Instalación de Raspbian, configuraciones iniciales y distribución de los pines GPIO en la placa y función de los mismos.

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Primeros pasos con Raspberry Pi
Sonia Merayo González
techkrowdacademy.com
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Índice
Índice
¿Qué es Raspberry Pi?
El hardware
El sistema operativo
Instalación de Raspbian
¿Qué necesitas?
Da formato a la microSD
Descarga Raspbian
Instala Raspbian
Prepara la Raspberry Pi
Arranca la Raspberry Pi
¿Qué son los GPIO?
5V, 3.3V y GND
GPIO
¿Y ahora qué?
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¿Qué es Raspberry Pi?
Una Raspberry Pi es un mini ordenador que integra todos sus componentes en una única
placa, es lo que se conoce como ​SBC​ (Single Board Computer).
Se desarrolló para ​llevar la enseñanza de nuevas tecnologías a los colegios​ con un
coste reducido​.
El primer modelo comercial fue Raspberry Pi A que se puso a la venta en 2012. Desde
entonces el proyecto ha evolucionando y han ido apareciendo modelos posteriores con
mejores prestaciones. En el momento de escribir estas líneas hay 9 placas diferentes en el
mercado:
● Raspberry Pi 4 Model B
● Raspberry Pi 3 Model A+
● Raspberry Pi 3 Model B
● Raspberry Pi 3 Model B+
● Raspberry Pi 2 Model B
● Raspberry Pi 1 Model B+
● Raspberry Pi 1 Model A+
● Raspberry Pi Zero W
● Raspberry Pi Zero
El hardware
Como cualquier ordenador que se precie, Raspberry Pi se compone de una ​CPU​, ​GPU​,
memoria ​RAM​, ​puertos​, etc. Además, dispone de unos pines especiales, llamados ​GPIO​,
que son ​entradas/salidas digitales​ de propósito general. Los veremos en detalle más
adelante.
El sistema operativo
Un sistema operativo es una capa imprescindible en cualquier ordenador. Es el encargado
de comunicar el hardware con las aplicaciones. En el caso de Raspberry Pi no es diferente,
por tanto, el sistema operativo es necesario para que la Raspberry Pi funcione.
Hay una larga lista de sistemas operativos disponibles para este fin. Muchos son
distribuciones Linux, pero podemos encontrar otros diseñados para un uso específico, como
emulación de videoconsolas o configuración de centros multimedia. La elección del sistema
dependerá del uso que le quieras dar a tu Raspberry Pi.
En la siguiente lista puedes ver algunos sistemas operativos compatibles Raspberry Pi:
● Raspbian​: Sistema oficial de Raspberry Pi. Sistema Linux basado en Devian
(​https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/​).
● Windows 10 IoT Core​: Versión de Windows 10 adaptada para dispositivos
pequeños (​https://docs.microsoft.com/es-es/windows/iot-core/tutorials/rpi​).
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● Ubuntu Core​: Versión del sistema Ubuntu adaptada
(​https://ubuntu.com/download/raspberry-pi-core​).
● LibreELEC​: Sistema para centros multimedia (​https://libreelec.tv/​).
● Kali Linux​: Sistema Linux para auditorias de seguridad
(​https://www.kali.org/docs/arm/kali-linux-raspberry-pi/​).
● RetroPie​: Emulación de videoconsolas antiguas (​https://retropie.org.uk/​).
Aprende más sobre el hardware y el software de Raspberry Pi con mi ​curso gratuito
online​ ​“Aprende a usar tu Raspberry Pi”​:
https://techkrowdacademy.com/curso-aprende-a-usar-tu-raspberry-pi
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Instalación de Raspbian
Raspbian​ es el sistema operativo oficial de Raspberry Pi. Es un ​sistema Linux​ basado en
Debian y optimizado para ser usado en cualquier placa Raspberry Pi.
¿Qué necesitas?
● Raspberry Pi (la versión que prefieras).
● Micro SD (mínimo 8GB)
● Teclado
● Ratón
● Monitor o TV
● Cable ​HDMI​ (Si usas una Raspberry Pi 4B tiene que ser ​micro HDMI​)
Da formato a la microSD
Antes de instalar el sistema tendrás que formatear la microSD y dejarla preparada para
cargar Raspbian. Como ya mencioné al principio, la microSD debe tener al menos 8GB de
capacidad.
Yo haré todo el proceso desde un equipo con Ubuntu, por tanto usaré la ​herramienta de
discos​ para realizar este paso. Si usas otro sistema operativo como Windows o Mac,
seguramente tengas alguna herramienta similar instalada. Si lo prefieres puedes utilizar ​SD
Memory Card Formatter​ (​https://www.sdcard.org/downloads/formatter/index.html​) o la
herramienta que más te guste.
Si usas Ubuntu como yo, la herramienta de discos en Ubuntu está en
Actividades/Utilidades/Discos:
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En la ​lista de la izquierda​ aparecen todas las ​unidades disponibles​. Hay que seleccionar
la microSD. En la parte ​derecha​ se abrirá toda la ​información de la unidad​ y desde ahí se
puede ​crear una nueva partición​ pulsando en el ​botón +​ (Si hay alguna partición ya
creada hay que eliminarla antes):
La partición ocupará la totalidad de la microSD, por lo que hay que seleccionar ​todo el
tamaño disponible​ y pulsar en ​Siguiente​:
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En el siguiente paso hay que darle un ​nombre al volumen​, marcar ​borrar​ para que elimine
todo el contenido previo de la microSD y, finalmente, elegir el tipo de ​formato​. Si la
instalación se va a realizar a través de ​NOOBS​ el formato será ​FAT​, por el contrario, si
decidimos instalar directamente la imagen de ​Raspbian​, entonces el formato será ​Ext4​.
Una vez completada toda la información pulsamos en ​Crear​:
Dependiendo del tamaño de la microSD este proceso puede tardar un rato. Paciencia.
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Descarga Raspbian
Hay que descargar el sistema desde la página oficial de Raspberry Pi:
https://www.raspberrypi.org/downloads/
Podemos realizar la instalación de dos formas diferentes:
● A través de NOOBS
● Descargando una imagen de Raspbian e instalándola.
Entonces ¿Cuál debes elegir? Vamos a ver la diferencia.
NOOBS​ son las siglas de ​New Out Of the Box​. No es un sistema como tal, es un instalador
que está pensado para principiantes. Simplifica el proceso de instalación de Raspbian o de
otros sistemas operativos que se pueden descargar directamente de internet a través de la
herramienta. Basicamente NOOBS instalará Raspbian por nosotros.
Raspbian​, como ya he comentado anteriormente, es el sistema operativo oficial compatible
con Raspberry Pi. Si elegimos esta segunda opción la instalación se realizará a partir de la
imagen del sistema. Será un proceso más manual, pero muy sencillo igualmente.
Yo te voy a explicar la segunda opción. Si quieres saber cómo usar NOOBS echa un vistazo
a este artículo en el que explico todos los pasos:
https://techkrowd.com/2019/12/26/raspberry-pi-como-instalar-raspbian-desde-noobs/​.
Al pulsar sobre Raspbian aparecerán tres versiones:
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● Rasbpian Buster with desktop and recommended software​: Esta es la más
pesada, pero también la más completa. Además del sistema con escritorio
incluye algún software preinstalado recomendado.
● Rasbpian Buster with desktop​: Es similar a la anterior, pero sin el software
extra.
● Raspbian Buster Lite​: Es la versión más ligera. Es simplemente el sistema sin
escritorio gráfico.
Puedes elegir la que prefieras. Pulsando en ​Dowload ZIP​ comenzará la descarga de la
imagen comprimida:
Una vez completada la descarga puedes descomprimir el archivo que se ha descargado si
quieres, pero no es obligatorio. Si lo haces tendrás un fichero con extensión .img:
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Instala Raspbian
Para realizar la instalación voy a usar ​BalenaEtcher​. Es una aplicación multiplataforma
para montar imágenes. Es muy intuitiva y fácil de usar. La puedes descargar desde su
página oficial (​https://www.balena.io/etcher/​).
El ​primer paso​ es seleccionar la imagen que vas a montar. Busca la ​imagen de Raspbian
que has descargado (zip o img, es indiferente) pulsando en ​Select image​:
El ​segundo paso​ es seleccionar la unidad en la que quieres montar la imagen, la ​microSD
que formateaste anteriormente:
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Y el ​último paso​ es ​montar la imagen​. Pulsa sobre ​Flash​ para que comience el proceso.
Te pedirá que te autentiques como superusuario:
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Tarda un poco así que paciencia:
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Una vez completado el proceso aparecerá un mensaje indicando que todo ha ido bien:
Expulsa la microSD de forma segura y ya tendrías Raspbian listo para usar en tu Raspberry
Pi.
Puedes ver todo el proceso de instalación en vídeo en mi ​curso gratuito online
“Aprende a usar tu Raspberry Pi”​:
https://techkrowdacademy.com/curso-aprende-a-usar-tu-raspberry-pi
Prepara la Raspberry Pi
Ahora que ya tienes la microSD preparada tienes que hacer todas las conexiones
necesarias para poder arrancar la Raspberry Pi y completar la configuración del sistema.
Necesitas un ​ratón​ y un ​teclado​. Conéctalos a los puertos USB de la Raspberry Pi.
También necesitas un ​monitor​ o ​tv​ que debes conectar al puerto HDMI:
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Si usas una Raspberry Pi 4 B, tendrás que conectar el monitor al puerto ​micro HDMI
etiquetado como ​hdmi0​ tal y como se ve en la imagen anterior. Si usas otro modelo de
Raspberry Pi con un puerto ​HDMI​ normal, simplemente conecta el monitor o la tv a él:
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Para arrancar la Raspberry Pi conecta el cable de alimentación en el puerto etiquetado con
POWER IN​, pero este paso no lo hagas hasta que no tengas el sistema instalado en la
microSD​ y esta, a su vez, ​conectada a la Raspberry Pi​.
Si usas una Raspberry Pi 4, el puerto de alimentación es un USB-C.
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Si tu Raspberry Pi es otro modelo diferente será un puerto micro USB:
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Arranca la Raspberry Pi
Cuando conectes el cable de alimentación arrancará automáticamente la Raspberry pi.
Aparecerán unas frambuesas en la esquina superior izquierda de la pantalla:
Raspbian comenzará a cargar y tras unos segundos aparecerá el escritorio:
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Aparecerá un mensaje de bienvenida. Puedes hacer algunas configuraciones antes de
empezar a usar el sistema pulsando en ​Next​ y siguiendo los pasos del asistente. Te pedirá
configuraciones de ​idioma​, ​teclado​ y ​WIFI​. En caso de no querer hacerlas bastará con
pulsar en ​Cancelar​. Igualmente las podrás hacer manualmente después.
Puedes ver todo el proceso de configuración completo en vídeo en mi ​curso gratuito
online​ ​“Aprende a usar tu Raspberry Pi”​:
https://techkrowdacademy.com/curso-aprende-a-usar-tu-raspberry-pi
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¿Qué son los GPIO?
GPIO son las siglas de General Purpose Input/Output. Se trata de los pines que tienen
todas las placas Raspberry Pi en uno de sus laterales. Los modelos anteriores a 2014 solo
tenían 26 pines GPIO, pero las placas actuales disponen de 40:
La numeración no es arbitraria. Cada pin físico tiene un identificador numérico asociado y
están distribuidos como se muestra en la imagen. Los identificadores pares están asignados
de forma consecutiva a los pines de la derecha y los impares a los de la izquierda. La
distribución y funcionamiento es común en todas las placas de 40 pines.
En la siguiente imagen puedes ver la funcionalidad de cada pin:
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5V, 3.3V y GND
Hay 2 pines de 3.3V (1 y 17), otros 2 pines de 5V (2 y 4). También hay 8 pines de tierra 0V
(6, 9, 14, 20, 25, 30, 34, 39).
Ninguno de estos pines es configurable. Todos son salidas y su voltaje es permanente.
GPIO
El resto de pines son de 3.3V, pero si son configurables. Esto significa que se podrán
configurar como entrada o como salida.
Si se configuran como ​salida​, esta podrá ser de ​3.3V​ o de ​0V​.
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Si se configuran como ​entrada​ tolerarán ​3.3V máximo​. Una entrada superior a 3.3V podría
dañar la placa.
Los pines GPIO tienen su propia numeración que no se corresponde con la del pin físico
asociado. A la hora de configurar un GPIO se podrá elegir la numeración física del pin o la
del propio GPIO.
Algunos pines tienen funcionalidades específicas, además de poder ser usados como
simples entradas o salidas. Las puedes consultar en la siguiente tabla:
PWM – Software:​ Todos los pines
– Hardware:​ GPIO12, GPIO13, GPIO18, GPIO19
SPI – SPI0:​ MOSI (GPIO10); MISO (GPIO9); SCLK (GPIO11); CE0 (GPIO8), CE1
(GPIO7)
– SPI1:​ MOSI (GPIO20); MISO (GPIO19); SCLK (GPIO21); CE0 (GPIO18);
CE1 (GPIO17); CE2 (GPIO16)
I2C –​ Data (GPIO2); Clock (GPIO3)
– EEPROM:​ Data (GPIO0); Clock (GPIO1)
UART TX (GPIO14); RX (GPIO15)
Aprende a configurar y programar los GPIO con mi ​curso gratuito online​ ​“Aprende a
usar tu Raspberry Pi”​:
https://techkrowdacademy.com/curso-aprende-a-usar-tu-raspberry-pi
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¿Y ahora qué?
Muchas gracias por descargar mi ebook. Espero que te haya servido para poner en marcha
tu Raspberry Pi. Si es así y quieres aprender más, haz mi ​curso gratuito online “Aprende
a usar tu Raspberry Pi”​:
https://techkrowdacademy.com/curso-aprende-a-usar-tu-raspberry-pi
También te invito a que visites ​mi blog​ en el que publico mucho ​contenido formativo
relacionado con ​tecnología y programación​: ​https://techkrowd.com/
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¡Hasta pronto!
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