如果您想将PI用作视频游戏仿真器或类似产品)真正受益于较新的硬件。

然而,在极少数情况下,你可能想在eBay上买一款更老、更便宜的PI型号。例如,我们关于将PI单元和LED板转变为天气指示器的教程,不需要结实的新PI单元,在最初的2012时代覆盆子PI 1 Model A上运行得很好。

你需要的其他东西

树莓PI只是一块光板-它没有外壳,没有任何电缆,甚至没有电源。所以,你必须自己和你的PI一起购买这些东西。这是你需要买的其他东西(如果你还没有准备好的话)。

稳定的电源:Raspberry PI从microUSB端口供电,需要microUSB转交流适配器。因为PI是一台微型电脑,而不是简单的手机充电,你需要使用一个高质量的充电器,提供稳定的电力输送,提供稳定的5V电压,老款设备的最低输出电压至少700 mA,PI 3的最低输出电流为2.5A。

这里有一张图表,由PI基金会提供,概述了建议的和最低电源要求。

使用低质量或动力不足的充电器是系统不稳定问题和树莓PI受挫的头号来源。你可以通过简单地获得一个非常高质量的电源来避免未来的一堆令人头疼的事情,最好是为PI设计的电源,就在门外。我们推荐CanaKit品牌5V 2.5A电源(10美元)。它是专门为PI构建的,它可以为最老的到最新的设备提供足够的稳定电力,而且不会像办公室抽屉里的一些随机手机充电器那样给您留下引导问题或损坏的数据。

一个箱子:PI裸体装船;你需要一个合适的箱子把它封闭起来。你可以花大约10-25美元买一个丙烯酸/塑料保护套,或者走更有创意的路线,自己制作保护套(就像许多人在PI发布后不久所做的那样)。

当你购物时,要小心检查你买的是不是适合你型号的箱子。在过去的几年里,Raspberry Pi主板发生了重大变化,包括某些端口的移动和彻底移除,这意味着较旧的情况将不适合较新的型号。

没有特别挑剔或浮华的吗?PI基金会售价8美元的Raspberry Pi 3保护套是一个难以击败的价值。想来点华而不实的东西吗?天空的极限-亚马逊充斥着非常酷的PI盒子,比如这个激光切割的“Bel-Aire”盒子,看起来像是20世纪50年代的微小文物。

4 GB+SD卡:较老的PI设备使用全尺寸SD卡,但PI 2和PI 3使用microSD卡。美国树莓PI基金会建议至少使用4 GB Class 4 SD卡。但由于SD卡现在很便宜,我们建议至少为较旧的PI购买16 GB Class 10 SD卡,或者为较新型号购买16 GB Class 10 microSD卡。您可能已经有了一张,但并不是所有的SD卡都一定能工作-请查看elinux.org上的这张表,查看PI的测试工作(和不工作)卡的列表。

音频/视频线:如果您要将PI连接到支持HDMI的HDTV或较新的计算机显示器,则需要HDMI电缆-所有PI单元都支持HDMI输出。如果要将数字视频连接到没有HDMI端口的标准计算机显示器,您将需要一根HDMI转DVI电缆用于视频信号,一条3.5 mm立体声电缆用于声音(因为在HDMI到DVI转换中会丢失声音)。

一些PI还具有老式电视的模拟输出。如果您要将较旧的PI连接到模拟电视机,则需要一根用于视频的RCA电缆和一根3.5 mm的立体声电缆用于声音。你不需要为这项任务购买特定的RCA电缆,你甚至可以使用你周围铺设的黄-红-白三线-只要确保插入时电缆两端的颜色相匹配即可。

如果您需要将较新的PI设备连接到SD/模拟视频源,您将需要购买名为3.5 mm转RCA适配器或TRRS AV分支电缆的适配器电缆。由于此类电缆因不符合规格/标准并且无法与您想要的设备配合使用而臭名昭著,我们强烈建议您只需挑选这款廉价且备受好评的设备即可,该设备已知与Raspberry PI兼容。

以太网线或其他Wi-Fi适配器:对于PI来说,网络连接并不是绝对必要的,但它使软件更新(和下载)变得非常容易,并让您可以访问各种依赖网络的应用程序。显然,如果您的项目依赖于连接到您的网络或互联网,您将需要Wi-Fi或以太网。

所有版本的PI都有板载以太网端口,因此您只需插入以太网电缆即可使用。如果你想使用Wi-Fi,PI 3内置了Wi-Fi。如果你有一个较旧的PI,你可以购买许多与PI兼容的微型Wi-Fi适配器中的一个。我们用小小的Edimax EW-7811Un适配器取得了巨大的成功,并在多个版本中使用了它。

鼠标和键盘:即使您的最终目标是构建一个无头文件服务器或其他无输入外围设备/显示器设备,您仍然需要一个鼠标和键盘来启动和运行您的PI。

任何标准的有线USB键盘和鼠标都应该可以与Raspberry PI配合使用,没有任何问题。然而,这一说法有一个警告:根据USB设计规范,基于USB的键盘和鼠标的功耗应该低于100mAh,但许多型号无视这一规范,功耗更高。

在较老的PI单元上,这种额外的抽奖是有问题的,因为USB端口是出了名的挑剔。如果您发现每个外围设备的功耗都超过100mAh,则需要使用通电的USB集线器(见下文)。在较新的型号上,这应该不是什么问题,因为USB端口得到了显着改进,而且设备使用了更大的电源设备。

您可能会发现查看eLinux.org维护的大量经过验证的PI兼容外围设备列表非常有用。

电源USB集线器(可选):如果您的外围设备不符合规格,或者您需要连接两个以上的设备(如键盘、鼠标和USB Wi-Fi适配器),您将需要一个自带电源的外部USB集线器。

我们用PI测试了我们在办公室周围放置的所有动力集线器-从漂亮的品牌贝尔金动力集线器到没有名字的集线器-任何一个都没有问题。也就是说,我们建议您对照前面提到的eLinux外围设备列表中的集线器部分检查您现有的集线器或潜在的购买。

如何在树莓皮上安装操作系统

现在我们已经组装了所有必需的硬件、PI和外围设备,是时候开始着手将操作系统加载到PI上了。无论您正在做什么项目,在PI上安装操作系统通常都会遵循相同的过程。

与传统电脑不同的是,在传统电脑中,你有一个BIOS,一个支持可移动介质的驱动器(如DVD驱动器),以及电脑内部的硬盘驱动器,Raspberry PI只有一个SD卡读卡器。因此,您不会遵循插入引导盘并将操作系统安装到内部存储设备的传统计算机设置路线。相反,我们将在传统计算机上准备SD卡,并将其加载到Raspberry PI中,以便进一步解包/调整。

第一步:选择并下载您的操作系统

如果您正在处理特定的项目,您可能已经知道需要下载什么操作系统。如果您只是想修补一下,那么您可能需要一个用于PI的通用Linux发行版。虽然有各种各样的Linux发行版可用于Raspberry PI,但我们在示例中要使用的发行版是支持最好、最稳定的:Raspbian,这是Debian Linux的一个版本,针对Raspberry PI进行了优化。

在此步骤中,您需要一台带有SD卡读卡器的单独计算机。

首先,从树莓派基金会(Raspberry Pi Foundation)抓起一份Rasbian。Rasbian有两个版本:“Rasbian Jessie with Pixel”和“Rasbian Jessie Lite”。Pixel是Raspberry Pi基金会在2016年秋天发布的新的(非常漂亮的)桌面界面。精简版没有更需要GPU的Pixel桌面,保留了旧的(相当难看的)以前的Rasbian桌面系统。除非您有较旧的硬件并需要精简版,否则我们建议您下载“with Pixel”版本。\

第二步:将操作系统映像写入SD卡

现在您已经下载了Raspbian,您需要将映像写入SD卡。适用于Windows、MacOS和Linux用户的免费程序etcher使这一过程变得简单。

首先,将SD卡插入计算机。接下来,启动Etcher。

刷新Raspbian是一个简单的三步过程:

在“Select Image”下,将Etcher指向您之前下载的Raspbian IMG zip文件。 在“选择驱动器”下,从选项列表中选择您的SD卡。请注意,您的系统驱动器不会显示为选项,但您插入的任何外部硬盘驱动器可能会显示。如果您不确定哪个驱动器是哪个驱动器,请拔下除要写入的SD卡以外的所有外部驱动器。 最后,点击“闪存!”,您的SD卡马上就可以使用了。

蚀刻程序是一个非常流线型的程序,它使这个过程变得容易得多。高级用户可能更喜欢命令行方法,对于好奇的MacOS和Linux用户,请参阅raspbercrypi.org。

第三步:将SD卡放入PI并启动

现在,是第一次启动PI的时候了。将所有必要的线缆和外围设备连接到Raspberry PI上(电源线除外)-这包括HDMI或RCA线缆、USB集线器、以太网线以及您需要的任何其他东西。

将所有电缆连接到PI及其各自的目的地后,插入SD卡。SD卡固定就位后,插入microUSB电源线。PI上没有电源按钮-只要您插入电源线,它就会开始启动。

几乎立刻,您就会看到启动顺序快速滚动-类似于上面的视图。但是,如果您运行的是Rasbian Jessie的Pixel版本,该视图将很快被一个简单的闪屏所取代:

几秒钟后,当引导过程完成时,您将被踢到Pixel桌面。

祝贺您,您第一次成功启动了PI。对于那些熟悉Raspberry PI上的Debian早期版本和非常简朴的桌面的人来说,你会立即发现这看起来有多好。这就像我们在21世纪进行计算一样!

接下来,我们将教您如何在PI上配置Raspbian。

在您的PI上配置Raspbian

现在您已经启动并运行,现在可以配置您的网络、更新软件,或者准备好在您的项目中使用Raspbian。

连接到Wi-Fi

如果您通过以太网连接到您的家庭网络,请跳到下一节“测试网络”。如果您需要配置无线连接,请查找屏幕右上角的网络图标,然后单击它:

从下拉菜单中选择要连接的无线网络。

在弹出框中输入Wi-Fi密码,然后确认网络图标已从无连接图标更改为Wi-Fi图标。

通过确认我们可以连接到Web来再次检查网络连接的时间。

测试网络

现在您已经配置了Wi-Fi连接(或者直接跳到这一部分,因为您正在使用以太网),是时候测试您的连接了。还有什么比打开浏览器并访问How-to Geek更好的测试连接方式呢?

在桌面上,点击左上角的Raspberry Pi菜单图标,然后导航到Internet>Chromium Web Browser。

单击启动Chromium,然后键入www.howtogeek.com:

成功!我们不仅有网络连接,而且How-to Geek在轻量级PI上看起来和在功能齐全的台式机上一样好。这很可能是你对你的新小微型计算机的能力感到惊讶和高兴的多次中的第一次。

更新软件

在您开始深入研究PI之前,最好先做一个基本的软件更新。我们已经设置了网络,测试了连接,现在是进行系统范围软件更新的最佳时机。

虽然PI和Pixel上的界面与旧桌面相比已经有很长的路要走了,但你仍然需要时不时地在终端上弄脏你的手-更新就是其中之一。点击屏幕左上角的终端图标启动终端。

在终端输入以下命令:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

这个组合命令指示Raspbian搜索可用的软件存储库,以获取系统和软件的更新和升级。当发现任何此类更新时,系统将提示您批准或不批准使用Y和N键进行的更改。

除非你有令人信服的理由跳过更新(在游戏的这一点上我们不会),只要按下Y键就可以确认所有出现的更改。即使是在一个全新的安装中,你使用的是Raspberry Pi基金会的最新图片,在Rasbian翻阅相关更新的过程中,预计也会占用你20-30分钟的时间。

其他树莓派资源和项目

自从我们写了这个树莓圆周率指南的原始版本以来的几年里,我们用树莓圆周率作为几十个项目的基础,获得了大量的乐趣。在任何给定的时间,我们通常至少有六个PI单元启动并运行。你可以在How-to Geek Raspberry Pi档案中搜索完整的内容,但这里有一些我们最喜欢的项目。

不费吹灰之力,我们把PI变成了一个满足我们所有本地和流媒体需求的媒体中心,从而最大限度地发挥了PI的作用。我们整个房子里的每台电视(包括客房!)。有个私家侦探挂在上面。

想要玩你的台式电脑可以处理的强大的视频游戏,但在客厅的电视上,而不是在你的办公桌上?你也可以通过将PI滚动到流式蒸汽机中来做到这一点。还需要一个更实用的项目吗?您可以将PI和外部硬盘驱动器转变为网络备份工作站,以满足您的所有本地文件备份需求。

但说真的,这只是冰山一角,我们相信你会在HTG档案和网络搜索中找到很多想法。

如果你想进一步阅读,这里有一些与树莓派相关的很好的链接:

Raspbian官方文档:从调整config.txt到安装媒体播放器,Raspbian的用户文档都是一个方便的参考资料。 树莓Pi官方博客:*如果你关注的不是其他任何与树莓Pi相关的内容,那就关注官方博客吧。他们不断地发布关于PI的最新发展,PI粉丝发送的有趣的项目,以及PI爱好者感兴趣的其他内容。当你浏览博客的时候,别忘了在官方论坛停留一下。 非官方的树莓派杂志:Mappi每年出版约8次,是一本免费的、精致的电子杂志,面向PI爱好者。 Raspberry PI磁盘映像:尝试使用Raspberry PI发行版非常简单,只需抓取另一张便宜的SD卡并将其加载到新鲜的映像中即可。Raspberry PI磁盘映像是当前PI友好的Linux和Android发行版的便捷索引。 eLinux.org的已验证外围设备列表:尽管我们在教程前面提到了这一点,但还是值得一提的是。如果您试图弄清楚为什么现有硬件不能与PI一起工作,或者想要确认您正在查看的硬件可能会与您的PI一起工作,这是一个无价的资源。

有没有树莓PI项目要分享?有没有要求提供面向PI的教程?给我们发一封电子邮件,地址是IPS@howgeek.com,或者在评论中发声。

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