Raspberry Pi Zero 2 W樹莓派小型Wi-Fi單板微電腦(一):美國Micro Center電子3C賣場和芝加哥公立圖書館的創客實驗室

本文的Raspberry Pi Zero 2 W單板微電腦由台灣樹莓派Sosorry先生提供,特此感謝!

Raspberry Pi(以下稱「樹莓派」)是廣受歡迎的單板微電腦,可執行原廠的Linux系統(Raspberry Pi OS),以及其他廠商或愛好者提供的Linux、Chrome OS、Android、串流媒體播放平台、遊戲機模擬器,甚至ARM版的Windows 10和Windows 11

「主流款式」樹莓派,像Raspberry Pi 4B,85.6 × 56.5mm大小,內建乙太網路插孔、Wi-Fi和藍牙,有4個USB母座以及兩個Mini HDMI輸出,主記憶體可選2GB、4GB或16GB,電源供應器建議採用5V/3A。

Zero系列的寬度約主流款的一半,65 × 30mm,具備Mini HDMI輸出和Micro USB母座、沒有乙太網路插孔、主記憶體512MB。

樹莓派Zero系列有三個款式,外觀尺寸和介面、接腳位置都一樣。第一代沒有內建Wi-Fi,定價僅5美元,一推出就造成轟動,購物網站限量販售,一上架就被秒殺。這三代的外觀如下:

樹莓派Zero系列

最底下那個是第三代:樹莓派Zero 2 W,定價美金15元。W代表Wi-Fi,主要規格:

  • 處理器:Broadcom BCM2710A1,四核心64位元系統晶片(Arm Cortex-A53 @ 1GHz)
  • 主記憶體:512MB LPDDR2 SDRAM
  • 儲存媒介:microSD(最高支援256GB)
  • USB介面:一個附帶OTG功能的Micro USB 2.0
  • 攝影機模組介面:CSI-2連接器
  • 視訊輸出:一個Mini HDMI
  • 週邊模組控制介面:40針GPIO
  • 作業系統:Raspberry Pi OS(基於Linux Debian)
  • 顯示能力:1080p @ 30FPS,附帶OpenGL ES 1.1, 2.驅動程式

樹莓派開發板的作業系統、應用程式和使用者編寫的程式軟體,都存放在Micro SD記憶卡。根據美國Make雜誌的Raspberry Pi Zero 2 W評測報導指出,第一代Zero的啟動時間耗時近2分鐘,而Zero 2 W不到30秒,開啟應用程式的時間也快了一倍。處理單執行緒任務的效能提升不到50%,但多執行緒任務的運行速度提高了5 倍以上。

因為主記憶體只有512MB,所以Zero系列板子比較適合於自動控制、物聯網監測、多媒體廣告牌或者小遊戲機之類的應用,儘管它能執行Linux系統,但不適合當作備用的個人電腦,以瀏覽網站來說,Google雲端硬碟和GMail電子郵件這類型的網頁對記憶體的要求比較大,Zero板的負擔很沈重。

美國的3C電子賣場:Micro Center

第一代Zero板我是在英國的購物網站買的,那時正好有朋友從英國返台。Zero W是第二代,定價美金10元,其餘規格跟第一代相同。Zero W是2019年8月到美國開車旅遊時,在俄亥俄州一家名叫Micro Center(微電腦中心)3C賣場買的,特價5美元一片,這個價格僅限來店購買,網購是原價。

美國知名的3C實體連鎖店Best Buy,以及Target百貨和Wallmart大賣場,甚至Barnes & Noble連鎖書店,都有販售「主流款式」樹莓派,但通常也只有開發板和外殼,沒有賣Zero系列或其他像Arduino之類,更趨向電子DIY的專門套件。在美國購買電子零件和套件,要到RadioShack或Micro Center,不然就上網郵購。

美國國土幅員遼闊,只有少數幾州有開設Micro Center。加州的面積約台灣12倍大,只有一家Micro Center;俄亥俄州有3家,我去的那家位於Mayfield Heights,距離克里夫蘭的搖滾名人堂(Rock and Roll Hall of Fame)車程約30分鐘。

這是Micro Center裡面,陳設樹莓派相關配件的貨架:

陳設樹莓派相關配件的貨架

微電腦、電子DIY相關商品,以美國Adafruit公司推出的微電腦開發板和週邊控制板為主。

美國Adafruit公司推出的微電腦開發板

另外還有一系列Teensy開發板。Teensy是一家位於美國Portland(波特蘭)的電子公司PJRC研發的微電腦開發板,特點是小尺寸以及充當USB週邊設備的功能,支援採用Arduino IDE開發,但它不是開源硬體(嗯,樹莓派也不是),主要的使用者族群位於美國。

Teensy開發板

這賣場裡的許多電子零組件和感測器的包裝都很精緻,價格也比較高檔。一個HC-05藍牙序列轉換模組定價美金17.99元(還要外加稅金!)、HC-SR05超音波距離感測模組定價5.99美元。

電子零組件和感測器

Arduino Uno相容板的價格跟台灣的電子賣場差不多,定價9.99美元。

Arduino Uno相容板

相較之下,樹莓派Zero W的售價簡直無敵。但2020年以來的COVID-19疫情,擾亂各產業的供應鏈,全球晶片荒尚未緩解,許多行業撐不住通貨膨脹的壓力,樹莓派官網也於10月20日發布暫時調漲部份產品價格的通知,所以廠商能夠維持原有的價格販售就很佛心了。

芝加哥公立圖書館的創客實驗室

愛書人每次造訪新的城市,總想逛逛當地的書店和圖書館。來到芝加哥,一定要參觀建立於1873年,有「世界最大公共圖書館」美譽的芝加哥公立圖書館。為了紀念對提昇芝加哥城市經濟、文化貢獻卓越的第一位黑人市長,芝加哥公立圖書館也被命名為Harold Washington Library(哈羅德•華盛頓圖書館)。

照片右側建築是芝加哥公立圖書館。

芝加哥公立圖書館

這座圖書館不僅藏書豐富,還兼具博物館和美術館的展覽功能。也許未來會展示1.5個假博士的論文,這騙局精采絕倫,值得舉世瞻仰。

芝加哥公立圖書館

這是圖書館頂樓的公共空間,適合一個人跟書本消磨時光。

芝加哥公立圖書館

芝加哥公立圖書館3樓有個創立於2013的創客實驗室(Maker Lab),提供3D印表機、小型雷射切割機、割紙(紙雕)機、縫紉機、筆電和相關設計軟體,定期舉辦免費的創客DIY交流活動。

創客實驗室(Maker Lab)

照片的拍攝時間是2019年8月9日(星期五)上午11點,來創作東西的人還不少。

這片白板牆標示了雷射切割材質的厚度、功率輸出和速度等參數值、3D印表機的PLA材質的加熱溫度,還有3D列印的費用,每30分鐘收取1美金,每人每次最多使用2小時。

創客實驗室(Maker Lab)

我跟創客實驗室的指導員聊了一下,他說他最愛用的微電腦控制板是Teensy,也有用樹莓派。我問他是否用過ESP8266和ESP32?他知道它們是價格低廉的32位元開發板,可以執行Arduino和MicroPython程式,但還不是很感興趣。

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