Читать книгу Raspberry Pi® a fondo para desarrolladores - Derek Molloy - Страница 7
ОглавлениеContenidos
Convenciones utilizadas en este libro
Contenido digital y código fuente
Aspectos básicos del Raspberry Pi
¿A quién está destinado el RPi?
Las versiones del Raspberry Pi
Una fuente de alimentación externa de 5 V
Tarjeta micro-SD para iniciar el sistema operativo
Cable Ethernet para conectividad de red
Cable HDMI para conectar a monitores o televisiones
Cable serie USB a TTL UART 3,3 V para localización de problemas
Un hub USB para conectar múltiples dispositivos USB
Adaptadores micro-HDMI a VGA para vídeo y sonido
Adaptadores WiFi para conectividad inalámbrica
Dispositivos de almacenamiento USB
Webcam USB para captura de imágenes y streaming de vídeo
Teclado y ratón USB para computación de propósito general
Distribuciones de Linux para el RPi
Cómo crear una imagen Linux en una tarjeta SD para el RPi
Conexión serie con el cable USB a TTL de 3,3 V
Conexión segura con SSH (Secure Shell)
Conexiones SSH (Secure Shell) mediante PuTTY
Chrome Apps: cliente Secure Shell
Como transferir archivos mediante PuTTY/psftp sobre SSH
Comandos básicos del sistema de archivos
Configuración del Raspberry Pi
La herramienta de configuración del Raspberry Pi
Actualización del software del RPi
Interacción con los LED de la placa
Exploración de sistemas Linux empotrados
Introducción a Linux para sistemas empotrados
Ventajas y desventajas de Linux para sistemas empotrados
¿Es Linux gratuito y de código abierto?
Los gestores de arranque del Raspberry Pi
Espacio del núcleo y espacio de usuario
El gestor de sistema y servicios systemd
El sistema de archivos de Linux
Enlaces a archivos y directorios
Permisos del sistema de archivos
El directorio raíz (root) de Linux
Comandos para sistemas de archivos
La fiabilidad de los sistemas de archivos en las tarjetas SD
Redirección de entrada y salida (>, >> y <)
Comandos de filtro (de sort a xargs)
Cómo controlar los procesos en Linux
Procesos en primer y en segundo plano
Cómo utilizar Git para el control de versiones
Cómo clonar un repositorio (git clone)
Cómo obtener información de estado (git status)
Cómo añadir archivos al área de preparación (git add)
Cómo hacer commit en el repositorio local (git commit)
Envío al repositorio remoto (git push)
Cómo crear una rama de desarrollo (git branch)
Cómo fusionar ramas de desarrollo (git merge)
Cómo borrar una rama de desarrollo (git branch -d)
Cómo utilizar escritorios virtuales
El código fuente de este libro
Interfaz con los componentes electrónicos
Cómo analizar nuestros circuitos
Principios básicos de los circuitos
Voltaje, intensidad de la corriente, resistencia y la ley de Ohm
Cómo implementar circuitos del RPi en una placa de pruebas
Multímetros digitales (DMM) y placas de pruebas
Circuito de ejemplo: regulación de voltaje
Condensadores de filtro o aplanamiento y de desconexión
Transistores
Utilización de transistores como conmutadores
Utilización de transistores de efecto campo (FET) como conmutadores
Optoacopladores/optoaisladores
Interruptores y botones
Histéresis
Puertas lógicas
Entradas flotantes
Resistencias pull-up y pull-down
Salidas de colector abierto y de drenador abierto
Interconexión de puertas lógicas
Conversión analógico-digital
Frecuencia de muestreo
Discretización
Amplificadores operacionales
Amplificadores operacionales ideales
Retroalimentación negativa y seguidor de tensiones
Retroalimentación positiva
Consejos finales
Resumen
Otras lecturas
Introducción
Rendimiento de los lenguajes en el RPi
Establecer la frecuencia de trabajo en la CPU del RPi
Un primer circuito para la computación física
Lenguajes de script
Opciones de lenguajes de script
Bash
Lua
Perl
Python
Lenguajes compilados dinámicamente
Javascript y Node.js en el RPi
Java en el RPi
C y C++ en el RPi
Introducción a C y C++
Compilando y enlazando
Cómo escribir el programa C/C++ más corto del mundo
Compilación estática y dinámica
Variables y operadores en C/C++
Punteros en C/C++
Cadenas de caracteres (strings) de estilo C
Control de LED en C
La "C" de C++
Primer ejemplo y gestión de cadenas en C++
Paso por valor, por puntero y por referencia
Control del LED con C++ (sin emplear objetos)
Introducción a la programación orientada a objetos
Clases y objetos
Encapsulación
Herencia
Control de LED orientado a objetos con C++
Interfaz con el sistema operativo Linux
Glibc y syscall
Cómo mejorar el rendimiento de Python
Cython
Cómo ampliar Python con C/C++
La API Python/C
Boost.Python
Resumen
Otras lecturas
Bibliografía
Interfaz, control y comunicaciones
Interfaz de entrada/salida en el Raspberry Pi
Introducción
Entrada/salida de propósito general
Salida digital GPIO
Entrada digital GPIO
Resistencias pull-up y pull-down internas
Interfaz con circuitos DC con alimentación
Uso de C++ para el control de la salida GPIO con sysfs
Más sobre programación con C++
Funciones de retrollamada
Hilos de ejecución POSIX
Linux poll (sys/poll.h)
Una clase GPIO mejorada
Uso de la memoria para el control de la salida GPIO
Control de GPIO mediante devmem2
Control de GPIO mediante C y /dev/mem
Cambiar la configuración de las resistencias internas
WiringPi
Cómo instalar wiringPi
El comando gpio
Programación con wiringPi
Cambiar el estado de un LED mediante wiringPi
Pulsación de un botón: respuesta LED
Comunicación con sensores One-Wire
PWM y los relojes de propósito general
Pulse-Width Modulation (PWM)
Aplicación PWM: oscurecimiento de un LED
Aplicación PWM: control de un servomotor
Señales de reloj de propósito general
Las salidas GPIO y los permisos
Cómo escribir reglas udev
Los permisos y wiringPi
Resumen
Compilación cruzada y el IDE Eclipse
Cómo configurar una toolchain para compilación cruzada
La cadena de herramientas Linaro Toolchain para Raspbian
Comprobación de la toolchain
Cómo actualizar la variable de entorno PATH
Cadenas de herramientas de compilación cruzada para Debian
Emulación de la arquitectura armhf
Compilación cruzada con librerías de terceras partes (multiarch)
Compilación cruzada a través de Eclipse
Cómo instalar Eclipse en Linux
Configuración de Eclipse para compilación cruzada
El explorador de sistemas remotos
Cómo integrar GitHub en Eclipse
Depuración en remoto
Documentación automática en Doxygen
Cómo añadir soporte Doxygen a Eclipse
Compilación de Linux
Cómo descargar el código fuente del núcleo
Compilación del núcleo de Linux
Cómo instalar el núcleo de Linux
Cómo crear una distribución de Linux (avanzado)
Resumen
Otras lecturas
Interfaz con los buses del Raspberry Pi
Introducción a las comunicaciones por bus
I2C
Hardware I2C
El bus I2C en el RPi
Cómo habilitar el bus I2C en el RPi
Cómo habilitar un segundo bus I2C
Un circuito de prueba I2C
Un reloj de tiempo real
El acelerómetro ADXL345
Cableado del circuito de pruebas
Utilización de las herramientas I2C-tools de Linux
i2cdetect
i2cdump
i2cget
i2cset
Comunicaciones en C por el bus I2C
Encapsulación de dispositivos I2C en clases C++
SPI
Hardware SPI
SPI en el RPi
Pruebas en el bus SPI
Una primera aplicación SPI (74HC595)
Cableado del circuito de pruebas 74HC595
Comunicaciones SPI utilizando lenguaje C
Comunicación bidireccional SPI en C/C++
La interfaz ADXL345 SPI
Conexión del ADXL345 al RPi
Encapsulación de dispositivos SPI en clases C++
Comunicación SPI de tres hilos
Múltiples dispositivos esclavos SPI en el RPi
UART
El UART del RPi
Ejemplos de UART en C
Cliente serie RPi
Servidor serie LED RPi
Aplicaciones UART: GPS
Traducción de nivel lógico
Resumen
Otras lecturas
Mejora de las interfaces de entrada/salida en el RPi
Introducción
Conversión analógico-digital
Conversores analógico-digitales (ADC) SPI
El ADC SPI MCP3208
Cómo cablear el MCP3208 al RPi
Cómo comunicarse con el MCP3208
Una aplicación ADC: fotómetro analógico
Cómo comprobar el rendimiento del ADC SPI
La librería C para el BCM2835 (avanzado)
Conversión digital-analógica
Un conversor digital-analógico de bus I2C
Un conversor digital-analógico SPI
Cómo añadir salidas PWM al RPi
Cómo ampliar las salidas GPIO del RPi
El MCP23017 y el bus I2C
Cómo controlar el circuito LED GPIO
Cómo leer el estado del pulsador GPIO
Un ejemplo de configuración de interrupciones (avanzado)
El MCP23S17 y el bus SPI
Una clase C++ para dispositivos MCP23x17
Cómo añadir UART al RPi
Resumen
Cómo interaccionar con el entorno físico
Interfaces con los actuadores
Motores de corriente continua (DC)
Propulsión de motores DC pequeños (hasta 1,5 A)
Propulsión de motores DC mayores (más de 1,5 A)
Motores paso a paso
El controlador de motor paso a paso EasyDriver
Un circuito de control para un motor paso a paso en el RPi
Cómo controlar un motor paso a paso usando C++
Relés
Interfaz con sensores analógicos
Sensores analógicos lineales
Sensores analógicos no lineales
Acondicionamiento de la señal en un sensor analógico
Escalado de la señal mediante división de voltaje
Escalado y voltaje de desequilibrio o desplazamiento (offset) de la señal
Interfaz con un acelerómetro analógico
Interfaz con pantallas locales
Módulos de pantalla MAX7219
Módulos LCD de caracteres
Pantallas OLED
Compilación de librerías C/C++
Makefiles
CMake
Un ejemplo "Hello World"
Compilación de librerías C/C++
Usando una librería compartida (.so) o estática (.a)
Resumen
Interfaz en tiempo real con el Arduino
El Arduino
Un dispositivo esclavo serie Arduino
Ejemplo: una prueba de eco UART
Eco de la información de minicom (con parpadeo de LED)
Ejemplos de eco UART en C
Control de comandos UART en un Arduino
Un dispositivo esclavo Arduino I2C
Un circuito de prueba I2C
Ejemplo de eco de registro I2C
Ejemplo de sensor de temperatura I2C
Sensor de temperatura I2C con LED de advertencia
Comunicación en modo esclavo del Arduino usando C/C++
Ejemplo de sensor ultrasónico I2C
Un dispositivo esclavo SPI Arduino
Programación del Arduino en línea de comandos del RPi
Resumen
Comunicación e interacción avanzadas
IoT (Internet of Things)
El RPi como sensor IoT
El RPi como sensor de servidor web
Nginx
Cómo configurar el servidor web Nginx
Cómo crear scripts y páginas web
PHP en el RPi
Aplicaciones GNU Cgicc (avanzado)
Un cliente web C/C++
Introducción a las comunicaciones en red
Un cliente web C/C++
Comunicaciones seguras mediante OpenSSL
El RPi como "Thing"
ThingSpeak
El programador de tareas Cron de Linux
El sistema crontab
User crontab
Cómo enviar correo electrónico desde el RPi
"Si esto, entonces aquello" (If This Then That, IFTTT)
Frameworks IoT a gran escala
MQ Telemetry Transport (MQTT)
IBM Bluemix Internet of Things
Ejemplo de publicación con IBM IoT MQTT usando Node.js
Ejemplo de publicación con IBM IoT MQTT usando C++
Visualización de datos con IBM Quickstart
Cliente/servidor con C++
Gestión de dispositivos IoT
Monitorización remota del RPi
Temporizadores RPi Watchdog
Direcciones IP estáticas
Alimentación por Ethernet (PoE, Power over Ethernet)
Módulos de extración PoE (PEM) (avanzado)
Resumen
Control y comunicación inalámbricas
Introducción a las comunicaciones inalámbricas
Comunicaciones Bluetooth
Cómo instalar un adaptador Bluetooth
Comprobación del módulo LKM
Cómo configurar un adaptador Bluetooth
Cómo hacer que el RPi sea "descubrible"
Desarrollo de aplicaciones Android con Bluetooth
Comunicaciones por WiFi
Cómo instalar un adaptador WiFi
El procesador esclavo WiFi NodeMCU
El firmware más reciente
Cómo conectar NodeMCU a WiFi
Cómo programar el NodeMCU
La interfaz del servidor web NodeMCU
JSON
Comunicación con mensajes JSON
El NodeMCU y el protocolo MQTT
Comunicaciones ZigBee
Introducción a los dispositivos XBee
Modo AT frente a modo API
Configuración XBee
XCTU
Cómo configurar una red XBee usando XCTU
Un ejemplo de XBee en modo AT
Configuración del dispositivo Arduino XBee (XBeeA)
Configuración del dispositivo RPi XBee (XBeePi)
Un ejemplo de XBee en modo API
Configuración del dispositivo RPi XBee (XBee1)
Configuración del dispositivo independiente XBee (XBee2)
El modo XBee API y Node.js
XBee y C/C++
Comunicación de campo cercano (NFC)
Resumen
Raspberry Pi con una interfaz de usuario enriquecida
Arquitecturas de interfaz de usuario enriquecida para RPi
El RPi como ordenador de propósito general
Cómo conectar un periférico de entrada Bluetooth
El RPi con una pantalla táctil LCD
Computación virtual en red (VNC)
VNC con el visor VNC Viewer
VNC con Xming y PuTTY
VNC en un PC con Linux
Aplicaciones fat-client o de cliente pesado
Desarrollo de interfaces gráficas de usuario enriquecidas
Introducción a GTK+ en el RPi
Una aplicación "Hello World" GTK+
Modelo de programación orientado a eventos
Aplicación de humedad y temperatura con GTK+
Introducción a Qt en el RPi
Cómo instalar las herramientas de desarrollo Qt en el RPi
La aplicación "Hello World" Qt
Introducción a Qt
Elementos de Qt
La clase QObject
Señales y slots
Herramientas de desarrollo para Qt
Primer ejemplo con Qt Creator
Una aplicación Qt con UI para un sensor meteorológico
Desarrollo de interfaces gráficas remotas
Aplicación GUI Qt para cliente pesado
Aplicaciones servidor con procesamiento multihilo
El servidor meteorológico multihilo
Análisis y representación de la corriente de datos
Resumen
Otras lecturas
Captura de imágenes y vídeo
La cámara del RPi
Cómo capturar imágenes fijas
Cómo grabar vídeo
Cómo usar la cámara del RPi en el espacio de usuario de Linux
Webcams USB
Video4Linux2 (V4L2)
Utilidad de captura de imágenes
Utilidades Video4Linux2
Desarrollo de programas Video4Linux2
Vídeo en streaming
Procesamiento de imágenes y visión por ordenador
Procesamiento de imágenes con OpenCV
Visión artificial con OpenCV
Boost
Audio en el Raspberry Pi
Principales herramientas software de audio
Dispositivos de audio para el RPi
Dispositivos de reproducción de audio USB y HDMI
Cómo reproducir emisoras de radio por Internet
Grabación de audio
Streaming de audio por la red
Audio Bluetooth A2DP
Lectura automatizada (Text-to-Speech)
Resumen
Otras lecturas
Introducción
¿Por qué escribir módulos para el núcleo?
Introducción a los módulos cargables del núcleo (LKM)
Primer ejemplo de un LKM
El LKM Makefile
Cómo compilar un LKM en un ordenador con Linux
Cómo compilar un LKM en el RPi
Nuestro primer ejemplo de LKM a prueba
Comprobación del parámetro LKM
Ejemplo de un LKM empotrado
Rutinas de servicio de interrupción (ISR)
Rendimiento
Controlador GPIO LKM de botón mejorado
La interfaz kobject
Controlador GPIO LKM de LED mejorado
Hilos de ejecución del núcleo
Conclusiones
Resumen
