אחד מהאיזורים המתפתחים ביותר בתחום המחשוב והאלקטרוניקה בשנים האחרונות הוא תחום “מחשבי הלוח” SBC (ר”ת single board computer), מחשבים שלמים המאוכלסים על גבי לוח בודד שמגיעים לרוב בגודל כף היד ואף פחות מכך. אחד השמות המוכרים ביותר בתחום הוא ה-Raspberry Pi, אותו נבדוק במסגרת ביקורת זו, או ליתר דיוק את ה-Raspberry Pi 4B, הדגם האחרון בסדרה שהוכרז ב-2019.
תחום מחשבי ה-SBC קדם עוד ל-Pi, אך הכרזת לוח ה-Raspberry Pi הראשון ב-2011 במחיר של 25$, שינתה את התחום הזה באופן מוחלט. בעוד שבמקור ה-Pi הראשון שנוצר על ידי קרן Raspberry Pi הבריטית כמחשב זול לתלמידים לצורכי לימוד, הוא הספיק להפוך לכלי לא רק לתלמידים, אלא לחובבי מחשבים ואלקטרוניקה רבים, כאשר הוא מאפשר ליצור פרויקטים או להריץ תוכנות בעלות זולה.
כפי שנאמר, ה-Raspberry Pi איננו לוח ה-SBC הראשון, אך הוא זה שיצר את ה”גל” בתחום כשלאחר מכן צצו לא מעט יצרנים נוספים עם שמות דומים כמו Orange Pi, Banana Pi, כאשר גם יצרנים גדולים ומוכרים יותר נכנסו לתחום ה-SBC עם דגמאות כמו nVidia עם לוח ה-Jetson Nano ו-ASUS עם ה-Tinker board.
לוחות SBC מגיעים עם מגוון רחב של מעבדים, חיבורים ורמות מחירים וברובם ניתן למצוא את אחד מהפיצ’רים הכי פופולריים מה-Pi המקורי, 40 פיני ה-GPIO (ר”ת General-purpose input/output) לשימוש כללי. לא מעט מהלוחות גם מציינים כי מדובר על חיבור תואם Pi בשביל תאימות לאביזרים נלווים שניתן להוסיף ללוחות השונים.
מבט מקרוב ל-Raspberry Pi 4B
לוח ה-Raspberry Pi 4B עצמו בולט בגודל הקטן שלו העומד על 88 על 58 מ”מ, כאשר בחלקו העליון נוכל למצוא את מעבד ה-Broadcom BCM2711 המגיע עם 4 ליבות Cortex-A72 במהירות 1.5Ghz יחד עם שבב זיכרון LPDDR4 בנפח 2GB במקרה שלנו, כאשר ניתן למצוא את ה-Pi 4B גם בגרסת 1GB וגם בגרסת 4GB.
בנוסף, נוכל למצוא בחלקו העליון את 40 חיבורי ה-GPIO הסטנדרטיים והמוכרים של ה-Pi בחלק השמאלי העליון, המאפשרים לחבר ללוח מגוון גדול של עזרים חיצוניים. בנוסף, ל-GPIO נוכל למצוא גם חיבור MIPI CSI למצלמה ו-MIPI DSI למסך המשתמשים בחיבורי כבל יעודיים, כאשר בחלק התחתון נוכל למצוא את מחבר המיקרו SD של ה-Pi.
מבחינת חיבורים להתקנים חיצוניים, נוכל למצוא בצד אחד 4 חיבורי USB: צמד חיבורי USB 2.0 וצמד של USB 3.0, יחד עם חיבור הרשת של ה-Pi המגיע בתקן Gigabit. בצד השני נוכל למצוא יציאת אוזניות המשמשת גם כיציאת וידאו אנלוגית, צמד חיבורי micro-HDMI ולבסוף את חיבור ה-USB-C המשמש לאספקת חשמל בעבור ה-Pi.
באופן כללי מדובר על כמות סבירה של חיבורים ושידרוג משמעותי לעומת דגם ה-Pi 3B הקודם, כאשר החברה הוסיפה חיבורי USB 3.0, חיבור רשת מהיר יותר וזוג יציאות HDMI במקום יציאת HDMI בודדת בדגמים הקודמים.
חשוב לציין “בעיה” אחת שאותרה בלוחות ה-Pi 4B וקשורה לשקע ה-USB-C החשמלי. בגרסה הראשונה של הלוח החברה השתמשה במעגל לא תקני שלא עבד עם כבלי USB 3.1 e-marked, זה לא אמור להפריע ברוב המקרים והיה אמור להיפתר בגרסאות מעודכנות של הלוח.
אביזרים נחוצים ותוספות אפשריות
על מנת להתחיל ולהשתמש ב-Pi אנו זקוקים ל-3 אביזרים נוספים מלבד הלוח עצמו:
- כרטיס microSD – רשמית מומלץ כרטיס class 10, אך עדיף להשתמש בכרטיס בעל דירוג A1/A2 לזמני גישה נמוכים.
- כבל HDMI – כבל/מתאם ממיקרו HDMI ל-HDMI רגיל.
- ספק כוח – מטען USB-C המסוגל לספק 3A לפחות, טכנית המטען הרשמי הוא 5.1V ולא 5V אבל זה פחות קריטי.
בנוסף לשלושת האביזרים שחייבים בשביל להשתמש ב-Pi, מומלץ להוסיף 2 דברים נוספים: גוף קירור פסיבי או אקטיבי שנועד לקרר את מעבד ה-Pi ומארז שלתוכו מכניסים את הכל.
במקרה האישי שלי בחרתי לקחת גוף קירור שמשמש למעשה גם כמארז ומתלבש על ה-Pi ומספק קירור סביר למעבד ולרכיבים האחרים, מבלי להפריע יותר מדי לחיבורים השונים, כאשר יש לא מעט גופי קירור חזקים יותר המאפשרים גם לבצע המהרה (אוברקלוקינג) עליו לא נרחיב במסגרת המדריך הזה.
מדובר רק על דוגמה אחת למארז וגוף קירור בעבור ה-Pi, כאשר חיפוש מהיר ברשת יאפשר למצוא מגוון גדול של מארזים או גופי קירור נוספים, על אף שלא מדובר על פריטים הכרחיים מומלץ בחום להשתמש לכל הפחות בגוף קירור בסיסי ל-Pi מאחר והוא כן נוטה להתחמם.
מלבד זאת קיים מגוון עצום של תוספים ואביזרים שניתן לחבר ל-Pi ולוחות דומים אליו, לדוגמה חיישנים שונים, מסכי LCD/OLED/eINK ועוד. בנוסף לאביזרים הרגילים ישנם גם לוחות שלמים המיועדים ל-Pi וידועים כ-HAT (ר”ת Hardware attached on top) המתלבשים על הלוח עצמו ומוסיפים לו יכולות מתקדמות.
התקנה ושימוש במערכת Raspbian
בעוד שקיים מגוון גדול יחסית של מערכות שניתן להריץ על ה-Pi, בחרתי הפצת הלינוקס Raspbian הרשמית של קרן Raspberry Pi המבוססת על הפצת הלינוקס Debian. את המערכת התקנתי על כרטיס מיקרו SD באמצעות הכלי החדש והפשוט של הקרן, ה-Raspberry Pi Imager, אותו ניתן להוריד ולהתקין על מערכות הווינדוס, מק או לינוקס.
לאחר ההורדה והתקנה של ה-Imager נוכל לבחור איזו הפצת לינוקס לצרוב על כרטיס ה-microSD, כאשר במקרה שלנו נתקין את ה-Raspbian Buster המלאה עם האפליקציות המומלצות המעודכנת לפברואר 2020, כשבנוסף קיימת גרסה קלה מינימלית וגרסה ללא תוספת אפליקציות ל-Raspbian.
השימוש ב-Imager בסיסי למדי:
- בחירת הפצת הלינוקס אותה מעוניינים להתקין מהרשימה, או קובץ img אם הורדתם באופן עצמאי.
- בחירת כרטיס ה-SD עליו מעוניינים לצרוב את ההפצה.
- לחיצה על “כתיבה” (Write) שיוריד למחשב את ההפצה הרלוונטית ויצרוב אותה על ה-SD.
אחרי צריבת ה-microSD הדבר היחיד שנותר לעשות הוא להכניס אותו ל-Pi ולחבר את ה-Pi למסך, מטען, עכבר ומקלדת. מספר שניות אחרי חיבור ה-Pi לחשמל הוא יעלה את מערכת ה-Raspbian שתדרוש הגדרה בסיסית לרזולוציית המסך, חיבור ל-WiFi ועוד, כאשר לאחר מכן אנו מקבלים שולחן עבודה סטנדרטי למדי הדומה לווינדוס, רק שכל הסרגל התחתון שאנו רגילים למצוא בווינדוס עולה לחלק העליון של המסך.
בעוד שאי אפשר להתקין תוכנות מחשב רגילות שנועדו לווינדוס על ה-Pi או לוחות ARM אחרים, קיימות לא מעט חלופות שניתן להוריד ולהשתמש בהן, כאשר במקרה של הפצת ה-Rasbian המלאה נוכל למצוא מספר תוכנות שימושיות דוגמת:
- Chromium – דפדפן אינטרנט המבוסס על קוד הכרומיום הפתוח.
- VLC – נגן המדיה המוכר.
- LibreOffice – מערכת אופיס מלאה עם חלופות לוורד, אקסל, פאוור פוינט ועוד.
בסופו של יום, ה-Pi לא מסוגל להחליף את המחשב השולחני שלי, אך מדובר בחלופה לא רעה וזולה לשימוש שמסוגלת לספק לא מעט צרכים בסיסיים בתור “תחליף למחשב”. בעוד הצגת וידאו ביוטיוב ב-1080p יגרום ל-Pi לגמגם מעט, הוא יוכל לעשות זאת ללא בעיה ב-720p, כאשר מי שמחפש פתרון משחקים יוכל למצוא את גרסה יעודית של משחק ה-Quake 3 או Doom. בנוסף, קיימת גרסת Pi גם למשחק ה-Minecraft.
בעוד שניתן להשתמש ב-Pi 4B בתור תחליף שולחני קל במיוחד אם משתמשים בגרסת ה-4GB ומבצעים המהרה לתדר גבוה יותר של המעבד והליבה הגרפית, זהו לא השימוש העיקרי ל-Pi, אלא רק אחד מתוך השימושים השונים עבורו.
מערכות חלופיות
בעוד ה-Raspbian היא הפצת הלינוקס הרשמית ל-Pi, לא מדובר על הפצת הלינוקס היחידה שקיימת עבורו ועבור לוחות ARM אחרים, כאשר אפשר למצוא הפצות דוגמת Arch Linux, Ubuntu ועוד. בעוד הרשימה הקודמת היא למעשה רשימה של מערכות הפעלה רגילות, נציין כמה הפצות לינוקס יעודיות שנועדו לבצע פעולות ספציפיות במיוחד:
- OpenMediaVault – או OMV, הפצה או תוכנה (תלוי איך מתקינים אותה) יעודית ליצירת NAS לאחסון נתונים ברשת, מאפשרת להשתמש ב-Pi יחד עם כונן קשיח USB כפתרון אחסון בייתי זול וחזק.
- RetroPie – הפצה ידועה ומוכרת ההופכת את ה-Pi למכונת אמולטורים המאפשרת להריץ משחקי Dreamcast, Nintendo 64, NES, PlayStation 1/2 ועוד רבים אחרים.
- LibreELEC – הפצה יעודית למערכות מדיה ביתית שנועדה להריץ את תוכנת המולטימדיה KODI המוכרת.
- Pi-hole – הפצה יעודית ליצירת חוסם פרסומות מבוסס DNS.
- Pi MusicBox – הפצה יעודית שנועדה להפוך את ה-Pi לנגן מוזיקה עם תמיכה בספוטיפיי, SoundCloud ועוד.
- Kano OS – הפצה יעודית לילדים שנועדה לשמש בעיקר ככלי חינוכי עם הסברים מרובים.
קיימות עוד הפצות רבות ושונות ל-Pi או ללוחות האחרים הקיימים בשוק, כאשר השאלה המרכזית היא השימוש במיועד למחשב הלוח ואיזה הפצה תיתן את המענה הטוב יותר לאותו הצורך.
פרויקטים לדוגמה עם Pi
מלבד השימוש ב-Pi כתחליף למחשב שולחני רגיל או מערכת יעודית למשימה מסויימת בעזרת הפצות הלינוקס עליהן עברנו בחלק הקודם, ניתן להשתמש ב-Pi למגוון גדול של פרויקטים בנוסף לשימוש ככלי לימודי באלקטרוניקה או תיכנות, כאשר אחד הפרויקטים המוכרים ביותר קשור למערכת ה-RetroPie, הוא למעשה מערכת ארקייד שלמה.
פרויקטים נוספים שאפשר למצוא כוללים מראה “חכמה” המציגה נתונים ויכולה גם לכלול עוזרת קולית מובנית או פעמון דלת חכם המשתמש ב-Pi כבסיס עם היכולת שלו להתחבר למודול מצלמה יעודי.
מדובר ב-3 דוגמאות בלבד מתוך אינספור פרויקטים שונים שניתן למצוא ברחבי הרשת, כאשר נוסיף עוד פרויקט אחד שרלוונטי לימים אלו – דיווח של ה-BBC הבריטי על מכונת הנשמה שמופעלת על ידי ה-Pi Zero, הדגם הקטן בסדרת ה-Raspberry Pi.
סיכום
בתור משתמש חדש בתחום לוחות ה-SBC, ה-Raspberry Pi 4B מהווה נקודת כניסה טובה לתחום בזכות המפרט הטכני שלו והקהילה הגדולה מאוד שקיימת לכל סדרת מוצרי ה-Pi, במחיר של החל מ-35 דולר לגרסת ה-1GB ועד 55 דולר לגרסת ה-4GB לא מדובר בהוצאה גדולה במיוחד. בנוסף, יש לא מעט חלופות זולות דוגמת לוח ה-Orange Pi One שנמכר ב-10 דולר בלבד, עבור מי שמעוניינים להתנסות בתחום מבלי להשקיע הרבה.
אולי לא מדובר על תחליף מלא למחשב השולחני הרגיל, אך הלוח יכול למלא את התפקיד בהצלחה סבירה, במיוחד אם משתמשים בגרסת ה-4GB וסוחטים קצת יותר ביצועים עם המהרה של הלוח, שמחייבת קירור נוסף. עם זאת, זהו לא היעוד העיקרי של הלוח אלא רק אחד מהם.
באופן אישי, ה-Pi 4B לא יהיה לוח ה-SBC האחרון שלי, כאשר כבר עכשיו אני מחכה ללוח Orange Pi Zero LTS לפרויקט קטן ומעניין שאני חושב עליו כיום מבלי הצורך להשתמש ב-Pi 4B בשבילו, כאשר ל-Pi עצמו יחובר מסך זעיר בהמשך.
רוצים לדבר עוד על ה-Pi או לוחות אחרים? היכנסו עכשיו לקבוצת הטלגרם שלנו.
מה אהבנו?
- מחיר זול.
- ביצועים טובים יותר מלוחות קודמים בסדרה.
- 4 יציאות USB מתוכן 2 מסוג USB 3.0.
- חיבור רשת gigabit.
- שקע חשמל USB-C.
- תמיכה ב-2 מסכים עם זוג יציאת HDMI.
- יציאת וידאו אנלוגית דרך חיבור ה-3.5 מ”מ.
ומה לא?
- חיבור מיקרו HDMI פחות נפוץ.
- קיים חוסר תאימות לחלק מכבלי ה-USB-C.
- ביצועים סבירים במקרה הטוב בהשוואה למחשב תקני.
- מתחמם בקלות, מחייב קירור מינימלי לכל הפחות.
עוקבים? כל החדשות מגאדג'טי
חלק מהפוסטים באתר כוללים קישורי תכניות שותפים, עבורם נקבל עמלה עם ביצוע רכישה בפועל של מוצרים. עמלה זו לא מייקרת את העלות הסופית של המוצרים עבורכם.
הסקירות והתכנים המופיעים באתר מהווים המלצה בלבד, וכך יש להתייחס אליהם. כל המחירים המופיעים באתר נכונים ליום הפרסום בלבד והאחריות לקניית מוצר או שירות כזה או אחר מוטלת עליך בלבד – השימוש באתר בהתאם לתנאי השימוש והפרטיות.