Raspberry Pi: Instale o Raspbian e crie seu primeiro programa em Python

Depois de falar sobre o que é o Raspberry e mostrar as diferenças entre o Raspberry B e o B+, chegou a hora de botar a mão na massa. Hoje vamos ver como ligar a Raspberry Pi aos periféricos, e como instalar o Raspbian, o sistema operacional “oficial” da placa.

Raspberry Pi – Preparação do hardware

Ligar a Raspberry não é tão simples como ligar um Arduino. Para começar, precisamos conectá-lo à um monitor de vídeo e também à alguns dispositivos de entrada (mouse e teclado). A saída de vídeo composto é um pouco mais complicada de usar, já que usa um plugue especial, e vamos abordar essa configuração em outra oportunidade. 

Na ligação básica, para instalarmos o Raspbian, vamos precisar de:

• Raspberry Pi
• Monitor com entrada HDMI
• Cabo HDMI
• Teclado USB (Pode ser utilizado um teclado wireless)
• Mouse USB (pode ser utilizado um mouse wireless)
• Fonte de alimentação de 5V e pelo menos 2A, com conector micro USB
• Cartão micro SD de pelo menos 8 Gb

Ligue o monitor, o teclado e o mouse nas portas correspondentes. Não conecte o Raspberry na fonte de alimentação nesse momento, pois nada irá acontecer já que ainda não temos nenhum sistema operacional instalado no cartão microSD.

Preparando o cartão SD e baixando o Noobs

Atualizado em 11-04-2020: Para esta etapa, sugiro utilizar o Raspberry Pi Imager, o tutorial desta ferramenta você encontra no post Raspberry Pi Imager: um jeito fácil de instalar o Raspbian.

Noobs é a forma mais simples de instalar o Raspbian no seu Raspberry. Antes esse pacote continha vários sistemas operacionais para você escolher, mas agora temos apenas a opção de instalar o Raspbian ou uma versão dele que vai direto para o Scratch. Com essa mudança o arquivo para download ficou bem menor, algo em torno de 700 Mb.

Outras mudanças nessa versão do Noobs incluem o Epiphany como web browser, versões atualizadas do Sonic Pi (sintetizador de som) e do Mathematica, além do jogo Minecraft Pi. 🙂

Para efetuar o download, vá até as seção de downloads do site, procure por NOOBS – Offline and network install e clique em DOWNLOAD ZIP:

Enquanto você faz o download do zip, formate o cartão microSD com sistema de arquivos FAT ou FAT32. Recomendo utilizar o SDFormatter (abaixo):

Terminado o download, descompacte o arquivo ZIP do Noobs e copie toda a estrutura de arquivos (abaixo) para o cartão microSD que você acabou de formatar :

Agora sim você pode colocar o microSD no Raspberry e conectar a fonte de alimentação.

Instalação do Raspbian

Ao ligar o Raspberry na fonte de alimentação, ele vai carregar as configurações iniciais e também o Noobs, que é o pacote que contém o Raspbian.

Na tela inicial do Noobs, use as setas do teclado para selecionar o Raspbian :

No menu superior, clique em INSTALL. Nesse momento, será aberta uma janela informando que o sistema operacional selecionado será instalado no cartão microSD e que qualquer outro arquivo no cartão microSD será apagado. Clique em YES para confirmar e dar início ao processo de instalação.

O cartão microSD será então preparado pelo Noobs, e os arquivos do Raspbian instalados. No meu Raspberry esse processo levou aproximadamente 30 minutos:

Ao final da cópia de arquivos, clique em OK para reiniciar o Raspberry e carregar a interface de configuração Raspi-config.

Configurações iniciais do Raspbian com o Raspi-Config

Raspi-config é a interface de configuração do Raspbian. Nela é possível configurar, por exemplo, o tamanho do sistema de arquivos para que todo o espaço do cartão microSD seja utilizado pelo Raspbian. Você pode definir também se o Raspbian será iniciado na linha de comando ou direto na interface gráfica.

Além disso é possível alterar as definições do teclado, habilitar a câmera, modificar a senha do usuário e até mesmo definir opções de overclock do Raspberry.

Quando terminar o processo de configuração, selecione FINISH na parte inferior da tela, para que finalmente o Raspbian seja carregado.

Obs: Se você esqueceu de escolher a interface gráfica ou optou por iniciar o Raspbian na linha de comando, digite STARTX no prompt de comando para carregar a interface gráfica:

GPIO Raspberry

GPIO (General Purpose Input/Output, ou Entrada e Saída de uso geral) é o conector de 40 pinos localizado na lateral da placa e que utilizamos para  ligar sensores, leds, motores, displays, etc, em um processo semelhante ao utilizado com as portas digitais e analógicas do Arduino. Observe na imagem abaixo que na GPIO também temos as interfaces I2C, SPI e UART:

Tome muito cuidado com a ligação de módulos e outras conexões à GPIO, já que as portas do Raspberry trabalham com nível de sinal de 3.3V.

Acionando portas da Raspberry Pi usando Python

Vamos mostrar o funcionamento das portas do Raspberry utilizando um pequeno programa em linguagem Python que vai acender alternadamente dois leds. O led vermelho está ligado à porta 16 (GPIO 23), e o verde à porta 38 (GPIO 20):

Na tela inicial do Raspbian, clique no ícone IDLE 3, que irá carregar a interface de programação do Python:

Selecione File, depois NEW WINDOW. Na nova tela, digite o seguinte programa:

# Programa: GPIO Raspberry Pi - Leds
# Autor: Arduino e Cia
 
# define o tempo que o led ficara aceso ou apagado
# (em segundos)
tempo = 1
 
# Define biblioteca da GPIO
import RPi.GPIO as GPIO
 
# Define biblioteca de tempo
import time                           
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
 
# Define os pinos 16(GPIO 23) e
# 38 (GPIO 20) da placa como saida
GPIO.setup(23, GPIO.OUT)
GPIO.setup(20, GPIO.OUT)
 
# Inicia loop
while(1):      
  # Acende o led vermelho na GPIO 23
  GPIO.output(23, 1)
  # Delay
  time.sleep(tempo)
  # Apaga o led vermelho
  GPIO.output(23, 0)
  # Acende o led verde na GPIO 20
  GPIO.output(20, 1)
  # Delay
  time.sleep(tempo)
  # Apaga o led verde
  GPIO.output(20, 0)
  # Reinicia o processo

Pressione F5 para que o programa seja executado e você verá os leds acendendo alternadamente a cada 1 segundo.

Caso você não tenha efetuado o login como root, você pode receber a mensagem abaixo ao pressionar F5 e tentar salvar o arquivo:

RuntimeError: No access to /dev/mem. Try running as root!

Nesse caso, basta efetuar o logout do Raspbian e entrar novamente como root, repetindo o procedimento para digitar o programa no Python. 

Caso você queira alterar a senha do root no Raspberry, clique no ícone LXTerminal para entrar no prompt de comando do Raspbian, e digite os comandos na sequência abaixo:

sudo -i
passwd root

Após alterar a senha, realize o logout do usuário padrão (pi) e faça login com usuário root e a senha que você escolheu.

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