Raspberry Pi 4 – Máy tính nhỏ gọn với tính năng độc đáo

Raspberry Pi 4 là gì

Có thể bạn quan tâm

Raspberry Pi 4 là một máy tính nhỏ gọn sử dụng hệ điều hành Linux. Với kích thước nhỏ gọn, nó được sử dụng chủ yếu để chạy các chương trình lớn nhằm đạt tín hiệu đầu ra nhanh chóng. Mô hình Raspberry Pi 4 B+ (RP4) là phiên bản cuối cùng được công ty phát triển, với các hệ thống truyền thông có dây và không dây mới nhất yêu cầu để sử dụng trong hầu hết các dự án điều khiển thông minh.

Bạn đang xem: Raspberry Pi 4 – Máy tính nhỏ gọn với tính năng độc đáo

Contents

1 Cấu hình chân Raspberry Pi
2 Module giao tiếp dữ liệu nối tiếp Raspberry Pi
3 Các chân SDIO Raspberry Pi
- 3.1 Các tính năng và thông số kỹ thuật của Raspberry Pi 4
4 Ứng dụng Raspberry Pi
5 Mô tả bảng mạch Raspberry Pi 4
6 Hỗ trợ các giao thức hiện đại
7 Tính năng giao diện HDMI Rpi
8 Các thiết bị ngoại vi chính khác
9 Sơ đồ 2D Raspberry Pi

Cấu hình chân Raspberry Pi

Mô tả chân Raspberry Pi

Bây giờ hãy tìm hiểu cách bố trí chân. Các mô tả chân giống nhau cho tất cả các phiên bản. Raspberry Pi 4 có thể sử dụng trong hệ thống nhúng bên ngoài để giao tiếp tín hiệu. Có tổng cộng 40 chân, trong đó 28 chân là chân GPIO và các chân còn lại là chân nguồn. Các chân GPIO không chỉ thực hiện các chức năng I/O đơn giản mà còn hỗ trợ giao thức UART, SPI và I2C. Các giao thức này dành riêng cho mọi chân và tất cả chức năng của chúng được thảo luận dưới đây.

Chân cấp nguồn

Power In: Trong Raspberry Pi, có hai cách cấp nguồn. Một là từ cổng nguồn USB-C và thứ hai là từ các chân 5V. Chân 5V được kết nối trực tiếp với cổng adapter USB-C. Đầu vào ở chân 5V phải ổn định và theo đúng thông số kỹ thuật. Trong trường hợp có điện áp cao hơn, thiết bị có thể bị cháy. Các chân đầu vào 5V sẽ không có cầu chì và bộ điều chỉnh điện áp khi được sử dụng làm đầu vào cấp nguồn, do đó nguồn điện 5V phải theo đúng thông số kỹ thuật để tránh hư hại. Chân đầu vào cấp nguồn cho Raspberry Pi 4 được cung cấp bên dưới:

Từ chân 2 đến 6 -> +5V
Chân 6 -> GND

Power Out: Có hai loại chân nguồn ra trong Raspberry Pi 4 là 3V3 và 5V. 5V được kết nối trực tiếp với cổng USB nhưng 3V3 được kết nối thông qua bộ điều chỉnh điện áp cho ra đầu ra 3V ổn định. Tất cả các chân nguồn ra được cung cấp bên dưới:

3V3 – Chân 1, chân 17
5V – Chân 2, chân 6

Ground: Raspberry Pi 4 có nhiều chân ground được kết nối bên trong và các chân này này có thể làm điểm nối đất chung cho nguồn điện hoặc thiết bị bên ngoài. Danh sách các chân ground được đưa ra dưới đây:

Chân 6
Chân 9
Chân 14
Chân 20
Chân 25
Chân 30
Chân 34
Chân 39

Chân I/O digital

Xem thêm : Hướng dẫn đọc điện trở đơn giản và chính xác nhất

Hầu hết các thiết bị đều cần các chân đầu vào và đầu ra để giao tiếp. Trong Raspberry Pi 4, có 28 chân GPIO được sử dụng làm đầu vào và đầu ra digital. Các chân GPIO trong bộ điều khiển có một số giá trị mặc định. Các chân GPIO từ 0-9 sẽ ở trạng thái logic cao, và từ 10 trở đi sẽ ở trạng thái logic thấp. Dưới đây là danh sách các chân GPIO trong Raspberry Pi 4:

GPIO0 – Chân 27
GPIO1 – Chân 28
GPIO2 – Chân 3
GPIO3 – Chân 5
GPIO4 – Chân 7
GPIO5 – Chân 29
GPIO6 – Chân 31
GPIO7 – Chân 26
GPIO8 – Chân 24
GPIO9 – Chân 21
GPIO10 – Chân 19
GPIO11 – Chân 23
GPIO12 – Chân 32
GPIO13 – Chân 33
GPIO14 – Chân 8
GPIO15 – Chân 10
GPIO16 – Chân 36
GPIO17 – Chân 11
GPIO18 – Chân 12
GPIO19 – Chân 35
GPIO20 – Chân 38
GPIO21 – Chân 40
GPIO22 – Chân 15
GPIO23 – Chân 16
GPIO24 – Chân 18
GPIO25 – Chân 22
GPIO26 – Chân 37
GPIO27 – Chân 13

Tất cả các chân GPIO trong Raspberry Pi 4 không chỉ có chức năng đầu vào và đầu ra. Mỗi chân GPIO có thể thực hiện các chức năng khác thông qua lập trình.

Các chân UART trong Raspberry Pi

Có nhiều giao thức nối tiếp và UART là một trong số đó. Nó khá phổ biến vì có hệ thống giao tiếp đơn giản và phụ thuộc vào hầu hết các phần mềm. Có nhiều chân giao tiếp UART trong Raspberry Pi 4 được đưa ra bên dưới:

TXD1 – GPIO14 – Chân 8
RXD1 – GPIO15 – Chân 10
TXD2 – GPIO0 – Chân 27
RXD2 – GPIO1 – Chân 28
TXD3 – GPIO5 – Chân 29
RXD3 – GPIO4 – Chân 7
TXD4 – GPIO8 – Chân 24
RXD4 – GPIO9 – Chân 21
TXD5 – GPIO12 – Chân 32
RXD5 – GPIO13 – Chân 33

Chân giao tiếp SPI

Một số thiết bị sử dụng giao thức SPI để điều khiển nhiều thiết bị bằng cách sử dụng 1 đường truyền dữ liệu duy nhất. Trong Raspberry Pi 4, có nhiều chân SPI được sử dụng cho giao tiếp SPI. Dưới đây là danh sách chân SPI của Raspberry Pi 4:

SPI3 CEO N – GPIO0 – Chân 27
SPI3 MISO – GPIO1 – Chân 28
SPI3 MOSI – GPIO2 – Chân 3
SPI3 SCLK – GPIO3 – Chân 5
SPI4 CEO N – GPIO4 – Chân 7
SPI4 MISO – GPIO5 – Chân 29
SPI4 MOSI – GPIO6 – Chân 31
SPI4 SCLK – GPIO7 – Chân 26
SPI0 CE1 N – GPIO8 – Chân 24
SPI0 CE0 N – GPIO9 – Chân 21
SPI0 MISO – GPIO10 – Chân 19
SPI0 MOSI – GPIO11 – Chân 23
SPI5 CEO N / SPI0 SCLK – GPIO12 – Chân 32
SPI5 MISO – GPIO13 – Chân 33
SPI5 MOSI – GPIO14 – Chân 8
SPI5 SCLK – GPIO15 – Chân 10
CTS0 – GPIO16 – Chân 36
RTS0 – GPIO17 – Chân 11
SPI6 CEO N – GPIO18 – Chân 12
SPI6 MISO – GPIO19 – Chân 35
SPI6 MOSI – GPIO20 – Chân 38
SPI6 SCLK – GPIO21 – Chân 40

Chân giao tiếp I2C

Raspberry Pi 4 hỗ trợ giao thức I2C. Đây là giao thức được sử dụng ở một số cảm biến và động cơ. Dưới đây là danh sách các chân giao tiếp I2C:

SDA0 / SDA6 – GPIO0 – Chân 27
SCL0 / SCL6 – GPIO1 – Chân 28
SDA1 / SDA3 – GPIO2 – Chân 3
SCL1 / SCL3 – GPIO3 – Chân 5
SDA3 – GPIO4 – Chân 7
SCL3 – GPIO5 – Chân 29
SDA4 – GPIO6 – Chân 31
SCL4 – GPIO7 – Chân 26
SDA4 – GPIO8 – Chân 24
SCL4 – GPIO9 – Chân 21
SDA5 – GPIO10 – Chân 19
SCL5 – GPIO11 – Chân 23
SDA5 – GPIO12 – Chân 32
SCL5 – GPIO13 – Chân 33
SDA6 – GPIO22 – Chân 15
SCL6 – GPIO23 – Chân 16

Các chân GPIO PWM

Để tạo ra tín hiệu đầu ra xung mong muốn, Raspberry Pi 4 có một số chân PWM. Các chân này cấp dữ liệu trực tiếp cho các thiết bị ngoại vi điện áp thấp. Để tạo ra tín hiệu đầu tiên, các chân phải được lập trình trước. Dưới đây là danh sách chân PWM:

PWM0 – GPIO12 – Chân 32
PWM1 – GPIO13 – Chân 33
PWM0 – GPIO18 – Chân 12
PWM1 – GPIO19 – Chân 35

Các chân SDIO Raspberry Pi

Trong Raspberry Pi 4, có một khe cắm thẻ SD nhưng các chân GPIO cũng hỗ trợ khả năng tương thích với thẻ SD. Chân SDIO trên thiết bị có thể được sử dụng cho thẻ SD khi có ứng dụng yêu cầu. Dưới đây là danh sách các chân SDIO:

SD0CLK / SD1 CLK – GPIO22 – Chân 15
SD0 CMD / SD1 CMD – GPIO23 – Chân 16
SD0 DATA0 / SD1 DAT0 – GPIO24 – Chân 18
SD0 DAT1 / SD1 DAT1 – GPIO25 – Chân 22
SD1 DAT2 / SD1 DAT2 – GPIO26 – Chân 37
SD0 DAT3 / SD1 DAT3 – GPIO27 – Chân 13

Xem thêm : 9 Cách Đấu Nối Đèn LED Nối Tiếp 12V 24V 220V Dễ Nhất

Có thể tham khảo bài viết sau:

Sự khác biệt giữa các thế hệ Raspberry Pi
Sự khác biệt giữa Raspberry Pi và Arduino

Các tính năng và thông số kỹ thuật của Raspberry Pi 4

CPU Quad-core Cortex-A72 (64-bit) @ 1.5GHz
GPU H264 (1080p60 decode, 1080p30 encode) OpenGL ES 3.0 graphics, H.265 (4kp60 decode)
RAM 1GB, 2GB, 4GB
Dải điện áp hoạt động 5V với dòng tối thiểu 3A
Cổng GPIO 28 chân I/O
LAN: Gigabyte Ethernet
Có hỗ trợ PoE (Power over Ethernet)
WIFI và Bluetooth 5.0
Thẻ SD có sẵn
HDMI 2 Cổng Màn hình 4k (mini-HDMI)
Cổng USB 2.0 và 3.0
Máy ảnh CSI
Display DSI
Nhiệt độ hoạt động 0-50 độ

Ứng dụng Raspberry Pi

Raspberry Pi có nhiều ứng dụng trong tự động hóa trong nhà, có thể được sử dụng làm máy chủ cho một mạng nhỏ và trong lĩnh vực robot và các hệ thống nhúng khác.

Mô tả bảng mạch Raspberry Pi 4

Raspberry Pi 4 có hỗ trợ nhiều ngoại vi có thể được sử dụng, bao gồm USB, PoE Header, máy ảnh, màn hình, âm thanh và thẻ SD.

Mô tả bảng mạch Raspberry pi 4

Hỗ trợ các giao thức hiện đại

Raspberry Pi 4 có nhiều hệ thống liên lạc hiện đại. Nó có WiFi và Bluetooth để giao tiếp dữ liệu không dây. Pi chuyển đổi dữ liệu dễ dàng trong cùng một mạng do có WiFi. Thiết bị cũng có hỗ trợ mạng LAN trong trường hợp không có WiFi và là mạng truyền thông có dây.

LAN: Gigabyte Ethernet
Bluetooth: 5.0
WiFi: 2.4GHz và tốc độ 5GHz

Tính năng giao diện HDMI Rpi

Trong các thiết bị Pi trước đây, chỉ có một cổng HDMI và có độ phân giải thấp. Nhưng trong mẫu mới nhất, Raspberry Pi 4 có hai cổng HDMI mini có thể được sử dụng cùng lúc cho nhiều màn hình máy tính để bàn. Cả hai cổng đều hỗ trợ chế độ xem 4K Ultra HD.

GPU SPECS: H264 (1080p60 decode, 1080p30 encode) OpenGL ES 3.0 graphics, H.265 (4kp60 decode)

Các thiết bị ngoại vi chính khác

USB: Raspberry Pi 4 có bốn cổng USB. Hai cổng hỗ trợ USB 2.0 và hai cổng hỗ trợ USB 3.0. Cổng USB 3.0 cho phép truyền dữ liệu nhanh.
PoE Header: Raspberry Pi 4 có sẵn PoE Header, cho phép cấp nguồn qua Ethernet Wire thông qua một PoE HAT bên ngoài.
Máy ảnh: Raspberry Pi 4 hỗ trợ máy ảnh với một cổng máy ảnh MIPI CSI 2-lane, giúp kết nối trực tiếp và không cần giao tiếp thứ ba.
Màn hình: Raspberry Pi 4 có thể kết nối với màn hình LCD bên ngoài thông qua cổng MIPI DSI 2-lane.
Âm thanh: Raspberry Pi 4 có cổng âm thanh riêng biệt dùng để gửi và nhận tín hiệu âm thanh. Ngoài ra, cũng có thể sử dụng tín hiệu âm thanh từ các thiết bị khác kết nối ở header mở rộng.
Thẻ SD: Thẻ SD là phần cần thiết nhất của Raspberry Pi. Hệ điều hành của Pi sẽ được lưu trong thẻ SD và sau đó được sử dụng thông qua khe cắm thẻ SD.