Derek Molloy - Raspberry Pi® a fondo para desarrolladores

ADVERTENCIA El RPi tolera 3,3 V, pero envía alimentación de 5 V a través de los pines 3 y 4 de la cabecera GPIO. La manera más fácil de destruir el RPi pasa por conectarlos accidentalmente a un circuito que requiera niveles lógicos de 3,3 V, o también cortocircuitar dichos pines con otros de la misma cabecera GPIO. Para evitar contactos accidentales, podemos puentearlos con un jumper aislante (véase la figura 1-7(b)). La cubierta de plástico aísla los pines de cualquier contacto y evita que conectemos una alimentación de 5 V a nuestro circuito.

Accesorios opcionales

En las secciones siguientes se describen accesorios opcionales que podríamos necesitar para cierto tipo de aplicaciones que estemos desarrollando.

Un hub USB para conectar múltiples dispositivos USB

La mayoría de los modelos RPi incluyen un hub USB que permite la conexión de varios dispositivos de forma simultánea. Ahora bien, si planeamos conectar muchos de estos dispositivos externos al RPi, necesitaremos un hub USB externo. Los hub USB se pueden alimentar externamente o desde el bus. Los que reciben alimentación externa son algo más caros, pero mucho más versátiles a la hora de conectar dispositivos externos que demanden mucha corriente, por ejemplo adaptadores WiFi.

Un problema a tener en cuenta con los hub USB alimentados externamente es la posible "realimentación" (backfeeding o back powering) hacia el RPi. Esta realimentación ocurre cuando un hub USB alimentado externamente se conecta al hub interno del RPi (no a la toma de corriente micro-USB) y envía corriente hacia la placa a través de dicho hub interno. Tener dos fuentes de alimentación "compitiendo" para enviar corriente al RPi puede ocasionar problemas. Además, el hub del RPi carece de la protección necesaria para evitar que le llege un exceso de corriente.

Por otra parte, esto no es problema en las placas RPi más recientes (RPi 2/3) porque cuentan con la circuitería necesaria para evitar la mencionada realimentación eléctrica. Sin embargo, puede resultar útil también utilizar una única fuente de alimentación para nuestro proyecto. Para ello, lo más fácil es conectar un cable desde el hub USB alimentado externamente a la toma de corriente micro-USB del RPi.

Adaptadores micro-HDMI a VGA para vídeo y sonido

En el mercado podemos encontrar adaptadores HDMI a VGA que convierten la señal HDMI en VGA. Al mismo tiempo que proporcionan salida de vídeo VGA, muchos de estos adaptadores incorporan un conector estándar de audio de 3,5 mm, que sirve para aplicaciones de audio en el RPi. Asimismo, existen también adaptadores de audio USB capaces de proporcionar funcionalidad de reproducción y grabación de audio de alta calidad. Dichos adaptadores se describen en el capítulo 15. Muchos modelos RPi ofrecen también vídeo compuesto y sonido estéreo a través de un conector cuatripolar de 3,5 mm. Para esta tarea se puede conectar un jack estándar tetrapolar de 3,5 mm (con micrófono). La punta envía la señal al canal de audio izquierdo, seguidamente al derecho, luego está la conexión a tierra y, por último, el canal de vídeo.

Adaptadores WiFi para conectividad inalámbrica

El RPi 3 incorpora conectividad WiFi en la placa. No obstante, en modelos anteriores, esta funcionalidad se puede añadir mediante diferentes adaptadores WiFi, como los que se muestran en la figura 1-8(a), aunque el RPi no puede utilizar cualquiera que le enchufemos. Tanto la distribución Linux como el chipset que controle el adaptador determinarán las posibilidades de usarlo. La configuración de la funcionalidad WiFi y sus aplicaciones se analizan con detalle en el capítulo 13. Allí se muestran pruebas de numerosos adaptadores de bajo coste y amplia disponibilidad comercial. Se debe tener presente que los fabricantes pueden cambiar el chipset de un modelo de adaptador de una generación a otra, y que adquirir un adaptador de la lista que mostramos en el capítulo 13 no garantiza inmediatamente su funcionamiento. La mejor forma de acertar pasa por comprobar el chipset concreto del adaptador que queramos adquirir y comprobar su presencia en la lista. Podemos utilizar un pequeño medidor de corriente USB de bajo coste, como el de la figura 1-8(c) (menos de 3 euros), que nos permitirá averiguar rápidamente el consumo de potencia del RPi y el posible impacto de conectar un adaptador WiFi.

Figura 1-8: Adaptadores USB: (a) Adaptadores WiFi. (b) Adaptador para lectura/escritura

de tarjetas de memoria. (c) Monitor de corriente y voltaje USB de bajo coste.

Dispositivos de almacenamiento USB

Las placas RPi admiten la conexión de lápices USB, discos duros externos USB y adaptadores para lectura/escritura de tarjetas de memoria (sobre todo SD). Se puede formatear el dispositivo con un sistema de archivos Linux y montarlo en el sistema de archivos del RPi (véase capítulo 3). Un dispositivo que resulta particularmente útil es un lector de tarjetas de memoria USB como el de la figura 1-8(b). Estos dispositivos cuestan más o menos lo mismo que los lápices de memoria USB y soportan el cambio de tarjetas micro-SD "en caliente". Además, resultan particularmente útiles cuando necesitamos montar el sistema de archivos raíz de un RPi en otro, para intercambiar archivos o para solucionar problemas de configuración de la tarjeta que interrumpan el arranque del otro RPi (véase el capítulo 3). Por otro lado, ese mismo dispositivo se puede usar en un ordenador personal para grabar una nueva imagen de Linux en una tarjeta micro-SD.

Webcam USB para captura de imágenes y streaming de vídeo

Añadir una cámara RPi, como las de las figuras 1-9(a) o 1-9(b), o una webcam, como la de la figura 19(c), permite integrar con un coste muy bajo la funcionalidad de captura de imágenes y vídeo en nuestros proyectos RPi. Además, ciertas librerías de Linux, como Video 4 Linux y Open Source Computer Vision (OpenCV), nos permitirán el desarrollo de aplicaciones de visión artificial. Este tema se trata en profundidad en el capítulo 15.

Figura 1-9: (a) RPi NoIR Camera. (b) Soporte para cámara RPi. (c) Webcam USB Logitech C920.

Teclado y ratón USB para computación de propósito general

Podemos conectar un ratón y un teclado USB al RPi, o bien usar una combinación estándar de teclado y ratón inalámbricos de 2,4 GHz. Existen combinaciones inalámbricas portátiles de muy pequeño tamaño, por ejemplo las Rii 174 Mini, Rii i10 o la ESYNiC mini; todas ellas ofrecen un teclado portátil con su touchpad integrado. Un adaptador Bluetooth USB también resulta útil para conectar periféricos al RPi.

Una combinación de teclado/touchpad se utiliza en el capítulo 14.

Carcasas para proteger el RPi

Existen numerosos tipos de carcasas para proteger nuestro RPi, por ejemplo la que se ilustra en la figura 1-10(a), que cuesta menos de 6 euros. Las carcasas resultan útiles para salvaguardar el RPi de cortocircuitos accidentales, como los que pueden suceder al dejar la placa sobre una superficie metálica, pero también influyen mucho en la temperatura de operación del RPi (véase el capítulo 12). Intente adquirir una carcasa con la ventilación adecuada, pero evite añadir ruidosos ventiladores o esos ridículos sistemas de refrigeración líquida.

Placas de extensión HAT

Las placas de extensión HAT (Hardware Attached on Top, literalmente "hardware que se fija encima", cuyo acrónimo "HAT" es un juego de palabras con el término inglés hat, que significa sombrero) son circuitos impresos que se pueden conectar al RPi mediante la cabecera de ampliación GPIO. Existen placas de extensión para las cabeceras GPIO de 26 pines de los modelos RPi más antiguos, pero el RPi carece de mecanismos formales para identificar el tipo de placa de extensión conectada. Las HAT se presentaron junto con el RPi modelo B+. Algunos de los 40 pins de la cabecera GPIO ampliada (ID_SD e ID_SC) de los modelos más recientes se emplean para identificar automáticamente el tipo de HAT conectada. Esto permite que Linux configure los pines GPIO de forma automática y que cargue los controladores que faciliten el manejo de la HAT.