راسبيري باي

راسبيري باي أو Raspberry Pi هو حاسوب صغير الحجم ورخيص الثمن وقابل للبرمجة، عبارة عن شريحة واحدة بحجم بطاقتك التأمينية تقريبًا يقوم بكل وظائف الحاسوب التقليدي، وله منافذ متعددة الأغراض تتيح لك التحكم بالأجهزة الإلكترونية.

أطلقته مؤسسة راسبيري البريطانية غير الربحية في العام 2012 لأغراض تعليمية في الأساس بهدف تسهيل تعليم البرمجة والحوسبة لدى مختلف الفئات العمرية والاجتماعية، لكنه سرعان ما أصبح أداةً أساسية في مشاريع مثل: التحكم بالروبوتات والحوسبة الحدية التي تهدف لجعل الحوسبة أقرب ما يمكن إلى مصادر البيانات فتصبح معالجتها أسرع وغير ذلك.

تتنوع استخدامات راسبيري باي التي يساعدك فيها المتخصصون عبر موقع مستقل، وهذه بعضها:

• حاسوب شخصي رخيص سهل النقل: وصّل راسبيري باي بشاشة ولوحة مفاتيح وماوس واشترِ بطاقة تخزين مناسبة، وستحصل على حاسوب متكامل يؤدي عددًا من الأعمال ضمن مكتبك أو منزلك، مثل:
  • تصفح الإنترنت وتحرير المستندات وتشغيل الألعاب.
  • تخزين الملفات ومشاركتها وطباعتها.
  • منع الإعلانات على كامل حواسيب الشبكة بتثبيت Pi-hole على راسبيري.
  • إنشاء بوت لحسابك على تويتر أو غيره باستعمال بايثون وراسبيري باي.
  • تعلُّم البرمجة إذ يتضمن راسبيري بيئات تطوير لعدة لغات برمجة مثل: سكراتش وبايثون وجافا.
• الروبوتات وIoT: راسبيري باي من أفضل المتحكمات بالروبوتات وأجهزة إنترنت الأشياء لأنه خفيف الوزن ويدعم الاتصال اللاسلكي، ويمكنك أيضًا الاستفادة من كاميرا Raspberry Pi لالتقاط الصور والفيديو ولمشاريع الرؤية الحاسوبية أي التعرف على الصور والوجوه وغيرها.
• المنازل الذكية: بمعاونة مبرمج خبير يمكنك استخدام Raspberry Pi مع المستشعرات وكاميرات المراقبة للتحكم بأدوات منزلك وإرسال تنبيهات عن كل حدث إلى هاتفك المحمول، على سبيل المثال: التحكم بالأضواء وإغلاق الستائر واستشعار الحريق أو تسرب المياه… إلخ.
• خادم ألعاب: مثل ألعاب ماين كرافت التي تأتي مع نظام تشغيل راسبيري باي الافتراضي دون أي تنزيلات إضافية، ويمكنك توسيع المشروع واستخدام عدة أجهزة Raspberry Pi معًا لبناء شبكة لعب متعددة اللاعبين وتخصيص أحدها خادمًا للمجموعة.
• خادم ويب: مع خبير مستقل يتقن لينكس وApache وMSQL مثلًا يمكنك إعداد راسبيري لاستضافة موقعك على الإنترنت أو أي تطبيق على شبكة شركتك الداخلية.
• اختبار الاختراق: يستطيع المستقلون تحميل نظام مخصص لهذا الاختبار مثل كالي لينكس على جهاز راسبيري باي واستخدامه لفحص خوادمك وتطبيقاتك وكشف ثغراتها الأمنية لمعالجتها.
• مجموعات كوبيرنتس: تساعدك أجهزة راسبيري باي على تأمين بيئة تشغيلية لمجموعات كوبيرنتس الخاصة بإدارة تطبيقاتك الموجودة في الحاويات مثل حاويات دوكر.
• اللوحات الإعلانية: يبرمجه المستقل لتشغيل لوحات إعلانية رقمية تضعها على واجهة محلك التجاري أو مطعمك مثلًا وتعرض معلومات عن المنتجات والأسعار والعروض … الخ.

إضافة مشاريع Raspberry Pi على موقع مستقل تتم بثلاث خطوات سريعة:

• أنشئ حسابًا على موقع مستقل، واضغط على زر "أضف مشروع" الموجود في الشريط العلوي أو القائمة الجانبية.
• املأ الخانات التي ستظهر بشروط مشروعك وفق التالي:
  • عنوان المشروع: على سبيل المثال: برمجة راسبيري باي 400، أو بناء قاعدة بيانات PostgreSQL على راسبيري باي.
  • وصف المشروع: اشرح مشروعك هنا بالتفصيل، وكلما توسعت بتبيان المهام والتقنيات المطلوبة حصلت على عروض المتخصصين، وتستطيع إرفاق أي ملفات ضرورية توضح طلباتك في خانة "الملفات التوضيحية".
  • المهارات المطلوبة: سيقترح عليك الموقع عددًا من المهارات استعملها إذا كانت مناسبة لمشروعك أو اختر ما تريده من القائمة، مثلًا: Raspberry Pi، بايثون، البرمجيات المدمجة، لينكس، إنترنت الأشياء IoT… إلخ.
  • ميزانية المشروع ومدة التنفيذ: حاول تقديرهم باعتدال حسب حجم المشروع وصعوبته.
  • أسئلة المشروع: تجدها تحت "إعدادات متقدمة"، أضف هنا عدة أسئلة ليجيبك عنها مقدمو العروض فتساعدك في تقييم خبراتهم وخطتهم لتنفيذ مشروعك.
• اضغط الآن على زر النشر، وسيظهر مشروعك على الموقع وتبدأ عروض مختصي راسبيري.

• اقرأ العروض الواردة على مشروعك بعناية ودقق فيها، وركز اهتمامك على من ناقش مشروعك من جميع النواحي وقدم حلولًا محتملة وخطوات عملية للتنفيذ، فهذا يشير إلى فهمه لمجال المشروع واهتمامه بتحقيق نتيجة جيدة.
• اطلع على الملفات الشخصية لأصحاب العروض المميزة لتعرف أكثر عن تحصيلهم العلمي ومهاراتهم في برمجة راسبيري باي.
• استعرض معرض أعمال كل منهم، ولاحظ تقييمات مشاريعه السابقة على مستقل وبالأخص الشبيهة بمشروعك، لتأخذ فكرة عن نجاحه في تنفيذها.
• تواصل مع المستقل قبل التوظيف واتفق معه على كل التفاصيل المهمة قبل البدء، وفي حال ناسبك وظفه للمشروع.

جميع مكونات راسبيري باي مدمجة على الشريحة، وتختلف مواصفاتها من نوعٍ لآخر فمع تطور الإصدارات ازدادت إمكاناته وتوسعت طرق اتصاله مع الأجهزة الأخرى، وهذه أبرزها:

• معالج.
• ذاكرة RAM.
• منفذ شبكة محلية من نوع RJ45.
• منفذ HDMI للاتصال بشاشة أو تلفزيون.
• منافذ USB يختلف عددها وسرعتها حسب النوع.
• Slot أو مكان خاص لتركيب كرت تخزين-MicroSD Card ليُخزن عليه نظام التشغيل والملفات والبرامج وغيرها.
• الأرجل أو البنات-PINS وهي مجموعة مداخل ومخارج متعددة الأغراض (GPIO) عددها بين 26 و40 تقريبًا، وهدفها إرسال إشارات التحكم بالدوائر والعناصر الإلكترونية حسب تعليمات برمجة راسبيري باي.

بالإضافة إلى مدخل للتغذية الكهربائية، ومؤشرات ضوئية LED للدلالة على حالة الجهاز، وقد تحتاج لبعض الإضافات البسيطة مثل: حلول تبريد المعالج والرام وعلبة حافظة للجهاز.

هذه أبرز أنواع الراسبيري، وستلاحظ أن لكن نوع أكثر من موديل، وعمومًا الموديلات A أرخص من B:

• Pi Zero: أصغر الأنواع وأرخصها يمكنك الحصول عليه مقابل 5$ فقط، له ذاكرة RAM بسعة 512 ميجابايت، ومنافذ Micro USB، أما النسخة الأحدث منه فتسمى Pi Zero W وتتميز بدعمها Wi-Fi والبلوتوث.
• Pi 1: الموديل B منه له 26 منفذ GPIO وRAM بسعة 256 ميجابايت فقط فلا يناسب المشاريع التي تحتاج معالجة كبيرة، أما في الموديلات الأحدث A و+B و+A فقد ازدادت الرام إلى 512 وعدد المنافذ إلى 40.
• Pi 2 B: أقوى من Pi 1، سعة ذاكرته 1 جيجابايت وله 4 منافذ USB، وسعره بحدود 35$.
• Pi 3: يأتي بموديل B أو +B أو +A، يوفر معالجة أسرع من الإصدارات السابقة، ويسمح باتصالات Wi-Fi والبلوتوث، وأهم مميزاته انخفاض توليد الحرارة واستهلاك الطاقة، وسعره يقارب 35$.
• Pi 4 B: يتميز بذاكرة RAM حسب الطلب من 2 حتى 8 جيجابايت، وسرعة معالجة 1.5 جيجا هيرتز، وخيارات اتصال متنوعة، يناسب مجموعة واسعة من المشاريع، ويتراوح سعره من 35$ إلى 75$.
• Pi 400: شكله مختلف عن بقية الأنواع، فهو مدمج في لوحة مفاتيح، وأنت تؤمن له ماوس وشاشة فقط، معالجه رباعي النواة، ذاكرته 4 جيجابايت، له منفذ شبكة ومنافذ USB قياسية، وسعره بحدود 70$.

أبرز اللغات المستعملة لبرمجة راسبيري هي: بايثون وسكراتش وجافا سيكربت وC و++C. وبالنسبة لنظم التشغيل فإن راسبيان-Raspbian هو نظام تشغيل راسبيري باي الرسمي، لكنه يعمل مع نظم أخرى مثل:

• توزيعات لينكس مثل أوبنتو.
• DietPi صغير الحجم.
• RetroPie للألعاب.
• LibreELEC لتشغيل الوسائط المتعددة.
• Mozilla WebThings وWindows 10 IoT Core لمشاريع إنترنت الأشياء.

الآردوينو يشبه الراسبيري باي من جهة أنه شريحة إلكترونية وحيدة تتضمن وحدة معالجة مركزية ومجموعة مداخل ومخارج (Pins) يضبطها المبرمج للتحكم بالأجهزة الإلكترونية في مشروعك، وهذه أبرز الفروق بينهما:

• راسبيري باي حاسوب متكامل وظيفيًا، أما آردوينو متحكم يتصل بالحواسيب عبر كبل USB لتتم برمجته.
• راسبيري باي يعتمد معالجًا صغريًا بينما آردوينو يتضمن متحكمًا صغريًا أو مايكرو كونترولر.
• قدرة المعالجة في راسبيري باي أقوى بكثير من آردوينو، فهو يناسب مشاريعك الأعقد برمجيًا مثل: التعرف على الصوت والرؤية الحاسوبية، ويمكنه تنفيذ أكثر من برنامج معًا.
• الآردوينو يعطي جهدًا كافيًا على مخارجه دون الحاجة لرافعات جهد وله مكتبات متنوعة للتخاطب مع الأجهزة الإلكترونية، فهو أفضل من راسبيري في المشاريع التي تتصل كثيرًا بالعتاد الصلب ولا تتطلب معالجة معقدة، مثل: أتمتة المهمات الثابتة المتكررة أو التحكم بالمحركات أو غيرها.