Raspberry Pi Zero: подключение, настройка и начало работы
Raspberry Pi Zero — компактная версия одноплатного компьютера. На плате размером с флешку поместился бутерброд из чипа Broadcom BCM2835 с оперативной памятью объёмом 512 МБ, порты ввода-вывода, слот для microSD-карты и мультимедийные интерфейсы.
Видеообзор платформы
Установка и настройка
Для начала работы с одноплатником Raspberry Pi Zero прочитайте мануал по подготовке Raspberry Pi.
Примеры работы
Элементы платы
Чип BCM2835
Сердце компьютера Raspberry Pi Zero — чип Broadcom BCM2835, который выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле). Кристалл включает в себя процессор CPU ARM1176JZ-F разогнанный до частоты 1 ГГц и графический двухъядерный сопроцессор GPU VideoCore IV с частотой 250 МГц.
Сверху на чипе BCM2835 по технологии PoP (англ. Package-on-Package — корпус на корпусе) расположена оперативная память Elpida B4432BBPA-10-F объёмом 512 МБ.
Mini-HDMI порт
Разъём предназначен для вывода цифрового видео и звука на мультимедийные устройства. Для коммуникации понадобиться HDMI-кабель с переходником.
Разъём подключения периферии
Порт формфактора micro-USB для подключения мультимедийных устройств со стандартным USB-разъёмом.
Для коммуникации понадобится OTG-переходник USB (F) — USB Micro (M). Для подключения нескольких устройств используйте USB-хаб.
Разъём питания
Разъём формфактора micro-USB предназначен для питания Raspberry Pi.
Потребляемый ток может достигать до 3 ампер. Для стабильной работы используйте зарядник 5 В совместно с кабелем USB (A — Micro USB).
Cлот для microSD
Композитный видео выход
Выход аналогового видео сигнала в виде двух пинов под пайку. Сигнал используется для подключения к «тёплым ламповым телевизорам» через RCA-разъём или в просто народе «тюльпан».
Разъём камеры (CSI)
Разъём для подключения камеры Raspberry Pi.
Разъем для камеры на RPi Zero отличается от полноценной Raspberry Pi. Используйте специальную камеру для Raspberry Pi Zero
Регулятор напряжения
Двухканальный импульсный понижающий регулятор напряжения PAM2306AYPKE с выходами 3,3 В и 1,8 В. Максимальный ток каждого канала 1 A.
Распиновка
На Raspberry Pi Zero расположены два ряда по 20 контактов в виде луженных отверстий.
Пины питания
Порты ввода/вывода
В отличие от платформ с логическим напряжением 5 В, напряжение логических уровней Raspberry Pi является 3,3 В. Выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Более высокое напряжение может повредить одноплатник.
Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.
Начало работы с Raspberry Pi: подключение и настройка
Для комфортного начала работы с Raspberry Pi нужно сделать несколько шагов:
Начнём по порядку!
Виды Raspberry Pi
Существует несколько основных видов Raspberry Pi.
Версии A
Форм-фактор Model A отличается более компактными размерами, чем у плат Model B: вместо громоздкого USB-хаба тут оставили один USB-порт и сэкономили 2 см длины. 
Список плат версии A
Версии B
На борту платы уже есть четыре порта USB, полноценный Ethernet-разъём и выход 3,5-мм Jack, чтобы сразу приступить к комфортной работе.
Список плат версии B
Версии Zero
Raspberry Pi Zero, Zero W и Zero WH меньше остальных и требуют меньше энергии. Они полезны для портативных проектов или роботы, где важна повышенная энергоэффективность.
Легче начинать проект с версии Model B и перейти на RPi Zero, когда у вас есть рабочий прототип, которому лучше подойдет плата компактного размера. 
Список плат формата Zero
Версии Compute Module
Версии Compute Module не имеют привычных разъёмов для периферии. Точнее, все интерфейсы выведены на краевой разъём платы с сотнями контактов. Модули предназначены для встраивания в готовые устройства на базе вычислительной начинки Raspberry Pi. Отладочные платы I/O Board помогают работать с Compute Module и пользоваться традиционными подключениями.
Список плат Compute Module
Версия Pi 400
Raspberry Pi 400 — полноценный компьютер на базе RPi 4, встроенный в компактную клавиатуру. Это позволяет экономить место на рабочем столе и получить готовый Linux-компьютер с привычными разъёмами для периферии.
Источник питания
Для подключения питания используется порт USB (такой же, как на многих мобильных телефонах): либо USB-C для Raspberry Pi 4, либо micro-USB для RPi 1/2/3 и Zero. 
Вам понадобится кабель USB Type-C или micro-USB и блок питания, который обеспечивает:
Карта памяти
Для хранения операционной системы и всех файлов одноплатникам RPi нужна карта microSD с ёмкостью не менее 8 ГБ и установленной Raspberry Pi OS . 
Запишите образ Raspberry Pi OS на microSD-карту самостоятельно или воспользуйтесь картой с готовой системой.
Клавиатура и мышь
Чтобы начать пользоваться Raspberry Pi, вам понадобится USB-клавиатура и USB-мышь.
После настройки Raspberry Pi вы сможете использовать Bluetooth клавиатуру и мышь, но для первой настройки вам понадобятся клавиатура и мышь USB.
Дисплей
Проще всего подключить к Raspberry Pi отдельный экран — монитор или телевизор с HDMI. Если у дисплея есть встроенные динамики, RPi сможет воспроизводить через них звук.
Raspberry Pi также поддерживает удалённое управление через SSH и VNC.
Raspberry Pi имеет выходной порт HDMI, совместимый с портом HDMI большинства современных телевизоров и компьютерных мониторов. Многие компьютерные мониторы также могут иметь порты DVI или VGA.
Raspberry Pi 4 имеет два порта micro-HDMI , что позволяет подключать два отдельных монитора. 
Для подключения Raspberry Pi 4 к экрану вам понадобится кабель micro-HDMI к HDMI. 
Можно использовать стандартный кабель HDMI к HDMI с адаптером micro-HDMI к HDMI.
Raspberry Pi 1, 2 и 3 имеют один полноразмерный порт HDMI , поэтому вы можете подключить их к экрану с помощью стандартного кабеля HDMI к HDMI. 
Raspberry Pi Zero имеют один порт mini-HDMI . Подключить их к экрану можно с помощью кабеля mini-HDMI к HDMI . Или можно использовать стандартный кабель HDMI к HDMI с адаптером mini-HDMI к HDMI .
Если на вашем экране есть порт DVI 
вы можете подключить к нему Raspberry Pi с помощью кабеля HDMI к DVI . 
На некоторых экранах есть только порт VGA. 
Чтобы подключить Raspberry Pi к такому экрану, вы можете использовать адаптер HDMI к VGA . 
Сетевое подключение
Большие модели Raspberry Pi (не Zero) имеют стандартный порт Ethernet для подключения к интернету по кабелю.
Чтобы подключить к интернету плату Zero, вам понадобится адаптер USB-Ethernet .
Raspberry Pi 3, 4 и Zero W также поддерживают беспроводные сети Wi-Fi.
Наушники или колонки
Большие модели Raspberry Pi (не Zero) оснащены аудиовыходом — это стандартный мини-джек 3,5 мм, как на смартфоне или MP3-плеере. Через него вы можете подключить наушники или динамики, чтобы воспроизводить звук.
Если подключённый дисплей имеет встроенные динамики, Raspberry Pi сможет передавать на них звук по HDMI или через отдельный аудиокабель с разъёмом 3,5 мм.
Корпус
Вы можете поместить свою Raspberry Pi в специальный корпус. Это необязательно для нормальной работы, но дополнительная защита от случайных падений и коротких замыканий не помешает. 
Raspberry Pi Zero W: подключение, настройка и начало работы
Raspberry Pi Zero W — компактная версия одноплатного компьютера. На плате размером с флешку поместился бутерброд из чипа Broadcom BCM2835 с оперативной памятью объёмом 512 МБ, порты ввода-вывода, слот для microSD-карты и мультимедийные интерфейсы.
Видеообзор платформы
Установка и настройка
Для начала работы с одноплатником Raspberry Pi Zero прочитайте мануал по настройке Raspberry Pi
Примеры работы
Элементы платы
Чип BCM2835
Сердце компьютера Raspberry Pi Zero — чип Broadcom BCM2835, который выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле). Кристалл включает в себя процессор CPU ARM1176JZ-F разогнанный до частоты 1 ГГц и графический двухъядерный сопроцессор GPU VideoCore IV с частотой 250 МГц.
Сверху на чипе BCM2835 по технологии PoP (англ. Package-on-Package — корпус на корпусе) расположена оперативная память Elpida B4432BBPA-10-F объёмом 512 МБ.
Mini-HDMI порт
Разъём предназначен для вывода цифрового видео и звука на мультимедийные устройства. Для коммуникации понадобиться HDMI-кабель с переходником.
Разъём подключения периферии
Порт формфактора micro-USB для подключения мультимедийных устройств со стандартным USB-разъёмом.
Для коммуникации понадобится OTG-переходник USB (F) — USB Micro (M). Для подключения нескольких устройств используйте USB-хаб.
Разъём питания
Разъём формфактора micro-USB предназначен для питания Raspberry Pi.
Потребляемый ток может достигать до 3 ампер. Для стабильной работы используйте зарядник 5 В совместно с кабелем USB (A — Micro USB).
Cлот для microSD
Композитный видео выход
Выход аналогового видео сигнала в виде двух пинов под пайку. Сигнал используется для подключения к «тёплым ламповым телевизорам» через RCA-разъём или в просто народе «тюльпан».
Разъём камеры (CSI)
Разъём для подключения камеры Raspberry Pi.
Разъем для камеры на RPi Zero отличается от полноценной Raspberry Pi. Используйте специальную камеру для Raspberry Pi Zero
Регулятор напряжения
Двухканальный импульсный понижающий регулятор напряжения PAM2306AYPKE с выходами 3,3 В и 1,8 В. Максимальный ток каждого канала 1 A.
Распиновка
На Raspberry Pi Zero расположены два ряда по 20 контактов в виде луженных отверстий.
Пины питания
Порты ввода/вывода
В отличие от платформ с логическим напряжением 5 В, напряжение логических уровней Raspberry Pi является 3,3 В. Выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Более высокое напряжение может повредить одноплатник.
Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.
Micro-USB-кабели и питание Raspberry Pi
На ресурсах, посвящённых Raspberry Pi, часто всплывает вопрос о том, почему в углу экрана появляется маленький значок молнии, причём — даже тогда, когда используемого блока питания более чем достаточно для обеспечения того, что нужно плате. Этот значок указывает на понижение напряжения и выводится даже в тех случаях, когда напряжение, выдаваемое источником питания, падает ниже 4,63±0,07В на очень короткий промежуток времени.
Пользователи разной интересной электроники (пару лет назад и я был таким) обычно не особенно задумываются о Micro-USB-кабелях, используемых для питания их систем. Я решил произвести некоторые измерения, направленные на выяснение того, как применение различных кабелей влияет на параметры питания. И надо сказать, что хотя всё больше и больше устройств оснащаются разъёмами USB Type-C, кабели для которых обычно более качественны, чем Micro-USB-кабели, Micro-USB-разъёмы всё ещё используются в подавляющем большинстве устройств.
Это касается не только Raspberry Pi, но и других подобных устройств, получающих питание по Micro-USB-кабелям (например — это мобильные телефоны, заряжаемые по Micro-USB).
Сразу поделюсь моим основным выводом, который заключается в том, что для подачи питания на различные электронные устройства и для зарядки телефонов лучше пользоваться USB-кабелями с проводниками, толщина которых, как минимум, соответствует AWG20.
Теория
Теория, на которой основано моё исследование, достаточно проста, но это нечто такое, о чём начинающие пользователи Raspberry Pi и «обычные» люди, как правило, не задумываются. Дело в том, что каждый проводник электричества характеризуется определённым сопротивлением (то есть — его можно представить себе в виде резистора). В соответствии с законом Ома напряжение зависит от сопротивления проводника и от силы тока. В результате для сигнальных кабелей, на которых не бывает (значительного) тока, сопротивление проводов особой роли не играет. А вот если говорить о силовых кабелях и о силе тока в несколько сотен миллиампер (или в несколько ампер), сопротивление проводников начинает играть заметную роль. Даже если оно невелико, при прохождении по проводнику тока большой силы произойдёт заметное падение напряжения. А падение напряжения на питающих кабелях — это попросту потери напряжения, которое не дойдёт до того места, где оно нужно. Если источник питания, например, выдаёт 5,0В, а из-за кабеля напряжение падает на 0,3В, то устройство получит лишь 4,7В.
Сопротивление проводников зависит от материала, из которого они сделаны, от площади их сечения (толщины) и от их длины. Сопротивление возрастает при увеличении длины проводника и уменьшается при увеличении его толщины. Для того чтобы уменьшить «просадку» напряжения — нужно уменьшить сопротивление кабеля, для чего надо либо использовать более толстый кабель, чем раньше, либо более короткий кабель, либо кабель, в котором сочетается и то, и другое. В описаниях к большинству Micro-USB-кабелей нет сведений о толщине используемых в них проводов. Обычно в них применяются, для всех линий, достаточно тонкие проводники. Но если речь идёт о более качественных кабелях, то в их описаниях обычно есть сведения об этом (и для линий питания в этих кабелях обычно используются провода, соответствующие AWG20).
Зарядные устройства
В качестве источников питания для Raspberry Pi и для других подобных штуковин часто используются зарядные устройства для телефонов. Существует много видов зарядных устройств. Я выбрал четыре штуки — просто потому что они оказались под рукой, и проверил, как их выходное напряжение зависит от тока, потребляемого подключёнными к ним устройствами. Речь идёт о следующих зарядных устройствах: Baseus FC67E (отличный зарядник), зарядное устройство, которое шло в комплекте с каким-то планшетом Lenovo, пара no-name-зарядников, которые прилагались к ещё каким-то устройствам. Насколько я знаю, где-то у меня были зарядные устройства на 1,5 А и на 2 А, но я не смог их найти.
Достаточно интересно то, что я обнаружил, что все эти зарядные устройства ведут себя довольно стабильно во всём поддерживаемом ими диапазоне силы тока (я, честно говоря, не ожидал, что они так хорошо себя проявят).
Методика тестирования
Я использовал электронную нагрузку TENMA 72-13200, подключённую напрямую к USB-коннектору (male) кабеля, соединённого с источником питания. Некоторое падение напряжения происходит на выводах электронной нагрузки, и лучше было бы подключить мультиметр прямо к контрольной точке, но, так как измерительные выводы довольно массивны, я решил в этот раз на данный факт внимания не обращать (я, на самом деле, забыл об этом, проверяя первые два зарядника, а потом мне просто не захотелось ещё раз проводить те же самые измерения). И, кроме того, это падение напряжения не играет особой роли, так как тут я стремлюсь лишь увидеть общую картину.
Электронная нагрузка TENMA 72-13200