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Los periféricos
El módulo cámara
En mayo de 2013, el módulo cámara anunciado por la Fundación Raspberry Pi estaba disponible. Resultado de la tecnología utilizada en los smartphones y adaptada a la Raspberry Pi, el módulo cámara presenta características interesantes por un precio de 27 €.
En abril de 2016, la Fundación puso en el mercado una cámara con mejores características, a un precio equivalente.
1. Características del módulo Cámara V1.3
El sensor
El primer módulo cámara está equipado de un sensor OmniVision OV5647. Toma fotos con una resolución de 5 megapíxeles (2592 x 1944 píxeles) y vídeos en 720p (1280 x 720 píxeles) a 60 fotogramas por segundo. En este caso, la imagen se capta en la totalidad del sensor, los píxeles están agrupados en grupos de 2 x 2 píxeles para aumentar la sensibilidad. El sensor también puede tomar vídeo en 1080p (1920 x 1080 píxeles) a 30 imágenes por segundo.
Cada píxel tiene una dimensión de 1,4 x 1,4 micras. El sensor mide alrededor de 2,74 x 3,67 mm, es decir, casi diez veces menos que un formato ”normal” de fotografía (24 x 36 mm). El sensor está equipado con un objetivo focal de 3,6 mm para una apertura cercana a f/3. Esto equivale a un objetivo de 35 mm (un gran angular) en fotografía clásica. El objetivo está enroscado y ajustado para una claridad infinita. A continuación se pega. La distancia de claridad va de 1 metro al infinito.
El sensor tiene de fábrica un determinado número de funciones automáticas:
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Control de exposición
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Balanceo de blancos
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Filtro de banda
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Detección de iluminación de 50 Hz y 60 Hz
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Ajuste del nivel de negro
El sensor puede ofrecer la imagen en bruto (modo RAW) para un tratamiento posterior.
El circuito cámara
La Fundación Raspberry Pi ha utilizado el sensor OV5647 para diseñar el módulo cámara de la Raspberry Pi. Tiene interfaz con el bus CSI (consulte el capítulo Descripción técnica).
El módulo mide tan solo 25 x 20 x 10 mm. Se conecta a la Raspberry con un cable plano relativamente flexible de 15 cm. Es posible sustituir este cable por un modelo más largo....
Las tarjetas de extensión
La GPIO abierta de la Raspberry Pi ha provocado el mismo entusiasmo que Arduino en su momento. Aparecieron muchas tarjetas de extensión, generalistas o muy especializadas. A continuación se presenta algunos ejemplos con sus características y las posibilidades que ofrecen. La elección no tiene objetivos comerciales, representa un panel de tarjetas normalmente necesarias para acompañar aquellas realizaciones que se hacen con la Raspberry Pi.
1. Las tarjetas HAT
a. Presentación
Con la Raspberry Pi B+ la Fundación introdujo el concepto de tarjeta HAT (Hardware Attached on Top = hardware fijado en la parte superior), inspirado en lo que existe en los ecosistemas de Arduino con los Shields y en BeagleBone con los Capes.
La tarjeta HAT está provista de una EEPROM que se detecta al inicio del sistema por el firmware. Las clavijas de la GPIO 27 y 28 se reservan exclusivamente para el acceso a la EEPROM a través del bus I2C y no se deben utilizar o conectar a ninguna otra cosa. Esta prohibición es válida para la Raspberry Pi 3 y para la Raspberry Pi Zero.
b. Dimensiones
Las dimensiones de las tarjetas HAT se han definido tomando como base los agujeros de fijación previstos en la Raspberry Pi B+ y todas sus sucesoras. Están perfectamente adaptadas para un uso con la Raspberry Pi 3. Esta disposición en rectángulo de los agujeros permite una fijación eficaz y sólida de las tarjetas adicionales.
El formato HAT prevé unas muescas para pasar los cables CSI para la cámara y DSI para una pantalla.
Los espaciadores entre la Raspberry Pi y la tarjeta HAT deben medir 10 o 12 mm, en función del conector GPIO.
Una familia de tarjetas de extensión con dimensiones adaptadas a la Raspberry Pi Zero está cerca de ver la luz. La diferencia de factor de forma entre la Raspberry Pi Zero y la Raspberry Pi 3 hace que no puedan estar en formato HAT.
c. Funcionamiento
Las tarjetas HAT se detectan durante el inicio de la Raspberry Pi B+. Tienen una EEPROM que contiene la siguiente información:
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Un UUID (Universal Unique Identifier = identificador universal único) de 128 bits que permite identificar cada tarjeta de manera única.
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El identificador del producto (PID = Product ID = identificador del producto) y su versión (PVER = Product Version = versión...
Utilizar tarjetas específicas
El uso de la Raspberry Pi con componentes externos implica habitualmente la puesta en marcha de una placa prototipada, también llamada breadboard.
1. Tarjeta prototipada
La tarjeta prototipada es un soporte de experimentación. Permite probar las conexiones y comprobar su funcionamiento antes de realizar una tarjeta definitiva.
Placa reutilizable
Puede ser reutilizable como la breadboard. En este caso, la placa tiene filas de agujeros conectados entre sí. Estas placas existen en varias dimensiones. Varios raíles distribuyen la alimentación a lo largo de la placa. Las filas de agujeros se identifican con cifras, con el objetivo de ofrecer identificadores para la realización de una conexión.
En la foto anterior, se muestran rectángulos que rodean series de agujeros. En las dos zonas centrales, los contactos se juntan en bloques de cinco. No hay relación entre dos bloques contiguos, ni entre las dos partes de la zona central. Por el contrario, en cada lado de la tarjeta cada bloque de un riel de alimentación se conecta a sus vecinos en una misma línea.
Placa no reutilizable
Para los proyectos que utilizan componentes particulares o para entregar corrientes elevadas, los contactos de la breadboard algunas veces son demasiado frágiles. Conviene usar placas de experimentación soldadas. Estas placas son habitualmente de un único uso. Las soldaduras repetidas en las patillas terminan por deteriorarla o despegarla.
La placa anterior dispone de una ubicación para un conector compatible con la GPIO de la Raspberry Pi (a la derecha). Hay rieles de alimentación de 5V y 3,3V (en la parte superior y en la parte inferior de la placa). La masa GND se sitúa en la parte derecha del bloque de patillas y tiene dos columnas de patillas conectadas todas juntas al centro para distribuir la alimentación si es necesario. Las filas de seis patillas ofrecen una zona de cableado libre. Las señales de la GPIO están disponibles en dos filas de patillas identificadas por serigrafía. Pueden recibir conectores o un cable soldado directamente.
Conexión a la GPIO
La conexión de una placa prototipo a la Raspberry Pi se debe realizar sin correr el riesgo de falsos contactos, que podrían hacer pensar un funcionamiento incorrecto de un programa o de la propia GPIO.
El conector GPIO...
