Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các dòng máy Raspberry Pi và khám phá hệ điều hành và ngôn ngữ lập trình có thể sử dụng trên thiết bị này. Chúng ta cũng sẽ khám phá những dự án STEM phổ biến mà trẻ em có thể thực hiện với Raspberry Pi, từ xây dựng robot đến tạo ra hệ thống giám sát thông minh. Hãy cùng BeeLance tìm hiểu lập trình thiết bị Raspberry Pi trong lĩnh vực công nghệ!
Những dòng máy tính Raspberry Pi
Tới thời điểm hiện tại, Raspberry Pi đã sản xuất và phát hành nhiều dòng máy tính khác nhau. Dưới đây là danh sách các dòng Raspberry Pi đã được ra mắt:
- Raspberry Pi 1 Model A/B: Đây là dòng sản phẩm đầu tiên của Raspberry Pi, bao gồm Raspberry Pi 1 Model A và Raspberry Pi 1 Model B. Chúng có vi xử lý ARM11 và 512MB RAM.
- Raspberry Pi 1 Model A+/B+: Đây là phiên bản nâng cấp của dòng Raspberry Pi 1. Model A+ và Model B+ có kích thước nhỏ hơn và sử dụng vi xử lý ARM Cortex-A7 và RAM 512MB.
- Raspberry Pi 2 Model B: Được ra mắt vào năm 2015, Raspberry Pi 2 Model B sử dụng vi xử lý ARM Cortex-A7 quad-core và 1GB RAM. Nó cung cấp hiệu năng cao hơn so với các phiên bản trước đó.
- Raspberry Pi 3 Model B/B+: Raspberry Pi 3 Model B và Model B+ tiếp tục cải tiến với vi xử lý ARM Cortex-A53 quad-core và 1GB RAM (Model B) hoặc 1GB RAM (Model B+). Chúng hỗ trợ kết nối Wi-Fi và Bluetooth tích hợp.
- Raspberry Pi 4 Model B: Raspberry Pi 4 Model B là một bước đột phá với vi xử lý ARM Cortex-A72 quad-core, tùy chọn 1GB, 2GB, 4GB hoặc 8GB RAM, cổng USB 3.0 và cổng HDMI 2.0. Nó cung cấp hiệu năng mạnh mẽ và khả năng xử lý đa nhiệm tốt hơn.
- Raspberry Pi Zero/Zero W: Raspberry Pi Zero và Raspberry Pi Zero W là các phiên bản siêu nhỏ gọn của Raspberry Pi. Chúng có kích thước nhỏ hơn và giá cả rất thấp, nhưng vẫn cung cấp khả năng lập trình và kết nối cần thiết.
Ngoài ra, Raspberry Pi Foundation cũng đã ra mắt các phiên bản khác như Raspberry Pi Compute Module, Raspberry Pi 400 (một bộ kit tích hợp với bàn phím và touchpad) và Raspberry Pi Pico (một bo mạch lập trình vi điều khiển). Các phiên bản này mang đến các tính năng và ứng dụng đa dạng, từ máy tính cá nhân đến lập trình nhúng và IoT.
Máy tính Raspberry Pi sử dụng hệ điều hành gì?
Máy tính Raspberry Pi có thể sử dụng nhiều hệ điều hành khác nhau, nhưng hệ điều hành phổ biến nhất là Raspbian, một biến thể của hệ điều hành Linux Debian được tối ưu hóa cho Raspberry Pi. Tuy nhiên, người dùng cũng có thể cài đặt và chạy các hệ điều hành khác như Ubuntu, Fedora, Arch Linux và Windows 10 IoT Core.
Để cài đặt hệ điều hành lên Raspberry Pi, bạn cần làm các bước sau:
- Chuẩn bị thẻ nhớ microSD: Hệ điều hành Raspberry Pi thường được cài đặt trên thẻ nhớ microSD. Bạn cần chuẩn bị một thẻ nhớ microSD và sử dụng một đầu đọc thẻ để kết nối với máy tính.
- Tải xuống hệ điều hành: Truy cập trang web chính thức của Raspberry Pi Foundation hoặc các trang web phân phối hệ điều hành (ví dụ: raspberrypi.org hoặc ubuntu.com) để tải xuống bản phân phối hệ điều hành mà bạn muốn cài đặt.
- Chuẩn bị ổ cứng và cài đặt hệ điều hành: Sử dụng một công cụ ghi ảnh như balenaEtcher hoặc Win32 Disk Imager để ghi hình ảnh hệ điều hành vào thẻ nhớ microSD. Khi hoàn tất, thẻ nhớ microSD đã sẵn sàng để cài đặt lên Raspberry Pi.
- Kết nối và khởi động Raspberry Pi: Gắp thẻ nhớ microSD vào khe thẻ của Raspberry Pi. Kết nối các phụ kiện như bàn phím, chuột, màn hình và nguồn điện cho Raspberry Pi. Sau đó, bật nguồn để khởi động Raspberry Pi.
- Tiến hành cài đặt và cấu hình ban đầu: Khi Raspberry Pi khởi động, bạn sẽ được yêu cầu tiến hành quá trình cài đặt và cấu hình ban đầu của hệ điều hành. Theo hướng dẫn trên màn hình để hoàn tất quá trình này.
Sau khi cài đặt hoàn tất, bạn sẽ có một Raspberry Pi đã được cài đặt hệ điều hành sẵn sàng để sử dụng. Bạn có thể truy cập vào giao diện người dùng đồ họa hoặc sử dụng dòng lệnh để tương tác với hệ điều hành và thực hiện các tác vụ lập trình và ứng dụng tùy chỉnh.
Ngôn ngữ lập trình dành cho thiết bị Raspberry Pi
Lập trình trên Raspberry Pi cung cấp nhiều sự lựa chọn. Bạn có thể lập trình trực tiếp từ bash-shell của Linux, sử dụng ngôn ngữ C thuần, Python, Perl hoặc Ruby. Tuy nhiên, thay vì chỉ lập trình bằng một ngôn ngữ đơn thuần, nên lựa chọn sử dụng các thư viện. Sử dụng thư viện giúp giảm công việc phức tạp như gán địa chỉ GPIO hoặc làm việc với thanh ghi, và tập trung hơn vào xây dựng ứng dụng của bạn.
Raspberry Pi cung cấp một loạt các thư viện cho việc lập trình. Một thư viện tốt cung cấp nhiều hàm xử lý linh hoạt, hỗ trợ nhiều giao tiếp và có tốc độ nhanh. Tốc độ là một yếu tố quan trọng đối với các yêu cầu vi xử lý cần thực hiện nhanh chóng, chẳng hạn như PWM. Bạn có thể tham khảo các bài đo hiệu năng (benchmarking) cho các thư viện của Raspberry Pi để có cái nhìn rõ hơn về hiệu suất của chúng.
Những dự án STEM phổ biến sử dụng thiết bị Raspberry Pi
Raspberry Pi cung cấp cho trẻ em nhiều ứng dụng thú vị để khám phá và thực hiện. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của Raspberry Pi mà trẻ em có thể thực hiện:
- Máy tính cá nhân: Raspberry Pi có thể được sử dụng như một máy tính cá nhân cơ bản để lướt web, xem video, viết văn bản và thực hiện các nhiệm vụ thông thường.
- Robot: Với khả năng kết nối với các linh kiện và phụ kiện khác, Raspberry Pi có thể được sử dụng để xây dựng các robot đơn giản hoặc phức tạp. Trẻ em có thể tạo ra các robot điều khiển từ xa, robot tránh vật cản, hoặc thậm chí là robot tự học.
- Đèn LED thông minh: Sử dụng các cổng GPIO của Raspberry Pi, trẻ em có thể kết nối và điều khiển đèn LED. Trẻ có thể tạo ra các đèn LED có thể điều chỉnh màu sắc, đèn nhấp nháy theo nhạc, hoặc các hiệu ứng ánh sáng khác.
- Đo lường và cảm biến: Raspberry Pi có thể kết nối với các cảm biến như cảm biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng, cảm biến chuyển động, v.v. Trẻ em có thể sử dụng Raspberry Pi để xây dựng các hệ thống đo lường và thu thập dữ liệu từ môi trường xung quanh. Sử dụng Raspberry Pi cùng các cảm biến và kết nối mạng, trẻ em có thể tạo ra một trạm thời tiết tự động để thu thập dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, v.v., và hiển thị thông tin thời tiết trực quan.
Đây chỉ là một số ứng dụng phổ biến của Raspberry Pi mà trẻ có thể thực hiện. Ngoài ra, có rất nhiều dự án và ý tưởng khác mà các em có thể khám phá và sáng tạo với Raspberry Pi.
Đón đọc các bài viết về lập trình thiết bị Raspberry Pi tại đây.
