Tutorial Raspberry Pi: modelli – setup – primo avvio – configurazione

Raspberry Pi nasce dall’idea di creare un computer a basso costo.

In particolare, una scheda che sia in grado di far girare una distribuzione linux con il minimo indispensabile di risorse, dimensioni e consumi.
E’ un single-board computer, ovvero un calcolatore implementato su una sola scheda elettronica.
Nata sulla scia del successo di piattaforme come Arduino, vuole espandere la concezione di “open board” anche al mondo dei computer.

E’ facile pensare che per via dell’esiguo costo (appena 30-35€), la scheda abbia ricevuto ampi consensi in tutto il mondo.

Sono in commercio diverse versioni/revisioni della scheda: dai primi modelli (1A, 1A+, 1B, 1B+), a quelli più recenti (2B, 3B, 3B+) infine a quelli miniaturizzati (Zero, ZeroW).

Le principali differenze tra i modelli sono il quantitativo di memoria RAM e di velocità CPU.Visitare Wikipedia per maggiori dati tecnici.

Il dispositivo si presenta come una normale scheda di prototipazione. La grandezza è di circa 9x6cm, il peso è molto ridotto. Lo spessore è dato solo dall’altezza delle porte usb, poichè non è presente dissipatore.

Sono disponibili in vendita moltissimi tipi di case in plastica sia trasparente che a colori per pochi euro.
Molto comodi per evitare che in un uso prolungato vi si depositi polvere e/o per proteggerlo da eventuali urti.

La scheda fornisce il minimo indispensabile per far girare una distribuzione Linux. In particolare, a seconda della versione, il nostro raspberry avrà con sè una memoria RAM di 256 / 512Mb o 1 GB.

Ma il motivo principale è che contestualmente ai dati viene memorizzato ed eseguito dalla scheda sd anche il sistema operativo, e si capisce quindi che maggiore sarà la velocità della scheda sd, migliori saranno le prestazioni complessive.Tuttavia c’è da ricordare che esso non è fornito di alcuna memoria fisica, ovvero di nessun hdd o ssd.
Infatti l’intera gestione della memoria è affidata ad uno slot per schede SD (anche sdhc) o micro SD a seconda del modello. Anche per questo motivo si consiglia di acquistare per l’occasione anche una scheda sdhc da almeno 16gb classe 8-10.

Per quanto riguarda le connessioni di rete, le più recenti versioni in commercio forniscono sia ethernet che wifi integrato.
L’intera scheda si affida alla banda di un controller ethernet condiviso con altre due porte usb.
Oltre a queste porte, come si vede dall’immagine, sono disponibili un ingresso microusb per l’alimentazione, un’uscita hdmi, una coassiale (video rca per i vecchi tv analogici), una porta HDMI e un jack audio da 3,5*.

Per un uso di base la configurazione si ferma qui, ma in realtà sono disponibili, saldate sulla scheda anche altre connessioni:
-connettore I2C – GPIO pinout
-un ingresso per l’accessorio fotocamera
-un uscita per uno schermo compatibile
-vari pin a 5v e 3.3v (essendo il chip un ARM)

Andare al paragrafo “Collegamenti Interni” per maggiori informazioni.

La scheda, con un settaggio base, consuma davvero molto poco.
Essa infatti richiede, con s.o. avviato, solamente 3.5 – 5 – 8 W di corrente a 5V, a seconda delle impostazioni (per un Raspberry ZeroW siamo sui 0.5 Ah).
L’alimentazione avviene tramite una porta micro usb, e può benissimo essere fornita da un comunissimo alimentatore usb per cellulari, purché sia a 5 V e con non meno di 1-1.5-2.5 Ah (anche qui a seconda delle impostazioni e degli apparecchi collegati).Tuttavia, specialmente se viene impostato un overclock, è consigliato un alimentatore stabilizzato ad almeno 2.5 – 3 Ah.

Un modo semplice per avere la scheda sempre alimentata e senza problemi di caduta di potenza (che ne causerebbero il riavvio o addirittura il danneggiamento) è usare un hub usb (metodo testato personalmente e attualmente in uso).
Molte volte le 2-4 sole porte USB non bastano per un uso più completo (con wifi e mouse/tastiera la scheda è già piena), si deve così ricorrere all’uso si un moltiplicatore. Nella scelta del modello fare attenzione a prenderne uno alimentato esternamente, ovvero che non richiede energia alla scheda ma gliela fornisce.
Per esempio se si intende acquistare un modello Zero, è consigliabile comprare un cavo adattatore Micro USB OTG e un hub che magari sia anche fornito di porta ethernet.

Questo perché il controller che gestisce le due usb è in realtà in comune con quello della porta ethernet, e non è in grado di fornire energia sia per le periferiche che per l’hub.

Collegando invece un modello con alimentatore (almeno da 2-2,5A), abbiamo il vantaggio di alimentare tutte le periferiche che vogliamo, e in contemporanea, di alimentare anche il raspberry!
In questo modo, lasciando un comune caricatore per cellulari nella microusb, e collegando l’hub avremo una somma delle due potenze e saremo in grado persino di overclockare.

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Primo avvio

Tra queste vorrei consigliare Raspbian (il più installato e supportato, semplice da usare) o Arch Linux ARM (per i più esperti).

Inoltre esiste una distribuzione analoga al famoso (tra gli hacker) Kali Linux, ovvero la PwnPi (pwnpi.com).

Su Linux-Mac
-Estrarre il file immagine
-Usare il tool ImageWriter per scrivere su sd

Una guida più completa ed esaustiva la potete trovare nella Wiki ufficiale.

Il S.O. è adesso installato sulla scheda SD, non ci resta che inserirla nello slot (facendo attenzione a non bloccarla in scrittura con la clip sul bordo se una formato standard) e proseguire nella configurazione.

Niente paura, con pochi comandi dovremmo riuscire a configurarlo.
Innanzitutto partiamo con il dire che Linux è in realtà già in esecuzione, non vediamo la Scrivania solo perché non abbiamo ancora avviato il server grafico (X server). NOTA: nelle ultime versioni di Raspbian il desktop apparirà automaticamente.

Nel caso ci venisse chiesta la user o la password, sappiate che per la distribuzione di base (raspbian wheezy) esse sono preconfigurate come:

username:  pi
password:   raspberry

Per avviare il Desktop grafico quindi dobbiamo scrivere (non necessario nelle ultime versioni):

startx

 

Prima di fare questo però potremmo configurare il raspberry per evitare di farlo a desktop già avviato, digitare:

sudo raspi-config

si aprirà il pannello di configurazione del Raspberry.

Il raspberry non ha un orologio interno, quindi ad ogni avvio dovrà richiedere l’ora ad un server via internet.
Per questo si consiglia di avviare il raspberry sempre connesso ad un cavo di rete, per evitare di dover inserire manualmente data e ora.

Il raspi config è un menu che ci permette in pochi e semplici passi di configurare le impostazioni di base per l’utilizzo del raspberry.

E’ da specificare che ogni tipo di modifica non appropriata potrebbe compromettere la stabilità del sistema o addirittura corromprelo.

Nota bene: le impostazioni vengono salvate sulla scheda SD correntemente in esecuzione, se quindi si procederà alla reinstallazione del s.o, si dovrà riprocedere alla configurazione da questo menu.
Si possono quindi impostare parametri diversi per diverse distribuzioni poste su schede diverse.

è necessaria connessione ad internet tramite cavo di rete

1)
Come prima cosa consiglio di eseguire l’update del pannello.
Scorrere con la freccia della tastiera fino all’ultima riga: update
Premere invio e aspettare il termine dell’update.
2)
In seguito consiglio di espandere la partizione principale all’intera scheda SD.
Scorrere e attivare l’opzione expand_rootfs.
In questo modo la memoria di archiviazione disponibile su linux non sarà di solo 1Gb, ma arriverà a coprire l’intera scheda sd (in base alla sua dimensione).
3)
Altra cosa importante è settare il layout della tastiera.
Questo perché la distribuzione in origine nasce in lingua inglese, e le tastiere variano da paese a paese.
Per evitare di scrivere una lettera o simbolo per un altro, è necessario impostare il layout della tastiera in uso tramite il menu configure_keyboard.
Per muoversi tra le opzioni usare le frecce della tastiera, per selezionare premere invio, per confermare la scelta premete TAB, e poi andare su accept.
4)
Per impostare il fuso orario, andare sul menu change_timezone

In base alla versione di raspberry in possesso, si avrà a disposizione una certa quantità di memoria RAM.
Poiché il raspberry non dispone di scheda video dedicata, essa si dovrà appoggiare sulla RAM stessa.
In base all’utilizzo, si può impostare la quantità di memoria da “dedicare” al video, attraverso il menu memory_split.Per un uso base (di testo) l’impostazione originale va più che bene; ma se si devono usare programmi di grafica 3D o vedere video a certe risoluzioni, è consigliabile allocare maggiore memoria.
Scegliere la memoria da dedicare dai blocchi consigliati sotto il campo di inserimento.Tenere presente però che maggiore è la memoria per la scheda video, minore sarà quella per il s.o. con conseguente possibile crash in situazioni di multitasking ponderoso.

Per evitare di dover scrivere ad ogni avvio “startx”, per far comparire il desktop è stato creato un tool apposito.
Andare nel menu sulla voce boot_behaviour per abilitare l’avvio automatico su desktop.

Come sappiamo il processore del raspberry non è un primato, la sua frequenza si ferma a circa 700Mhz.
Gli sviluppatori stessi quindi hanno aggiunto un tool che consente di scegliere il livello di overclocking da applicare al processore.

Overclockare il raspberry è molto semplice, basta andare sulla voce overclock, ci troveremo di fronte ad una lista di possibili overclock.

Molti saranno tentati di portare l’overclock al massimo, ma per esperienza personale sconsiglio questa scelta, in quanto con il minimo errore potrebbe portare alla corruzione della scheda sd, con la conseguente necessaria riformattazione (e perdita dati).

 

Personalmente ho in funzione un Raspberry Pi 1B con overclock settato su High a 950 Mhz da diversi mesi senza problemi, e ammetto che la maggiore fluidità si nota.
Tuttavia, per allungare la vita al processore, se non si hanno esigenze particolari anche un Modest o Medium potrebbero andare bene.

I produttori hanno comunicato che con un uso normale non c’è bisogno di dissipatore, tuttavia se viene applicato overclock, il mio consiglio è di acquistare un heatsink con fondo adesivo da pochi euro, per evitare di raggiungere temperature elevate durante l’utilizzo.
Per amplificare l’effetto in condizioni di uso prolungato (ad esempio quando si utilizza il raspberry come server di rete), consiglio di montare anche una ventolina da 5v (per il collegamento vedere il paragrafo “Collegamenti interni”):

Il sistema si riavvierà e dovrebbe comparire direttamente il desktop.

Una breve lista dei comandi linux che potrebbero essere utili nella prima fase di utilizzo

Install program
apt-get install < name >

Update kernel and drivers
apt-get update

Start a graphical session (X server):
startx

Login (user/password):
-per distro pwnpi: root/toor
-per rasbpbian: pi/raspberry

Shutdown:
halt (and then disconnect power) 
[or]
shutdown -h now

Entering raspberry config:
sudo raspi-config

Auto boot to desktop:
(if not installed) apt-get install lightdm
(or raspi-config tool)

Wlan scan and config
iwlist wlan0 scan
iwconfig

Wlan on-off device
ifconfig wlan0 down (oppure up)

Check Linux Kernel version
sudo uname -r

Reinstalling Grub
sudo apt-get update
sudo apt-get purge grub grub-pc grub-common
sudo apt-get install grub-common grub-pc

Spostamento in cartella
cd < new path >

Modificare permessi cartella (lettura e scrittura da chiunque)
sudo su
chmod ugo+rwx < dir path/name >

Copia di file
cp file_da_copiare.xyz directory_di_destinazione

Spostamento di file
mv < file path/name > < new file path/name >

Eliminazione di file
rm < file path/name >

Eliminazione di cartella (e file interni a cascata)
rm -rf < dir path/name >

Aggiornamento release sistema operativo
sudo do-release-upgrade -d