Raspberry Pi pode ser definido como sendo um mini computador do tamanho de um cartão de crédito que consegue trabalhar com qualquer periférico de entrada e saída. Pode ser, por exemplo, um monitor, uma televisão, um rato ou um teclado. Basicamente é um equipamento que, por um baixo custo, consegue converter efetivamente a sua configuração de hardware num computador completo. Neste artigo mostraremos os principais modelos Raspberry Pi que existem atualmente, os seus principais recursos e componentes, e em que situações podem ser utilizados.
Existem outras soluções de hardware alternativas ao Raspberry que também podem ser utilizadas para alguns projetos. Pode, por exemplo, optar por escolher o arduino que é um hardware muito interessante e com muitas funcionalidades semelhantes ao Raspberry.
1 – O que é um Raspberry Pi?
Raspberry Pi é definido como um mini computador do tamanho de um cartão de crédito que é interoperável com qualquer equipamento de hardware de entrada e saída como um monitor, uma televisão, um rato ou um teclado. É um dispositivo que converte efetivamente a sua configuração de hardware num computador completo por um baixo custo.
A primeira geração de computadores veio como sistemas de processamento massivos construídos com tecnologia de tubo a vácuo. Ao longo dos anos, surgiram versões mais compactas e menos caras. Hoje, temos gadgets com mini computadores, como smartphones, que conseguimos transportar nos nossos bolsos. Embora os computadores se tenham tornado tão comuns, eles ainda não são amplamente acessíveis a toda a gente, sobretudo nos países em desenvolvimento. Esse desequilíbrio no acesso a computadores e tecnologia de programação levou ao desenvolvimento e a criação do computador Raspberry Pi.
Raspberry Pi é um pequeno computador composto por uma única placa única de baixo custo e do tamanho de um cartão de crédito que permite que as pessoas de diferentes origens e níveis sociais possam aprendam a trabalhar com um computador. Na verdade, trata-se de uma placa-mãe aprimorada que foi desenvolvida no Reino Unido pela fundação Raspberry Pi e que atualmente se considera como parte da evolução da tecnologia de computadores. O mini computador consegue ligar-se a outros equipamentos periféricos de hardware, como teclado, rato e monitor.
Pode-se utilizar o Raspberry Pi para diversas finalidades, incluindo aprender linguagens de programação e ajudar na gestão de rede. De facto é um dispositivo multi funcional que ganhou imensa popularidade sobretudo nos últimos anos, até mais do que quando foi projetado e comercializado pela primeira vez.
2 – Como funciona o Raspberry Pi?
Basicamente, o Raspberry Pi é um equipamento programável que vem com praticamente os mesmos recursos críticos que uma placa-mãe de um computador médio. Além do seu tamanho, a única diferença de um computador normal que não tem periféricos nem armazenamento interno. Para configurar o computador Raspberry, precisa de ter um cartão SD para inserir no leitor de cartões que vem com o dispositivo. O cartão SD deve ter o sistema operativo instalado e é necessário para arrancar e ligar o computador. Os computadores Raspberry são compatíveis com o sistema operativo Linux. Isso reduz a quantidade de memória necessária e cria um ambiente preparado para ser compatível com mais sistemas.
Depois de configurar o sistema operativo, pode ligar o Raspberry Pi a equipamentos de saída, como um monitor ou até mesmo uma televisão com entrada HDMI (High-Definition Multimedia Interface). Alguns periféricos de entrada como ratos ou teclados também podem ser ligadas ao dispositivo. O tipo de utilização e as aplicações que podem ser instaladas neste mini computador dependem da versão que escolher e podem abranger muitas funções. Também irá depender de outros fatores como os melhores componentes eletrónicos que escolher para ligar ao seu Raspberry.
3 – Onde comprar um Raspberry?
Atualmente o Raspberry Pi pode ser encontrado em qualquer lugar do mundo, mas a preços que variam bastante, chegando a custar dezenas de euros em alguns sites em Portugal. É importante escolher o melhor site, sobretudo para quem está a dar os primeiros passos neste mundo do Hardware livre. Existem algumas opções interessantes para quem precisa de comprar um Raspberry Pi por um preço que seja justo e com a total segurança que irá receber aquilo que encomendou.
No entanto, lembre-se que ao poupar um pouco mais na compra a sua encomenda pode demorar mais tempo a processar e a chegar a sua casa, por exemplo, porque escolheu uma loja que tem o armazém fora da União Europeia.
No Informatico.pt, o que normalmente recomendamos aos nossos clientes é optem sempre por uma loja que seja conceituada e que já tenha algum histórico no mercado como a loja de eletrónica e robótica PTRobotics. Antes de fazer o registo num site e concluir uma encomenda primeiro tente procurar online por avaliações dos outros clientes sobre o funcionamento dessa mesma loja. Assim irá evitar transtornos futuros relacionados com o envio dos produtos, a qualidade daquilo que recebe e o tipo de suporte comercial e técnico que a loja oferece.
4 – Quais os tipos de Raspberry Pi?
Para qualquer pessoa, que esteja interessada, em comprar um destes mini computadores com apenas uma placa, pode ser difícil conseguir classificar e escolher entre os inúmeros modelos e gerações que, entretanto foram lançados. No entanto, os modelos mais notáveis do Raspberry Pi disponíveis atualmente no mercado são:
Raspberry Pi Zero
Este é o modelo Raspberry mais barato que foi produzido pela empresa. Consegue-se comprar por apenas 5€, o que é bastante impressionante, considerando a quantidade de possíveis funcionalidades. Apesar de não ter sido o primeiro modelo a ser lançado, possui um tamanho menor e mais compacto do que o Raspberry Pi 1. O Raspberry Pi Zero tem o mesmo processador e memória RAM (512 MB) do que o Pi 1 Modelo B+. O Raspberry Pi Zero não vem com Wi-Fi ou Bluetooth, mas pode aceder pela Internet via USB.
A sua versão um pouco mais cara, Raspberry Pi Zero W, vem com Bluetooth 4.0 e ligação sem fios integrada Wi-Fi 802.11n. Para projetos que requerem os pinos GPIO, as outras versões do Raspberry Pi podem ser mais adequadas.
Raspberry Pi 1
O Raspberry Pi 1 Modelo B foi lançado em 2012 e serviu como uma linha de base em termos de tamanho para os lançamentos futuros deste tipo de dispositivos. No início vinha com 26 pinos GPIO, uma capacidade de 256 MB de memória RAM e um único núcleo de processador CPU. De facto, não podia utilizá-lo para tarefas pesadas com muitas necessidades de processamento. Em 2014, o Raspberry Pi B+ foi lançado com uma capacidade inicial de memória RAM de 512 MB e 40 pinos GPIO, tornando-se no padrão para todos os outros modelos. O Raspberry Pi Modelo B+ é vendido por cerca de 25€ e vem com quatro portas USB e uma ligação Ethernet. O Pi 1 Modelo A+ (20€) pode ser utilizado em projectos que requerem mais capacidade de processamento da CPU, mas infelizmente vem sem uma ligação Ethernet.
Raspberry Pi 2B
Em fevereiro de 2015, a Raspberry lançou o modelo 2B e em comparação com as versões anteriores, melhorou significativamente, especificamente em termos de memória RAM e velocidade do processador. Ou seja, nesta nova versão a capacidade da memória RAM foi aumentada para 1 GB. Apesar de este aumento de capacidade, o Pi 2B foi construido no tamanho padrão, com 4 portas USB. Atualmente, custa cerca de 35€, o que é bastante acessível.
Raspberry Pi 3
O Raspberry Pi 3 B foi lançado em 2016 e a versão B+ foi lançada em 2018. Esta ultima versão possui uma unidade de processamento mais rápida e dois sistemas de ligação, um com fios Ethernet (802.11ac) e outro sem fios Wi-Fi. A versão anterior não trazia estas funcionalidades. Normalmente, o Raspberry PI 3 oferece ao utilizador uma ampla gama de funcionalidades. Ele vem com portas HDMI e USB padrão, 1 GB de RAM e ligações Wi-Fi e Bluetooth, além da porta Ethernet tão util em certas situações. Uma coisa notável sobre este modelo é que ele não gera muito calor ou consome muita energia o que o torna adequado para projetos que exigem refrigeração passiva. Mas o melhor de tudo, é que com todas estas funcionalidades este dispositivo pode ser adquirido por apenas 35€.
Raspberry Pi 4B
Lançado em 2019, o Raspberry 4B revelou ser uma grande melhoria em relação aos seus antecessores, com uma capacidade de memória RAM variável entre os 2 GB e os 8 GB. Além disso, também vem com um processador mais rápido de 1,5 GHz e uma quantidade de portas USB 2.0 e 3.0. De facto, o Pi 4B é um modelo Raspberry ideal, porque é adequado a praticamente todos os tipos de projetos que exigem maior capacidade de memória RAM e por isso consegue satisfazer até os programadores mais exigentes. Dependendo da quantidade memória RAM que escolher, o preço pode variar entre os 35€ e os 75€. Todas as versões deste modelo vêm com todas as opções de ligação.
Raspberry Pi 400
Recentemente surgiu o Raspberry Pi 400 que é um modelo único porque vem em forma de um teclado. Foi lançado em 2020 e vem de fábrica com 4 GB de memória RAM. Ele vem com as portas USB padrão e precisa apenas de um monitor e de um rato para o tornar num computador doméstico. O Pi 400 custa 70€ e pode ser utilizado em qualquer lugar incluindo as salas de aula.
5 – Quais os componentes do Raspberry Pi?
Sobretudo para os utilizadores com menos experiencia em termos de hardware, o primeiro contacto com o design do Raspberry Pi pode ser um pouco confuso. O dispositivo tem vários recursos embutidos na placa, cada um com a sua utilização específica. Normalmente, estes diferentes recursos controlam as funcionalidades gerais de um computador padrão do século XXI. Ou seja, controlam a velocidade e o desempenho do processador, as ligações Bluetooth, as portas periféricas e a compatibilidade do software. Os recursos dos computadores Raspberry Pi que tornam tudo isso possível incluem os seguintes componentes:
Processador (CPU)
Tal como um computador normal também o Raspberry Pi tem uma Unidade Central de Processamento CPU. Basicamente, é o cérebro do computador e executa instruções utilizando operações lógicas e matemáticas. O Raspberry Pi utiliza embutido nas suas placas o processador da série ARM11.
Porta HDMI
A placa Raspberry Pi possui uma porta HDMI ou High Definition Multimedia Interface que permite que o utilizador ligue o dispositivo a um equipamento periférico com entrada HDMI. Ou seja, pode utilizar um cabo HDMI para ligar o seu Raspberry Pi a um monitor de computador ou a uma televisão com HDMI. A versão suportada em termos de tecnologia HDMI e a versão 1.3. Além disso alguns modelos também vêm com uma porta RCA para outras opções de ligação.
Gráfica (GPU)
Este componente chamado GPU é a Unidade de Processamento Gráfico responsável por processar e enviar o sinal de imagem para a porta HDMI que está na placa Raspberry pi. Basicamente é o componente que tem como principal função processar e acelerar a velocidade dos cálculos de imagem.
Memória (RAM)
A memória RAM ou memória de acesso aleatório é uma parte fundamental para o funcionamento do sistema de processamento de quelquer computador. É onde as informações são guardadas em tempo real de forma a facilitar a sua consulta por parte do processador. O primeiro Raspberry Pi tinha apenas 256 MB de memória RAM. No entanto, ao longo dos anos, os seus criadores melhoraram gradualmente e significativamente o tamanho disponível. Na verdade, os diferentes modelos de Raspberry Pi vêm com diferentes capacidades de memória RAM. Atualmente, o modelo com maior capacidade é o Raspberry Pi 4 que vem com 8 GB de memória RAM.
Porta Ethernet
A porta Ethernet é um recurso de hardware que permite a ligação do Raspberry à rede e está disponível nos modelos B. Ou seja, é uma porta que vem na placa e que permite o acesso à Internet por cabo de rede ao mini computador. Sem essa porta, tanto as atualizações de software como a navegação na web não seriam possíveis ao Raspberry Pi. A porta Ethernet que encontramos nos mini computadores Raspberry utiliza a ficha de rede Ethernet RJ45. Resumindo, este componente permite que o Raspberry Pi se possa ligar aos routers e outros equipamentos de rede como switch.
Leitor de cartões SD
Tal como a maioria dos outros computadores comuns, o Raspberry Pi também precisa de ter algum tipo de sistema armazenamento. No entanto, ao contrário dos computadores convencionais, ele não vem com um disco rígido ou um cartão de memória. A placa Raspberry Pi possui um leitor de cartões SD ou Secure Digital onde os utilizadores devem inserir os seus cartões de dados para instalar o sistema operativo para o computador poder funcionar. Ou seja, o cartão SD funciona como um disco rígido, porque contém o sistema operativo necessário para ligar o sistema. Além disso, o leitor de cartões e o cartão SD em si também serve para guardar dados.
Pinos entrada/saída (GPIO)
O sistema Raspberry possui alguns pinos agrupados num cluster que estão num dos lados da placa. Os modelos mais antigos do Raspberry Pi tinham apenas 26 pinos, mas agora a maioria tem 40 pinos GPIO. Na verdade, esses pinos são bastante sensíveis e devem ser manuseados com muito cuidado. De facto, são partes essenciais do dispositivo Raspberry Pi, porque permitem funcionalidades adicionais às suas diversas aplicações. Basicamente, os pinos GPIO são utilizados para se conseguir interagir com outros circuitos eletrónicos. Eles podem ler e controlar os sinais elétricos de outras placas ou equipamentos dependendo da forma como o utilizador os programa.
LEDs
Os LEDs da placa são um grupo de cinco díodos emissores de luz que avisam o utilizador sobre o estado atual do dispositivo Raspberry Pi. A placa possui esses 5 LEDs e cada um costuma ter uma função especifica que descrevemos a seguir:
- PWR (Vermelho): Funciona apenas para indicar o estado de energia da placa. Quando o dispositivo está ligado, este LED acende uma luz vermelha que só apaga quando ele desligado ou então o utilizador o tira da fonte de alimentação.
- ACT (Verde): Este LED pisca para indicar ao utilizador que existe qualquer tipo de atividade relacionada com o cartão SD.
- LNK (laranja): O LED LNK emite uma luz laranja para indicar aos utilizador que a ligação Ethernet foi estabelecida.
- 100 (Laranja): Este LED também imite uma luz laranja que acende durante a ligação Ethernet quando a velocidade de dados atinge 100 Mbps.
- FDX (laranja): A luz FDX também é laranja e aparece durante a ligação Ethernet para mostrar ao utilizador que se trata de uma comunicação full-duplex, ou seja, nos dois sentidos.
Portas USB
As portas USB ou tecnicamente portas de barramento de serviço universal são um dos principais componentes do Raspberry Pi. São elas que permitem que o computador se ligue a um teclado, rato, discos rígidos, etc. O primeiro modelo de Raspberry Pi tinha apenas duas portas USB 2.0, mas, nos modelos seguintes, os seus criadores aumentaram esse número para quatro. Aliás, o Raspberry Pi 4 e Pi 400, que são os modelos mais recentes, já vêm com uma mistura de portas USB 2.0 e USB 3.0.
Fonte de energia
O Raspberry Pi vem com uma ficha para ligar uma fonte de alimentação, mas normalmente utiliza-se um cabo de alimentação micro USB de 5V. A quantidade de energia que os Raspberry Pi consomem depende sobretudo do tipo de utilização do dispositivo e do número de periféricos que tem ligados.
6 – Para que serve um Raspberry Pi?
De facto, o Raspberry Pi atingiu um nível de popularidade sem precedentes. Foi originalmente desenvolvido para fins académicos. No entanto, acabou por se tornar numa solução utilizada pelos entusiastas em tecnologia que o adoram e que todos os dias encontram novas formas de o utilizar. Isso fez com que a sua popularidade tenha aumentado exponencialmente sobretudo por causa da sua versatilidade. Mostramos-lhe a seguir algumas das possíveis utilizações deste dispositivo utilizado por milhões de utilizadores em todo o mundo.
Criar um mini computador
Na verdade, pode utilizar o Raspberry Pi para construir um mini computador pessoal que pode utilizar para diversas tarefas. O hardware que vem com o Raspberry Pi e a possibilidade de inserir um cartão micro SD permite a instalação de um sistema operativo. Para funcionar como um computador basta ter uma fonte de energia constante e um periférico de saída como um monitor ou uma televisão antiga. Também recomendamos que tenha um rato e um teclado USB para conseguir trabalhar com o dispositivo como se fosse um normal computador por um custo muito mais baixo.
Utilizar multimédia
Entre os muitos tipos de utilizações que dão ao Raspberry Pi, uma das mais populares talvez seja a reprodução de ficheiros multimédia com recurso ao sistema Kodi. O software Kodi é basicamente um leitor de multimédia gratuito e de código aberto que pode ser instalado a partir do seu site oficial. De qualquer maneira é preciso instalar outros complementos para conseguir usufruir de todo o seu potencial. No entanto, recomendamos sempre aos utilizadores que tenham algum cuidado ao utilizar o Raspberry Pi como um centro de multimédia Kodi, porque pode estar a expor a sua rede local a problemas de segurança. Consegue facilmente evitar esse risco utilizando, por exemplo, uma rede privada virtual (VPN) para encriptar os seus dados.
Controlar robôs IoT
Atualmente a robótica é uma parte essencial da tecnologia e promete influenciar fortemente o nosso futuro, nomeadamente a Internet das Coisas (IoT). Por isso é que no Informatico.pt consideramos que o Raspberry Pi irá desempenhar um papel fundamental na tecnologia do futuro. Atualmente, já existem por todo o mundo vários projetos Raspberry Pi responsáveis pelo controlo de robôs. Aliás, nos dias que correm, qualquer pessoa pode encomendar peças de robô que vêm embaladas e com instruções e programas DIY a partir de muitas comunidades Pi que já existem espalhadas por todo o mundo. Além disso, também pode optar por construir o seu robô do zero porque o Raspberry Pi disponibiliza o melhor núcleo que um robô pode ter. A sua natureza leve e minimalista, combinada com o baixo preço de cada dispositivo, torna o Raspberry simplesmente perfeito. A versão Pi Zero é muito popular para projetos de robótica porque possui um tamanho ainda mais fino e compacto do que os outros modelos Pi.
Utilizar como servidor de impressão
O Raspberry Pi também pode ser utilizado como um servidor de impressão o que é especialmente importante para os utilizadores que têm impressoras mais antigas sem portas de rede. A configuração deste servidor de impressão requer a instalação do software de partilha de ficheiros CUPS (Common Unix Printing System) para dar ao utilizador acesso a vários drivers de impressoras e que devem ser instalados conforme o modelo da impressora que pretende utilizar.
Substituir os servidores web
Outra aplicação prática do mini computador Raspberry Pi é a sua utilização como um servidor web. Ou seja, pode simplesmente configurá-lo para alojar uma página web ou um site completo com o protocolo HTTP. Na verdade, o Raspberry pode funcionar como um servidor web exposto diretamente para a internet ou então apenas para uma rede local, como a sua casa ou escritório. Para conseguir fazer isso, só precisa de instalar um software específico chamado LAMP baseado no sistema operativo Linux e que possui servidores Apache, MySQL e PHP. Depois disso, o utilizador só precisa de utilizar o diretório www para guardar os ficheiros HTML das suas páginas ou do seu site. O Raspberry Pi é tão bom que pode funcionar como um servidor web totalmente funcional.
Criar um sistema de jogos “retro”
Pode não acreditar, mas os utilizadores também podem transformar o Raspberry Pi numa consola de jogos. Sem ter de fazer qualquer modificação adicional, o Minecraft vem com o sistema operativo Pi padrão, Raspbian. Além do Minecraft, outros jogos multiplayer também podem ser configurados no Raspberry Pi. Consegue-se obter uma melhor experiência de jogo utilizando vários Raspberry Pis como um servidor dedicado para jogos.
Ligar câmaras de vigilância
Tanto as empresas com escritórios como as residências privadas precisam de câmaras de vigilância para se prevenirem das ameaças à sua segurança. Mas para muitas organizações isso pode ser uma coisa muito cara, especialmente para as mais pequenas e com menos recursos financeiros. No entanto, o Raspberry Pi pode ser uma excelente alternativa às soluções comerciais mais caras que se encontram atualmente no mercado. O que se faz é combinar o Raspberry com um módulo de câmaras de vigilância que permite a qualquer utilizador criar e configurar o seu sistema de vigilância pessoal.
Sistema de sinalização digital
Atualmente já existem muitas organizações que utilizam sistemas de sinalização digital para conseguirem controlar os seus processos internos ou sistema de marketing. Alguns exemplos disso dão informações sobre o produto mais recente, menu de restaurantes, alguns tipos de anúncios, indicadores do comportamento adequado, mapas, etc. Este tipo de informação pode ser mostrada em grandes ecrãs ou plataformas especificas. Mais uma vez o Raspberry Pi não fica de fora neste tipo de utilização, porque o mini computador é perfeito para mostrar textos e imagens. Aliás, o dispositivo também pode mostrar animações apesar de isso exigir mais energia e consumo de dados. Normalmente, a utilização do Raspberry Pi em sistemas de sinalização digital é um processo simples e muito barato.
Testes de penetração de rede
Tanto a segurança dos computadores como das redes de telecomunicações é um grande negócio para todos os que utilizam essas tecnologias. Informações pessoais e financeiras que muitas vezes são guardadas em vários sites podem cair em mãos erradas. Esse problema criou um mercado enorme no que diz respeito ao software de segurança cibernética. No entanto, a única maneira de se conseguir garantir que os nossos sistemas estão em segurança é testar esses mesmos sistemas. Com o Raspberry Pi, consegue criar uma ferramenta de hacking que pode utilizar para executar tarefas de segurança ofensiva e testar a sua rede com ‘ataques’ controlados. É muito útil porque ajudará a descobrir qualquer falha de segurança que, entretanto tenha passado despercebida, mas que com a ajuda deste dispositivo poderá imediatamente reparar, antes que seja explorada por um criminoso.
Sistemas de inteligência
Os painéis de inteligência dos negócios, garantidamente, são uma parte vital de qualquer organização bem-sucedida. É uma ferramenta de visualização e análise de dados que mostra aos gestores o estado e as métricas de negócios com os principais indicadores de desempenho de uma organização ou equipa. Com o Raspberry Pi, qualquer empresa pode mostrar dados em tempo real num painel digital. O computador ajuda a recolher dados de várias fontes utilizando aplicações de inteligência de negócios como o Power BI e depois o dispositivo Raspberry mostra esses mesmos dados num qualquer ecrã ou monitor. É algo que pode fazer toda a diferença na gestão de uma organização porque quem toma as decisões terá informação rigorosa e em tempo real.
6 – Considerações Finais
Em 2022 o Raspberry fez dez anos de existência. Pode parecer pouco tempo mas em termos de tecnologia é muito tempo. De acordo com Eben Upton que é o CEO da Raspberry Pi Limited, durante esses 10 anos o mini computador vendeu cerca de 46 milhões de unidades. Na verdade, o pequeno dispositivo continua extremamente popular e há notícias que já estão a desenvolver um novo modelo Raspberry Pi 5.
De facto, no Informatico.pt como profissionais de TI consideramos este equipamento como essencial para algumas das nossas tarefas diárias e sem ele não conseguiríamos o desempenho que temos atualmente. Ou seja, aproveitamos as capacidades funcionais deste equipamento para várias finalidades, desde testar novos softwares em condições extremas até testar as nossas redes e outros diversos componentes.
De acordo com as notícias publicadas nos últimos anos, os utilizadores das empresas e do mercado industrial representam cerca de 44% das vendas anuais da Raspberry, o que por si só já revela o seu imenso potencial. Por isso, se está a pensar criar um projeto que necessite de hardware e software quase de certeza que conseguirá incluir um dispositivo Raspberry para lhe poupar dinheiro, tempo, espaço, energia, etc…
Se conhece mais algum tipo de projeto que envolva a utilização de um Raspberry e que não mencionamos neste artigo deixe-nos um comentário a seguir e teremos todo o gosto em incluí-lo neste documento.
