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Raspberry Pi Zero : 사양, 핀아웃, 프로젝트 및 변형

이 안내서는 Raspberry Pi Foundation에서 만든 소형 및 저렴한 컴퓨터 인 Raspberry Pi Zero에 대해 이야기합니다.작지만 간단한 프로그램을 실행하거나 센서에 연결하거나 스마트 홈 프로젝트의 일부로 일하는 것과 같은 많은 일을 할 수 있습니다.가이드는 pi Zero의 것이 무엇인지, 어떤 부분이 있는지 및 사용 방법을 설명합니다.또한 PI Zero의 다양한 버전, 설정 방법 및 기능을 구축 할 수있는 재미 또는 유용한 프로젝트를 보여줍니다.이 안내서는 아이디어를 위해 Pi Zero를 이해하고 사용하는 데 도움이됩니다.

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Raspberry Pi Zero는 무엇입니까?

Raspberry Pi Zero는 2015 년 11 월 Raspberry Pi Foundation이 시작한 작고 저렴한 단일 보드 컴퓨터입니다.대략 신용 카드 규모는 소규모 에너지 효율적인 프로젝트, 특히 임베디드 시스템 및 IoT 애플리케이션에서 실용적인 솔루션을 제공합니다.내부 웨어러블, 휴대용 센서 또는 소형 자동화 설정과 같이 물리 공간이 제한되는 경우에 유용합니다.

Pi Zero는 원래 Raspberry Pi 1에 사용되는 1GHz ARM11 단일 코어 프로세서, 동일한 Broadcom BCM2835 칩에서 실행됩니다. 무거운 컴퓨팅을 위해 구축되지는 않지만 프로세서는 GPIO 작업, 기본 스크립팅, 가벼운 그래픽 인터페이스 및 센서 데이터 처리를 처리하기에 충분히 빠릅니다.여기에는 512MB의 LPDDR2 SDRAM이 포함되어 있으며 간단한 응용 프로그램, 파이썬 스크립트 또는 호스팅 백그라운드 서비스를 실행하기에 충분합니다.이 메모리는 휘발성이므로 전원이 꺼질 때 데이터가 손실됩니다.스토리지의 경우 보드는 운영 체제 및 파일을 보유하는 MicroSD 카드를 사용합니다.

Raspberry Pi Zero 기술 사양

명세서	세부
프로세서	Broadcom BCM2835, 1GHz ARM1176JZF-S (단일 코어)
플로팅 포인트 유닛	수학 및 신호를위한 VFP (벡터 부동 소수점) 처리 작업
숫양	512MB LPDDR2 SDRAM (탑승)
저장	MicroSD 카드 슬롯 (OS 및 데이터 저장된 데이터)
전원 공급 장치	마이크로 USB를 통해 5V
전력 소비	일반적으로 120mA 미만 (주변 장치에 따라 다름)
USB 포트	전력을위한 1 × 마이크로 USB
	주변 장치의 경우 1x 마이크로 USB OTG
비디오 출력	미니 HDMI 포트 (최대 1080p HD 출력 지원)
카메라 지원	CSI 카메라 커넥터 (버전 1.3에서 제공)
GPIO 헤더	40 핀 인구가없는 GPIO 헤더
다른 I/O 옵션	아날로그 복합 비디오 출력 패드
	헤더를 재설정하십시오
운영 체제	Raspberry Pi Os Lite 또는 기타 임베디드 리눅스 배포판
치수	66mm × 30.5mm × 5mm
무게	10 그램 미만

Raspberry Pi Zero 핀 구성

그림 2. Raspberry Pi Zero 핀아웃

핀	핀 이름	기능
1	3.3v	저전압 센서 및 모듈 용 3.3V 전원 공급.
2	5V	전원 공급 장치에서 직접 5V를 제공합니다.고전압 장치에 전원을 공급하는 데 사용됩니다.
3	GPIO 2 (SDA1)	RTC 모듈 또는 센서와 같은 I²C 장치와 통신을위한 I²C 데이터 라인.
4	5V	5V가 필요한 전원 모듈에 사용되는 핀 2와 동일합니다.
5	GPIO 3 (SCL1)	I²C 클럭 라인은 동기화 된 데이터 전송을 위해 SDA와 함께 작동합니다.
6	Gnd	회로를위한 공통 전기 접지.
7	GPIO 4 (GPCLK0)	범용 I/O 또는 범용 클럭 0;센서 또는 릴레이에 종종 사용됩니다.
8	GPIO 14 (TXD)	UART 전송 라인;일련의 데이터를 GPS 또는 Arduino와 같은 장치로 보냅니다.
9	Gnd	지상 연결.
10	GPIO 15 (RXD)	uart 수신 라인;직렬 데이터를 수신합니다.
11	GPIO 17	사용자 정의 입력/출력 또는 PWM 용으로 사용할 수있는 gpio 핀.
12	GPIO 18 (PCM_CLK)	펄스 코드 변조 클록 또는 일반 GPIO;하드웨어 PWM을 지원합니다.
13	GPIO 27	또 다른 일반 목적 입력/출력 핀.
14	Gnd	지상 연결.
15	GPIO 22	다목적 gpio 핀.
16	GPIO 23	자동화 프로젝트에서 종종 볼 수있는 디지털 I/O에 사용할 수 있습니다.
17	3.3v	3.3V 출력 핀을 대체합니다.
18	GPIO 24	범용 입력/출력.
19	GPIO 10 (MOSI)	SPI Master Out Slave;OLED 디스플레이와 같은 SPI 장치로 데이터를 전송하는 데 사용됩니다.
20	Gnd	지상 연결.
21	GPIO 9 (MISO)	노예의 SPI 마스터;SPI 장치로부터 데이터를 수신합니다.
22	GPIO 25	다용도 GPIO 핀.
23	GPIO 11 (SCLK)	SPI 클럭 라인;SPI 장치의 데이터 타이밍을 조정합니다.
24	GPIO 8 (CE0)	SPI 칩 활성화 0;SPI 장치 0을 선택합니다.
25	Gnd	지상 연결.
26	GPIO 7 (CE1)	SPI 칩 활성화 1;SPI 장치 1을 선택합니다.
27	gpio 0 (id_sd)	모자 자동 감지 용 EEPROM 데이터 라인.
28	GPIO 1 (ID_SC)	모자 자동 감지 용 EEPROM 클럭 라인.
29	GPIO 5	범용 입력/출력.
30	Gnd	지상 연결.
31	GPIO 6	다용도 GPIO 핀.
32	GPIO 12 (PWM0)	하드웨어 펄스 폭 변조 (PWM) - 모터 속도 제어에 사용됩니다.
33	GPIO 13 (PWM1)	두 번째 하드웨어 PWM 출력.
34	Gnd	지상 연결.
35	GPIO 19 (PCM_FS)	PCM 프레임 동기화 라인;오디오 데이터 동기화 또는 GPIO에 사용됩니다.
36	GPIO 16	일반 GPIO 핀.
37	GPIO 26	유연한 GPIO 핀.
38	GPIO 20 (PCM_DIN)	PCM 디지털 오디오 입력.
39	Gnd	지상 연결.
40	GPIO 21 (PCM_DOUT)	PCM 디지털 오디오 출력.

Raspberry Pi Zero 변형

PI Zero의 여러 버전이 다른 사용자 요구를 제공하기 위해 출시되었습니다.

Pi Zero (2015)

오리지널 Raspberry Pi Zero는 2015 년에 초 저렴한 소형 싱글 보드 컴퓨터로 데뷔했습니다.1GHz 단일 코어 ARM11 프로세서와 512MB RAM을 특징으로하므로 기본 컴퓨팅 작업 및 간단한 내장 응용 프로그램에 적합합니다.이 보드에는 비디오 출력 용 미니 HDMI 포트, 마이크로 USB 포트 (전원 1 개 및 OTG를 통한 데이터 용 1 개) 및 인구가없는 40 핀 GPIO 헤더가 포함되어있어 하드웨어 사용자 정의의 유연성을 제공합니다.그러나 내장 네트워킹 기능이 부족하여 외부 모듈과 쌍을 이루지 않는 한 독립형 연결을 제한합니다.

그림 3. Raspberry Pi Zero (원본)

Pi Zero W (2017)

Pi Zero W는 802.11n Wi-Fi 및 Bluetooth 4.1을 포함하여 무선 연결을 통합하여 원본을 기반으로합니다.이 추가는 IoT (Internet of Things) 장치, 휴대용 네트워크 센서 또는 원격 제어 시스템과 같은 무선 프로젝트에서 이사회의 잠재력을 극적으로 확장합니다.무선 기능 외에도 하드웨어 사양은 원래 PI Zero와 동일하며 여전히 단일 코어 1GHz 프로세서와 512MB RAM을 사용합니다.

그림 4. pi Zero w

Pi Zero WH (2018)

기능적으로 Pi Zero W와 동일하게, Pi Zero WH는 사전 고안된 40 핀 GPIO 헤더를 포함하여 스스로를 구별합니다.이 작은 변화는 납땜 장비에 접근 할 수없는 장벽을 낮 춥니 다.교육 환경 또는 빠른 프로토 타이핑에 유용하여 보드를 추가 준비없이 빵 보드에 직접 연결하거나 연결 액세서리를 연결할 수 있습니다.

그림 5. pi Zero WH

pi Zero 2 W (2021)

Pi Zero 2 W는 실질적인 도약을 대표하여 Raspberry Pi 3에 사용 된 것과 동일한 아키텍처 인 쿼드 코어 64 비트 암 Cortex-A53 프로세서 (Broadcom BCM2710A1)를 소개합니다. 동일한 컴팩트 한 폼 팩터 및 512MB의 LPDDR RAM을 유지하고 있음에도 불구하고 성능 부스트는 더 많은 웹 브로우와 같이 더 많은 양의 응용 프로그램을 처리해야합니다.무선 연결 (Wi-Fi 및 Bluetooth)을 유지하여보다 복잡한 임베디드 시스템 및 휴대용 컴퓨팅 프로젝트를위한 강력한 선택입니다.

그림 6. Pi Zero 2 W.

아래 표는 프로젝트에 가장 적합한 것을 선택하는 데 도움이되는 주요 차이점과 유사성을 설명합니다.

특징	라즈베리 파이 제로	Raspberry Pi Zero w	Raspberry Pi Zero 2 W.
프로세서	Broadcom BCM2835 SOC (ARM11)	Broadcom BCM2835 SOC (ARM11)	Broadcom BCM2710A1 SOC (쿼드 코어 암 Cortex-A53)
CPU 클럭 속도	1GHz	1GHz	1GHz (쿼드 코어)
GPU	Broadcom Videocore IV	Broadcom Videocore IV	Broadcom Videocore IV
숫양	512 MB LPDDR2 SDRAM	512 MB LPDDR2 SDRAM	512 MB LPDDR2 SDRAM
저장	microSD 카드 슬롯	microSD 카드 슬롯	microSD 카드 슬롯
USB 포트	1X 마이크로 USB (OTG), 1X 마이크로 USB (전력)	1X 마이크로 USB (OTG), 1X 마이크로 USB (전력)	1X 마이크로 USB (OTG), 1X 마이크로 USB (전력)
HDMI 출력	1X 미니 HDMI	1X 미니 HDMI	1X 미니 HDMI
오디오 출력	GPIO 또는 HDMI를 통해	GPIO 또는 HDMI를 통해	GPIO 또는 HDMI를 통해
Wi-Fi	아니요	802.11n Wi-Fi	802.11n Wi-Fi
블루투스	아니요	Bluetooth 4.1 ble	Bluetooth 4.1 ble
GPIO 핀	40 핀 인구가없는 헤더	40 핀 인구가없는 헤더	40 핀 인구가없는 헤더
전원 공급 장치	마이크로 USB를 통해 5V	마이크로 USB를 통해 5V	마이크로 USB를 통해 5V
전력 소비	0.5W (유휴) ~ 1.5W (로드)	0.5W (유휴) ~ 1.5W (로드)	0.5W (유휴) ~ 1.5W (로드)
복합 비디오 출력	예 (솔더 패드를 통해)	예 (솔더 패드를 통해)	예 (솔더 패드를 통해)
카메라 인터페이스 (CSI)	아니요	예	예
비디오 출력	HDMI를 통한 1080p	HDMI를 통한 1080p	HDMI를 통한 1080p
치수	65mm x 30mm x 5mm	65mm x 30mm x 5mm	65mm x 30mm x 5mm
무게	약 9g	약 9g	약 9g
이더넷	아니요	아니요	아니요
카메라 포트 (CSI)	아니요	예	예

Raspberry Pi Zero 사용

Raspberry Pi Zero를 설정하는 것은 간단하며 고급 기술이 필요하지 않습니다.

1. 소프트웨어를 준비하십시오: Raspberry Pi Zero 사용을 시작하려면 먼저 공식 Raspberry Pi 웹 사이트에서 Raspberry Pi OS를 다운로드해야합니다.그런 다음 Raspberry Pi Imager 또는 Balenaetcher와 같은 프로그램을 사용하여 OS 이미지를 MicroSD 카드에 작성하십시오. 이상적으로는 더 나은 성능을위한 클래스 10 카드입니다.이미지가 작성되면 카드를 안전하게 꺼내어 Raspberry Pi Zero의 MicroSD 슬롯에 삽입하십시오.

2. 하드웨어를 설정하십시오: 다음으로 필요한 주변 장치를 PI 0에 연결하십시오.미니 HDMI 케이블을 사용하여 PI를 모니터에 연결하여 인터페이스를 볼 수 있습니다.PI Zero에는 데이터 용 마이크로 USB 포트가 하나만 있으므로 키보드와 마우스를 연결하려면 USB OTG 어댑터가 필요합니다.더 많은 장치를 연결하려면 전원이 공급 된 USB 허브를 사용할 수 있습니다.마지막으로, 최소 1.2A를 제공하는 5V 전원 공급 장치를 연결하십시오.이것은 불안정성을 유발할 수있는 전압 문제를 방지하는 데 중요합니다.

3. 부팅 및 인터페이스: 전원이 나면 Raspberry Pi Zero가 자동으로 운영 체제로 부팅됩니다.설정 방법에 따라 데스크탑 인터페이스 또는 명령 줄 터미널 만 표시 될 수 있습니다.매번 모니터와 키보드를 사용하지 않으려면 SSH (명령 줄 제어 용) 또는 VNC (그래픽 데스크탑 액세스 용)를 통해 원격 액세스를 가능하게하여 다른 컴퓨터에서 PI를 제어 할 수 있습니다.

4. GPIO 핀 사용 (하드웨어 프로젝트 용): 전자 장치 또는 센서를 연결하려면 Pi Zero에서 GPIO (범용 입력/출력) 핀을 사용할 수 있습니다.이 핀으로 파이썬에서 작업하려면 rpi.gpio 또는 gpiozero와 같은 라이브러리를 설치하십시오.잘못된 배선으로 인해 보드를 손상시킬 수 있으므로 연결하기 전에 항상 핀 다이어그램을 다시 확인하십시오.보드가 작고 섬세하기 때문에 구성 요소를 연결할 때 PI를 부드럽게 처리하십시오.

5. 성능 및 냉각: PI Zero는 매우 효율적이지만 까다로운 작업을 실행중인 경우에도 여전히 가열 될 수 있습니다.시원하게 유지하려면 작은 방열판을 추가하거나 보드 주변에 공기 흐름이 좋은지 확인하십시오.이는 성능을 유지하고 특히 장기적이거나 집중적으로 사용하는 동안 장치 수명을 연장 할 수 있습니다.

6. 다재다능한 사용: Raspberry Pi Zero는 전체 Linux 시스템을 실행하므로 기본 프로젝트 이상의 가능성을 의미합니다.광범위한 소프트웨어를 설치하고, 소규모 서버를 실행하거나, 여러 언어로 프로그램하거나, 컨테이너화 된 응용 프로그램을 배포 할 수 있습니다.이로 인해 PI Zero는 교육 도구뿐만 아니라 홈 자동화, IoT 장치 또는 네트워크 도구와 같은 실제 및 응용 프로그램에도 유용합니다.

Raspberry Pi Zero 응용 프로그램

핸드 헬드 레트로 게임 콘솔

Raspberry Pi Zero는 Retropie와 같은 소프트웨어를 사용하여 컴팩트 한 핸드 헬드 에뮬레이션 콘솔을 구축하는 데 인기있는 선택입니다.크기와 효율성이 작기 때문에 3D 인쇄 인클로저 또는 재활용 게임 쉘에 적합합니다.미니 LCD 및 USB 또는 사용자 정의 컨트롤러와 짝을 이루는이 제품은 NES, SNES 및 Game Boy와 같은 콘솔에서 클래식 게임을 재생할 수 있으며 휴대용 아케이드 재미에 적합합니다.

코디 미디어 플레이어

Kodi 및 Lightweight Linux OS와 함께 설치된 Pi Zero는 저렴한 미디어 센터로 기능 할 수 있습니다.SD 비디오를 잘 재생하고 Kodi 애드온을 통해 스트리밍을 지원합니다.미니 HDMI 디스플레이 및 리모컨에 연결되면 여행 친화적 인 엔터테인먼트 또는 어린이 미디어 상자에 적합한 옵션입니다.

네트워크 전체 광고 차단기 (Pi-Hole)

Pi-Hole은 Pi Zero를 전체 네트워크의 DNS 기반 AD 차단제로 변환합니다.제로의 겸손한 하드웨어를 쉽게 설정하고 효율적으로 실행하여 브라우징 속도와 데이터 보존, 특히 계량 또는 모바일 연결에 유용합니다.

주변 또는 일출 라이트 컨트롤러

Pi Zero는 GPIO 및 PWM을 통해 LED 스트립을 전력으로 전력하여 시간이나 기분에 따라 일출 또는 시프트 조명을 시뮬레이션합니다.알람이나 환경 데이터와 동기화되어 기분이나 모닝 조명을위한 미니멀리스트 홈 자동화 프로젝트를 제공 할 수 있습니다.

시간 경과 사진 장비

카메라 모듈을 연결하면 Pi Zero는 간격으로 사진을 찍고 시간 경과 비디오로 컴파일하도록 프로그래밍 할 수 있습니다.식물 성장, 건축 프로젝트 또는 하늘 변경과 같은 이벤트를 문서화하는 데 적합하며 가벼운 양식 팩터는 쉽게 장착 할 수 있습니다.

Cubesat 컨트롤러

방사선 강화는 아니지만 Pi Zero는 단기 우주 임무를 위해 Cubesats에서 성공적으로 사용되었습니다.가벼운 무게와 저전력 사용은 원격 측정, 데이터 로깅 또는 저 지구 궤도의 기본 온보드 작업에 적합합니다.

RFID 추적 조류 피더

RFID 리더와 짝을 이룰 때 PI Zero는 피더에서 태그 된 새 또는 작은 야생 동물을 추적 할 수 있습니다.방문 시간과 주파수를 기록하고 야생 동물 연구 또는 개인 관찰 프로젝트를 지원하는 카메라 또는 사운드를 유발할 수 있습니다.

음성 보조 장치

PI Zero는 MyCroft 또는 Google Assistant SDK와 같은 음성 어시스턴트를 실행하는 기본 스마트 스피커 역할을 할 수 있습니다.마이크와 스피커가 추가되면 타이머 설정, 날씨 확인 또는 음악 연주, 상업용 스마트 스피커에 대한 오픈 소스 테이크와 같은 일반적인 음성 작업을 수행합니다.

결론

Raspberry Pi Zero는 경제성, 다양성 및 소형 디자인을 결합하여 소규모 임베디드 프로젝트를위한 강력한 플랫폼 역할을합니다.Pi Zero는 미디어 스트리밍, 광고 차단, 음성 지원 및 시간 경과 사진과 같은 광범위한 애플리케이션에 대한 간단한 설정 지침과 지원을 통해 크기와 가격을 훨씬 초과하는 가치를 증명합니다.Raspberry Pi Zero는 레트로 게임 콘솔, 스마트 라이트 컨트롤러 또는 우주 큐 베사트 실험을 구축하든 발명력있는 저전력 솔루션에 대한 올바른 조화와 단순성을 제공합니다.