Raspberry Pi

Raspberry Pi-datorerna har revolutionerat teknikvärlden med sin kompakta design och imponerande prestanda. Trots sin lilla storlek, som gör att de lätt får plats i ens handflata, erbjuder de tillräckligt med kraft för att fungera som surfdatorer, mediaspelare och till och med som servrar. I detta avsnitt ska vi utforska den hårdvara som utgör grunden för dessa enheter och också undersöka olika mjukvarualternativ som kan anpassas för olika ändamål. Dessutom kommer vi att ta en titt bakåt i tiden för att jämföra dagens Raspberry Pi-modeller med sina föregångare och se hur långt de har kommit i utvecklingen.

Raspberry Pi-datorerna finns i olika grundversioner, den fullstora Raspberry Pi 4 Modell B och den lilla Raspberry Pi Zero. Modell B är den absolut mest populära varianten. Den är mer välutrustad än de övriga modellerna och fungerar som allt från surfdator och server till mediaspelare och styrsystem. Raspberry Pi Zero är minst av alla och lämpar sig för att bygga exempelvis wearables.

I detta kapitel fokuserar vi uteslutande på B-modellen av Raspberry Pi (d.v.s. den modell som oftast förknippas med Raspberry Pi). Den har funnits i fyra olika generationer. Den senaste är Raspberry Pi 4 (Modell B).

Raspberry Pi 4 Modell B är utrustad med:

• två USB 2.0-portar
• två USB 3.0-portar
• en nätverksport (1 Gb/s)
• en 3,5 mm-utgång för både ljud och bild
• två Micro-HDMI-portar med 4K-stöd
• en Micro-SD-kortläsare
• en USB-C-kontakt (för strömförsörjning). 

Den är också utrustad med stöd för trådlöst nätverk (Wireless AC), Bluetooth (5.0) och Bluetooth LE. Den aktuella modellen har dessutom 40 så kallade GPIO-stift (General Purpose Input Output), som används för att koppla tilläggsmoduler. I Raspberry Pi-världen kallas sådana tillbehör för Hats (Hardware Attached on Top). Det är även dessa GPIO-stift som används om man vill använda Raspberry Pi-datorn för att styra saker, som att tända lysdioder. Däremot fyller GPIO-stiften ingen speciell funktion om datorn används som en surfdator, server eller mediaspelare.

Strömförsörjningen sker via USB-C-porten. Datorn är så pass energisnål att den inte kräver en traditionell datornätaggregat. En mobilladdare med USB-C-kontakt kan användas för att strömförsörja en Raspberry Pi 4. Enligt specifikationerna bör strömförsörjningen vara 5,1 V och 3 A, och det finns en originaladapter som levererar detta. Beroende på hur enkortsdatorn ska användas kan dock en vanlig mobilladdare med USB-C räcka. Vi rekommenderar dock att man följer specifikationerna och använder en strömkälla med 5,1 V och 3 A.

I motsats till traditionella datorer saknar Raspberry Pi en mekanisk hårddisk eller SSD för att lagra operativsystem, program och filer. Istället används ett Micro-SD-kort. Kortet bör ha hög läshastighet och en kapacitet på minst 8 GB, men det går att använda Micro-SD-kort med en kapacitet på upp till 32 GB. Operativsystemet måste ligga på Micro-SD-kortet, medan användarfiler som dokument och filmer kan lagras på USB-hårddiskar och USB-minnen.

Om Raspberry Pi-datorn ska användas som en surfdator eller mediaspelare kan den enkelt kopplas till en vanlig datorskärm eller TV, företrädesvis via HDMI. Raspberry Pi (4) kan skicka ut två 4K-signaler utan problem. Vid användning av båda 4K-signalerna begränsas dock uppdateringsfrekvensen till 30 Hz per utgång. Om endast en av utgångarna används för att skicka ut en 4K-signal kan man uppnå en uppdateringsfrekvens på upp till 60 Hz i 4K, med en maximal upplösning på 1920x1080 (Full HD) genom den andra Micro-HDMI-utgången. Datorn kan även skicka ut kompositvideo till äldre TV-apparater, då 3,5 mm-utgången kombinerar analog ljud- och bildsignal.

Raspberry Pi 4 Modell B har två specialanslutningar: en displayanslutning och en kameraanslutning. Den dedikerade displayanslutningen används för att skicka videosignal till en (vanligtvis) liten och förhållandevis lågupplöst färgdisplay, men den kan även användas för att koppla in en pekskärm till Raspberry Pi. Lösningen har exempelvis använts för att bygga väderstationer, retrospelskonsoler och instrumentbrädor till bilar.

Den dedikerade kameraanslutningen används för att ansluta en kamera i form av en tilläggsmodul. Den kan användas för att exempelvis bygga en övervakningskamera till hemmet eller en 3D-skrivarserver som övervakar utskriften. Det går också att ansluta vanliga webbkameror via USB, men kameramodulen är direktkompatibel (utan behov av drivrutiner) och utformad för att lätt kunna byggas in.

Processorn i Raspberry Pi är ARM-baserad, vilket innebär att den bygger på samma arkitektur som processorerna i merparten av dagens mobiler och surfplattor. Det kan ställas mot arkitekturen X86, vilket är den som processorerna i skrivbordsdatorer normalt använder. Ett operativsystem måste vara gjort för processorarkitekturen som det ska köras på. Det innebär att X86-operativsystem som till exempel macOS inte går att köra på Raspberry Pi.

Raspberry Pi-datorerna kör vanligtvis Linux och det finns flera Raspberry Pi-optimerade Linuxdistributioner (paketeringar av Linux). Vilken av dem som passar bäst beror på vad datorn ska användas till. Om den ska användas som surfdator är Raspbian Jessie en lämplig distribution. Raspbian Jessie bjuder på en bekant användarupplevelse med skrivbord, fönster, filhanterare och det mesta som förväntas finnas på en modern dator. Användaren kan givetvis installera egna program, men redan från början följer det bland annat med en webbläsare, en PDF-läsare, spelet Minecraft och verktyget Scratch (som är populärt för att lära barn att programmera).

Se senare i kapitlet för mer information om Raspbian Jessie (inkl. steg-för-steg-installationsguide).

Om en Raspberry Pi-dator ska användas som mediaspelare är Linux-distributionen Libreelec lämpligare. Libreelec är en distribution som låter den öppna mediaspelarmjukvaran Kodi (tidigare känd som XBMC) köras på Raspberry Pi. I Libreelec finns inget skrivbord, utan Raspberry Pi-datorn startar direkt Kodi-gränssnittet som är lämpligt att styra från soffan med ett HTPC-tangentbord eller en fjärrkontroll. Med Libreelec installerat kan Raspberry Pi 4 spela upp film i 4K tack vare det inbyggda hårdvaruaccelereringsstödet för H.264, vilket är den vanligaste kodeken för dagens webb-TV- och videomaterial. Filmmaterialet kan antingen spelas upp från direktanslutna USB-hårddiskar eller från nätverksanslutna Nasar.

I serversammanhang finns det, till skillnad från i skrivbords- och mediaspelarsammanhang, ingen anledning att ha ett grafiskt gränssnitt. Där räcker det oftast med en terminal för att skriva kommandon. I distributionen Raspbian Jessie Lite har det grafiska gränssnittet skalats bort för att inte ta onödiga resurser eller onödigt lagringsutrymme i anspråk. Distributionen brukar användas om datorn ska agera server för till exempel en webbsida, en 3D-skrivare, en hemautomatiseringsplattform eller ett centralmanagerat accesspunktssystem.

Framtagandet av Raspberry Pi började som ett universitetsprojekt i England 2006. Grundarna av Raspberry Pi Foundation arbetade som universitetslärare och reagerade på att studenternas dator- och programmeringskunskaper försämrades år efter år. De behövde göra något drastiskt för att vända utvecklingen. De var då de kom på idén att skapa en enkel och billig experimentdator som kunde främja studenternas intellekt. Efter flera år av prototyputvecklande, fick Raspberry Pi se dagens ljus.

De första Raspberry Pi-datorerna (Raspberry Pi 1 Modell A och Raspberry Pi 1 Modell B) lanserades 2012. De hade enkärniga 700 MHz-processorer och 256 MB RAM-minne. Det tog dock inte lång tid innan Raspberry Pi 1 Modell B reviderades och begåvades med dubbla mängden RAM-minne (512 MB). Båda modellerna var utrustade med 26 GPIO-stift och en minneskortläsare för fullstora SD-kort, med samma uppgift som idag - agera hårddisk och bära operativsystemet.

2014 kom en uppgradering av Raspberry Pi 1 Modell B, vilken kallades Raspberry Pi 1 Modell B+. På den hade antalet USB-portar utökats till fyra stycken och antalet GPIO-stift till 40 stycken.

2016 lanserades Raspberry Pi 3 Modell B, vars största nyhet är inbyggt stöd för trådlöst nätverk och Bluetooth. Den är utrustad med en fyrkärnig 1,2 GHz-processor som dessutom är av en modernare arkitektur. Föregående modell använde en 32-bitars ARM v7-procerssor, medan Raspberry Pi 3 Modell B har en 64-bitars ARM v8-processor. Det är samma typ av processor som sitter i de flesta av dagens Android-enheter.

Slutligen kom dagens aktuella modell (Raspberry Pi 4 Modell B), som bytte ut den tidigare Micro-USB-kontakten till den stabilare och mer rubusta USB-C-kontakten för strömförsörjning. Det som på alla tidigare modeller varit en ensam HDMI-kontakt blev nu istället två stycken Micro-HDMI-kontakter med 4K-stöd, vilket gör att den blir ännu bättre att använda som mediaspelare.