Пошаговое руководство по запуску миникомпьютера Raspberry Pi.
Для запуска нам понадобятся:
- Raspberry Pi
- USB клавиатура
- USB мышка (если собираетесь работать в визуальной оболочке)
- Micro USB адаптер для питания Raspberry Pi
- Монитор с HDMI входом, или телевизор, или TV тюнер с RCA разъемами
- Программа Win32DiskImager для записи образа системы на флешку
- Образ операционной системы Raspbian “wheezy”
- Кардридер для чтения SD/MMC/SDIO карт памяти
SD/MMC/SDIO карта памяти размером от 2 до 32 Гб (по возможности покупайте карты 6 или 10 класса)
HDMI кабель для подключения к монитору или RCA кабель для подключения к телевизору или TV тюнеру
Если все необходимое у вас есть под рукой, то продолжим.
Запись образа Raspbian на карту памяти для Raspberry Pi
Для записи образа системы Raspbian на карту памяти вам понадобится программа Win32DiskImager и сам образ Raspbian “wheezy”. Скачайте их на свой компьютер.
Теперь у вас есть готовая к работе флешка с записанным образом Raspbian.
Подключение Raspberry Pi
- Подключите карту памяти к Raspberry Pi
- Подключите USB клавиатуру (и USB мышь если надо)
- Включите ваш монитор или телевизор (TV тюнер)
- Подключите Mini USB адаптер питания к Raspberry Pi
- Включите Mini USB адаптер питания в розетку
Подключите HDMI кабель одним концом к монитору, а вторым и Raspberry Pi или RCA кабель к телевизору (TV тюнеру) и Raspberry Pi (в RCA будет использован только желтый разъем)
При использовании TV тюнера в качестве монитора, необходимо источником сигнала выбрать композитный вход.
Настройка Raspberry Pi
При первой загрузке Raspberry Pi вы увидите меню Raspi-config
Если этого не произошло, то наберите в консоли команду sudo raspi-config
Через это меню мы сможем произвести основные настройки нашей будущей системы.
Рассмотрим пункты меню, которыми мы будем пользоваться:
Вам необходимо определиться, сколько оперативной памяти вы готовы выделить для графического процессора. При работе в консоли будет достаточно и 16 Мб, а вот для просмотра видео в графической оболочке придется пожертвовать 64-128 Мб. Выбранные значения могут быть только: 16, 32, 64, 128 или 256.
Пока можете оставить значение по умолчанию, а потом, в случае необходимости выберите подходящий для вас вариант. Здесь следует учесть тот факт, что при увеличении частоты, также увеличивается и потребление энергии. То есть ваш источник питания должен выдавать достаточный ток для нормальной работы.
Установка пароля пользователю "root" в Raspberry Pi
Наберите в консоли команду sudo passwd root и введите пароль дважды.
Полезные консольные программы для Raspberry Pi
Top – диспетчер задач
Встроен в систему
Запуск: top
Htop – диспетчер задач
Установка: sudo apt-get install htop
Запуск: htop
Мой любимый диспетчер задач:)
Mc – файловый менеджер
Установка: sudo apt-get install mc
Запуск: mc
Weechat – IRC клиент
Установка: sudo apt-get install weechat
Запуск: weechat-curses
Links – текстовый браузер
Установка: sudo apt-get install links
Запуск: links
Клавиша Esc откроет меню браузера
Команды Linux
- sudo - ставится перед командой и выполняет ее с правами пользователя root
- sudo halt - выключение
- Ctrl+C - выход из открытой консольной программы (если не предусмотрено других клавиш)
- Shift+Ins - вставить текст в консоль
- Ctrl+Ins - копировать выделенный текст из консоли
- cd - переход в нужную папку. Например cd /home/pi
- dir - покажет содержимое текущей папки
- pwd - покажет ваше текущее расположении
- date - покажет время и дату
- cal - покажет календарь на текущий месяц
- cal -y - покажет календарь на текущий год
- sudo apt-get update - обновит список пакетов с репозитария
- sudo apt-get upgrade - обновит установленные пакеты
- sudo apt-get install [имя пакета] - установит нужный пакет. Например sudo apt-get install mc
- стрелки вверх и вниз - листают набранные ранее команды
wget - скачать файл в текущую директорию. Например wget http://mysite.com/myfile.deb
Резервное копирование Raspberry Pi
Теперь у нас есть минимально настроенная рабочая система с небольшим набором программ. Чтобы в случае всяких непредвиденных обстоятельств нам не пришлось все вышеописанное повторять заново, мы сделаем backup наших данных.
Все вопросы и дополнения оставляйте в комментариях. Буду признателен, если поделитесь ссылкой на эту статью с друзьями в социальных сетях.
P.S. В следующей статье я опишу процесс организации удаленного доступа к Raspberry Pi. Будет рассмотрено SSH подключение для доступа к консоли и организация удаленного доступа к файлам по SSH. Также мы настроим локальную сеть.
Компьютеры на одноплатной аппаратной платформе Raspberry Pi становятся всё популярнее и популярнее. Если раньше их покупали в основном инженеры и компьютерные специалисты, то сейчас их преобретают многие любители для домашних экспериментов и электронных поделок. Управляет таким компьютером операционная система на базе Linux (обычно это Ubuntu или её производные). По умолчанию сеть в этой операционной системе настроена так, что при включении Распберри Пи в локальную сеть (которой обычно управляет роутер), каждый раз ему динамически присваивается новый IP-адрес благодаря настроенному протоколу DHCP. Это не всегда удобно. Поэтому оптимальнее всего настроить статический IP на Raspberry Pi.
Делается это просто. Если вы знаете адрес своего роутера через которые организавана локалка — отлично, елси нет, то в терминале набераем команду:
Netstat -r –n
Этим мы выводим на экран таблицу маршрутизации. Смотим на стобец Gateway (Шлюз), в ней должен отображаться текущий IP-адрес вашего маршрутизатора. Как правило, в домашних сетях это или или . Пусть в моём примере это будет первый адрес. Запоминаем или записываем его.
Для того, чтобы через консоль настроить сеть вручную на Распберри Пи и сделать статический IP — введите команду:
Sudo nano /etc/network/interfaces
В открывшемся конфиге ищем строку «iface eth0 inet dhcp» и стираем её. Вместо этого надо вписать следующее:
Iface eth0 inet static address 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0 gateway 192.168.1.1
Думаю, что смысл строк ясен, но немного всё же поясню. В строке «Аddress (Адрес)» надо вписать Ай-Пи из подсети роутера, главное чтобы он не был уже занять каким-нибудь другим устройством. Маска в 99% домашних сетей — 255.255.255.0, в в строчку «Gateway (Шлюз)» указывается адрес самого роутера чтобы показать системе, что весь трафик надо как бы «прогонять» через этот хост.
Дальше нажимаем комбинацию клавиш «Ctrl+X» чтобы выйти из редактора. На запрос о сохранении файла надо будет нажать сначала кнопку «Y», а затем — «Enter». Для применения изменений надо перезапустить сетевую службу. Делается это вот такой командой:
Sudo/etc/init.d/networking restart
Если вдруг система выдаст ошибку, то снова откройте файл и проверьте правильность ввода адресов.
Настройка сети на Raspberry Pi завершена.
Примечание:
На последних релизах операционной системы Raspbian JESSIE, конфиг сетевой карты из /etc/network/interfaces не читается
и получение IP-адреса идёт только в автоматическом режиме. Чем руководствовались разработчики — не ясно, но теперь прописать статику стало в разы сложнее. Один из вариантов решения — прибить демона клиента DHCP. Конечно, можно, но есть и ещё вариант, который подсказал автор блога homeless.su — подправить его конфигурацию в файле /etc/dhcpcd.conf.
Открываем его через редактор nano:
Sudo nano /etc/dhcpcd.conf
Прокручиваем его в самый низ и дописываем вот это:
Nodhcp interface eth0 static ip_address=192.168.1.10/24 static routers=192.168.1.1 static domain_name_servers=192.168.1.1
Само-собой, адреса надо прописать из своей сети. Перезагружаем свой Распберри Пи и проверяем — работает ли статический адрес.
Будучи встраиваемой системой, Raspberry Pi не имеет BIOS , который есть у обычного ПК . Следовательно, различные параметры для настройки системы, которые обычно хранятся и редактируются именно в BIOS , в случае Raspberry Pi хранятся в опциональном текстовом файле под названием config.txt. При загрузке этот файл сначала считывает графический процессор, а уже потом происходит инициализация процессора ARM (и Linux ), поэтому config.txt должен быть расположен в первом (загрузочном) разделе вашей SD -карты, рядом с файлами bootcode.bin и start.elf . Как правило, в Linux этот файл доступен по маршруту /boot/config.txt и редактировать его нужно только через пользователя root .
В операционных системах Windows и OS X он будет доступен по тому же маршруту, но, по сути, раздел /boot будет единственным разделом SD -карты, доступным для этих ОС . В случае, если файла config.txt в разделе /boot не окажется, просто создайте новый текстовый файл.
Внесенные изменения вступают в силу лишь после перезагрузки Raspberry Pi . После загрузки Linux информацию о текущих настройках можно получить при помощи следующих команд:
vcgencmd get_config < config> - показывает отдельно взятое конфигурационное значение; например, vcgencmd get_config arm_freq. vcgencmd get_config int - показывает список всех конфигурационных значений, которые представляют собой целые числа (отличные от нуля) . vcgencmd get_config str - показывает список всех конфигурационных значений, которые представляют собой строки (отличные от нуля) .
Обратите внимание, что есть ряд настроек, информацию о которых с помощью команды vcgencmd получить нельзя.
Что представляет собой CONFIG.TXT
Поскольку config.txt считывается прошивкой на самом раннем этапе загрузки, он устроен очень просто. Он состоит из строк, каждая из которых содержит в себе информацию, сформированную по принципу «свойство=значение» , где в качестве значения может быть либо целое число, либо строка. При помощи символа «#» те или иные свойства можно отключить (если поставить этот символ перед строкой, в котором содержится информация о свойстве) или добавить к ним комментарии (если поставить этот символ в начале вновь созданной строки, которая, собственно, и будет содержать ваш комментарий).
Например...
# Включаем у монитора HDMI-режим - чтобы звук отправлялся по HDMI-кабелю hdmi_drive =2 # Задаем режим работы монитора как DMT hdmi_group =2 # Задаем разрешение монитора как 1024х768 XGA 60Гц (HDMI_DMT_XGA_60) hdmi_mode =16 # Делаем дисплей меньше, чтобы текст не убегал за пределы экрана overscan_left =20 overscan_right =12 overscan_top =10 overscan_bottom =10
Память
GPU_MEM
Задает память графического процессора (в мегабайтах) и, по сути, разбивает память между CPU и GPU . Оставшаяся память отходит CPU . Минимальное значение - «16» , максимальное - «192» , «448» или «944» (в зависимости от того, какую Pi вы используете - на 256 , 512 или 1024 мегабайт ). Значение по умолчанию - «64» .
Если выставить gpu_mem на низкое значение, это может автоматически отключить определенные функции прошивки (поскольку, если памяти будет мало, GPU будет просто не способен делать определенные вещи). Поэтому если какая-нибудь функция не будет работать, просто попробуйте увеличить память для GPU .
Если применить gpu_mem_256 , gpu_mem_512 и gpu_mem_1024 , это позволит использовать одну и ту же SD -карту между Raspberry Pi , соответственно, на 256 Мб , 512 Мб и 1024 Мб config.txt .
GPU_MEM_256
Задает GPU -память в мегабайтах для 256-мегабайтной Raspberry Pi 256 Мб gpu_mem . Максимальное значение - «192» .
GPU_MEM_512
Задает GPU -память в мегабайтах для 512-мегабайтной Raspberry Pi (но если память не составляет 512 Мб , команда игнорируется). Перезаписывает значение в свойстве gpu_mem . Максимальное значение - «448» .
Значение по умолчанию не задано.
GPU_MEM_1024
Задает GPU -память в мегабайтах для 1024-мегабайтной Raspberry Pi (но если память не составляет 1024 Мб , команда игнорируется). Перезаписывает значение в свойстве gpu_mem . Максимальное значение - «944» .
Значение по умолчанию не задано.
DISABLE_L2CACHE
«1» , это отключит доступ CPU к L2-кэшу GPU . Требуется, чтобы ядро, соответствующее L2-кэшу , было отключено.
Значение по умолчанию - «0» .
DISABLE_PVT
Если выставить это свойство на «1» , это отключит периодический (дважды в секунду) замер температуры RAM , а вместе с ним и калибровку скорости обновления RAM .
Значение по умолчанию - «0» .
CMA – Динамическое разбиение памяти
Начиная с 19 ноября 2012 прошивка и ядро поддерживают систему распределения памяти CMA (Contiguous Memory Allocator) , с помощью которой разбиение памяти между CPU и GPU можно осуществлять динамически и прямо во время работы.
Впрочем, официально эта система не поддерживается.
Пример config.txt с применением этой системы можно найти, например, .
CMA_LWM
Если GPU -память имеет меньше, чем задано в cma_lwm (LWM означает «low-water mark» , что можно перевести как «наименьший предел» ), то начинает запрашивать памяти у CPU .
CMA_HWM
Если GPU -память имеет больше, чем задано в cma_hwm (HWM означает «high-water mark» , что можно перевести как «наивысший предел» ), то начинает делиться памятью с CPU .
Чтобы CMA заработала, в cmdline.txt должно быть прописано следующее:
Камера
DISABLE_CAMERA_LED
Если задать в этом свойстве «1» , то красный светодиод камеры при записи видео и фотографировании включаться не будет. Полезно, например, если вы снимаете через стекло и хотите избежать на итоговом изображении нежелательных отражений.
Встроенное аналоговое аудио (3,5-миллиметровый разъем)
Встроенный аудиовыход имеет несколько конфигурационных настроек, влияющих на то, как будет работать аналоговое аудио, а также включающих/выключающих некоторые функции прошивки.
DISABLE_AUDIO_DITHER
По умолчанию к аудиопотоку, который направляется к аналоговому аудиовыходу, применяется дитеринг с амплитудой 1.0 LSB . В ряде случаев из-за этого к звуку примешиваются фоновые шипения - как если бы вы громкость звука в ALSA была выкручена на низкий уровень. Чтобы отключить дитеринг, задайте в этом свойстве значение «1» .
PWM_SAMPLE_BITS
Настраивает битовую глубину аналогового аудиовыхода. По умолчанию тут стоит значение «11» . Если задать в этом параметре меньше «8», то звук получится искаженным. Как правило, эта настройка может пригодиться лишь в целях демонстрации того, как битовая глубина влияет на шум квантования.
Видео
Опции для режима композитного видео
SDTV_MODE
Определяет ТВ -стандарт, используемый для композитного видеовыхода через желтый RCA -разъем. Значение по умолчанию - «0» .
SDTV_ASPECT
Определяет соотношение сторон для композитного видеовыхода. Значение по умолчанию - «1» .
SDTV_DISABLE_COLOURBURST
Если задать в этом параметре «1» , это отключит на композитном видеовыходе сигнал цветовой синхронизации. Изображение станет монохромным, но и, возможно, более четким.
Опции для режима HDMI
HDMI_SAFE
Если задать в этом свойстве «1» , система запустит «безопасный режим» и попытается загрузиться с максимальной HDMI -совместимостью. Это как если бы в настройках было указано следующее:
hdmi_force_hotplug =1 hdmi_ignore_edid =0xa5000080 config_hdmi_boost =4 hdmi_group =2 hdmi_mode =4 disable_overscan =0 overscan_left =24 overscan_right =24 overscan_top =24 overscan_bottom =24
HDMI_IGNORE_EDID
Если установить в этом параметре «0xa5000080» , система будет игнорировать EDID (данные от дисплея). Эта опция используется, например, если ваш дисплей имеет некорректные EDID . Такое необычно громоздкое значение нужно, чтобы не включить эту опцию случайно.
HDMI_EDID_FILE
Если задать тут «1» , GPU будет запрашивать EDID не у дисплея, а обратится за ними к файлу edid.dat , расположенному в загрузочном разделе на SD -карте. Более подробно - .
HDMI_FORCE_EDID_AUDIO
Если задать в этом параметре «1» , система сделает вид, что дисплей поддерживает абсолютно все форматы аудио - это позволяет использовать DTS/AC3 , даже если его нет в числе поддерживаемых форматов.
HDMI_IGNORE_EDID_AUDIO
Если задать в этом параметре «1» , система сделает вид, что дисплей не поддерживает ни одного формата аудио. Это значит, что по умолчанию для аналогового (3,5-миллиметрового ) аудиовыхода будет использоваться ALSA .
HDMI_FORCE_EDID_3D
Если задать тут «1» , то система сделает вид, что 3D поддерживается всеми CEA -режимами, даже если в EDID об этой поддержке ничего не сказано.
AVOID_EDID_FUZZY_MATCH
Если установить тут «1» , это позволит избежать «нечеткого соответствия» режимов, описанных в EDID . Вместо этого система будет выбирать стандартный режим с соответствующим разрешением и наиболее близкой частотой кадров (даже если в результате гашение будет неправильным).
HDMI_IGNORE_CEC_INIT
Если задать в этом параметре «1» , то при загрузке система не будет отсылать телевизору «будящего» сообщения об активации HDMI . Это предотвратит автоматическое переключение каналов и автоматическое включение телевизора при перезагрузке Raspberry Pi . Требуется, если вы используете телевизор, поддерживающий функцию CEC .
HDMI_IGNORE_CEC
Если задать тут «1» , система притворится, что телевизор не поддерживает CEC вовсе. В результате ни одна из CEC -функций поддерживаться не будет.
HDMI_PIXEL_ENCODING
Задает режим кодирования пикселей. По умолчанию тут будет использоваться режим, запрошенный у EDID , поэтому менять его не следует.
HDMI_DRIVE
Позволяет вам выбирать между режимами вывода - HDMI или DVI .
CONFIG_HDMI_BOOST
Конфигурирует мощность сигнала HDMI -интерфейса. Дефолтное значение - «0» , а максимум - «7» . Если возникли какие-то помехи, попробуйте «4» .
HDMI_GROUP
Определяет группу для вывода HDMI -сигнала – либо CEA (означает Consumer Electronics Association , т.е. «Ассоциация Бытовой Электроники» - это стандарт, обычно используемый для телевизоров), либо DMT (означает Display Monitor Timings , т.е. «Тайминги для дисплеев мониторов» - стандарт, обычно используемый для мониторов). Эту настройку необходимо использовать в сочетании с hdmi_mode .
HDMI_MODE
Эта настройка вместе с hdmi_group определяет формат для вывода HDMI -сигнала.
Если вы хотите задать собственный режим, которого нет среди перечисленных ниже, смотрите этот тред .
hdmi_group =1 (CEA)
| hdmi_mode | Разрешение | Частота | Примечания |
|---|---|---|---|
| 1 | VGA | (640х480) | |
| 2 | 480p | 60 Гц | |
| 3 | 480p | 60 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 4 | 720p | 60 Гц | |
| 5 | 1080i | 60 Гц | |
| 6 | 480i | 60 Гц | |
| 7 | 480i | 60 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 8 | 240p | 60 Гц | |
| 9 | 240p | 60 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 10 | 480i | 60 Гц | Учетверение пикселей |
| 11 | 480i | 60 Гц | |
| 12 | 240p | 60 Гц | Учетверение пикселей |
| 13 | 240p | 60 Гц | Учетверение пикселей, соотношение сторон 16:9 |
| 14 | 480p | 60 Гц | Удвоение пикселей |
| 15 | 480p | 60 Гц | |
| 16 | 1080p | 60 Гц | |
| 17 | 576p | 50 Гц | |
| 18 | 576p | 50 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 19 | 720p | 50 Гц | |
| 20 | 1080i | 50 Гц | |
| 21 | 576i | 50 Гц | |
| 22 | 576i | 50 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 23 | 288p | 50 Гц | |
| 24 | 288p | 50 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 25 | 576i | 50 Гц | Учетверение пикселей |
| 26 | 576i | 50 Гц | Учетверение пикселей, соотношение сторон 16:9 |
| 27 | 288p | 50 Гц | Учетверение пикселей |
| 28 | 288p | 50 Гц | Учетверение пикселей, соотношение сторон 16:9 |
| 29 | 576p | 50 Гц | Удвоение пикселей |
| 30 | 576p | 50 Гц | Удвоение пикселей, соотношение сторон 16:9 |
| 31 | 1080p | 50 Гц | |
| 32 | 1080p | 24 Гц | |
| 33 | 1080p | 25 Гц | |
| 34 | 1080p | 30 Гц | |
| 35 | 480p | 60 Гц | Учетверение пикселей |
| 36 | 480p | 60 Гц | Учетверение пикселей, соотношение сторон 16:9 |
| 37 | 576p | 50 Гц | Учетверение пикселей |
| 38 | 576p | 50 Гц | Учетверение пикселей, соотношение сторон 16:9 |
| 39 | 1080i | 50 Гц | Сниженный бланкинг |
| 40 | 1080i | 100 Гц | |
| 41 | 720p | 100 Гц | |
| 42 | 576p | 100 Гц | |
| 43 | 576p | 100 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 44 | 576i | 100 Гц | |
| 45 | 576i | 100 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 46 | 1080i | 120 Гц | |
| 47 | 720p | 120 Гц | |
| 48 | 480p | 120 Гц | |
| 49 | 480p | 120 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 50 | 480i | 120 Гц | |
| 51 | 480i | 120 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 52 | 576p | 200 Гц | |
| 53 | 576p | 200 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 54 | 576i | 200 Гц | |
| 55 | 576i | 200 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 56 | 480p | 240 Гц | |
| 57 | 480p | 240 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
| 58 | 480i | 240 Гц | |
| 59 | 480i | 240 Гц | Соотношение сторон 16:9 |
В таблице выше режимы с соотношением сторон 16:9 - это широкоэкранные варианты режима, в котором обычно используется соотношение 4:3 . Удвоение и учетверение пикселей говорят о более высокой тактовой частоте - каждый пиксель повторяется два или четыре раза соответственно.
Данные значения следует использовать, если вы задали
hdmi_group =2 (DMT)
| hdmi_mode | Разрешение | Частота | Примечания |
|---|---|---|---|
| 1 | 640 x 350 | 85 Гц | |
| 2 | 640 x 400 | 85 Гц | |
| 3 | 720 x 400 | 85 Гц | |
| 4 | 640 x 480 | 60 Гц | |
| 5 | 640 x 480 | 72 Гц | |
| 6 | 640 x 480 | 75 Гц | |
| 7 | 640 x 480 | 85 Гц | |
| 8 | 800 x 600 | 56 Гц | |
| 9 | 800 x 600 | 60 Гц | |
| 10 | 800 x 600 | 72 Гц | |
| 11 | 800 x 600 | 75 Гц | |
| 12 | 800 x 600 | 85 Гц | |
| 13 | 800 x 600 | 120 Гц | |
| 14 | 848 x 480 | 60 Гц | |
| 15 | 1024 x 768 | 43 Гц | Несовместим с Raspberry Pi |
| 16 | 1024 x 768 | 60 Гц | |
| 17 | 1024 x 768 | 70 Гц | |
| 18 | 1024 x 768 | 75 Гц | |
| 19 | 1024 x 768 | 85 Гц | |
| 20 | 1024 x 768 | 120 Гц | |
| 21 | 1152 x 864 | 75 Гц | |
| 22 | 1280 x 768 | Сниженный бланкинг | |
| 23 | 1280 x 768 | 60 Гц | |
| 24 | 1280 x 768 | 75 Гц | |
| 25 | 1280 x 768 | 85 Гц | |
| 26 | 1280 x 768 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 27 | 1280 x 800 | Сниженный бланкинг | |
| 28 | 1280 x 800 | 60 Гц | |
| 29 | 1280 x 800 | 75 Гц | |
| 30 | 1280 x 800 | 85 Гц | |
| 31 | 1280 x 800 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 32 | 1280 x 960 | 60 Гц | |
| 33 | 1280 x 960 | 85 Гц | |
| 34 | 1280 x 960 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 35 | 1280 x 1024 | 60 Гц | |
| 36 | 1280 x 1024 | 75 Гц | |
| 37 | 1280 x 1024 | 85 Гц | |
| 38 | 1280 x 1024 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 39 | 1360 x 768 | 60 Гц | |
| 40 | 1360 x 768 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 41 | 1400 x 1050 | Сниженный бланкинг | |
| 42 | 1400 x 1050 | 60 Гц | |
| 43 | 1400 x 1050 | 75 Гц | |
| 44 | 1400 x 1050 | 85 Гц | |
| 45 | 1400 x 1050 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 46 | 1440 x 900 | Сниженный бланкинг | |
| 47 | 1440 x 900 | 60 Гц | |
| 48 | 1440 x 900 | 75 Гц | |
| 49 | 1440 x 900 | 85 Гц | |
| 50 | 1440 x 900 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 51 | 1600 x 1200 | 60 Гц | |
| 52 | 1600 x 1200 | 65 Гц | |
| 53 | 1600 x 1200 | 70 Гц | |
| 54 | 1600 x 1200 | 75 Гц | |
| 55 | 1600 x 1200 | 85 Гц | |
| 56 | 1600 x 1200 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 57 | 1680 x 1050 | Сниженный бланкинг | |
| 58 | 1680 x 1050 | 60 Гц | |
| 59 | 1680 x 1050 | 75 Гц | |
| 60 | 1680 x 1050 | 85 Гц | |
| 61 | 1680 x 1050 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 62 | 1792 x 1344 | 60 Гц | |
| 63 | 1792 x 1344 | 75 Гц | |
| 64 | 1792 x 1344 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 65 | 1856 x 1392 | 60 Гц | |
| 66 | 1856 x 1392 | 75 Гц | |
| 67 | 1856 x 1392 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 68 | 1920 x 1200 | Сниженный бланкинг | |
| 69 | 1920 x 1200 | 60 Гц | |
| 70 | 1920 x 1200 | 75 Гц | |
| 71 | 1920 x 1200 | 85 Гц | |
| 72 | 1920 x 1200 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 73 | 1920 x 1440 | 60 Гц | |
| 74 | 1920 x 1440 | 75 Гц | |
| 75 | 1920 x 1440 | 120 Гц | |
| 76 | 2560 x 1600 | ||
| 77 | 2560 x 1600 | 60 Гц | |
| 78 | 2560 x 1600 | 75 Гц | |
| 79 | 2560 x 1600 | 85 Гц | |
| 80 | 2560 x 1600 | 120 Гц | Сниженный бланкинг |
| 81 | 1366 x 768 | 60 Гц | |
| 82 | 1920 x 1080 | 60 Гц | 1080p |
| 83 | 1600 x 900 | Сниженный бланкинг | |
| 84 | 2048 x 1152 | Сниженный бланкинг | |
| 85 | 1280 x 720 | 60 Гц | 720p |
| 86 | 1366 x 768 | Сниженный бланкинг |
Имейте в виду, что в Raspberry Pi имеется ограничение на частоту пикселизации, а это значит, что форматы выше 1920х1200 (с 60 Гц и сниженным бланкингом) не поддерживаются.
Какие значения корректны для моего монитора?
Ваш HDMI-монитор может поддерживать лишь ограниченное число форматов. Чтобы узнать, какие именно форматы поддерживаются, воспользуйтесь следующим методом:
- Установите выходной формат как VGA 60 Гц (
hdmi_group =1
hdmi_mode =1
) и загрузите Raspberry Pi .
- CEA -режимов:
/ opt/ vc/ bin/ tvservice -m CEA
- Введите следующую команду, которая выведет список поддерживаемых DMT -режимов:
/ opt/ vc/ bin/ tvservice -m DMT
- Введите следующую команду, чтобы показать ваше текущее состояние:
/ opt/ vc/ bin/ tvservice -s
- Введите следующие команды, чтобы показать более подробную информацию о вашем мониторе:
/ opt/ vc/ bin/ tvservice -d edid.dat; / opt/ vc/ bin/ edidparser edid.dat
Файл edid.dat также используется при решении проблем с дефолтным HDMI -режимом.
Пользовательский режим
Если ваш монитор требует режима, которого в вышеуказанных таблицах нет, то вы можете задать собственный CVT -режим:
hdmi_cvt=
(Если вы хотите использовать дефолтные значения, нижними полями можно пренебречь.)
Обратите внимание, что эта команда просто создает режим (группа 2, режим 87), а для того, чтобы Raspberry Pi использовала его по умолчанию, вам нужно добавить еще несколько настроек. Например, нижеследующие строчки выберут разрешение 800х480 и установят HDMI -аудиовывод:
hdmi_cvt =800 480 60 6 hdmi_group =2 hdmi_mode =87 hdmi_drive =2
Впрочем, если ваш монитор не поддерживает стандартные CVT -тайминги, это может не сработать.
Общие настойки дисплея
HDMI_FORCE_HOTPLUG
Если выставить тут «1» , Raspberry Pi притворится, что получила сигнал о подключении HDMI -разъема, и получится так, будто бы к Pi подключен HDMI -монитор. Другими словами, режим вывода HDMI будет использоваться, даже если HDMI -монитор не определен.
HDMI_IGNORE_HOTPLUG
Если задать в этой настройке «1» , Raspberry Pi притворится, что не получила сигнал о подключении HDMI -разъема, и получится так, будто HDMI -дисплей к Pi не подключен. Другими словами, система будет использовать композитный режим, даже если к ней подключен HDMI -монитор.
DISABLE_OVERSCAN
Если задать тут «1» , это отключит растянутую развертку.
OVERSCAN_LEFT
Тут указывается количество пикселей, которые нужно пропустить на левом краю экрана. Это значение следует увеличить, если текст убегает за левую часть экрана, и уменьшить, если между левым краем экрана и текстом есть черный промежуток.
OVERSCAN_RIGHT
Тут указывается количество пикселей, которые нужно пропустить на правом краю экрана.
OVERSCAN_TOP
Тут указывается количество пикселей, которые нужно пропустить на верхнем краю экрана.
OVERSCAN_BOTTOM
Тут указывается количество пикселей, которые нужно пропустить на нижнем краю экрана.
FRAMEBUFFER_WIDTH
Тут указывается ширина в пикселях для хранения в кадровом буфере консоли. Значение по умолчанию - ширина дисплея минус общая горизонтальная развертка.
FRAMEBUFFER_HEIGHT
Тут указывается высота в пикселях для хранения в кадровом буфере консоли. Значение по умолчанию - высота дисплея минус общая вертикальная развертка.
FRAMEBUFFER_DEPTH
Тут указывается битовая глубина (в битах на пиксель) для хранения в кадровом буфере консоли. Значение по умолчанию - «16» .
FRAMEBUFFER_IGNORE_ALPHA
Если установить тут «1» , это отключит альфа-канал. Может пригодиться при использовании дисплея с 32-битной битовой глубиной.
TEST_MODE
Во время загрузки демонстрирует тестовые изображение и звук (но только через выводы для композитного видео и аналогового аудио) на протяжении указанного количества секунд, а затем запускает ОС в обычном режиме. Эта опция использовалась в качестве фабричного теста. Значение по умолчанию - «0» .
DISPLAY_ROTATE
Используется для того, чтобы повернуть экран на бок или сделать его зеркальное отражение. Значение по умолчанию - «0» .
Имейте в виду, что поворот на 90 и 270 градусов требует дополнительный GPU-памяти, поэтому если GPU_MEM выставить на «16» , эти опции работать не будут.
Лицензионные ключи / Кодеки
У вас есть возможность аппаратного декодирования двух кодеков, и активировать ее можно через покупку лицензии , которая встроена в серийный номер CPU на Raspberry Pi .
DECODE_MPG2
MPEG-2 , например,decode_MPG2 =0x12345678
.DECODE_WVC1
Ключ, открывающий аппаратное декодирование VC-1 , например,decode_WVC1 =0x12345678
.Если у вас есть несколько Raspberry Pi , и вы купили лицензию для каждой из них, то все эти ключи необязательно рассовывать по разным config.txt - достаточно будет всего одного.
Например, это может выглядеть примерно следующим образом:
decode_MPG2 =0x12345678, 0xabcdabcd, 0x87654321
.Это позволит вам использовать одну и ту же SD -карту на разных Pi без необходимости каждый раз редактировать config.txt .
DISABLE_COMMANDLINE_TAGS
Если установить эту настройку на «1» , start.elf не будет заполнять ATAGS (память начиная от 0x100 ), пока не запустится ядро.
CMDLINE
С помощью этой настройки можно задавать параметры командной строки в файле config.txt вместо cmdline.txt . Значение по умолчанию - cmdline.txt .
KERNEL
По умолчанию start.elf загружает ядро из файла kernel.img , находящегося в загрузочном разделе SD -карты (/boot ). Однако благодаря этой настройке пользователь может поменять имя этого файла.
KERNEL_ADDRESS
Адрес блока памяти, в который нужно загрузить образ ядра.
KERNEL_OLD
Если поставить в этой настройке «1» , это загрузит ядро по адресу 0x0 .
RAMFSFILE
Дает другое название файлу для RAM FS , находящемуся в загрузочном разделе (/boot ). Более подробно можно почитать .
RAMFSADDR
Адрес блока памяти, в который нужно загрузить ramfsfile .
INITRAMFS
Здесь указывается и имя файла для RAM FS , и адрес блока памяти, куда его нужно загрузить. Таким образом, эта настройка выполняет сразу две роли, вмещая в себя функционал параметров ramfsfile и ramfsaddr . Например, так:
initramfs iniramfs.gz 0x00800000
Примечание: У этой опции не такой синтаксис, как у других - здесь не нужно использовать символ «=» .
INIT_UART_BAUD
Начальная скорость передачи данных через UART (в бодах). Значение по умолчанию - «115200» .
INIT_UART_CLOCK
Начальная тактовая частота при передаче данных через UART . Значение по умолчанию - «3000000» (3 МГц) .
INIT_EMMC_CLOCK
Начальная тактовая частота при коммуникации с EMMC . Значение по умолчанию - «100000000» (100 МГц) .
BOOTCODE_DELAY
Тут устанавливается количество секунд, которые bootcode.bin будет ждать перед загрузкой start.elf . Значение по умолчанию - «0» .
Эта настройка может в особенности пригодиться, если Pi и монитор питаются от одного и того же источника, но монитор запускается дольше, чем Pi . В результате Pi при начальной загрузке не может определить монитор, но если Pi перезагрузить (и при этом не отключать от питания монитор), то монитор определяется нормально. Тут-то и пригодится параметр bootcode_delay , с помощью которого выставляется задержка перед считыванием EDID монитора и тем самым откладывается его запуск.
BOOT_DELAY
Тут указывается количество секунд, которые start.elf будет ждать перед загрузкой ядра. Значение по умолчанию - «1» . Общая задержка в миллисекундах рассчитывается по формуле (1000 х boot_delay) + boot_delay_ms . Может пригодиться, к примеру, если вашей SD -карте нужно какое-то время на подготовку прежде чем Linux сможет с нее загрузиться.
BOOT_DELAY_MS
Тут указывается количество миллисекунд, которые start.elf вместе с boot_delay будут ждать перед загрузкой ядра. Значение по умолчанию - «0» .
AVOID_SAFE_MODE
Если задать тут «1» , не будет включен безопасный режим загрузки Raspberry Pi . Значение по умолчанию - «0» .
DISABLE_SPLASH
Если установить тут «1» , при загрузке не будет показан радужный экран. Значение по умолчанию - «0» .
Дерево устройств
В config.txt есть несколько параметров для настройки дерева устройств. Они описаны отдельно - .
Разгон
В последней версии ядра имеется драйвер cpufreq , у которого по умолчанию включен регулятор, работающий «до востребования», то есть в зависимости от того, активированы ли у Raspberry Pi разгонные настройки или нет. Если не активированы, он никак не влияет на ситуацию, а если активированы, частота CPU будет меняться вместе с загрузкой процессора. То есть смысл этого регулятора в том, что значения, отличные от заданных по умолчанию, нужно использовать лишь при необходимости. Минимальные значения устанавливаются в параметрах, заканчивающихся на *min. Отключить разгон можно при помощи force_turbo=1.
Если SoC достигнет температуры в 85°C разгонные настройки (включая повышенное напряжение) будут автоматически отключены - чтобы охладить кристалл. В некоторых случаях у людей не получалось «догнать» температуру SoC и до 77°C даже при комнатной температуре в 25°C. Более подробно - .
Настройки для разгона
| Опция | Описание |
|---|---|
| arm_freq | Частота ARM CPU
в мегагерцах.
Значение по умолчанию - «700» . |
| gpu_freq | Разом задает значения для core_freq, h264_freq, isp_freq и v3d_freq
.
Значение по умолчанию - «250» . |
| core_freq | Частота GPU
в мегагерцах. Отражается на производительности CPU
, поскольку влияет на кэш L2
.
Значение по умолчанию - «250» . |
| h264_freq | Частота аппаратного видеоблока в мегагерцах.
Значение по умолчанию - «250» . |
| isp_freq | Частота системы обработки данных с датчика изображения (Image Sensor Processing или ISP
) в мегагерцах.
Значение по умолчанию - «250» . |
| v3d_freq | Частота 3D
-блока в мегагерцах.
Значение по умолчанию - «250» . |
| avoid_pwm_pll | PLL
-генератор теперь не работает исключительно для ШИМ
-аудио, что позволяет использовать core_freq
независимо от других настроек GPU
и, соответственно, дает больше контроля при разгоне. Если включить, слегка ухудшает качество аналогового аудио.
Значение по умолчанию - «0» . |
| sdram_freq | Частота SDRAM в мегагерцах. Значение по умолчанию - «400» . |
| over_voltage | Настройка напряжения для CPU и GPU . К примеру, значение [-16,8] соответствует с шагом в 0.025V . Другими словами, значение «-16» даст вам напряжение в 0.8V , а «8» - напряжение в 1.4V . Значение по умолчанию - «0» (1.2V) . Значения выше «6» разрешается устанавливать лишь при указании параметров force_turbo и current_limit_override . Коме того, эта настройка записывает гарантийный бит. |
| over_voltage_sdram | Задает разом параметры over_voltage_sdram_c , over_voltage_sdram_i и over_voltage_sdram_p . |
| over_voltage_sdram_c | Настройка напряжения для питания контроллера SDRAM
. Значение [-16,8]
соответствует
с шагом в 0.025V
.
Значение по умолчанию - «0» (1.2V) . |
| over_voltage_sdram_i | Настройка напряжения для питания устройства ввода/вывода SDRAM
. Значение [-16,8]
соответствует
с шагом в 0.025V
.
Значение по умолчанию - «0» (1.2V) . |
| over_voltage_sdram_p | Настройка напряжения для питания интерфейса PHY SDRAM
. Значение [-16,8]
соответствует
с шагом в 0.025V
.
Значение по умолчанию - «0» (1.2V) . |
| force_turbo | Отключает динамический драйвер cpufreq и минимальные опции, указанные ниже. Включает разгонные опции для h264/v3d/isp
.
Значение по умолчанию - «0» . Коме того, эта настройка может записать гарантийный бит. |
| initial_turbo | Включает «Турбо-режим»
на указанное количество секунд (начиная с загрузки, но до 60 секунд
) или пока cpufreq
не установит частоту. Более подробно читайте . Эта настройка может пригодиться при повреждении SD
-карты (если Pi
находится в разогнанном состоянии).
Значение по умолчанию - «0» . |
| arm_freq_min | Минимальное значение для arm_freq
, используемое для разгона.
Значение по умолчанию - «700» . |
| core_freq_min | Минимальное значение для core_freq
, используемое для разгона.
Значение по умолчанию - «250» . |
| sdram_freq_min | Минимальное значение для sdram_freq
, используемое для разгона.
Значение по умолчанию - «400» . |
| over_voltage_min | Минимальное значение для over_voltage
, используемое для разгона.
Значение по умолчанию - «0» . |
| temp_limit | Защита от перегрева. Когда SoC достигает значения, указанного в этом параметре, автоматически включаются дефолтные настройки для разгона и напряжения. Если установить тут выше значения по умолчанию («85» ), это аннулирует вашу гарантию. |
| current_limit_override | Если установить тут значение «x5A000020» , это отключит у источника питания защиту на предельный ток. Такое необычно громоздкое значение необходимо, чтобы не включить эту настройку по случайности. current_limit_override может пригодиться, к примеру, если вы установили для разгона слишком высокое значение, и загрузка Pi не удалась. Более подробно читайте . Изменение этого параметра может записать гарантийный бит. |
FORCE_TURBO
force_turbo =0
«0» , это включит динамический разгон для CPU , ядра GPU и SDRAM . Суть динамического разгона в следующем: к примеру, если система будет в загруженном состоянии, частота CPU поднимется до значения, указанного в arm_freq , а при простое - снизится до значения, указанного в arm_freq_min .
Параметры core_freq, core_freq_min, sdram_freq, sdram_freq_min, over_voltage и over_voltage_min функционируют таким же образом. Значение для over_voltage ограничено «6» (1.35V) . Недефолтные значения для h264 , v3d и ISP игнорируются.
force_turbo =1
Если выставить в этом параметре «1» , это отключит динамический разгон, вследствие чего все частоты и напряжение останутся на высоком уровне. Кроме того, это разрешит разгон для GPU) gpu_freq = pll_freq / [ четное число]
Значение для gpu_freq автоматически округляется до ближайшего четного целого числа. К примеру, если задать значения core_freq=500 и gpu_freq=300 , в результате получится 2000/300 = 6,666 => 6 . Следовательно, gpu_freq получит значение 333,33 МГц .
AVOID_PWM_PLL
Если установить тут «1» , это «отвяжет» PLL -блок от ШИМ -устройства. В результате чуть ухудшится качество аналогового аудио, но зато gpu_freq можно будет устанавливать независимо от core_freq .
Наблюдение за температурой и напряжением
Чтобы посмотреть текущую температуру Pi , впишите следующее:
cat / sys/ class/ thermal/ thermal_zone0/ temp
Теперь, чтобы превратить это число в градусы Цельсия , поделите его на 1000 .
Чтобы просмотреть текущую частоту Pi , впишите следующее:
cat / sys/ devices/ system/ cpu/ cpu0/ cpufreq/ scaling_cur_freq
Теперь, чтобы превратить это число в мегагерцы, поделите его на 1000 .
Как правило, имеет смысл держать температуру ядра ниже 70°C , а напряжение - выше 4.8V . Также имейте в виду, что у некоторых USB -адаптеров напряжение может падать до 4.2V . Это происходит из-за того, что они, как правило, разрабатываются для питания 3,7-вольтовых литий-полимерных батарей, а не 5-вольтовых компьютеров. Кроме того, при разгоне Raspberry Pi может здорово пригодиться теплоотвод, особенно если Pi заключена в корпус. Для этой работы подойдет, например, самоприлипающий BGA -радиатор размерами 14 x 14 x 10 мм , купить который можно, например, .
Проблемы с разгоном
Большинство проблем с разгоном проявляются сию же секунду - у Pi просто не получается загрузиться. Если это случилось, во время следующей загрузки зажмите клавишу ⇧ Shift , благодаря чему все разгонные настройки на время отключатся, а вы получите возможность успешно загрузиться и все поправить.
Условные фильтры
Когда SD -карта (или образ карты) используется с одними и теми же Pi и монитором, то можно просто указать в config.txt нужную комбинацию и спокойно работать, внося правки лишь в том случае, если что-то поменялось.
Однако если вы используете Pi с разными мониторами или если ваша SD-карта (или образ карты) используется на разных Pi , одного набора настроек может оказаться недостаточно. Тут-то и могут пригодиться условные фильтры - с их помощью в config.txt можно создать специальные секции, которые будут использоваться в строго определенных случаях. То есть благодаря этому вы сможете использовать один и тот же config.txt , чтобы задать в нем разные конфигурации, которые можно будет использовать для разного оборудования.
ФИЛЬТР
Это самый базовый фильтр. Он сбрасывает все прежние фильтры, благодаря чему все настройки, указанные ниже этого фильтра, будут применяться ко всем используемым устройствам.
[ all]
Как правило, имеет смысл добавить в самом конце, после всех остальных фильтров, чтобы избежать непреднамеренного объединения фильтров (см. ниже).
ФИЛЬТРЫ И
Все настройки, указанные ниже , применяются только к Pi1 (A, A+, B, B+) . Все настройки ниже применяются только к Pi2 .
[ pi1] [ pi2]
Это особенно полезно, если вам нужно задать разные значения в параметрах kernel , initramfs и cmdline , т.к. Pi1 и Pi2 требуются разные ядра. Кроме того, эти фильтры могут пригодиться при установке разных разгонных настроек для каждой платы, поскольку дефолтные частоты у них разные. Ниже - пример того, как задать разные initramfs :
[ pi1] initramfs initrd.img-3.18.7+ followkernel [ pi2] initramfs initrd.img-3.18.7-v7+ followkernel [ all]
И не забудьте в самом конце поставить фильтр - чтобы все последующие настройки не ограничивались только Pi2 .
ФИЛЬТР
В ситуации, когда вы пользуетесь одной SD -картой и вам нужно переключаться между разными мониторами, обычного config.txt может быть недостаточно, чтобы Pi автоматически выбирала необходимое разрешение для каждого монитора.
Тут-то и пригодится фильтр , который позволяет выбирать разные настройки в зависимости от EDID -имен разных мониторов.
Чтобы просмотреть EDID-имя монитора, запустите следующую команду:
tvservice -n
В ответ система покажет что-то вроде этого:
device_name =VSC-TD2220
Имея на руках эту информацию, вы можете указать настройки, которые будут применяться только для этого монитора. Как-то так:
[ EDID =VSC-TD2220] hdmi_group =2 hdmi_mode =82 [ all]
Эти строчки включат на этом мониторе режим 1920 х 1080 DMT , но другие мониторы эти настройки затрагивать не будут.
Имейте в виду, что настройки, указанные таким образом, применяются только при загрузке. Следовательно, при загрузке монитор должен быть уже подключен к Pi , а Pi , в свою очередь, должна иметь возможность считать EDID этого монитора, чтобы выяснить, правильное ли у него имя. Другими словами, если после загрузки просто подключить к Pi другой монитор, то другие настройки выбраны не будут.
ФИЛЬТР ДЛЯ СЕРИЙНОГО НОМЕРА
Иногда требуется, чтобы настройки применялись к конкретной Pi - даже если вы вставили SD -карту в какую-то другую Pi . Например, в случаях с разными лицензионными ключами и разгонными настройками (впрочем, для лицензионных ключей «кочующие» SD -карты - уже не помеха, но там используются не фильтры, а другой метод). Кроме того, этот фильтр можно использовать для выбора разных дисплейных настроек, даже если EDID -идентификация по какой-то причине невозможна (при условии, что вы используете лишь один монитор) – к примеру, если монитор не может дать корректное EDID -имя или если вы используете композитный выход (через который EDID прочесть нельзя).
Чтобы посмотреть серийный номер вашей Pi , т.к. в один и тот же момент времени оба фильтра использовать нельзя).
Фильтры разных типов можно объединить - просто перечислив их друг за другом. Например:
[ EDID =VSC-TD2220] # настройки только если подключен монитор VSC-TD2220 [ pi2] # настройки только если подключен монитор VSC-TD2220, и если он подключен к Pi2 [ all] # настройки для всех устройств
Обязательно пользуйтесь фильтром - это сбросит все предыдущие фильтры и позволит избежать случайного объединения фильтров разных типов.
Для определения оптимальных параметров настройки регуляторов (параметрической оптимизации) АСР необходимо иметь сведения о статических и динамических характеристиках объекта регулирования и действующих возмущений. Наиболее достоверными являются экспериментально определенные статические характеристики.
Оптимальная настройка ПИД-регулятора позволяет максимально быстро и почти без перерегулирования вывести объект на уставку. Признак правильной настройки – плавный, без рывков, рост регулируемого параметра и наличие тормозящих импульсов при подходе к уставке как снизу, так и сверху (рис. 14.39).
Если объект выходит на уставку с небольшим перерегулированием и быстрозатухающими колебаниями, можно немного уменьшить коэффициент усиления, оставив все остальные параметры без изменения.
Величина максимума амплитудно-частотной характеристики замкнутой системы регулирования, а также ее резонансная частота могут быть определены из временной характеристики системы относительно управляющего воздействия по условной величине ее степени затухания и частоте(рис. 14.40).
Рис. 14.39. Оптимальная работа ПИД-регулятора
Рис. 14.40. Переходная характеристика замкнутой системы регулирования
Указанное обстоятельство позволяет приближенно определить параметры регулируемого объекта ипо полученной экспериментально кривой переходного процесса при ступенчатом воздействии со стороны задатчика регулятора. Действительно, если известны степень затухания переходного процесса и его частота, а также числовые значения параметров настройки регулятора, при которых регистрировался этот процесс, то принципиально не представляет труда определить, каковы должны быть числовые значения параметров объектаидля того, чтобы амплитудно-фазовая характеристика разомкнутой системы с известными параметрами настройки регулятора касалась окружности с индексом, соответствующим этой степени затухания при частоте, соответствующей частоте переходного процесса.
Порядок определения оптимальной настройки ПИ-регулятора по графику временной характеристики замкнутой системы регулирования с помощью графиков заключается в следующем:
1. Система регулирования при произвольной настройке регулятора включается в работу. Убедившись, чтоона работает устойчиво, быстро изменяют задание регулятору на некоторую достаточно большую, но допустимую по условиям эксплуатации величину и регистрируют процесс изменения регулируемой величины во времени.
2. Из полученного графика изменения регулируемой величины, типовой вид которого приведен на рис. 14.40, определяются степень затухания и период колебаний переходного процессаТ.
3. Вычислив величину отношения периода колебаний переходного процесса к установленному в регуляторе во время проведения эксперимента значению времени изодрома, находят величины поправочных множителей на величину коэффициента передачи регулятора и на величину его времени изодрома, т.е. определяют, во сколько раз следует изменить числовые значения параметров настройки регулятора, чтобы настройка оказалась близкой к оптимальной.
4. Установив найденные параметры настройки в регуляторе, опыт повторяют и производят повторный расчет, аналогичный изложенному выше. Если окажется, что числовые значения поправочных коэффициентов близки к единице (находятся в пределах 0,95–1,05), можно считать, что настройка окончена. В противном случае необходимо произвести повторную перенастройку.
В практике наладочных работ используют приближенные формулы для определения оптимальных параметров настройки регуляторов для объектов, описываемых нижеприведенными выражениями при различных критериях оптимальности.
1. Всесоюзным теплотехническим институтом имени Ф.Э. Дзержинского (ВТИ) рекомендуются для степени затухания за период = 0,75 и интегральной квадратичной оценки, близкой к минимуму, следующие формулы расчета для параметров ПИ-регулятора с передаточной функцией:
W (P ) =K p (Т из Р + 1)/Т из Р .
При 0 < об /Т а < 0,2
, Т из = 3,3 об.
При 0,2 < об /Т а < 1,5
, Т из = 0,8Т а .
При = 0,9, 0 < об /Т а < 0,1
,
Т
из
= 5 об.
При 0,1 < об /Т а < 0,64
, Т из = 0,5Т а .
2. Имеются номограммы для подобных объектов, чтобы в зависимости от параметров объекта и заданного затухания определитьK р ,Т из (метод Ротача).
3. Существует метод компенсации большой постоянной времени объекта (Т из = Т об ) при коэффициенте демпфирования = 707 (модульный оптимум).
4. Аналитический расчет границы устойчивости и параметров регулятора при заданной степени колебательности по расширенным частотным характеристикам (метод Стефани) также применяется при наличии ЭВМ и соответствующих методик расчета. Все методики дают близкие результаты расчета параметров регулятора и, соответственно, близкие переходные процессы.
5. На практике расчеты регуляторов заканчиваются наладочными работами, когда используются экспериментальные методы параметрической оптимизации .
Эти методы основаны на прямом контроле переходных или частотных характеристик в процессе подбора оптимальных параметров настройки или с параметрами, заведомо обеспечивающими устойчивое движение АСР. Затем, вводя возмущение, наблюдают реакцию системы на эти возмущения. Целенаправленно изменяя параметры настройки регулятора, добиваются нужного характера переходного процесса. Это многошаговая итерационная процедура. Данные методы разработаны настолько, что позволяют автоматизировать этот процесс при минимальном участии человека 3 .
Самая простая настройка, когда в замкнутой АСР с ПИ-регулятором (при ПИ-регуляторе Т из устанавливают очень большим) увеличиваютK p до границы устойчивости, определяютK p .кр и Т пер.кр – период установившихся колебаний. Затем выставляют параметры:
Для П-регулятора K p .опт = 0,55 K p .кр;
Для ПИ-регулятора K p .опт = 0,55K p .кр,Т из = 1,25Т пер.кр.
6. Лучшие результаты дает пошаговая оптимизация с оценкой переходной характеристики на каждом шаге.
В плоскости параметров настройки ПИ-регулятора существуют линии одинаковой степени затухания (рис. 14.41).
Одно и то же затухание (пусть ψ= 0,75) можно получить при различных параметрах регулятора. Нужно обеспечить при этом минимальную квадратичную ошибку, которая изменяется в плоскости как показано на рис. 14.42. Таким образом, надо искать оптимальную точку настройки.
Из кривых (рис. 14.43) для различных настроек можно видеть, что в точках 1 и 2 переходные процессы затянуты, в точке 4 имеется апериодическая составляющая, затягивающая процесс. Поиск оптимальной настройки состоит из следующих этапов (рис. 14.44, 14.45):
1. ЗавышаютТ из, занижаютK р (точка 1).
2. Увеличивают K р , чтобы при колебательном процессе ψ = 0,8–0,9 (точка 2 ).
Рис. 14.44. Этапы практической настройки параметров ПИ-регулятора
3. УменьшаютТ из, чтобы избавиться от апериодической составляющей (точки3 ,4 ).
4. УменьшаютK р , чтобы приψ= 0,95…1 и при различных вариациях динамических свойств объекта регулирования переходные процессы были слабоколебательными (точка5 ).
Данный метод оптимизации не требует точного определения параметров объекта и параметров регулятора, так как варьирование параметров настройки производят относительно исходных значений, поэтому он широко применяется.
Рис. 14.45. Характер переходных процессов при различных настройках параметроврегуляторов
К примеру, в инструкции для наладчика САР с цифровым ПИ-регулятором даны следующие рекомендации.
регулятор настроен на ПИ-регулирование;
Рис. 14.46. Переходный процесс выходного сигнала ПИ-регулятора
структурная схема управления приведена на рис. 14.47;
Рис. 14.47. Структурная схема управления объектом с пневматическим исполнительным механизмом:w – задающее воздействие;x – регулируемая величина;xd – отклонение регулируемой величины;y – управляющее воздействие;1 – измерительный преобразователь; 2 – задатчик величины; 3 – регулировочный усилитель; 4 – электропневматический преобразователь сигнала; 5 – датчик; 6 – пневматический исполнительный блок
– пропорциональный коэффициент K р = 0,1;
– время изодрома T n = 9984 с;
– время предварения T v =oFF ;
– настройка параметров ПИ-регулятора:
установить желаемую заданную величину и в ручном режиме установить рассогласование регулирования на ноль;
переключиться на автоматический режим;
медленно увеличивать K р , пока регулирующий контур через малые изменения заданной величины не начнет клониться к колебаниям;
незначительно уменьшать K р , пока колебания не будут устранены;
уменьшать T n до тех пор, пока регулирующий контур снова не начнет клониться к колебаниям;
медленно увеличивать T n до тех пор, пока уклон к колебаниям не будет устранен.
Билет №16
насосы - машины, подающие жидкости;
вентиляторы и компрессоры - машины, подающие воздух и технические газы.
Вентилятор - машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления Ер < 1,15 (степень повышения давления Ер - отношение давления газовой среды на выходе из машины к давлению ее на входе).
Компрессор - машина, сжимающая газ с Ер >1,15 и имеющая искусственное (обычно водяное) охлаждение полостей, в которых происходит сжатие газов.
Согласно ГОСТ 17398-72 нагнетатели (насосы) подразделяются на две основные группы: насосы динамические и объемные.
В динамических нагнетателях передача энергии жидкости или газу происходит путем работы массовых сил потока в полости, постоянно соединенной с входом и выходом нагнетателя.
В объемных нагнетателях повышение энергии рабочего тела (жидкости или газа) достигается силовым воздействием твердых тел, например поршней в поршневых машинах в рабочем пространстве цилиндра, периодически соединяемым при помощи клапанов с входом и выходом нагнетателя.
Микрокомпьютер Raspberry Pi работает под управлением операционной системы. Так же, как и в обычных компьютерах, операционная система управляет всеми ресурсами компьютера и предоставляет пользователю определенный интерфейс для работы с программами. От того, какая выбрана система, зависит удобство использования устройства. Под Raspberry Pi написано множество разных операционок, в этой статье мы проведем краткий анализ их.
Практически все операционные системы для платы Raspberry Pi используют Linux в качестве базовой. Существует несколько официально поддерживаемых операционных систем:
- Raspbian – официальная ОС, которая обладает всем необходимым программным обеспечением. Рекомендуется использовать именно эту операционную систему для знакомства с Raspberry Pi.
- OpenELEC – медиапроигрыватель на основе Linux с открытым исходным кодом.
- OSMC (Raspbmc) – медиапроигрыватель с открытым исходным кодом на базе Kodi Media Center и Debian GNU/Linux.
- Поддержка Windows 10 в устройствах Raspberry Pi 2B.
Все ОС включены в NOOBS – это программа, в которой содержатся все перечисленные выше операционные системы и упрощающая их установку на Raspberry Pi. С помощью NOOBS возможна установка как одной ОС, так и нескольких, причем выбрать нужную систему можно при загрузке компьютера. Во время установки ОС создается специальный раздел RECOVERY, который позволяет вернуть систему к начальным настройкам.
Установка операционной системы на Raspberry Pi
Варианты установки
Существует 3 способа установки ОС на :
- покупка SD-карты с заранее установленной Raspbian или NOOBS;
- загрузка NOOBS на карту памяти и установка ОС Raspbian с нее;
- монтирование изображение Raspbian прямо на SD-карту.
Первый способ является наиболее простым – тут не требуется никаких дополнительных действий.
Во втором случае процедура установки выглядит следующим образом:
- В первую очередь карту памяти нужно отформатировать, указывая файловую систему FAT32.
- Скачивание архива с NOOBS, его распаковка на карту памяти так, чтобы файлы были в корневой директории.
- Вставка в Raspberry Pi необходимой периферии: клавиатуры, мыши и монитора через USB, подключение питания. В качестве монитора можно использовать телевизор, подключенный через RCA.
- Если экран подключен через RCA, нажать «3» на клавиатуре.
- В окне выбрать операционную систему Raspbian, русскую раскладку клавиатуры и язык. Русский язык нельзя установить. Нажать «Install», дождаться окончания процесса установки и включения.
- В появившемся меню «Configuration Tool» в третьем пункте выбрать второй вариант для установки графического интерфейса LXDE.
- Нажать «Done», дождаться перезагрузки.
- Если нужен вход с помощью логина и пароля, в графе логин ввести pi, пароль raspberry, после этого откроется рабочий стол.
Монтирование образа Raspbian на SD-карту.
- Скачивание архива с изображением с сайта https://www.raspberrypi.org/downloads/
- Распаковка, после чего получится файл.img.
- Вставка карты памяти в ПК.
- Монтирование установленного файла.
- Повтор 3 и 4 пунктов предыдущей инструкции.
- Повтор пунктов 6-8 предыдущей инструкции.
Сравнение операционных систем для Raspberry Pi
| ОС | Последняя версия | Отличительные свойства |
| Raspbian | Для установки последней версии нужно перезагрузить ОС и ввести код
sudo apt-get update sudo apt-get upgrade Произойдет обновление, затем нужно перезагрузить Raspberry Pi. |
Стандартная операционная система на базе Debian, которая специально создана под обеспечение этого миникомпьютера. Поставляется с набором стандартных программ и утилитами. В разделе «программирование» имеется более десятка различных приложений для программирования. В системе установлен браузер Chromium, пакет LibreOffice для работы с документами. |
| OSMC | OSMC Kodi 16 | Медиацентр на базе Kodi. Является наиболее функциональным программным обеспечением для мультимедиа. ОС имеет чистый интерфейс, меню появляется в левой части экрана, в нем можно выбрать носители (аудио, видео, картинки), устанавливать настройки и проверять программы. |
| 8.0.4 | Операционная система, предназначенная для проигрывания медиафайлов. Интерфейс как у Kodi. Обладает высокой скоростью работы. По сравнению с OSMC более закрытая ОС, в ней нельзя изменять системный уровень, имеются ограничения на доступ к отдаленным сервисам. | |
| Kano OS | Kano OS 3.13 | Операционная система, идеально подходящая для обучения. Яркий дружественный и удобный интерфейс, ничего лишнего. На сайте разработчика можно купить множество дополнительных комплектующих для RaspberryPi и собрать своими руками полноценный конструктор. |
| DietPi | Diet Pi | Основанная на Debian операционная система, занимающая всего 400 Мб на карте памяти! Не требовательна к ресурсам, поддерживается быстрая установка всех популярных программ |
| Windows 10 IoT Core | Windows 10 IoT | Специальная версия Windows для разработчиков, созданная для компьютера Raspberry Pi. Совместима только с ПК с установленной Windows 10. Для работы требуется установка на ПК Visual Studio, так как Windows 10 IoT Core не работает в одиночку. С помощью этой ОС можно создавать множество различных проектов. |
| ОС RISC | 2009.06, последняя тестовая версия 2010.03 | Отдельная операционная система, которая не построена на Linux, не имеет ничего схожего с другими ОС. Работает как однопользовательская система. Все приложения являются каталогами с восклицательным знаком перед названием, система хорошо работает с перетаскиванием файлов в папки. Система не используется как основная ОС, работает совершенно по-другому. |
| RetroPie | RetroPie 4.3.7 | Эмулятор, который позволяет играть на разнообразных консолях. Операционная система основана на Raspbian, но также имеется отдельно собранный образ RetroPie. |
| Pidora | Pidora 18 | Операционная система, основанная на проекте Fedora. По сравнению с Debian формат пакетов имеет расширение RPM. ОС содержит несколько различных сред для разработки программного обеспечения. |