Рынок одноплатных компьютеров постоянно пополняется новыми моделями от известных брендов вроде Raspberry Pi, Orange Pi и новичков, таких как Repka Pi. Эти устройства базируются на различных аппаратных платформах: AllWinner, Amlogic, Broadcom и даже мобильных чипсетах. Несколько лет назад Orange Pi выпустила линейку бюджетных одноплатников на базе старых мобильных процессоров — 2G IoT и 3G IoT. Сейчас модель с поддержкой 3G можно приобрести всего за 1000 рублей (500 — устройство, 500 — доставка). В этой статье мы разберемся, на что способен этот девайс и стоит ли его покупать.
Что это за устройство?
IoT-устройства прочно вошли в нашу жизнь. Внешние GSM-модули стали доступными, но в мире одноплатников с мобильной связью не всё так просто. Большинство плат используют планшетные чипсеты без встроенных модемов, а внешние 3G/LTE модули могут быть дорогими. Orange Pi нашла оригинальное решение, представив несколько лет назад устройство 2G IoT на базе устаревшего мобильного чипсета RDA8810, который использовался в ультрабюджетных смартфонах 2012-2014 годов. Это позволило предложить неплохой функционал за смешные деньги.
Секрет низкой цены прост: компания взяла референсную плату от дешевого смартфона и адаптировала её под одноплатный компьютер. На момент выхода спрос на такие чипы был минимален, что и определило итоговую стоимость. Сейчас 2G IoT уже снят с производства, но ему на смену пришла более продвинутая модель.
Представляем Orange Pi 3G IoT
Это следующее поколение IoT-линейки от Orange Pi, построенное на чипсете MediaTek с полноценной поддержкой сетей третьего поколения. По сути, это эволюция предыдущей модели, но с более современным «железом».
Ключевая особенность — использование чипа от бюджетных смартфонов, что дало устройству два вычислительных ядра. Однако стоит отметить, что вывод изображения по HDMI по-прежнему отсутствует — производитель предлагает использовать LVDS-матрицу, которую нужно докупать отдельно. Теоретически можно найти подходящий дисплей от старого смартфона и сделать переходник, используя драйверы из исходного кода ядра.
Давайте подробнее рассмотрим технические характеристики нового устройства.
Технические характеристики Orange Pi 3G IoT
Процессор: Двухъядерный MediaTek MT6572, архитектура Cortex-A7, частота 1.2 ГГц.
Оперативная память: 256 МБ.
Постоянная память: 512 МБ eMMC + возможность загрузки с карты MicroSD.
Дисплей: Интерфейсы MIPI DSI и LVDS.
Питание: 5 В (потребление до 2 А в пике), поддержка аккумулятора 3.7 В со встроенным контроллером заряда.
Звук: Встроенный микрофон и ЦАП для вывода звука.
Интерфейсы и коммуникации: Поддержка 3G, Wi-Fi, Bluetooth, GPS, а также стандартные GPIO, UART, SPI, I2C.
За такие деньги — это более чем достойный набор возможностей. На момент написания статьи плату можно заказать на популярных маркетплейсах за 1000 рублей с доставкой. Поставка занимает около трех недель, устройство поставляется в фирменной упаковке с уже распаянной гребенкой GPIO.
Теперь давайте перейдем к практической части и посмотрим, как начать работу с этим одноплатником.
Установка операционной системы
На выбор доступны две системы: Android и Linux. Важный нюанс: стек GSM корректно работает только под Android. В Linux управление модемом возможно, но требует глубокого изучения и настройки. Управлять Android без дисплея можно через ADB.
Прошивка осуществляется с помощью фирменной утилиты SP Flash Tool. Систему можно установить как на внутреннюю память eMMC (только Android), так и на карту MicroSD. Процесс включает два этапа: сначала форматирование и подготовка загрузчика, а затем — запись образа системы. Важно сделать резервную копию разделов NVRAM и IMEI перед форматированием, так как они будут стерты.
После подготовки загрузчика записываем образ Linux (например, с помощью Win32DiskImager) на карту MicroSD класса 10 или выше для лучшей производительности.
Плату можно питать от стандартного USB-порта (5В) или от аккумулятора. Для взаимодействия с системой через консоль понадобится UART-адаптер, например, на базе ESP32. Подключаемся к соответствующим контактам на плате, настраиваем терминал (Putty) на скорость 115200 бод и наблюдаем загрузку.
Первоначальная настройка Linux
После загрузки системы (логин: root, пароль: orangepi) первым делом стоит сменить пароль и уменьшить уровень вывода логов в консоль с помощью команды dmesg -n 1.
Далее настраиваем Wi-Fi, редактируя файл /etc/network/interfaces. После сохранения конфигурации перезапускаем сетевой сервис. Если возникают проблемы с wpa_supplicant, может помочь перезагрузка платы.
Важно: плата может работать от USB-порта ПК (5В/0.5А), но подключение энергоемких USB-устройств во время работы Wi-Fi может вызывать перезагрузки. Решение — отключить и снова включить питание.
Можно раздать интернет со смартфона и подключить плату к этой точке доступа, создав локальную сеть.
Обратите внимание: Бесплатный сыр из мышеловки.
Затем, используя VNC, можно вывести графический интерфейс платы на экран старого смартфона, дав ему вторую жизнь.Поскольку образ основан на устаревшем Debian Stretch, репозитории в /etc/apt/sources.list нужно заменить на архивные (archive.debian.org). После обновления списков пакетов (apt-get update) можно установить графическую оболочку (например, icewm), TightVNC сервер и другое ПО.
Но настоящая сила одноплатника раскрывается при работе с его аппаратными интерфейсами.
Работа с аппаратными интерфейсами
GPIO
На 40-пиновой гребенке доступно множество контактов для управления внешними устройствами. В отличие от популярных плат, для MediaTek нет готовых высокоуровневых библиотек, но работать с GPIO можно на уровне sysfs. Виртуальное устройство /sys/devices/virtual/misc/mtgpio/pin позволяет считывать и устанавливать состояние пинов, используя простые echo-команды в shell-скриптах.
Важно помнить, что логический уровень GPIO у MT6572 составляет 1.6В, а часть периферии работает на 3.3В, поэтому может потребоваться согласование уровней. Для более скоростного управления можно использовать прямой вызов ioctl к драйверу mt-gpio, изучив его исходный код.
UART
На плате доступны два аппаратных UART-порта, способных работать на высоких скоростях (до 921600 бод). Доступ к ним осуществляется через символьные устройства /dev/ttyMTx. Это идеальный интерфейс для связи с другими микроконтроллерами или для отладки.
SPI и I2C
На гребенке также присутствуют интерфейсы SPI и I2C. К сожалению, в текущей сборке ядра отсутствуют драйверы user-space (spidev, i2c-dev), которые позволяют работать с этими шинами из пользовательских программ. Однако драйверы в ядре есть, и их можно скомпилировать в виде отдельных модулей, используя исходный код ядра от Orange Pi.
Bare-metal программирование
Для тех, кто хочет обойтись без операционной системы, Orange Pi открыла исходный код вторичного загрузчика Little Kernel (lk). Его можно модифицировать и создать собственную прошивку, напрямую управляющую аппаратурой чипсета.
Практическое применение Orange Pi 3G IoT
Благодаря своей комплектации и цене, эта плата открывает множество возможностей для энтузиастов и инженеров:
Сервер для умного дома: Не для тяжелых задач, но для поднятия простого веб-сервера, системы домашней автоматизации или шлюза для датчиков она подходит идеально.
Сбор и обработка данных с датчиков: В паре с микроконтроллером можно организовать высокоскоростной сбор, первичную обработку и отправку данных.
Ретро-консоль: При наличии дисплея можно запускать старые эмуляторы. К сожалению, вывод на телевизор отсутствует, поэтому нужен либо фирменный дисплей, либо самодельный адаптер.
Компактная GPS-сигнализация: Готовый System-on-Module с Linux, GPS, 3G и возможностью подключения датчиков. Такое решение может быть дешевле, чем сборка аналогичной системы из отдельных компонентов (ESP32, GPS и 3G модуль).
Схемы и разводка платы находятся в открытом доступе, что облегчает разработку собственных проектов.
Заключение
Orange Pi 3G IoT — это яркий пример того, как устаревшие мобильные технологии могут обрести вторую жизнь в мире embedded-электроники. Подобные ультрабюджетные решения очень востребованы, так как не все готовы платить тысячи рублей за одноплатник. Однако важно понимать, что эта плата не для новичков, ожидающих готовых решений и подробных гайдов. Компания предоставляет полный исходный код, но разбираться в нем и настраивать систему придется самостоятельно.
Стоит ли покупать? Если вы любите копаться в железе, изучать исходники и создавать нестандартные проекты с ограниченным бюджетом — определенно да. Это очень перспективная платформа для экспериментов и создания полезных устройств. Автор статьи остался доволен покупкой и планирует найти для этой платы интересное применение.
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Одноплатный компьютер с 3G «за косарь». Что Orange Pi предлагает по цене ящика пива?.