Raspberry Pi – hvor kommer den fra, og hvad kan den bruges til?


Skaberen af Raspberry Pi var hovedtaler til vores seminar om den lille minicomputer, der med fordel kunne erstatte de dyre iPads i den danske folkeskole, fordi den øger den tekniske forståelse.



Af lektor Peter Koch, Institut for Elektroniske Systemer, AAU, og Thomas S. Jensen, Director, Satellite Communication, GateHouse Telecom A/S




Netop i disse år opleves der en fornyet interesse, specielt hos børn og yngre mennesker, for det at udvikle egne programmer. Det mener professor på Cambridge University, Alan Mycroft, der var hovedtaler til InfinITs seminar om minicomputeren Raspberry Pi. Mycroft, som er co-funder of Raspberry Pi Foundation, argumenterede for, at interessen for og populariteten af programmering gennemgår en cyklus på 25 år, og at vi altså lige nu befinder os i en fase med fornyet interesse. Til stor morskab for de fremmødte illustrerede han forskellige epoker i ”hjemmecomputerens” udvikling, som viste, hvor meget der er sket siden den første BBC Micro kom på markedet, både hvad angår hardware og programmeringssprog – en udvikling, som i 2012 inspirerede Mycroft og hans kolleger til at udvikle, producere og sælge platformen Raspberry Pi.

Grundlæggende er Raspberry Pi blevet til på baggrund af et ønske om at få flere til at interessere sig for programmering og teknik. I dag går vi alle rundt med telefoner og anden elektronik, men vi forstår kun elektronikken på brugerniveau. Det gør Raspberry Pi op med og gør det muligt for alle at få en lettilgængelig og billig teknologiplatform. 

Ikke mindst var det en vision at tilvejebringe en platform, som for et relativt beskedent beløb og uden ret meget nødvendigt ekstra isenkram, kunne benyttes af børn og andre uden forudgående programmeringserfaring. Blandt andet fik man licens til at distribuere platformen med Scratch, men også Matematica, Python og det populære spil Minecraft findes som standard på en ny-installeret Raspberry Pi. Platformen har haft enorm succes og er, godt hjulpet på vej af Moore’s law, nu i sin 3. version, som med både WiFi og BlueTooth repræsenterer en kraftfuld og fleksibel Linux-maskine.

Mycroft illustrerede Raspberry Pis vidtfavnende anvendelsesområde i form af to meget forskellige eksempler. Som den ene yderlighed finder Raspberry Pi anvendelse som platform i forbindelse med The RPi Code Club, som i England er et udbredt og meget populært programmerings-forum for børn i alderen fra 9 til 11 år. Som en anden yderlighed fremhævede Mycroft, at man på Southampton University benytter Raspberry Pi i forbindelse med forskningsstudier inden for super computing. RPi indgår bl.a. i en 64 node message passing konfiguration, der tjener som udviklings-platform for scientific computing-applikationer.

Mycroft kom også ind på seneste skud på RPi-stammen, nemlig den lille RPi Zero til blot 5 dollars, og han redegjorde for, ud fra økonomiske argumenter, hvorfor det rent faktisk er så svært at få fingre i en af disse eftertragtede maskiner.

Alt i alt et særdeles interessant og inspirerende foredrag med en af idemændene bag en af vor tids største salgs-succeser inden for computing. Raspberry Pi-organisationen er i øvrigt en velgørenhedsorganisation og må som sådan ikke tjene penge på salg af Raspberry Pi.


Raspberry Pi i de danske folkeskoler


Som opfølgning på Mycroft’s fortælling om selve platformen gik Karin Høgh, PodConsult på podiet for at fortælle om, hvordan hun har designet og sælger et komplet programmerings-udviklingskit baseret på Raspberry Pi. Karin Høgh ser Raspberry Pi som en fantastisk platform til at udbrede teknikforståelse i undervisningen, hvilket er vigtigt for, at vi også i fremtiden kan være konkurrencedygtige med omverdenen. Hun sammenligner meget med England, hvor man tilsyneladende har lettere ved at få teknik med ind i skolernes undervisning. 

Høgh pointerer det paradoksale i, at danske skoler i stor stil udleverer iPads til eleverne og bruger denne platform i undervisningen, men at der foregår (alt for) lidt ude i de danske skoler, som har med programmering at gøre.

Høgh har forsøgt at finde svar på, hvorfor det mon forholder sig således, og én af hendes væsentligste konklusioner er, at der ganske enkelt er alt for få ressourcer i det danske skolesystem. Lærerne mangler tid, penge, kurser, faglige mål og generel hjælp til at komme i gang med at benytte langt mere pædagogiske og anvendelige (i applikationsmæssig sammenhæng) platforme som eksempelvis RPi. Det er med andre ord op ad bakke, men der anes måske lys for enden af tunnelen, idet man dog trods alt nu forsøger at diskutere, hvordan man får tingene introduceret i folkeskolen. 


Tre konkrete anvendelser af Raspberry Pi




Python og Raspberry Pi

Lektor Thomas Arildsen, AAU, fortalte om de helt fundamentale ting vedrørende det fortolkede programmeringssprog Python, som let kan afvikles på en Raspberry Pi. Arildsen præsenterede den basale syntax, diskuterede typer og typecasting, samt omtalte forskellige datastrukturer, foruden de software-pakker, der typisk anvendes for at gøre livet lettere i forbindelse med programmering til RPi-platformen. Sidstnævnte er primært interessant i forbindelse med adgang til platformens General Purpose I/O-terminaler, som i mange henseender udgør interfacet til omverdenen. Med dette som udgangspunkt demonstrerede Arildsen via et grydeklart og meget illustrativt eksempel, hvordan man kan benytte et lille relæ-bestykket I/O-modul til at styre forskellige eksterne enheder.

Lav-frekvens lydmåler

Lektor Søren Krarup Olesen, AAU, har sammen med en række andre kolleger udviklet en RPi-baseret lav-frekvens lydmåler. Olesen fortalte om, hvilke overvejelser der havde ligget til grund for udviklingen af apparatet, primært ønsket om høj grad af brugervenlighed. Ideen har været at designe en ekstrem følsom ”lyd-optager”, som kan placeres i f.eks. private hjem, hvor man ønsker udført måling af LF-støj. Olesen gennemgik lydmålerens forskellige del-elementer i form af mikrofon, forfiltrerings-enhed, power-manager og bruger-interface – alt sammen forbundet til og styret fra en Raspberry Pi. I modsætning til muligheden for at udvikle styreprogrammet i Python, forklarede Olesen, at han og kollegerne havde valgt at foretage udviklingen i C, hvilket grundet Open Source konceptet tillige er nemt på en RPi.

Styring af gulvvarme

Lektor Petur Olsen, AAU, fortalte om, hvordan han i samarbejde med andre kolleger har udviklet en RPi-baseret regulator til styring af gulvvarme i et parcelhus. Der har været tale om et forskningsprojekt, hvor fokus var rettet dels på udvikling af specifikke regulerings-algoritmer, verifikation af disse under anvendelse af værktøjet UPPAAL, samt konstruktion af en fysik model, som via en RPi kan illustrere, hvordan et full-scale system i praksis vil fungere. Olsen gennemgik den anvendte tool-chain og kom blandt andet ind på den interessant omstændighed, at de udviklede algoritmer er beskrevet og simuleret i SimuLink (Matlab), hvorfra der så er genereret C-kode, som endelig er kompileret til RPi-platformen. Olsen diskuterede afslutningsvis nogle performance-problemer, som man i udviklingsarbejdet havde identificeret, og som man p.t. arbejder på at forbedre.

Kontakt

Faglig koordinator
Bent Thomsen
Aalborg Universitet
Tlf.: +45 99 40 88 97
E-mail

 

Faglig koordinator
Jan Madsen
Danmarks Tekniske Universitet
Tlf.: +45 72 18 52 79
E-mail

 

Facilitator
Jørgen Biegel
Aalborg Universitet
Tlf.: +45 96 35 45 65
E-mail

 

 

InfinIT er finansieret af en bevilling fra Styrelsen for Forskning og Uddannelse og drives af et konsortium bestående af:
Alexandra Instituttet . BrainsBusiness . CISS . Datalogisk Institut, Københavns Universitet . DELTA . DTU Compute, Danmarks Tekniske Universitet . Institut for Datalogi, Aarhus Universitet . IT-Universitetet . Knowledge Lab, Syddansk Universitet . Væksthus Hovedstadsregionen . Aalborg Universitet