Raspberry PI - это устройство имеющее достаточную производительность для того чтобы на его основе могли быть построены роботы способные распознавать образы, выполнять работу людей и прочие подобные устройства для автоматизации и выполнения сложных вычислительных действий. Т.к. тактовая частота процессора Raspberry PI 3 м.б. 1.2 ГГц а его разрядность 32 бита то Raspberry PI 3 значительно превосходит обычное Arduino у которого тактовая частота как правило 16 МГц а разрядность микроконтроллера 8 бит, Arduino безусловно занимает своё место в выполнении операций не требующих большой производительности но когда её уже не хватает Raspberry PI "приходит на помощь" и перекрывает такой большой диапазон возможных применений что можно быть абсолютно уверенным в целесообразности приобретения данного одноплатного компьютера Raspberry PI 3 (можно заказать по ссылке) . Т.к. Raspberry PI - это компьютер то для того чтобы его использовать нужно на него установить операционную систему (хотя существуют обходные пути но всё же лучше и проще установить операционную систему (ос далее)). Существует много ос которые можно установить на Raspberry Pi но одной из самых популярных (для использования с Raspberry Pi), наиболее подходящих для начинающих является ос Raspbian. Для того чтобы установить ос на Raspberry Pi понадобиться micro sd карта с расширителем для того чтобы её можно было вставить в обычный компьютер и записать на неё ос. Sd карта должна иметь не менее 4Гб памяти при установке полной версии Raspbian и не менее 8Гб для установки минимальных версий Raspbian. Минимальные версии могут не иметь (и скорее всего не имеют) графического интерфейса и много всего остального что может считаться лишним и занимает место. Для избежания проблем с отсутствием необходимых файлов, можно поставить полную версию. Можно использовать SD карту 10го класса и с 32Гб памяти (проверено работает (как см. видео ниже)). После приобретения карты памяти её надо вставить в компьютер в соответствующий разъём, после этого посмотреть с какой буквой появился диск в разделе "мой компьютер" и запомнить, потом надо скачать ос с официального сайта https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ нажав кнопку "Download ZIP" под "RASPBIAN JESSIE" для скачивания полной версии или под "RASPBIAN JESSIE LITE" для скачивания облегчённой но, для начинающих, лучше выбрать "RASPBIAN JESSIE" т.е. полную версию. После скачивания архива "RASPBIAN JESSIE" его нужно разархивировать, потом скачать программу (или от сюда https://yadi.sk/d/SGGe1lMNs69YQ), установить её, открыть, далее нужно в правом верхнем углу указать букву диска (запомненную ранее), найти разархивированный образ ос

И нажать кнопку "write".

После чего выведется окно с предупреждением и в этом окне надо нажать кнопку "Yes",

После того как запись закончиться и появится окно сообщающее об успешной записи (Write Successful) нужно нажать кнопку "Ok" в этом окне.

Потом закрыть программу, вытащить SD карту безопасным способом и вставить в Raspberry Pi.

Далее можно подключить к Raspberry Pi usb клавиатуру (или ps2 через ), usb мышь и монитор или телевизор через hdmi кабель или можно подключить ethernet кабель (но это для опытных пользователей поэтому далее рассмотрим первый вариант). После этого надо подключить питание через micro usb например от зарядного устройства от смартфона. После подключения питания начнётся установка операционной системы. Как правило в новых (на момент написания данной статьи) версиях ос уже настроена возможность связи с Raspberry Pi по SSH и поэтому для того чтобы настроить связь с Raspberry Pi 3 по wifi достаточно настроить только wifi, Для этого в правом верхнем углу экрана есть значёк на который нужно нажать и выбрать wifi,

После чего вписать пароль от данного wifi в появившееся текстовое поле,

После этих действий wifi на Raspberry Pi 3 будет настроен и дальше можно будет не используя провода программировать Raspberry Pi 3 удалённо по wifi. После настройки Raspberry Pi 3 можно выключить вписав в командной строке (в программе LXTerminal которую можно открыть двойным кликом по иконке программы) команду sudo halt или нажав соответствующие кнопки выключения в графическом режиме, после окончательного выключения можно отключить питание и при следующей подаче питания Raspberry Pi 3 включиться с wifi. Теперь чтобы программировать Raspberry Pi 3 по wifi нужно выяснить какой у него ip адрес. Для того чтобы это сделать надо подать питание на Raspberry Pi 3, дождаться окончания загрузки ос, зайти в веб интерфейс маршрутизатора (вписав в строке браузера 192.168.1.1 или то что надо для входа в веб интерфейс, ввести логин и пароль), найти вкладку DHCP Leases или что то подобное, найти там строку с raspberry и ip адрес Raspberry Pi 3.

Далее нужно открыть программу PuTTY (если её нет то перед этим скачать (или ) и установить) поставить порт 22, соединение по SSH, вписать в поле "Host Name (or IP Adress)" ip адрес Raspberry Pi 3,

После чего нажать кнопку "Open" внизу окна, далее появиться чёрное окно с предложением ввести логин. По умолчанию логин "pi" - его надо ввести и нажать enter. Далее надо ввести пароль, по умолчанию "raspberry". При вводе пароля он не отображается - это нормально. После того как пароль введён невидимыми буквами нужно нажать enter и если всё было сделано правильно то мы получим доступ к Raspberry Pi 3 если нет то нужно повторить действия. После того как получен доступ к Raspberry Pi 3 можно его программировать, для начала нужно войти в папку "pi" для этого надо вписать команду

И нажать enter (после cd обязательно пробел).
Теперь можно открыть текстовый редактор nano. Nano - это специальный текстовый редактор который есть на большинстве ос на подобии Linux и в котором можно написать программу для Raspberry Pi. Для открытия этого редактора и одновременно с этим создания файла с названием "first" и расширением "py" нужно вписать команду

И нажать enter. Откроется редактор nano и можно заметь что его интерфейс немного отличается но в основном - это то же чёрное поле в которое надо вписывать команды. Т.к. мы хотим управлять портами ввода вывода общего (GPIO) то прежде чем запустить программу по управлению этими портами, нужно подключить к ним какое нибудь устройство чтобы можно было видеть что управление получилось. Надо также отметить что пины настроенные как выходы у Raspberry Pi могут выдавать очень небольшой ток (предполагаю что до 25мА) и учитывая что Raspberry Pi это всё таки не самое дешёвое устройство то настоятельно рекомендуется позаботиться от том чтобы нагрузка на выводы не была слишком большой. Маломощные индикаторные светодиоды, как правило, могут использоваться с Raspberry Pi т.к. им для того чтобы светиться достаточно небольшого тока. Для первого раза можно сделать приспособление с разъёмом, двумя встречно параллельно включёнными светодиодами и резистором с сопротивлением 220Ом включённым последовательно со светодиодами. Т.к. сопротивление резистора 220Ом, ток обязательно проходит через этот резистор и нет параллельных путей его прохода, напряжение на выводах 3.3В то ток не будет больше чем 3.3/220=0.015А=15мА. Подключить это можно к свободным GPIO например к 5 и 13 как на схеме

(распиновка взята с https://en.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi), выглядеть это может примерно так:

После того как всё аккуратно и правильно подключено и есть уверенность в том что ничего не сгорит можно скопировать в редактор NANO первую простенькую программу на языке Python

Import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(13, GPIO.OUT)
GPIO.setup(5, GPIO.OUT)
GPIO.output(13, True)
GPIO.output(5, False)
time.sleep(1)
GPIO.output(13, False)
GPIO.output(5, True)
time.sleep(1)
GPIO.output(13, True)
GPIO.output(5, False)
time.sleep(1)
GPIO.output(13, False)
GPIO.output(5, True)
time.sleep(1)
GPIO.output(13, True)
GPIO.output(5, False)
time.sleep(1)
GPIO.output(13, False)
GPIO.output(5, True)
time.sleep(1)
GPIO.cleanup()

Потом нажать

После выхода из редактора NANO можно ввести команду

Sudo python first.py

После чего светодиоды помигают некоторое количество раз. Т.е. получилось управлять портами ввода вывода общего назначения по wifi! Теперь давайте рассмотрим программу и выясним как это получилось.
Строка:

Import RPi.GPIO as GPIO

Это подключение библиотеки "GPIO" для управления выводами.
Строка:

Это подключение библиотеки "time" для задержек.
Далее идёт установка режима GPIO:

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

Конфигурация выводов 5 и 13 как выходы:

GPIO.setup(13, GPIO.OUT)
GPIO.setup(5, GPIO.OUT)

Установка логической единицы на выводе 13, установка логического нуля на выводе 5:

GPIO.output(13, True)
GPIO.output(5, False)

Задержка

Установка логического нуля на выводе 13, установка логической единицы на выводе 5:

GPIO.output(13, False)
GPIO.output(5, True)

Переводит все выводы в исходное состояние и программа завершается. Т.о. можно управлять любыми свободными пинами по wifi и если сделать питание 5В от аккумулятора то уже можно сделать какого нибудь автономного робота или устройство не привязанное проводами к чему либо стационарному. Язык программирования Python (питон) отличается от си подобных языков, например вместо точки с запятой, для завершения команды, в питоне используется перевод строки, вместо фигурных скобок используется отступ от левого края который делается клавишей Tab. В общем Python это очень интересный язык на котором получается легко читаемый простой код. После того как работа (или игра) с Raspberry PI 3 закончена можно его выключить командой

И после полного выключения убрать питание. При подаче питания Raspberry PI 3 включается и с ним снова можно работать (или играть). Заказать Raspberry pi 3 можно по ссылке http://ali.pub/91xb2 . О том как делается настройка Raspberry PI 3 и управление его пинами можно посмотреть на видео:

После успешного мигания светодиодами можно приступить к полномасштабному изучению данного компьютера и созданию проектов используя возможностями Raspberry PI 3 которые ограничены лишь вашим воображением!

Общая задача компании

Общей задачей компании Maxim является непрерывная разработка новых аналоговых технических решений, которые повышают уровень микропроцессорных систем ее клиентов во всем мире. Компания постепенно увеличила активы своих акционеров за счет грамотной ценовой политики, правильно выбранной цели, за счет сокращения времени выхода на рынок с готовыми решениями и увеличения технической производительности. В свою очередь вклад в общий успех вносит корпорация Dallas Semiconductor, которая полностью находится в собственности Maxim и объединила с ней продукцию, разработки, производства и рынки смешанных сигналов и специальных полупроводников.

Сфера деятельности

Компания Maxim Integrated Products организована в 1983 года на 1 год ранее Dallas Semiconductor и на сегодняшний день является мировым лидером в разработке, развитии и производстве интегральных схем для работы с аналоговыми и смешанными сигналами. Схемы Maxim "соединяют" реальный мир с цифровым за счет контроля, измерения, усиления и преобразования сигналов реального мира, таких как температура, давление или звук в цифровые, необходимых для компьютерной обработки.

В качестве отправной точки при разработке изделий с широкой областью применения в компании используют проблемы клиента. Собственные оригинальные схемные решения интегрируют ключевые функции отвечающих требованиям клиента и сферы применения. Продукция выпускается по КМОП технологии и способна конкурировать и опережать имеющуюся в промышленности тенденцию снижения потребляемой мощности. Компания вкладывает средства в создание большого количества комплектующих электронных изделий, используя продвинутые технологии, тем самым добиваясь привлечения различных клиентов и выхода на разнообразные рынки.

К обслуживаемым рынкам относятся широкополосные телекоммуникационные системы, беспроводные телефонные трубки, сотовые базовые станции, безопасные коммуникации через интернет, серверы, управление данными, испытательное и медицинское контрольно-измерительное оборудование, домашние и коммерческие приборы, промышленное оборудование и сетевые системы управления.

На заводах подразделения Dallas Semiconductor производят КМОП микросхемы на 6 дюймовых кристаллах с геометрией до 0.35 мкм. Компания преобразует текущее 6 дюймовое производство к 8 дюймовому, планируя завершить его в 2002 году. Начиная с 1999 года появилась возможность проверки на ударную прочность корпусов микросхем при производстве.

Продукция и область применения

В состав выпускаемой продукции входят преобразователи данных, интерфейсные схемы, микропроцессорные супервизоры, операционные усилители, источники питания, мультиплексоры, коммутаторы, зарядные устройства, схемы управления батареями, радиочастотные схемы для беспроводной связи, волоконно-оптические приемопередатчики и источники опорного напряжения.

Только Maxim выпускает более 3500 аналоговых интегральных схем, что больше чем любая другая компания в мире, при этом более 3000 единиц ее продукции являются собственной разработкой. Плюс подразделение Dallas Semiconductor разработало более 400 основных продуктов и более 2000 их интерпретаций, которые были отправлены более чем 15000 клиентам по всему миру.

Продукция компании используется в широком диапазоне электронного оборудования с микропроцессорной основой, в т.ч. персональные компьютеры и периферийные устройства, управление процессами, контрольно-измерительная аппаратура, испытательное оборудование, переносные устройства, беспроводные и волоконно-оптические коммуникационные системы, а также видеодисплеи.

Продукция для коммуникационных систем: интерфейсные микросхемы T1/E1 (фреймеры, трансиверы, тестеры ошибок связи и адаптеры синхронизации), широкополосные устройства T3/E3 (интерфейсы, фреймеры и мультиплексоры), а также HDLC-контроллеры, обеспечивающих высокую плотность и производительность для канализированной и неканализированной высокоскоростной передачи данных, обслуживая широкий диапазон рынков.

Однопроводной интерфейс (1-Wire®) и вычислительные сети: Устройства с однопроводным интерфейсом отличаются меньшей стоимостью и простотой проектирования, при этом протокол связи обеспечивает возможность управления, сигнализации и питания через однопроводное соединение. Большое количество устройств идентификации, датчиков, устройств управления и памяти выпускаются в обычных корпусах интегральных схем, а также в сверхминиатюрном CSP и защищенном от механических воздействий бронированном iButtons®.

Смешанные сигналы: К основным изделиям, на которых была построена компания и при разработке которых были решены первые проблемы, относятся энергонезависимые ОЗУ, часы реального времени, супервизоры для ЦПУ, полупроводниковые таймеры, цифровые потенциометры, температурные датчики, SCSI-терминаторы, кварцевые генераторы с температурным управлением и регистраторы информации. Деловая информация.

По состоянию на 29 июня 2002 года чистый годовой доход компании составил 1.025 млрд. долл. США. Компания имеет штат из 6000 сотрудников. Головной офис компании находится в Саннивале штата Калифорния, а представительства в Сан-Хосе (ш. Калифорния), Далласе (ш. Техас); Беавертоне (ш. Орегон), Кавите (Филиппины), Самутпракаме (Таиланд) и других местах по всему земному шару.

Подразделение Dallas Semiconductor находится в Далласе (ш. Техас) недалеко от Telecom Corridor. Изолированный от городского шума университетский городок подразделения с 18 строениями на 50 акрах земли граничит непосредственно с высокоплотным районом ресторана Addison.

Компания Maxim Integrated Products – один из мировых лидеров в производстве и разработке интегральных микросхем для обработки аналоговых и смешанных сигналов. Имя основателя фирмы - Jack Gifford. Этот человек начал свою карьеру в начале 60-х годов прошлого века. Он был в разработчиком Fairchild, участвовал создании компаний AMD и Intersil. С самого начала деятельности и по сегодняшний день сохраняется внедренная Джеком Гиффордом форма собственности: 75% акций компании принадлежат ее сотрудникам.

Хронология важнейших событий в истории:
1985 – выпуск собственной интегрированной микросхемы max 600, отмеченной многочисленными наградами;
1987 – первый прибыльный год;
1993 – достижение объема продаж в 100 миллионов долларов;
2000 – производство интегрированных систем на микросхемах SoCs.
2005 – Maxim входит в 1000 самых успешных фирм мира;
2006 - Jack Gifford по состоянию здоровья покидает пост сео-директора;
2010 – производство аналоговых микросхем на 300 мм плате.

Штаб-квартира компании располагается в городе Sunnyvale, Калифорния, США. Пост сео-директора занимает Tunç Doluca. В фирме работает 9300 сотрудников. Объем продаж Maxim в 2011 год составил 2,5 биллиона долларов, а чистая прибыль – 935 млн. долларов. Компания имеет 24 офиса продаж, 40 собственных производственных лабораторий и 11 заводов по производству микросхем.

Продукция

Номенклатурный портфель Maxim включает 5000 различных наименований микросхем, 4/5 из них – собственные запатентованные разработки. Приоритет какому-то одному направлению не назначается. Фирма стремится удерживать лидерские позиции как в аналоговом, так и в смешанном сегментах рынка.

1. Микросхемы интерфейса
- семейства RS-232, RS-422 и RS-485 хорошо знакомы отечественным разработчикам. Изолированные последовательные микросхемы производятся со встроенной системой ESD защиты от электростатического разряда. Среди новых разработок – интерфейсы с низким уровнем энергии питания – до 1,8В.
- драйверы интерфейса Controller Area Network последовательной шины. Эти устройства обеспечивают обмен данных блоков ввода-вывода и датчиками. Controller Area Network – протокол позволяет находить магистрали нескольких ведущих устройств и обеспечивает передачу данных в реальном времени. Данный вид интерфейсов находит широкое применение в автомобильной электронике.
- Интерфейсы UART, совместимые с SPI/Microwire;
- USB – контроллеры прямого обмена данными On-The-Go;
- Скоростные интерфейсы LVDS, ECL и PECL

2. АЦП – микросхемы
- Dual Slope преобразователи двойного интегрирования с высоким разрешением;
- SD преобразователи с максимальной частотой дискретизации достигает 4800 ksps;
- АЦП подразрядного уравновешивания;
- Pipeline АЦП;
- флэш-преобразователи очень простой архитектуры с самой высокой в линейке потребляемой мощностью.

3. Цифроаналоговые преобразователи
Номенклатура этих устройств превышает сегодня 130 наименований, поэтому рассмотрим наиболее современные линейки.
- ЦАП с разрядностью не более 10 бит. Основные характеристики:
1. Применение последовательного входного интерфейса
2. Использование одного низковольтного источника питания с минимальным значением напряжения 2,7 В (в семействе MAX552x - 1,8 В).
3. Наличие двух или четырех каналов. При этом одноканальные ЦАП остаются в номенклатуре компании.
4. Встроенный источник опорного напряжения.
- ЦАП с высоким разрешением (более 10 бит). Эти микросхемы используют только последовательный интерфейс. Для управления несколькими устройствами по одному каналу используется включение по принципу дейзи-цепочки. Одна из недавних разработок – преобразователь ЦАП MAX5661 для промышленных приложений.

4. Аналоговые фильтры

5. Цифровые потенциометры – аналоги механических резисторов с переменным сопротивлением. В корпусе одной микросхемы может размещаться до 6 потенциометров.

6. Микросхемы управления питанием
Эта продукция используется в портативных устройствах и включает:
- микросхемы для импульсных источников питания, понижающие и повышающие;
- микросхемы для управления аккумуляторами и батареями;
- драйверы MOSFET.

7. Энергонезависимые ОЗУ со встроенными литиевыми источниками питания, выполненные по технологии КМОП.

8. Микросхемы для беспроводной передачи данных Wireless, RF и GPS
Решения для беспроводной передачи данных – относительно новое направление деятельности Maxim. Продукция используется для устройств GPS, аналоговых и цифровых тюнеров, в малошумящих усилителях.

Организованная в 1983 году с центральным офисом в местечке Солнечная долина, штат Калифорния,США компания Maxim Integrated Products (www. maxim- ic. com ) является сегодня ведущим производителем и разработчиком аналоговых, аналогоцифровых и цифровых микросхем в мире.

Основную свою миссию на рынке микроэлектроники компания видит в постоянном изобретении новых высококачественных микросхем для наиболее передовых инженерных разработок. Большинство продукции Maxim является оригинальной, имеет безупречную репутацию и становится промышленным стандартом, который повторяют другие производители электронных компонент. Наиболее известны и популярны среди потребителей преобразователи данных с самыми выдающимися техническими и климатическими параметрами, супервизоры, интерфейсные схемы, мультиплексоры, схемы для источников питания и проводных и беспроводных коммуникаций.

Одной из последних разработок Maxim является семейство 16-разрядных однотактовых микроконтроллеров MAXQ 2000 с использованием RISC технологий с выдающимися показателями по току потребления 5,1 мА при производительности 20 MIPS . Микроконтроллер имеет встроенный драйвер 100\132 сегментных ЖКИ дисплеев, 64 Кбайт FLASH с 16 разрядной организацией, 50 параллельных портов ввода-вывода общего назначения, последовательные интерфейсы, встроенный JTAG -порт для отладки, ультранизкое потребление в режиме SLEEP . Бесплатная интегрированная среда разработчика MAX - IDE соответствует всем современным стандартам в области поддержки разработчиков. MAXQ 2000 предназначен для работы в портативном медицинском оборудовании, счётчиках электроэнергии, в промышленном портативном оборудовании.

Сегодня номенклатура изделий выпускающихся Maxim приблизительно составляет 5000. Это больше чем у какой либо компании на рынке микросхем. Оборот компании составил в 2004 году 1,439 млрд. долларов США. В компании работает около 7500 сотрудников.

Использование оригинальной продукции Maxim повышает авторитет конечной продукции производителя оборудования, повышает надёжность.

Основная продукция Maxim по функциональным свойствам:

• Микросхемы и корпусированные в металлический диск модули с однопроводным
• интерфейсом 1-Wire
• Усилители и компараторы для низкочастотных и радиочастотных приложений
• Аналоговые переключатели и мультиплексоры
• Микросхемы для аудио и видеотехники
• Микросхемы для автомобильного оборудования
• Генераторы, счётчики, линии задержки, осцилляторы, таймеры реального времени
• Преобразователи данных: ЦАП, АЦП, устройства выборки-хранения, кодеки, Analog Front-End продукты
• Цифровые потенциометры
• Драйверы и источники питания для дисплеев
• Микросхемы для оптоволоконных и информационных сетей
• Аналоговые фильтры
• Радиочастотные схемы по SiGe технологии для заказных изделий в области связи и тестового оборудования
• Схемы «горячего подключения» и переключатели питания
• Интерфейсные схемы
• Микросхемы памяти EPROM, SRAM, EEPROM и энергонезависимой SRAM
• Микроконтроллеры
• Супервизоры для микропроцессоров и контроллеры энергонезависимой RAM
• Источники питания и микросхемы для обслуживания аккумуляторов
• Микросхемы питания для информационных сетей
• Микросхемы защиты и изоляции электрических цепей
• T1/E1 и T3/E3 телекоммуникационные трансиверы и вспомогательные узлы
• Температурные менеджеры, датчики и преобразователи
• Интернет интерфейсы
• Источники опорного напряжения
• Микросхемы для радиочастотных и кабельных коммуникаций

Полная номенклатура производимая Maxim в алфавитном порядке