Одноплатные компьютеры: что, зачем и почему. Как сделать сердце Железного Человека своими руками (40 фото). Одноплатные компьютеры своими руками Если возникнут технические вопросы

Компьютеры размером с кредитную карту (бывают модели и больше и меньше, но это своеобразный стандарт) уже довольно известны. Их изучили, их применяют, они работают на благо сообщества.

Что это?

Это устройство, у которого на одной плате собрано всё минимально необходимое для работы. Как правило, это CPU, GPU, их обвязка и, возможно, USB и сетевые интерфейсы - как проводные, так и беспроводные. Видеовыходы могут быть разные: от устаревшего VGA или композитного видео до вполне современного HDMI - лишь бы встроенное видеоядро поддерживало. Питаются они, как правило, от разъёма USB и требуют ток в диапазоне 500-1500 мА. То есть их можно питать при помощи обычного зарядного устройства для мобильного телефона или (лучше) планшета.

Зачем это нужно?

Количество задач, с которыми справится такой компьютер, довольно велико. Список начинается домашним компьютером и заканчивается роутерами и модемами. Например, на такое устройство можно без проблем установить почти полный Linux, превратив его в неплохую машинку для работы с документами, веб-сёрфинга, прослушивания музыки и других несложных задач. Некоторые модели способны переварить даже проигрывание видеороликов вплоть до 1080р! И всё это - с привычным графическим интерфейсом. Единственное место, где могут возникнуть проблемы, - это другая архитектура. Как правильно, многие приложения имеют версию для ARM-архитектуры, а если нет - легко найти аналог, но специфический софт на этой платформе всё ещё попадается редко.

Другая сторона медали - автоматизация и узкая специализация. Так, для того же Raspberry Pi существуют прошивки, позволяющие превратить его в Wi-Fi роутер, сетевое хранилище данных или беспроводной сетевой плеер. Очень часто такие решения являются максимально завершенными и требуют минимальной возни, требуя от устанавливающего лишь записать нужный образ на носитель данных (чаще всего - карту памяти) и указать необходимые настройки. Возможности поистине безграничны - вы можете соорудить целый умный дом, используя лишь пару-тройку таких плат. Конечно, ради этого придётся попотеть с настройкой всех таких устройств, но даже тут существуют готовые решения, требующие лишь минимальной прямоты рук.

Не стоит также забывать о набирающем популярность явлении под названием «интернет вещей» (IoT). Например, Microsoft собирается выпустить специальную версию Windows 10 IoT Edition. Устройство, использующее специальные протоколы (и сборку софта, разработанную ими же), сможет взаимодействовать даже с телефонами Lumia! С точки зрения развития идей одноплатных компьютеров это действительно шаг вперёд: до этого управление можно было осуществлять лишь через маршрутизатор. Сейчас это звено исчезает, позволяя устройствам общаться напрямую, да ещё и используя привычные для этого методы - например, для взаимодействия с Arduino используется известный и популярный во всём мире C#.

Главная вещь, позволяющая одноплатным компьютерам общаться с окружающим миром - порты GPIO. Это порты, которые могут быть и входами и выходами, позволяя устройству взаимодействовать на уровне “включил-выключил”. Такая простота идеи позволяет, например, включать или выключать лампочку, при получении электронного письма с соответствующей командой. Типичный одноплатный компьютер оснащается 5-10 портами GPIO, но их количество можно расширить разными путями.

Вместо итога

На сегодняшний день существует достаточно много разных одноплатных компьютеров и компьютеров-стиков. Настолько много, что даже рамки этого термина иной раз смываются, теряя точность: например, иногда даже Arduino называют таковым. Мы в этом материале постарались охватить самые популярные и распространённые варианты, а уж что из них выбрать и тем более что на их основе построить - это уже ваше решение.

P.S. Вот собраны сравнительные характеристики 44 таких компьютеров.

Три новых одноплатных микрокомпьютера, которые уже окрестили «убийцами Raspberry Pi». При сопоставимой с Raspberry Pi цене разработанные SolidRun модели гораздо быстрее. В них установлен более мощный процессор и увеличен объём оперативной памяти, но самое главное – новинки обладают более внушительным набором современных интерфейсов.

Пару лет назад микрокомпьютеры семейства Raspberry Pi начали своё победное шествие на рынке. По всему миру их покупали тысячи любителей мастерить электронные схемы своими руками. На базе одноплатных систем создавались студенческие проекты, выполнялись логические узлы «умного» дома и компоненты носимой электроники. Среди множества других вариантов встречались самоделки самого разного назначения – начиная от кустарного смартфона с сенсорным экраном и заканчивая интеллектуальным дозатором лекарств для собаки. Единственное, что сдерживало фантазию кулибиных, – их собственный опыт и аппаратные ограничения. Появления более совершенных моделей ждали постоянно, вот только мало кто предполагал, что их сделает совсем другая фирма.

Название компании SolidRun было на слуху после выпуска мини-компьютера CuBox-i. Его первая версия оснащалась одноядерным процессором с частотой 1 ГГц, 512 мегабайтами оперативной памяти и скромным видеоядром. Самым впечатляющим достижением CuBox-i были его габариты: вся начинка уместилась в объёме пяти кубических сантиметров. При столь скромных размерах кубика на его задней стенке сумели расположить пять портов, слот для карты формата MicroSD и гнездо для подключения адаптера питания.

В наименовании семейства микрокомпьютеров HummingBoard обыгрывается англоязычное название колибри. Видимо, маркетологи рассчитывают на ассоциативную связь с ловкой птичкой, которая не оставит шансов “малине”, хоть в жизни она и не входит в её рацион. Эти компьютеры основаны на тех же инженерных решениях, что и представленный ранее CuBox-i, но все они «переведены в плоскость». Одноплатный компьютер представляет собой уже скорее не самодостаточное устройство, а элемент конструктора для взрослых. Главная идея его дизайна заключалась в том, чтобы обеспечить как можно больше возможностей для подключения внешних устройств и расширения функциональности конструируемой пользователем системы.

В современных смартфонах и планшетах используют однокристальные системы (SoC), в которых ядра процессора, модули радиосвязи и прочие вычислительные компоненты реализованы в виде одной микросхемы. SolidRun использует схожий подход, устанавливая чипы Freescale i.MX6, относящиеся к классу «микросистема на модуле» (MicroSOM). Отличие в том, что процессор можно заменять, как это показано на видео.

Сам процессор поколения ARMv7 превосходит своего предшественника не только числом (операций в секунду), но и умением. В нём реализована поддержка набора инструкций NEON (128-битное SIMD-расширение), который эффективнее обрабатывает мультимедийные задачи. По сравнению с Raspberry Pi на базе ARMv6, у HummingBoard такие процессы, как обработка изображений, кодирование и декодирование видео, распознавание и синтез речи, выполняются как минимум вдвое быстрее.

Младшая модель семейства HummingBoard (i1 Solo) содержит одноядерный процессор архитектуры Cortex A9 c частой 1 ГГц, видеоядро GC880 с поддержкой OpenGL ES1.1,2.0 и 512 мегабайт оперативной памяти стандарта DDR3. Она не предполагает подключения дисковых устройств, но имеет слот MicroSD с поддержкой карт памяти скоростного стандарта UHS-1. Это означает, что с минимальными затратами пользователь сможет «оживить» микрокомпьютер при помощи загрузочной флеш-карты.

Среди официально поддерживаемых операционных систем указаны Android, FreeBSD, различные версии Linux (Debian, Ubuntu, Arch) и XBMC (Xbox Media Center). Набор интерфейсов представлен портом HDMI версии 1.4 с поддержкой вывода изображения в формате 3D, сетевым портом Ethernet 10/100, USB-портами v.2.0 (HighSpeed), монофоническим аудиовыходом, интерфейсом CSI v.2.0 для подключения камеры, а также разъёмом стандарта GPIO (двадцать шесть входов/выходов общего назначения). Именно через последний можно подключать другие программируемые самоделки.

Разработчики считают, что их одноплатные компьютеры найдут место на растущем рынке гаджетов для «интернета вещей». По заявлению представителей SolidRun, микрокомпьютеры HummingBoard были созданы для того, чтобы вместить в себе и сделать доступнее все последние разработки открытого сообщества. Вероятно, на практике это означает, что проект для Raspberry Pi можно перенести на новый одноплатный компьютер без существенных модификаций.

Вторая версия HummingBoard (i2 Dual Lite) более мощная. На ней установлен двухъядерный процессор с частотой 1 ГГц и гигабайт оперативной памяти, работающей в двухканальном режиме.

Флагманом линейки стал одноплатный компьютер HummingBoard-i2eX. По сравнению с моделью Dual Lite в нём повышена частота работы ОЗУ (с 800 до 1 066 МГц), используется более производительное видеоядро GC2000 с поддержкой шейдеров, добавлены интерфейс LVDS для подключения ЖК-панелей (поддерживаются как обычные, так и сенсорные), разъём PCI-Express второй версии и порт mSATA II для подключения дисковых устройств. Кроме того, в ней появился отдельный модуль RTC, питающийся от собственной литиевой батарейки (время и дата не сбрасываются при перезагрузке).

В спецификациях флагмана указывается гигабитный порт Ethernet, но его реальная пропускная способность ограничена значением 470 Мбит/с из-за лимитов, накладываемых самой микросхемой Freescale i.MX6. Пока HummingBoard-i2eX – единственная модель, поддерживающая стереозвук и подключение микрофона, а также имеющая встроенный ИК-приёмник.

Базовая версия HummingBoard уже продаётся по цене от $45. Более продвинутые варианты будут представлены до конца июля по ориентировочной цене $75 и $100 соответственно.

Raspberry Pi – это одноплатный компьютер размером с банковскую карту. Первая партия Raspberry Pi поступила в продажу в феврале 2012 г. Разработчики – группа преподавателей из Кембриджа - надеялись продать хотя бы тысячу штук, ведь это был по современным меркам крайне слабый компьютер, в нем не было никаких ноу-хау. Предполагалось, что он будет использоваться как бюджетная система для обучения детей информатике.

Но создатели просчитались... Партия из 10 000 штук была распродана в первый же час после объявления предзаказа! Raspberry оказался интересен взрослым, настолько интересен, что еще минимум полгода покупался почти исключительно людьми, увлеченными компьютерными технологиями.

К ноябрю 2013 года было продано более 2 миллионов Pi, а к августу 2014 г. мировые продажи превысили отметку 3,5 миллиона штук. Raspberry Pi, компьютер за 35$, превратился в самый интересный гаджет последних лет.

Можно сколько угодно говорить, что Raspberry Pi – слабая железяка, что ни для чего серьезного она не годится, все это маркетинговый заговор и т.д. Но это разбивается одним аргументом – ни одному подобному гаджету не удалось породить такую экосистему, такое количество адаптированных программ, проектов, такое сообщество энтузиастов.

Я не буду подробно описывать все возможности и особенности Raspberry Pi, на эту тему можно найти много информации. Отмечу только, что проект некоммерческий, вся информация свободно доступна, программное обеспечение регулярно обновляется, появляются новые идеи и новые варианты применений этого гаджета.

Однако мигать светодиодом или работать таймером для кофеварки по меньшей мере несолидно для полноценного компьютера. Проект должен быть достойным, соответствовать возможностям аппаратной части.

В основе компьютера лежит чип Broadcom BCM2835, который изначально разрабатывался как решение для мультимедиа. По заявлениям создателей, мощность процессора невелика и находится на уровне Pentium II 300, но вот графический процессор удался. Видеочип поддерживает аппаратное декодирование H.264, а также кодеки MPEG-2 и VC-1.

У Raspberry есть поддержка технологии CEC (Consumer Electronics Control). Это спецификация для HDMI, позволяющая использовать пульт телевизора для управления подключенными устройствами. Большинство телевизоров, выпущенных за последние годы, поддерживают эту технологию.

Когда назрела необходимость подыскать замену моему старенькому DVD плееру, я решил не приобретать новый плеер или дорогостоящий SmartTV, а сделать медиаплеер своими руками, взяв за основу Raspberry Pi. Предварительные эксперименты показали, что качество воспроизведения Full HD фильмов вполне на уровне, с DVD тоже нет проблем, доступ к медиа контенту в интернете есть. А кроме того – музыка, фото...

Есть и еще одна причина. Бытовая электроника, которую я приобретал за последние годы, через некоторое время после покупки часто вызывала разочарование. Выявлялись какие-то недостатки и глюки. Причем вещь в принципе работает, оснований для возврата в магазин нет. Так было с фоторамкой – крайне неудобная навигация в файловой системе. DVB-T2 приставка – пульт ДУ в принципе работает, но как-то очень нестабильно. И т.д. и т.п.

Когда я представил, какие потенциально возможны глюки в медиацентре, то не рискнул покупать ничего готового. Чтение отзывов и обзоров не всегда дает полную информацию. Согласитесь, что качество упаковки и то, насколько приятен на ощупь корпус, не самые важные параметры. А подобным деталям в обзорах уделяется много внимания.

Обновленные версии прошивок производители обычно не выпускают, ведь им нужно как можно быстрее выпустить новую модель устройства. Гораздо выгоднее, когда пользователь покупает новую вещь, а не просто обновляет прошивку. Да и для коммерческого успеха на рынке регулярно должна появляться новая, самая совершенная техника.

И так, определимся с аппаратурой, которая потребуется для медиацентра. В первую очередь, конечно, это сама плата Raspberry Pi model B, а лучше ее новая версия, поступившая в продажу в июле 2014 г. – model B+. Они полностью совместимы программно, но в модели «B+» имеется 4 USB порта вместо 2-х.

Кроме того, в новой модели разработчики существенно переработали топологию печатной платы. В результате все разъемы для внешних подключений оказались сгруппированы с двух сторон платы, а на самой плате появились 4 крепежных отверстия. В модели «B» разъемы выходят на все 4 стороны, а крепежных отверстий только 2.

Важный компонент, от которого зависит надежность и устойчивость работы – блок питания. Первый попавшийся зарядник от телефона, на котором написано «5 В» не подойдет. Для надежной работы платы блок питания должен быть стабилизированным и выдавать 5 В при токе не менее 1 А. Чтобы убедиться, что блок питания можно использовать для питания Raspberry Pi, нужно измерить напряжение на его выходе на холостом ходу, а затем подключить к нему нагрузку 5 Ом. Напряжение при этом не должно упасть ниже 4,8 В.

Для установки программного обеспечения нужна SD (или microSD для модели B+) карточка. Большой объем не нужен, хранить медиа файлы будем на другом носителе, вполне достаточно 2 Гбайт. Меньше сейчас просто не найти. А вот класс должен быть по возможности выше, лучше 10-й.

Без интернета сейчас никуда, поэтому нужен роутер. Ведь Raspberry Pi – это не единственный компьютер в домашней сети. Большинство пользователей предпочитают беспроводный доступ по WiFi, в этом случае потребуется приобрести USB WiFi адаптер. Однако я бы рекомендовал использовать проводную связь с роутером. Выбор за вами, мои аргументы следующие.

Во-первых, надежность и скорость доступа по проводной связи выше, чем по WiFi. Реальная скорость доступа, а не то, что написано на упаковке. Никакое местное окружение и помехи не будут влиять на качество связи.

Полностью исключен несанкционированный доступ. Никакой гениальный сосед-хакер не украдет ваши секреты и коды доступа к банковским счетам. Вероятность взлома WiFi, конечно, мала, но не равна нулю.

СВЧ излучение, пусть и небольшой мощности отнюдь не бальзам для организма человека. Ничего страшного, конечно не случится. По крайней мере сразу. Но при длительном и регулярном воздействии на ребенка, играющего возле антенны роутера... Кто знает?

Ну и, наконец, подумайте об экологии. Электромагнитное загрязнение окружающей среды сейчас довольно актуально. Зачем же без всякой на то необходимости загрязнять эфир.

Минус у проводной связи только один – надо тянуть провод. Но я не собираюсь таскать медиацентр по квартире, а проложить провод в канал пластикового плинтуса не так уж и сложно. Другое дело, что лень этим заниматься...

Еще, разумеется, нужен телевизор или монитор с HDMI входом и соответствующий кабель. Хотя на плате Raspberry Pi и есть аналоговые выходы видео и звука, но для просмотра фильмов в HD и Full HD качестве они не пригодны. Качество показа фотографий через аналоговый выход также оставляет желать лучшего.

Для минимальной комплектации это все. Выглядеть медиацентр может примерно так, как на этом рисунке.

Но меня такой вариант не устраивает. Я хочу смотреть фильмы и фотографии не только из интернета. Сервер для хранения файлов в домашней сети? Зачем все так усложнять для единственного пользователя на 50 квадратных метрах. Я решил использовать для хранения своей медиатеки стандартный жесткий диск. Можно приобрести внешний жесткий диск с интерфейсом USB или использовать компьютерный с конвертером SATA(IDE)--USB. Я склонился ко второму варианту.

Еще мне нужен DVD привод. Это, конечно, на любителя, но если есть обширная фильмотека на DVD дисках, должна быть возможность ее просмотра. Подключение аналогично HDD – через конвертер SATA(IDE)--USB.

Для первичной настройки программного обеспечения потребуется USB мышка и (или) клавиатура. При повседневной эксплуатации достаточно будет пульта ДУ, а вот при первоначальной настройке мышка и клавиатура будут весьма полезны.

Слишком много набралось USB устройств, значит нужен USB HUB. Причем активный, с возможностью подключения внешнего источника питания. Мощности ATX хватит на все, а вот от USB порта Raspberry Pi запитать HDD и DVD не получится. Кроме того, иногда может потребоваться подключение флэшки.

Если телевизор не поддерживает CEC, можно использовать мою старую разработку – «Дистанционное управление компьютером» . Прекрасно работает с Raspberry Pi. Можно также использовать беспроводную мышку или клавиатуру. В интернете найдете и другие возможные варианты.

В результате получаем вот такой медиацентр.

Где все это приобрести и сколько оно будет стоить? Raspberry Pi и конвертеры SATA--USB рекомендую заказать в Китае, например, на www.aliexpress.com Стоимость Pi, включая доставку, получится около 40$, конвертеры SATA--USB обойдутся в 4-5$ за штуку. Правда, придется подождать около месяца. Но это время можно посвятить поиску или изготовлению корпуса. Если приобретать все это в России придется заплатить примерно в 2 раза больше.

Блок питания и DVD привод у меня остались от старого компьютера, так что их приобретать не пришлось. HDD лучше купить в розничном магазине, вещь дорогостоящая и хрупкая, не стоит рисковать. HUB тоже рискованно заказывать в Китае. В данном случае разница в цене небольшая, а вероятность получить в принципе работоспособное, но не пригодное для использования в составе медиацентра устройство, весьма высока.

Выбор USB HUB-a не так прост, как это может показаться. Вопрос настолько серьезный, что я посвятил ему . Она напечатана в журнале «Радио» № 11 за 2014 г.

Наконец, самое главное – корпус. Лучше подобрать что-то готовое, например от старого видеомагнитофона, музыкального центра и т.п. Можно, конечно, сделать его своими руками. Но это весьма сложно и хлопотно, в общем, на любителя. Я использовал корпус от старого музыкального центра Samsung MM-26, он идеально подошел по габаритам.

На плате Raspberry Pi для контроллера не предусмотрено никакого принудительного охлаждения. Если не разгонять процессор, все работает без проблем. Но для просмотра видео лучше поднять тактовую частоту с 700 хотя бы до 900 МГц. В этом случае дополнителное охлаждение уже не будет лишним.

Охлаждение можно улучшить двумя способами. Во первых, можно приклеить на корпуса микросхем небольшие радиаторы. Их при желании можно приобрести в комплекте с платой или выпилить самостоятельно. Но я бы не рекомендовал делать это - при неблагоприятном стечении обстоятельств есть шанс оторвать радиатор вместе с микросхемой от платы.

Второй способ - установить над платой небольшой вентилятор. Запитать его можно от 12 В или, если такого напряжения нет, от 5 В. В блоке ATX есть 12 В, поэтому я использовал именно этот способ для улучшения охлаждения контроллера.

Теперь о программном обеспечении. Есть три основных дистрибутива: Raspbmc , XBian и OpenELEC . Raspbmc - это аккуратно собранный XBMC поверх официальной операционной системы Raspbian, из которой было выброшено все лишнее. Про XBian можно сказать, что его авторы, взяв за основу Raspbian, существенно ее переработали, почти что создали собственную версию операционной системы.

OpenELEC – традиционный дистрибутив для встраиваемых систем, поэтому работа с ним напоминает альтернативные прошивки для роутеров. Выбор дополнительного ПО для него ограничен. С другой стороны, это более простое и стабильное решение.

Интерфейс пользователя и возможности этих трех дистрибутивов практически одинаковы. Поэтому можно попробовать все и выбрать для себя лучший вариант.

Исходя из названия, одноплатный компьютер - это компьютер, собранный на одной плате, с полным набором необходимых для полноценного функционирования модулей: процессором, оперативной памятью, видео-процессором, сетевым(и) интерфейсами, системой ввода-вывода и т.д. Такие компьютеры, как правило, имеют очень компактные размеры (с пластиковую карту и даже меньше), низкое энергопотребление, а так же сравнительно невысокую цену. Эта публикация познакомит Вас с некоторыми интересными представителями данного сегмента рынка.

Сфера применения

Для чего же нужны одноплатные компьютеры? Первоначальная сфера применения одноплатников - образовательно-демонстрационная: при помощи данных устройств можно изучать информатику, основы электроники, схемотехнику и программирование. Благодаря наличию универсальных портов (GPIO, UART) для работы с любыми другими устройствами, одноплатные компьютеры могут применяться в робототехнике, в системах "умный дом" и в любых проектах, требующих программного управления электроникой. Одноплатные компьютеры с установленной операционной системой на базе ядра Linux возможно использовать в построении сетевых устройств, маршрутизаторов (роутеров), различных серверов.

На сегодняшний день одноплатные компьютеры стали достаточно производительными, что ещё больше расширило возможности их применения - большинство современных моделей, имеющих на борту 1, 2 Gb и более оперативной памяти, 4-х и даже 8-ми ядерные процессоры, достаточно мощные графические и качественные звуковые подсистемы, могут быть использованы как домашние медиа-центры, в системах видеонаблюдения, а так же как энергоэффективные десктопы, мини-компьютеры под управлением операционных систем на основе ядра Linux - Debian, Ubuntu, Fedora, Android и т.д.

Существует большое количество производителей, выпускающих одноплатники с использованием мобильной архитектуры ARM, мы рассмотрим некоторых, наиболее интересных из них:

Raspberry Pi

Один из первых одноплатных компьютеров на мобильной архитектуре ARM, разработан Raspberry Pi Foundation. В последствии получил большую популярность и породил множество аналогов и клонов, как более производительных и дорогих, так и более дешёвых. Выпускается в нескольких комплектациях, от самой дешёвой (Raspberry PI Zero) с одноядерным процессором и 256 Mb оперативной памяти и до топовой (на момент написания статьи - Raspberry Pi 3 Model B) с 4х ядерным процессором Broadcom BCM2837 и 1Gb оперативной памяти. Во всех версиях имеются USB порты (от 1го до 4х, в зависимости от модели), порт GPIO (general purpose input/output, 26-пиновый или 40-пиновый). Есть модели с сетевым интерфейсом Ethernet, есть с Ethernet + Wi-Fi и Bluetooth, и есть модели вовсе без сетевых интерфейсов (Raspberry Pi 1 Model A). Стоимость данных плат варьируется от $10 до $40

Установка операционной системы производится путём развертывания заранее подготовленного образа (скачивается на официальном сайте) на MicroSD карту, которую нужно покупать отдельно. Поддерживаемые операционные системы: Debian, Fedora, Arch Linux, Gentoo, RISC OS, Android, Firefox OS, NetBSD, FreeBSD, Slackware, Tiny Core Linux, Windows 10 IOT.

Banana Pi, Banana Pro

Фактически это клон Raspberry Pi с улучшенными характеристиками, разработан компанией "Lemaker". построен на аппаратной платформе Allwinner A20 SoC (центральный процессор ARM Cortex-A7 dual core + графический процессор ARM Mali400MP2 dual GPU core) и 1GB DDR3 SDRAM. В отличии от Raspberry Pi имеет порт SATA с отдельным разъёмом питания (поддержка жёстких дисков до 4 ТБ), сетевой интерфейс Ethernet 10/100/1000 Mbps (против 10/100 Mbps у Raspberry Pi), возможна установка отдельного Wi-Fi-модуля (USB WiFi Dongle). Так же имеется коннектор для камеры (Camera Serial Interface) и встроенный ИК-порт. Кроме цифрового видеовыхода HDMI есть LVDS connector для сенсорных дисплеев и композитный видеовыход (AV video).

Версия отличается наличием встроенного WiFi 802.11 b/g/n 2.4GHz, шиной расширения на 40 пин. (вместо 26 у Banana Pi), отсутствием композитного видеовыхода.

Так же существует много модификаций данной платы, например:

- на аппаратной платформе Allwinner A31S , с более мощным, 4-ех ядерным процессором (Cortex A7 quad-core) и графическим ядром (PowerVR SGX544MP2).
(версия 1.2) - на аппаратной платформе Allwinner A83T , с 8-ми ядерным процессором (ARM Cortex-A7 octa-core, 1.8 ГГц), графическим ядром (PowerVR SGX544MP1), 2 ГБ LPDDR3 SDRAM оперативной памяти и со встроенной 8G eMMC памятью.
- отличается богатством сетевых интерфейсов: 5 интерфейсов Ethernet 10/100/1000 Mbps, Wi-Fi 802.11 a/b/g/n 2.4 ГГц/5 ГГц, а так же Bluetooth 4.1. Кроме этого, данная модель имеет CSI вход для видеокамеры и встроенный микрофон. Такая конфигурация даёт широкие возможности в построении сетевых шлюзов, маршрутизаторов, беспроводных точек доступа, систем видеонаблюдения и т.д.

Banana Pi M3 (version 1.2)

Доступные для установки операционные системы: Debian, Raspbian, Scratch, Lubuntu, openSUSE, ArchLinux, Bananian Linux, Android, Fedora, Kali Linux. Установка ОС возможна как на TF-карту (MicroSD), так и на внутреннюю eMMC память (для тех моделей, у которых она есть).

Официальный сайт производителя - www.lemaker.org

Orange Pi

Ещё один последователь "Малины" от китайской компании Shenzhen Xunlong Software CO, отличается очень демократичной ценой и неплохими характеристиками. Богатый модельный ряд даёт возможность выбрать одноплатник этого производителя под любые технические требования и любой бюджет: Orange Pi Zero, Orange Pi One, Orange Pi Lite, Orange Pi PC (PC2), Orange Pi PC Plus, Orange Pi Plus 2E, Orange Pi Plus (Plus 2), Orange Pi Zero Plus2, Orange Pi 2G-IOT, Orange Pi Win/ Win Plus, Orange Pi Prime, Orange Pi i96.

Рассмотрим некоторые из них:

Один из самых компактных одноплатников: его размеры составляют всего 48 мм × 46 мм при весе в 26г. Такие габариты позволят использовать эту модель в проектах, требующих от всех компонентов минимальных размеров и минимального энергопотребления. При своих скромных габаритах данная модель имеет неплохие характеристики - на нём используется аппаратная платформа AllWinner H2 SoC (центральный процессор Quad-core Cortex-A7 1,2 GHz + графика Mali400MP2 GPU), 256MB/512MB DDR3 SDRAM оперативной памяти, встроенный сетевой контроллер 10/100M Ethernet RJ45 с PoE (Power over Ethernet - технология, позволяющая устройству получать питание из кабеля витой пары), модуль Wi-Fi 802.11 b/g/n, 26 пиновый порт расширения, 13 пиновый функциональный интерфейс (2xUSB 2.0, ИК вход, вход микрофона и видеовыход), а так же USB OTG (с возможностью получения питания).

Цена этого мини-компьютера на Aliexpress - от $7 за версию с 256Mb оперативной памяти и от $9 за 512Mb.

Orange Pi PC 2 - модель построена на базе AllWinner H5 SoC (Четырёхядерный 64-битный Cortex-A53 + восьмиядерная графика Mali450), имеет 1GB DDR3 оперативной памяти, гигабитный Ethernet-порт, CSI вход для подключения видеокамеры, HDMI-выход, на борту присутсвует звуковая подсистема с 3,5 мм аудиоджеком и встроенным микрофоном. Плата имеет поддержку TF card (до 64Gb), NOR flash (2MB), ИК-приемник, 3 USB 2.0 порта, один USB 2.0 OTG порт. Так же имеется 40-ка пиновый порт расширения (совместимый с Raspberry Pi B+), UART, ground.

Модель с 2Gb оперативной памяти и аппаратной платформой AllWinner H3 SoC (четырёхядерный Cortex-A7 1,6 Ghz + Mali400MP2 GPU). Отличается наличием встроенной eMMC флеш-памяти объёмом 16GB, которая имеет большее быстродействие чем TF-карты памяти, а так же наличием интерфейса SATA 2.0 для подключения магнитных жестких дисков (HDD) и твердотельных дисков (SSD) и наличием встроенного Wi-Fi модуля. Остальные характеристики практически повторяют предыдущую модель за исключением наличия 4-ёх портов USB вместо 3-ёх у Orange Pi PC 2.

Данная модель имеет на борту встроенный GSM/GPRS-модуль с поддержкой SIM-карт мобильных операторов, встроенный микрофон и аудиовыход, встроенный модуль Wi-Fi и Bluetooth, вход для аккумуляторных батарей, CSI вход для видеокамеры, а так же выход для подключения LCD. Остальные характеристики достаточно скромны: аппаратная платформа RDA8810 SoC (центральный процессор ARM Cortex-A5 32bit и графический процессор Vivante"s GC860), 256Mb оперативной памяти, один USB 2.0 порт и один USB OTG 2.0 порт, поддержка карт-памяти и встроенные 500Mb SLC Nand Flash.

Такая конфигурация делает возможным построение на её базе различных систем мониторинга и безопасности, с возможностью автономного питания (при использовании аккумулятора).

Операционные системы, доступные для установки: Android, ArchLinux, Armbian, Ubuntu, Lubuntu, Debian, Rasbian, OpenSuse, Fedora, Kali Linux.

Cubieboard

Cubieboard - имеет в модельном ряду одни из самых производительных конфигураций на рынке одноплатников. На сегодня выпускаются такие модели: Cubieboard 1, Cubieboard 2, Cubieboard 3 (Сubietruck), Cubieboard 4 (CC-A80), Cubieboard 5 (Сubietruck Plus), CubieAIO-A20.

Самая младшая модель в линейке Cubieboard имеет совсем не такие уж и малые характеристики: аппаратная платформа Allwinner A10 SoC (ARM Cortex A8 @ 1 ГГц процессор, с Mali 400MP GPU и CedarX VPU), 1Gb DDR3 памяти, 4 Гб встроенной NAND Flash, 1x MicroSD слот, 1x SATA порт, HDMI выход, разъем сетевого интерфейса 10/100 Ethernet, 2x USB порта, 1x USB OTG порт, ИК-приёмник, 96-ти контактный порт расширения (I²C, SPI, LVDS, CSI/TS, FM-IN, ADC, CVBS, VGA, SPDIF-OUT, R-TP)

Модель на базе Allwinner A20 с огромным количеством портов расширения: разъём miniPCIE с поддержкой модулей 3G/4G, интерфейс SATA 2.0 с поддержкой mSATA, 6xUSB портов, 1 x OTG порт, 1 x Toslink (SPDIF оптический), 54 пиновый порт расширения включающий UART, LineIN, MicIn, PWM, Low Resolution ADC, SPI, I2C, LCD, GPIO, CCIR656, MIPI_CSI, I2S, сеть 100M/1000M Ethernet RJ45, встроенные 4/8GB TSD/emmc памяти, 1GB DDR3 оперативной памяти, встроенный модуль Wi-fi и Bluetooth 4.0.

Cubieboard 5 (Cubietrack Plus) - топовая модель на момент написания статьи, имеет внушительные характеристики, немалые размеры и цену (как для одноплатных компьютеров). Построена на базе аппаратной платформы AllWinner H8 (восьмиядерный ARM Cortex A7 с максимальной частотой 2.0 Ghz и графикой PowerVR 544), имеет 2Gb DDR3 оперативной памяти, гигабитную сеть, встроенный Wi-Fi модуль, работающий в двух диапазонах (2,4 и 5 Ghz), Bluetooth, встроенные 8Gb eMMC памяти, интерфейс SATA 2.0, традиционный слот для microSD карт, выход HDMI, аналоговый аудио выход 3,5 мм, встроенный микрофон, 2 USB 2.0 порта, 1 USB OTG порт, 70-ти пиновый порт расширения, а так же встроенный аккумулятор RTC (CMOS) на 40 mAh. На плате присутствует распайка для литиевых аккумуляторов - возможно подключение автономного питания. Кстати о питании: для полноценной работы Cubieboard 5 рекомендуется блок питания не меньше 2,5A при 5 вольтах (12,5 Вт). Плата имеет достаточно большие размеры (опять же, как для одноплатных ПК) - 112мм х 82мм и немалую цену - в комплектации со всеми шнурами и кейсом около $90. Данная конфигурация имеет достаточные параметры для использования Cubieboard 5 как обычного десктопа (или мини-компьютера) под управлением Linux.

Официальный сайт одноплатника - cubieboard.org

Odroid

Odroid - серия одноплатников от южнокорейской компании Hardkernel Co. От предыдущих рассматриваемых моделей отличаются использованием аппаратной платформы Amlogic SoC (для младших моделей) и Samsung Exynos SoC (для старших моделей) вместо более дешёвого Alwinner. На сегодня модельный ряд состоит из: ODROID-C0, ODROID-C1+, ODROID-C2, ODROID-XU4, ODROID-XU4Q.

Рассмотрим некоторые из них:

Младшая модель в линейке, использует Amlogic S805 (четырёхядерный Cortex-A5(ARMv7) 1.5Ghz и графика Mali-450 MP2). На борту 1Gb DDR3 SDRAM оперативной памяти, слот для подключения eMMC памяти, слот для microSD карт, 40 + 7 пиновый порт GPIO, 2 порта USB 2.0, ИК приёмник, зарядка для литиевых аккумуляторов. Плата имеет весьма компактные размеры (65х56 мм) и позиционируется производителем как платформа для создания роботов и дронов (квадрокоптеров).

Платформа этой модели - Amlogic S905 SoC (четырёхядерный ARM Cortex-A53 (ARMv8) 1.5GHz и ARM Mali-450), модель имеет 2Gb DDR3 SDRAM, модуль для подключения eMMC памяти объёмом от 8 до 64 Gb и слот для подключения карт памяти MicroSD (до 128 Gb), 4 порта USB2.0, порт USB2.0 OTG, сеть 10/100/1000Mbps Ethernet, видеовыход HDMI 2.0, аудио вход, разъём для подключения видеокамеры, слот расширения 40pin (GPIO / UART / I2C / ADC) и 7pin port (I2S).

ODROID-XU4 / ODROID-XU4Q

Обе модели построены на базе Samsung Exynos5422 (Cortex-A15 2Ghz и Cortex-A7 восьмиядерный процессор + Mali-T628 MP6), 2Gb LPDDR3 оперативной памяти, модуль подключения чипов памяти eMMC (которая гораздо быстрее чем microSD карты), слот для MicroSD карт памяти, сеть 10/100/1000Mbps Ethernet, HDMI выход, 2 порта USB 3.0 и 1 порт USB 2.0 возможность подключения через USB Serial ATA3 адаптера для HDD или SDD дисков.

В аппаратной платформе Samsung Exynos5422 применена технология ARM big.LITTLE , которая предполагает совмещение на одном ядре нескольких высокопроизводительных процессоров и нескольких энергоэффективных. Данная технология призвана снизить энергозатраты при выполнении операций не требующих всей мощности, путём использования в таких задачах только энергоэффективных ядер, и наоборот, когда системе нужны все ресурсы в работу включаются высокопроизводительные ядра.

Различие у этих двух моделей в системе охлаждения - у XU4 она активная (радиатор + кулер), а у XU4Q пассивная (только радиатор), что, по тестам производителя, ведет к 10% потере мощности при максимальной нагрузке (а следовательно максимальном тепловыделении), зато такая система полностью бесшумна. Впрочем, кулер у модели XU4 работает не всё время, а только при достижении процессором определённого температурного предела.

Дополнительные модули и аксессуары

Купив одноплатный компьютер Вам понадобится также приобрести минимально необходимый набор аксессуаров для его работы: блок питания, microSD карту памяти или модуль памяти eMMC (если у модели нет встроенной памяти) для установки операционной системы, радиатор охлаждения (если он необходим). Данный набор может поставляться как в комплекте с платой, так и отдельно. Об этих и других аксессуарах поговорим далее:

Блоки питания

При покупке отдельно блока питания для одноплатного компьютера следует поинтересоваться у продавца (или производителя) какой мощности он должен быть для стабильной работы платы и всей периферии, подключенной к ней. Для большинства одноплатников подходят блоки питания 5В при 2-2,5А (10-12,5 Вт), но есть модели требующие большей мощности от блока питания (например ODROID XU4 необходимо 5В и 4А - 20 Вт). Так же следует обратить внимание на тип вилки, и просить у продавца евро-вилку, чтобы потом не пришлось покупать переходники с китайского или американского стандарта.

Система охлаждения и корпуса

Если в комплекте поставки отсутствует охлаждение для чипов и памяти, советуем приобрести его сразу, не зависимо от того, какая нагрузка планируется на процессор одноплатника. Подобрать по размеру алюминиевый радиатор пассивного охлаждения на простой липучке не составляет особого труда, а стоит он копейки.

Дополнительные модули, дисплеи

Практически ко всем одноплатником существует возможность подключения дополнительных модулей (плат расширения), которые служат для получения функционала, отсутствующего в базовой комплектации, например:

Платы расширения GPIO - служат для значительного расширения стандартного GPIO порта, подключения большего количества устройств.
Различные датчики: инфракрасные датчики, датчики приближения, датчики температуры и влажности, датчики звука, сейсмодатчики, фото датчики, датчики огня, газовые датчики, датчики шума, ультразвука и т.д., что позволяет использовать одноплатный компьютер в самых разнообразных проектах. Такие датчики, как правило, продаются комплектами и стоят в пределах $5 - $12.
Дополнительные контроллеры: SATA-контроллеры, контроллеры USB, аудиоконтроллеры и т.д.
Видеокамеры
Дополнительные радиомодули: Wi-Fi и Bluetooth (для плат, у которых их нет в базе), GSM и т.д.
LCD-мониторы (для плат, на которых есть выход для подключения LCD) с сенсорными экранами от 3 до 10 дюймов

Другие производители одноплатных компьютеров

Рынок одноплатных компьютеров достаточно велик и в данной статье рассмотрена лишь небольшая его часть, с целью познакомить читателя с основными характеристиками и возможностями одноплатников. Кроме описанных в статье производителей, существует и множество других, чьи модели представляют не меньший интерес. Если Вас заинтересовали данные устройства и Вы уже придумали как бы могли их использовать для воплощения своих идей в жизнь, возможно Вы захотите поискать в интернете, для сравнения, и другие модели от других производителей. Вот неполный их список: Arduino, Arndale Board, BeagleBone, Cotton Candy, Cubox, Gumstix, Hawkboard, Hummingboard, IGEPv2, PandaBoard, Parallella, Rascal, Rockchip, Roseapple Pi, Snowball, Stick PC, UDOO, Virt2Real.

мини-ПК - это не настольный компьютер, но и не ноутбук. Мини-ПК - это компактная версия обычного персонального компьютера, которая занимает мало место и при необходимости легко переносится. Миниатюрные персональные компьютеры не пользуются бешеной популярностью, поскольку являются более гибридным вариантом, чем даже нетбуки, но успешно применяются в разных профессиональных отраслях.

Компания Micro Mote представила рабочую модель компьютера объемом в 1 кубический миллиметр, причем вычислительной мощности этого «малыша» вполне достаточно для того, чтобы стать вычислительным центром самых разнообразных устройств: от небольших камер до медицинских приспособлений и другой миниатюрной техники все более популярного Интернета вещей.

Raspberry Pi 2, дебютировавшем в начале этого месяца, обнаружены аппаратные сбои, которые заключаются в самостоятельной перезагрузке устройства при воздействии света от вспышки фотоаппарата. Производитель признает этот глюк, но называет его «бонусом». Впервые фотоэлектрический эффект был обнаружен Альбертом Эйнштейном, который за свои старания получил Нобелевскую премию. Суть в том, что чувствительный компонент, реагируя на свет, генерирует электрический заряд и перезапускается.