O que é Raspberry Pi?

Nesta primeira aula deste Guia, vamos explorar o que é a Raspberry Pi, um computador de placa única compacto e acessível que vem revolucionando o ensino de computação e eletrônica ao redor do mundo. Iremos discutir sua origem e propósito, desde a sua criação pela Raspberry Pi Foundation até seu impacto como ferramenta educacional e de inovação em projetos de automação, Internet das Coisas (IoT) e muito mais. 

Além disso, vamos entender as funcionalidades que fazem da Raspberry Pi uma escolha popular para estudantes, makers e profissionais, descobrindo como ela pode realizar tarefas semelhantes às de um computador tradicional, mas com a versatilidade e o baixo custo que a tornam única.

O que é Raspberry Pi?

A Raspberry Pi é um computador de placa única (single-board computer) do tamanho de um cartão de crédito, projetado para ser acessível, versátil e de baixo custo. Ela foi desenvolvida pela Raspberry Pi Foundation, uma organização sem fins lucrativos com o objetivo de promover o ensino da ciência da computação e de eletrônica de forma acessível ao redor do mundo.

Lançada inicialmente em 2012, foi concebida como uma ferramenta educacional para auxiliar no aprendizado de programação e hardware em escolas e comunidades de desenvolvedores. No entanto, sua popularidade cresceu rapidamente devido à sua capacidade de realizar uma variedade de tarefas, desde simples programação e experimentos eletrônicos até a criação de projetos complexos de automação, servidores e até estações multimídia.

Uma das grandes vantagens da Raspberry Pi é que, apesar de seu tamanho compacto e preço acessível, ela oferece funcionalidades similares às de um computador tradicional. Com ela, é possível conectar monitores, teclados, mouses, câmeras e outros dispositivos USB, além de utilizar internet e realizar diversas funções computacionais.

É amplamente usada por entusiastas de tecnologia, estudantes, makers e profissionais em uma ampla gama de aplicações, como automação residencial, robótica, Internet das Coisas (IoT), media centers, servidores locais, e muito mais.

Algumas das características principais da Raspberry Pi incluem:

• Processador ARM: A placa utiliza processadores baseados na arquitetura ARM, otimizados para baixo consumo de energia.
• Portas USB, HDMI e GPIO: Oferece uma interface ampla para conectar dispositivos externos e realizar projetos de eletrônica.
• Sistema Operacional baseado em Linux: O Raspberry Pi OS (anteriormente conhecido como Raspbian) é a distribuição oficial, mas outros sistemas operacionais também são compatíveis.
• Custo baixo e acessibilidade: Dependendo do modelo, pode custar menos de R$ 200, o que a torna muito acessível em comparação com computadores convencionais.

História da Raspberry Pi

A história da Raspberry Pi começa com um problema percebido por um grupo de acadêmicos na Universidade de Cambridge, no Reino Unido, em meados dos anos 2000. Eles notaram uma queda significativa no número e na qualidade dos estudantes que se inscreveram nos cursos de ciência da computação. Isso foi atribuído ao fato de que, ao contrário das gerações anteriores, os jovens não estavam mais experimentando computadores da mesma maneira, em parte devido à ascensão dos dispositivos móveis e consoles de jogos, que ofereciam pouca oportunidade para exploração de programação e hardware.

Para enfrentar esse desafio, Eben Upton, um dos principais fundadores, juntamente com um grupo de colegas (Rob Mullins, Jack Lang, Alan Mycroft, Pete Lomas e David Braben), decidiu criar um dispositivo acessível que poderia trazer de volta o entusiasmo por aprender a programar e mexer com hardware.

A ideia era criar um computador barato, simples, mas poderoso o suficiente para ser utilizado em experimentos e na educação. O foco era tornar a programação e a eletrônica acessíveis a jovens estudantes e entusiastas que, de outra forma, não teriam recursos para adquirir equipamentos mais caros.

O desenvolvimento inicial começou em 2006. Eben Upton e seu grupo começaram a construir protótipos, com a visão de que o dispositivo seria pequeno, barato e capaz de rodar softwares educacionais básicos. Várias iterações e experimentações foram realizadas até chegar a uma versão funcional e viável.

Em 2008, o projeto tomou forma com a fundação da Raspberry Pi Foundation, uma instituição de caridade com o objetivo de promover a educação em ciência da computação. Foi essa fundação que, após anos de desenvolvimento, lançou a primeira versão em fevereiro de 2012: a Raspberry Pi Model B.

Desde o lançamento do primeiro modelo em 2012, a Fundação continuou a evoluir a placa com atualizações significativas. Foram introduzidos novos modelos com melhor desempenho, mais memória RAM, conectividade aprimorada e maior número de portas de entrada/saída. 

Características Gerais da Raspberry Pi

A Raspberry Pi é um computador de placa única (single-board computer) que oferece funcionalidades essenciais de um computador completo, porém em um formato compacto e acessível. Suas características gerais variam ligeiramente entre os diferentes modelos, mas todas compartilham alguns aspectos comuns. 

Aqui estão as principais características gerais que definem a Raspberry pi:

• Processador: É equipada com processadores da arquitetura ARM (Advanced RISC Machine), conhecidos por serem eficientes em termos de energia e amplamente usados em dispositivos móveis. A potência de processamento varia entre os modelos.
• Memória RAM: A memória RAM varia de acordo com o modelo e as versões lançadas (entre 512MB e 8GB).
• Portas e Conectividade: É equipada com uma variedade de portas que permitem a conexão de diversos dispositivos e periféricos:
  • USB: A maioria dos modelos possui várias portas USB (normalmente 2.0 e/ou 3.0), permitindo a conexão de dispositivos como teclados, mouses, pen drives e outros acessórios Raspberry Pi.
  • HDMI: Os modelos mais recentes possuem mini HDMI ou micro HDMI para saída de vídeo e áudio, suportando resoluções de até 4K no Raspberry Pi 5.
  • Ethernet: Modelos como o Raspberry Pi 5 incluem portas Ethernet para conexão direta à internet via cabo, e suportam velocidades de até 1 Gbps.
  • Wi-Fi e Bluetooth: A partir do Raspberry Pi 3, a conectividade Wi-Fi e Bluetooth está integrada, eliminando a necessidade de adaptadores externos para redes sem fio.
  • GPIO (General Purpose Input/Output): Um dos grandes diferenciais é o conjunto de pinos GPIO, que permite o controle e comunicação com dispositivos externos, como sensores, LEDs, motores e outros componentes eletrônicos.
• Armazenamento: Não possui um disco rígido integrado. Em vez disso, utiliza cartões microSD como armazenamento primário, onde o sistema operacional e os dados do usuário são armazenados. A capacidade do cartão microSD pode variar, permitindo que os usuários escolham a quantidade de armazenamento que melhor se adapta às suas necessidades.
• Alimentação: É alimentada por meio de uma porta micro-USB ou USB-C (dependendo do modelo), com uma fonte de alimentação de 5V. O consumo de energia é relativamente baixo, o que a torna uma solução eficiente para projetos que exigem baixo consumo, como dispositivos IoT.

Como a Raspberry Pi funciona?

A Raspberry Pi funciona de maneira semelhante a um computador tradicional, mas em um formato compacto e simplificado. Embora seja pequena em tamanho, ela possui todos os componentes essenciais para realizar diversas tarefas computacionais. Para entender seu funcionamento, é importante observar os principais componentes e a forma como eles interagem para executar aplicativos, controlar dispositivos e realizar outras operações.

Sistema Operacional e Software

O coração da funcionalidade da Raspberry Pi é o sistema operacional. Assim como qualquer computador, é necessário um sistema operacional (SO) para gerenciar o hardware e executar programas. O SO é geralmente instalado em um cartão microSD, que atua como o armazenamento principal da placa Raspberry Pi.

O Raspberry Pi OS (baseado em Linux) é o sistema operacional mais usado, projetado especificamente para a placa. Ele gerencia a alocação de recursos, como memória, processamento e controle de dispositivos, além de fornecer uma interface gráfica ou de linha de comando para os usuários. Além do Raspberry Pi OS, outros sistemas operacionais também podem ser usados, como Ubuntu, Windows 10 IoT Core e muitos outros.

Quando você liga a Raspberry Pi, ela carrega o sistema operacional a partir do cartão microSD e inicia o ambiente em que você pode executar programas, scripts, acessar a internet, controlar dispositivos, entre outras funcionalidades.

Arquitetura de Hardware

O hardware da Raspberry Pi desempenha um papel fundamental em como ela funciona. Aqui estão os componentes principais e como eles contribuem para o funcionamento da placa:

• Processador ARM: Este é o “cérebro”. Ele executa as instruções do sistema operacional e dos aplicativos. Dependendo do modelo, o processador pode ter um ou mais núcleos, o que afeta o desempenho geral. Por exemplo, o Raspberry Pi 4 possui um processador quad-core, o que permite executar várias tarefas simultaneamente.
• Memória RAM: A RAM é a memória de curto prazo usada para armazenar dados temporários enquanto programas estão sendo executados. Quanto mais RAM disponível, mais eficiente será o desempenho ao executar aplicativos e lidar com multitarefas.
• GPU (Unidade de Processamento Gráfico): A GPU é responsável por lidar com gráficos e vídeo. Isso é especialmente importante para projetos que envolvem reprodução de mídia, jogos ou interfaces gráficas complexas.
• Pinos GPIO (General Purpose Input/Output): A funcionalidade dos pinos GPIO é uma das características que torna essa tecnologia única. Esses pinos permitem que a placa se comunique com outros dispositivos eletrônicos, como sensores, motores e LEDs. Os usuários podem programá-la para controlar esses dispositivos, permitindo a criação de projetos de automação, robótica e muito mais.
• Portas de Entrada/Saída: Possui várias portas, como USB, HDMI, e Ethernet, que permitem a conexão de periféricos e dispositivos externos. Você pode conectar monitores, teclados, mouses, câmeras, dispositivos de armazenamento e muito mais, transformando-a em um computador funcional.

Entrada de Dados e Execução de Programas

Os usuários podem interagir com a placa Raspberry Pi de várias maneiras, incluindo:

• Teclado e Mouse: Quando conectados via USB, você pode usar a placa como qualquer computador comum, inserindo comandos, escrevendo scripts, ou navegando na internet.
• Interface Gráfica: Se o sistema operacional possuir uma interface gráfica (como o Raspberry Pi OS em modo desktop), os usuários podem usar janelas e menus para acessar aplicativos, navegar em arquivos e executar programas.
• Linha de Comando: Muitos usuários preferem interagir com a placa usando a interface de linha de comando (via terminal). Aqui, é possível digitar comandos para controlar o sistema, instalar pacotes de software, executar scripts, e realizar diversas tarefas avançadas.

Os programas executados variam de simples scripts em linguagens como Python, Scratch, ou C++, até aplicativos mais complexos, como servidores de mídia, software de automação residencial e até emulação de jogos retro.

Interação com Dispositivos Externos

Uma das grandes funcionalidades da Raspberry Pi é sua capacidade de se conectar a uma variedade de dispositivos externos. Através dos pinos GPIO, é possível:

• Ler sensores: Como sensores de temperatura, umidade, movimento ou luz, permitindo que você crie dispositivos de monitoramento.
• Controlar dispositivos: Como motores, relés ou LEDs, possibilitando a criação de projetos de robótica ou automação residencial.

Essa interação com o mundo externo faz da Raspberry Pi uma ferramenta poderosa para projetos de Internet das Coisas (IoT), onde ela pode controlar ou monitorar dispositivos em tempo real, com conectividade via Wi-Fi ou Bluetooth.

Execução de Tarefas Simples e Complexas

A placa Raspberry Pi é capaz de executar desde tarefas simples até mais complexas:

• Tarefas Simples: Pode ser usada para executar scripts simples, como automatizar o envio de e-mails, controlar um LED ou monitorar a temperatura ambiente.
• Tarefas Complexas: Para tarefas mais complexas, como rodar um servidor web, ser utilizada como um media center (via Kodi ou Plex), ou até mesmo atuar como um nó em um sistema distribuído, a Raspberry Pi pode executar vários serviços simultaneamente, desde que adequadamente configurada e equipada com os recursos certos (como memória RAM suficiente).

Modelos de Raspberry Pi

A Fundação desenvolveu diversos modelos de placas Raspberry Pi, com diferentes tamanhos e capacidades. As versões mais atuais dos modelos são:

	Raspberry Pi Zero 2 W	Raspberry Pi 400	Raspberry Pi 4	Raspberry Pi 5
Processador	Quad-core ARM Cortex-A53	Quad-core ARM Cortex-A72	Quad-core ARM Cortex-A72	Quad-core ARM Cortex-A76
Clock	1 GHz	1,8 GHz	1,5 GHz	2,4 GHz
Memória RAM	512 MB	4 GB	2 GB, 4 GB ou 8 GB	2 GB, 4 GB ou 8 GB
Portas USB	1 x USB OTG	3 x USB (2 x USB 3.0, 1 x USB 2.0)	2 x USB 3.0, 2 x USB 2.0	2 x USB 3.0, 2 x USB 2.0
Porta HDMI	1 x mini HDMI	2 x micro HDMI	2 x micro HDMI	2 x micro HDMI
Conectividade	Wi-Fi 2,4GHz, Bluetooth 4.2	Wi-Fi 2,4GHz e 5GHz, Bluetooth 5.0	Wi-Fi 2,4GHz e 5GHz, Bluetooth 5.0	Wi-Fi 2,4GHz e 5GHz, Bluetooth 5.0
Saída de Áudio	Saída de áudio via HDMI	Saída de áudio via HDMI	Saída de áudio via HDMI, Jack de 3,5mm	Saída de áudio via HDMI
Alimentação	5V via micro-USB	5V via USB-C	5V via USB-C	5V via USB-C
Tamanho	65 mm x 30 mm	286 mm x 122 mm	85 mm x 56 mm	88 mm x 57 mm

Raspberry Pi: Homologação Anatel

A Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações) exige que todos os dispositivos que incorporam tecnologias de transmissão de dados, como Wi-Fi e Bluetooth, passem por um processo de homologação. Isso garante que o dispositivo esteja em conformidade com as normas e regulamentos de telecomunicações no Brasil, assegurando sua segurança e compatibilidade com as redes de comunicação.

Se você planeja transformar seu projeto com a Raspberry Pi em um produto comercializável, a homologação da Anatel é essencial. Esse processo é necessário para assegurar que o dispositivo esteja apto para uso no mercado brasileiro e para evitar possíveis problemas legais relacionados à conformidade com as regulamentações de telecomunicações.

Todos os modelos de Raspberry Pi comercializados pela MakerHero possuem homologação da Anatel, garantindo que os dispositivos atendam aos requisitos regulatórios e possam ser usados com confiança em projetos comerciais e pessoais.

Onde comprar uma Raspberry Pi?

Se você está procurando onde adquirir uma Raspberry Pi no Brasil, a MakerHero é uma excelente opção. Como revendedora oficial da Raspberry Pi, a MakerHero garante a qualidade e a autenticidade dos produtos, além de oferecer todos os modelos homologados pela Anatel, facilitando a comercialização e o uso em projetos no Brasil.

Na loja da MakerHero, você encontrará uma ampla variedade de itens relacionados à Raspberry Pi, incluindo:

• Placas Raspberry Pi: Desde os modelos mais básicos, como o Pi Zero 2 W, até os mais avançados, como o Raspberry Pi 4 e o Raspberry Pi 5.
• HATs Raspberry Pi: Módulos de expansão que adicionam novas funcionalidades, como controladores de motores, displays, e sensores.
• Acessórios Raspberry Pi: Fontes de alimentação, cases, cartões microSD pré-configurados, câmeras, cabos e muito mais para personalizar e aprimorar o seu projeto.
• Kits Raspberry Pi: Kits completos que incluem tudo o que você precisa para começar, ideais para iniciantes e educadores.

Ao comprar na MakerHero, você conta com suporte técnico especializado, rápida entrega e a garantia de estar adquirindo produtos originais e compatíveis com as regulamentações brasileiras. Explore a variedade de modelos e acessórios disponíveis para encontrar o ideal para seu projeto!