Raspberry Pi 4 - идеальный компьютер для школьника

Пожалуй, в наше время ни один школьник не может обойтись без современного компьютера. Но вместе с широкими возможностями он привносит в семью массу проблем, таких как: игровая зависимость, расходы на покупку и обслуживание, расходы на программное обеспечение (как минимум, оплата за ОС), ущерб от вирусов, необходимость выделения дополнительного места под ПК, шум во время его работы. Как же быть, если нет возможности совсем отказаться от ПК?

Казалось бы, школьнику подошел бы для учебы и недорогой планшет, но на Андроиде нет возможность полноценно и с комфортом редактировать офисные документы, а главное, нельзя программировать на популярных в учебной среде языках программирования. Да и вместо учебы на планшете так и тянет запустить игру, коих под Андроид превеликое множество.

В идеале, школьнику нужен компьютер, доступный по цене как недорогой планшет, достаточно мощный, чтобы комфортно работать в офисе и интернете, слушать музыку и смотреть фильмы, а также учиться программированию на современных языках, желательно, с поддержкой подключаемых датчиков, совместимых с Arduino, безопасный, маленький и бесшумный, но при этом без отвлекающих от учебы игр, вирусов и необходимости обслуживания.

Именно такой "идеальный" компьютер для школьника разработали и запустили в массовое производство британские энтузиасты из Raspberry Pi Foundation, в одночасье сделав его необычайно популярным среди детей и любознательных взрослых во всем мире.
Они поставили себе задачу разработать одноплатный компьютер по цене от 35$, на котором можно комфортно работать в интернет и офисе, а заодно учиться работе на компьютере под управлением "промышленной" ОС Unix и программированию на современных языках, в первую очередь, на самом популярном в университетской, научной и корпоративной среде языке Python, а также программно управлять с него различными датчиками, как с популярным среди "самоделкиных" контроллером Arduino.

С 2012 года компьютер Raspberry Pi получил широкое применение и известность во всем мире, из слабенького компьютера для программирования проэволюционировав в практический полную замену современного десктопа. При этом, компактные размеры и базовая цена сохранились. К сожалению, только в России, и в частности, в Чувашии, о Raspberry Pi пока не так широко известно.
Попробую восполнить этот пробел.



Raspberry Pi 4 - это компьютер для учебы, программирования, освоения технологий Умного дома (IoT), способный полноценно заменить современный десктоп, но при этом обладающий рядом преимуществ за минимальные деньги (от 5 т.р. за комплект):

✅ 4-ядерный процессор, до 4Гб ОЗУ;
✅ полная бесшумность в работе (без вентилятора);
✅ неубиваемость, легко резервировать и восстанавливать;
✅ портативность, не требует места (размером чуть больше кредитки), можно брать с собой;
✅ замена современного десктопа для работы в интернет, офиса и мультимедиа по доступной цене (от 5 т.р. за комплект);
✅ полный спектр необходимых программ на все случаи жизни - совершенно бесплатно и легально;
✅ полная защита от вирусов (потому что Unix, не Windows);
✅ после первичной настройки работает годами без сбоев и затрат на "сервисное обслуживание";
✅ невозможность детям "зависать" в популярных Windows-играх (потому что Unix), но при этом возможность устанавливать развивающие игры типа шахмат;
✅ возможность освоения популярной в корпоративной и университетской среде во всем мире ОС Linux (Raspbian - клон Debian Linux);
✅ оптимизирован для освоения программирования на Python по теме "Умный дом" (IoT) в рамках программы подготовки Worldskills Russia;
✅ поддержка двух 4К-мониторов и аппаратного 4К-декодирования видео "из коробки";
✅ поддержка новейших стандартов: USB 3.0, 1000 Мбит/с Ethernet, Wi-Fi 802.11ac, BT5;
✅ низкое потребление электроэнергии;
✅ возможность создать свой мультимедиа-центр, центр умного дома, домашний вебсервер, или сервер данных за минимальные деньги;
✅ можно подключить к любом современному телевизору с HDMI и обойтись без монитора;
✅ возможность подключения датчиков, совместимых с Arduino, к 40-пиновому программируемому порту GPIO;
✅ Несколько Raspberry Pi можно объединить в кластер и сделать "незадорого" собственный "суперкомпьютер".

Для того, чтобы "платка" Raspberry Pi, которую можно заказать на Алиэкспресс, превратилась в компьютер, для нее нужно также приобрести, или сделать самому корпус, пассивное охлаждение процессора и памяти, а также питание (требуется достаточно мощный блок питания, дающий ток до 3А).



Raspberry Pi подключается к любому телевизору с HDMI-интерфейсом. Для подключения к нему старого компьютерного монитора без HDMI-разъема придется докупить специальный переходник.

Для работы с Raspberry Pi подойдут любая USB-клавиатура и мышь.

В качестве носителя данных Raspberry Pi использует MicroSD-карту объемом не менее 8Гб и классом не менее 10 U1.
Чтобы компьютер заработал, необходимо будет бесплатно скачать на обычный компьютер дистрибутив Raspbian OS и скопировать его на MicroSD-карту.
Дальше надо будет настроить ОС Raspberry, русифицировать ее, установить на Raspberry Pi десятки полезных программ для учебы и работы.

Вот лишь несколько популярных программ для работы на Raspberry Pi: офисный пакет Libre Office, вебброузеры Chromium и Firefox, FTP-клиент FileZilla, файловый менеджер Double Commander, почтовый клиент Thunderbird, графические редакторы The Gimp и Pinta, векторный редактор Inkscape, настольная издательская система Scribus, редактор кода Geany, аудиоплеер Audacious, видеоплееры SMPlayer и VLC media player, астропланетарий KStars, математические пакеты Maxima и SciLab, редактор 3D-графики Blender, просмотрщики PDF Evince и Atril, читалка электронных книг FBReader, звуковой редактор Audacity, просмотрщик изображений Mirage, торрент-клиент Transmission, архиватор Xarchiver...

Установка программ в Ubuntu Linux осуществляется в консоли командой:

sudo apt-get install progname
где progname - название дистрибутива программы, бесплатно доступного в онлайн-репозитории для данной ОС и платформы ARM.

Возможно потребуется доустановить "зависимости" - компоненты, необходимые для работы программы командой

sudo apt-get -f install

С полным списком доступных в основном репозитории дистрибутивов программ для Raspbian OS можно познакомиться по этой ссылке. Их более 35000. И это не предел! При желании можно установить необходимые вам программы под Debian ОС и платфрому ARM с других репозиториев, либо скачать исходники и скомпилировать программу на Raspberry Pi.

Для удобства я собрал в одном месте команды установки популярных программ:

sudo apt-get update
sudo apt-get install libreoffice
sudo apt-get install thunderbird
sudo apt-get install firefox-esr
sudo apt-get install filezilla
sudo apt-get install doublecmd-qt
sudo apt-get install gimp
sudo apt-get install scribus
sudo apt-get install inkscape
sudo apt-get install pinta
sudo apt-get install audacious
sudo apt-get install smplayer
sudo apt-get install maxima
sudo apt-get install scilab
sudo apt-get install blender
sudo apt-get install audacity
sudo apt-get install fbreader
sudo apt-get install atril
sudo apt-get install rar unrar
sudo apt-get install xarchiver
sudo apt-add-repository ppa:mutlaqja/ppa
sudo apt-get install indi-full kstars-bleeding
sudo apt-get install transmission-qt
sudo apt-get install mirage


Данные в Raspberry Pi хранятся либо на MicroSD-карте, либо на внешнем носителе, подключенном по USB 3.0 (лучше USB-жесткий диск или SSD через USB). Поскольку скорость MicroSD-карт на Raspberry Pi 4 практически сравнялась с HDD (до 40Мб/с), ее вполне достаточно для комфортной работы в Raspbian OS. Для удобства можно настроить поддержку какого-нибудь облака для "прозрачного" хранения данных c Raspberry Pi 4 в интернет (Яндекс-диск, и т.п.).

Как только компьютер будет полностью настроен, рекомендуется скопировать образ MicroSD-карты на флешку, или другой компьютер, чтобы в случае чего легко и быстро полностью восстановить работоспособность Raspberry Pi простой записью архивного образа на MicroSD.

Чтобы Raspberry Pi можно было использовать для обучения по компетенции "IoT" WorldSkills и собственных IoT-проектов, к нему необходимо будет докупить макетную плату со шлейфом и комплект датчиков с радиоэлектронными деталями. Широкий выбор датчиков, совместимых с Arduino, и плат расширений позволяет создавать на базе Raspberry Pi сложные системы - от автономных роботов до сервера умного дома и центра управления роботелескопом.



Я успешно собрал и настроил Raspberry Pi для дочки и племянников, посодействовал появлению и освоению Raspberry Pi в родной гимназии №6, описав свой путь на своем блоге в двух статьях: Raspberry Pi — собираем и настраиваем компьютер для юного кибернетика, Часть 1 и Часть 2.

Сам я большую часть времени работаю на китайском аналоге Raspberry Pi - Orange Pi+ 2. Два года назад он был более мощным, чем тогдашняя версия Raspberry Pi 3B, но уже уступает по ряду характеристик Raspberry Pi 4 и ныне не производится. На базе Orange Pi+ 2 и ПO KStars+EKOS я собираю систему правления роботелескопом.

Вообще говоря, существует широкий спектр китайских клонов Raspberry Pi, нередко превышающих оригинал по возможностям и при этом иногда и дешевле его. Но основной их минус - отсутствие своевременной поддержки драйверов этих плат под Armbian ОС в отличие от Raspbian OC, в особенности аппаратного ускорения видео и 3D-графики. Приходится ждать год или два, прежде чем драйвера будут написаны энтузиастами, если вообще будут написаны для данного графического ядра.

К счастью, для Raspberry Pi уже созданы и поставляются с дистрибутивом Raspbian OC драйвера аппаратного ускорения видео и 3D-графики, а также специальная версия броузера Chromium с аппаратным ускорением видео для комфортного просмотра Youtube с разрешением FullHD и 4K.

При желании вы сможете заказать на Алиэкспресс и собрать Raspberry Pi 4 сами. Если понадобится помощь по приобретению, настройке и внедрению Raspberry Pi в вашей школе - обращайтесь! 89023281522 (Viber)

Фото Raspberry Pi в действии.









Фото и текст: Эд Важоров, cheboksary.ru