Ставлю на Zero! Мой выбор одноплатника. Raspberry Pi vs Orange Pi

Работа над прошлой статьей "О Raspberry Pi для чайников как я. И при чем здесь SONY с ИИ?" пробудила во мне недетский интерес. Не ясно, почему, но возникло желание купить одноплатник. Какой и зачем? Я начал собирать дополнительную информацию: читать статьи, искать книги, смотреть блогеров, перелопачивать полки китайского маркетплейса. Теперь я могу сказать: я видел все, я познал дзен. Нет, конечно. Но, кое-что я узнал. И спешу поделиться с вами, пока жду доставки.

Эта статья, как и прошлая, для таких же новичков в работе с одноплатными компьютерами, как и я сам. Мы вместе пройдем путь от общих мыслей к сравнению характеристик устройств и принятию решения. Попутно с авторами других статей и видео порассуждаем о реальном применении и проектах. А закончим планами на ближайшее будущее и просьбой совета у более опытных коллег. Приятного чтения!

Мотивация. Или зачем мне это нужно

Может показаться странным, но мотивация волнует инженеров и создателей ни чуть не меньше, чем технические характеристики устройства. Например, в книге "Raspberry Pi Pico в любительских проектах" авторы Сай Яманур, Шрихари Яманур в нескольких главах уделили достаточное внимание мотивации в проектах с стиле "Мы делаем жизнь людей лучше". Звучит знакомо, помните сериал "Кремниевая долина" и битву стартапов на Техкранч Дизрапт?

Нам, конечно, тоже ничто человеческое не чуждо, но хочется какой-то более приземленной и близкой мотивации для себя лично, чем трудно достижимая цель спасение человечества. Поэтому для меня мотивацией и ответом на вопрос "А зачем мне это нужно?" (имеется в виду покупка и работа с одноплатником) является желание посмотреть предел возможностей применения ИИ на небольших, компактных устройствах.

Я занимаюсь тем, что сейчас называется ИИ, уже очень давно. Но никогда не встраивал алгоритмы в роботов (WeDo с сыном не считается), или не запускал бота с искусственным интеллектом на маленькой микросхеме. Но это же интересно! И это наше будущее. Да, наше будущее в умном доме, наполненном самыми разными IoT устройствами и самыми разными типами роботов. И очень хочется самому понять, потрогать, "поиграться" и найти (нащупать) ускользающую границу ограничений быстро бегущего вперед прогресса, хотя бы на минутку, хотя бы на секунду. Хочется увидеть, как мой код на Python и веса нейросетки материализуются в каком-то устройстве, а не в виртуальном пространстве облачных сервисов.

В моем детстве было много разнообразных конструкторов: большие коробки с множеством деталей, пластиковые, железные, алюминиевые, электроприборы и так далее. Это было редкостью для того времени (спасибо моему папе). Иногда хочется вернуться. Возвращение в детство тоже отличная мотивация. А вам хочется?

Когда перебирал разные проекты, собрал видосики по тем проектам, которые хотелось бы повторить самому с нуля (а не купить и собрать как конструктор). Вот ссылка из моего блога в телеге. Пара проектов, правда, там не на Raspberry, но никто же не мешает мечтать.

Выбираю Raspberry Pi

Новость о выходе новой AI камеры к Raspberry Pi заинтриговала (о Raspberry Pi AI Camera я писал в предыдущей статье). И захотелось с ней поработать. Но, оказалось, что камеры еще нет в продаже (по крайней мере, у нас). И тогда я подумал, что можно купить Raspberry Pi пока без камеры. Но какой?

Список для выбора был примерно таким:

• Raspberry Pi 4: Модель, выпущенная в 2019 году, с улучшенной производительностью и различными конфигурациями оперативной памяти (2, 4 или 8 ГБ). Raspberry Pi 4 имеет USB 3.0, Gigabit Ethernet и поддерживает два монитора с разрешением до 4K, что делает её идеальной для медиапроектов и даже использования в качестве рабочего стола.

• Raspberry Pi Zero 2 W: Миниатюрная версия, ориентированная на проекты с ограниченным пространством. Raspberry Pi Zero 2 W включает встроенный Wi-Fi и Bluetooth.

• Raspberry Pi 5: Текущая версия, выпущенная в октябре 2023 года, предлагает улучшенную производительность и доступна в конфигурациях с 4 ГБ и 8 ГБ оперативной памяти. Raspberry Pi 5 оснащена более быстрым процессором Cortex-A76 (ARM v8), поддержкой HDMI 2.1, Wi-Fi 6 и Bluetooth 5.0, а также увеличенным количеством USB-портов, что делает её ещё более мощной платформой для различных проектов.

Мне захотелось самый последний, 5й. Но, я вспомнил, что мой приятель, немного поигравшись с Raspberry Pi 3 в свое время, забросил его. А чем я лучше? Значит и мой новехонький Pi 5 может постигнуть такая же судьба. "Игрушка" за 20 тыс. рублей, да еще какие-нибудь приблуды к ней, и все это пылится без дела, куплено за зря. За такое жена и из дома выгнать может. Поэтому я решил снизить риски и выбрал самый маленький.

Зачем мне большой Raspberry? Разве новичок автолюбитель лезет сразу в гоночный болид? Нет! Поэтому я решил, что буду познавать новый, удивительный мир постепенно, начав с малого, но компьютера же, а не какого-то микроконтроллера.

Ставлю всё на Zero!

На Raspberry Zero 2 W много чего можно сделать. Вот, например, свежий видосик попался с буржуйских сайтов. Жуть, конечно. Говорят, что к ихнему Хэллоуину сделали.

Некий Poke08 создал интерактивный глаз с помощью Raspberry Pi, который автоматически перемещается по комнате и следит за людьми! Глаз не только выглядит устрашающе, но и говорит «Happy Halloween!» с помощью синтеза речи.

Как это работает?
· Основа — плата Raspberry Pi Zero 2 W.
· Для перемещения используются шаговые двигатели.
· За распознавание лиц отвечает Google USB Coral Accelerator и CodeProject.AI.

Проект выполнен в корпусе из 3D-печати.

Raspberry Pi Zero 2 W vs Orange Pi Zero 2W

Когда мы определились, что самый большой и мощный среди маленьких нам не нужен. А для начала достаточно чего и поменьше, выбор пал на Raspberry Pi Zero 2 W. Мозг рисовал радужные картинки, как компьютер на батарейках, умещающийся в карман рубашки, будет пахать на уровне мощных серваков какого-нибудь облачного сервиса. Но, объем его оперативки быстро вернул меня на землю. Я даже не решаюсь произнести вслух эту цифру, вы ее увидите в табличке ниже. И что же делать, уж больно понравился мне такой форм-фактор?

Успех Raspberry (малинка) был столь головокружительным, что не мог не привлечь подражателей (полную корзинку ягод и фруктов). Между апельсином и бананом я выбрал апельсин (я его больше люблю), остальные отбросил из-за несъедобных названий. При сравнении малинки и апельсинки последняя оказалась гораздо мощнее, современнее. Согласитесь, весьма приятное открытие, несущее нас в апельсиновые мечты, где компьютер на батарейках в кармане...

Специально для статьи я составил табличку для сравнения этих компьютеров (Raspberry Pi Zero 2 W и Orange Pi Zero 2W), стараясь аккуратнее подходить к данным. Но, если вы найдете ошибки, пожалуйста, напишите мне в комментариях или в личку. Спасибо!

Кстати, заметил интересную особенность: "2W" пишется в названии модели Raspberry с пробелом, а у Orange без пробела. Почему так? Есть мнение, что это вопрос брендинга, корпоративной идентичности и прочих языковых и культурных особенностей. Но, кажется, на правильное написание мало кто обращает внимание, кроме самих производителей.

Из таблицы видно, что Orange Pi Zero 2W превосходит Raspberry Pi Zero 2 W по ряду технических характеристик:

• Более мощный процессор и GPU.

• Больше вариантов оперативной памяти с использованием более быстрой технологии LPDDR4.

• Поддержка более современных беспроводных стандартов.

• Возможность вывода видео в 4K при 60FPS.

• Расширенные возможности подключения и интерфейсы расширения.

Это делает Orange Pi Zero 2W потенциально более подходящим для приложений, требующих высокой производительности, современного графического вывода и гибких возможностей подключения.

Но есть и другие факторы:

• Сообщество и поддержка: Raspberry Pi имеет большое сообщество пользователей, обширную документацию и широкий спектр программного обеспечения, оптимизированного для его платформы.

• Совместимость: Некоторое программное обеспечение и периферийные устройства могут быть лучше поддержаны на Raspberry Pi.

Но нам не привыкать скрещивать ежей с ужами, поэтому я решил рискнуть и заказать Orange Pi Zero 2W в Китае. Обещали со дня на день привезти частным самолетом.

По ценам не совсем ясно. Уже после того как заказал апельсинку (скрин выше), нашел на том же маркетплейсе значительно дешевле (скрин ниже), именно здесь заказывали ребята из группы Orange Pi Zero 2W на 4pda. Я не знаю, прилагается ли антенна за стоимость 2390 рублей, но даже если нет, то стоимость бокса, радиатора и антенны значительно меньше этой разницы. Конечно, еще есть разница в доставке. За 4019 рублей она бесплатная, а к 2390 рублям надо будет прибавить еще 550 рублей. И, все равно, если даже все это прибавить к цене, я получается прогадал рублей 700-800. Я не стал отменять заказ. Но интересно, хоть чем-то еще объясняется эта разница, кроме того, что я плохой шопер?

Проекты на Orange Pi Zero 2W

Информации о проектах на Orange Pi Zero 2W, конечно, значительно меньше, чем о проектах на Raspberry Pi. Это и ожидалось. Меня успокаивает то, что в принципе архитектура одноплатников одинаковая, операционные системы одни и те же, а разница в расположении пинов GPIO незначительная. Наверняка есть и другие отличия, но сомневаюсь, что они имеют критическое значение. Если я неправ, напишите, пожалуйста, в комментах.

И все же я нашел проекты на Orange Pi Zero 2W.

DevOps и Kubernetes на апельсинках

Больше всего меня впечатлил проект, описанный в статье на Хабре Оранжевый k8s кластер на ладони. Статья описывает опыт автора по созданию кластера Kubernetes на базе одноплатных компьютеров Orange Pi, используя минимальный набор оборудования и программного обеспечения.

Проект демонстрирует, как легко можно создавать и управлять кластером Kubernetes на маленьких и дешевых устройствах. Финальная часть статьи посвящена техническим характеристикам нагрузки и температур устройств, а также включает небольшую смету затрат на реализацию проекта.

Это отличный инженерный эксперимент. Снимаю шляпу и низко кланяюсь.

Самый дешевый домашний сервер на Orange Pi Zero 2

В этом видео на ютьюбе автор рассказывает, как можно использовать ненужные жесткие диски и подключить их к Orange Pi, чтобы создать домашний файловый сервер с использованием NextCloud. Это решение позволяет хранить файлы в облаке, управлять ими через интернет и даже организовать офисные инструменты и видеозвонки.

Безумная колонка на Orange Pi Zero 2W

Этот проект посвящен программно-аппаратной реализации DIY голосового ассистента на базе Orange Pi Zero 2W. Основное внимание уделяется разработке функциональности распознавания речи, обработки команд и синтеза речи без использования облачных сервисов, все выполняется локально. Для этого используется библиотека Vosk для транскрибации речи и библиотека FuzzyWuzzy для нечеткого сравнения команд.

Статья детально описывает процесс настройки системы, создание словаря команд, работу с API аудиоустройств, а также реализацию функции синтеза речи с помощью модели от Silero. Автор также добавляет советы по оптимизации работы ассистента и решению возникающих проблем.

Простой робот с камерой | Orange pi | Raspberry pi | OpenCV

Еще один проект с ютьюба. На этот раз проект по созданию простого робота с камерой, использующего микрокомпьютер Orange Pi Zero. Автор видео демонстрирует, как собрать робота на базе этого устройства, устанавливает операционную систему Armbian, настраивает Python и OpenCV для работы с видео и техническим зрением.

Робот управляется через веб-интерфейс с джойстиком, где камера передает изображение, а Arduino контролирует моторы на основе команд, поступающих от Orange Pi. Автор также использует USB-UART конвертер для соединения, рассказывает о сборке платформы с моторами и камерой, а также делится своим опытом работы с различными компонентами и проблемами в процессе.

Основной акцент делается на практическом применении и решении задач управления движением, обработки видео с камеры и связи между Arduino и микрокомпьютером.

План или программа дальнейших действий

Итак. Одноплатный компьютер выбран и заказан. Существует масса интересных проектов в качестве примеров. Что же дальше?

Помните, я обозначил свою цель в начале статьи? Осталось определиться с планом ее достижения. Вот первые три этапа:

1. Сделать из Orange Pi Zero 2W карманный сервер для различных целей, чтобы изучить систему и лучше понять имеющиеся ограничения. Например, с какими либами и сетками он потянет работу, можно ли его использовать хотя бы на каком-то уровне с алгоритмами машинного обучения и искусственного интеллекта и тд и тп;

2. Изучить интерфейс GPIO, попробовать подключить периферийные устройства, запрограммировать их работу, какие еще платы-расширения для этого могут потребоваться;

3. Первые шаги в робототехнике с применением Orange Pi Zero 2W. Например, создать самодвижущуюся тележку. Кажется, небольшая задачка, да? Ну, тогда сделать робопса на управлении апельсинки. Шучу (про робопса). И тележки для начала достаточно.

О всех своих шагах во всех подробностях я буду рассказывать в своем телеграм-блоге Ланчев PRO ИИ, подписывайтесь, кому интересно. На Хабре я будут писать статьи по крупным вехам.

По одной из следующих статей на Хабре сделаю сейчас анонс. Я смотрю, какие книги вышли в последнее время по теме Raspberry, что-то уже начал читать, и подумал, что обзор книг за 2024 год не помешает. А там есть, о чем рассказать.

Друзья, если вы готовы поделиться со мной своим опытом, дать рекомендации и ссылки на полезные материалы, я буду очень признателен.

Спасибо, что вы дочитали до самого конца! По статистике для интересных материалов это делает только каждый пятый, а для топовых лишь каждый второй. Надеюсь, вам понравилось и вы поддержите меня. Буду рад вашим комментариям!

До новых встреч!