Começando com a Labrador

De Caninos Loucos
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Este manual de usuário oferece o material necessário para começar a utilizar a placa Labrador v2.0. Ele apresenta os componentes da placa, como conectá-los e ligar a placa, além de informações sobre como conectá-la à Internet e controlar os pinos de GPIO.

A Labrador

Composta por duas placas, a Core e a Base, a Labrador é um pequeno e poderoso computador. Com suporte para Linux e Android, a Labrador possui uma infinidade de aplicações, desde dispositivos IoT robustos e inteligentes até consoles de videogame.

A Labrador está em desenvolvimento e este manual será atualizado conforme novas versões surgirem. Para as atualizações de software, acompanhe o projeto Caninos Loucos no github: https://github.com/caninos-loucos.

Esperamos que este manual possa resolver suas principais dúvidas e, caso reste alguma, entre em contato pelo formulário de contato ou faça uma pergunta no fórum.


O que vem na caixa

Neste capítulo vamos conhecer um pouco mais sobre o hardware e o software contido na caixa da Labrador.

Hardware e acessórios inclusos

Ao abrir a caixa da Labrador, você irá encontrar uma Labrador dentro de um case de acrílico, e uma fonte de alimentação. Note que a Labrador é composta de duas placas: a Core e a Base. A Tabela abaixo descreve e ilustra cada um dos componentes inclusos.

Item Descrição Foto
Labrador Core Board Núcleo da Labrador, contém Processador e Memória. CoreBoard-v2-front.png
Labrador Base Board Placa com periféricos, ex.: USB, HDMI, GPIO, conector de energia. Base-frente.png
Case de acrílico com espaçadores de nylon e parafusos Útil para proteção da placa. Case-labrador.jpeg
Fonte de alimentação 12V 1A Fornece energia elétrica na tensão e corrente corretas. Fonte-labrador.jpg

Software incluso

A placa Labrador já vem com Debian 10 "Buster" instalado, rodando sobre o Kernel Linux 4.14.13.

Uma infinidade de bibliotecas e softwares de uso geral já vem inclusos no Debian, como o python, para criação de scripts, e o Firefox, para acesso à internet. Além disso, outras bibliotecas compatíveis podem ser instaladas através do comando apt-get ou compilando diretamente os códigos fonte.


Ligando a Labrador

A principal maneira de usar a placa Labrador é conectando-a a um monitor HDMI e a um teclado e mouse USB, além da fonte de alimentação, para que possa ser usada como um dispositivo Linux comum. As próximas seções ensinam passo a passo como realizar cada um desses passos.

Conectando teclado e mouse - USB

Para poder interagir com a Labrador, basta conectar teclado e mouse às interfaces USB da Labrador. Em geral, você poderá usar qualquer teclado e mouse USB, a compatibilidade é bastante estável.

Conectando a fonte de alimentação

O último passo relacionado à conexão de componentes físicos, antes de usar a placa, é conectar a fonte de alimentação. A fonte enviada na caixa aceita ambas as tensões 110V e 220V, e tem como saída 12V 1A de corrente contínua. Caso necessário, fontes alternativas com especificação equivalente podem ser usadas.

Conectando o monitor - HDMI

A principal forma de visualizar a saída gráfica da Labrador é através de um monitor HDMI (High Definition Multimedia Interface). Você irá precisar de um cabo HDMI comum, e de um monitor HDMI com suporte a frame rate de pelo menos XXX.

Caso seu monitor não possua entrada HDMI, mas possua DVI, a Labrador também funciona com adaptadores HDMI-para-DVI. Entradas analógicas, no entanto, como o VGA, não são suportadas. Por fim, para casos muito específicos, existe a opção de conectar um display LCD diretamente a um conector chamado LVDS – mais detalhes sobre este tipo de conector podem ser encontrados na especificação.

Agora, com o mouse, teclado e monitor já conectados, coloque a fonte de alimentação na tomada e conecte-a à Labrador. Se tudo ocorreu bem, você deverá ver o logo do Caninos Loucos, seguido da tela de login.


Usando o Debian

O sistema operacional incluso na placa Labrador é o Debian, uma distribuição Linux utilizada no mundo todo. Para o leitor leigo no assunto, há vários tutoriais de Linux na internet, ensinando o básico de como mexer na linha de comando, e até mesmo guias avançados para aproveitar o Linux ao máximo.

Login

Para começar, assumindo que você já ligou a placa e está na tela de login, o próximo passo é digitar "caninos" (sem as aspas), tanto para o usuário, quanto para a senha, e clicar em "Login".

Acesso à Internet

Apesar de a Labrador possuir muitas aplicações para uso offline, conectá-la à Internet nos permite acessar websites, instalar bibliotecas e manter o sistema atualizado. Há duas formas principais, usando cabo de rede (Ethernet) ou a conexão sem-fio (Wi-Fi).

Ethernet

Para acessar a Internet usando cabo de rede, basta conectar o seu cabo de internet à entrada RJ45, conforme a figura abaixo. Ao fazer isso com a placa ligada, observe também que o ícone de rede, no lado inferior direito da tela, irá carregar, até apontar que a conexão foi realizada com sucesso.

Wi-Fi

Como a Labrador já tem Wi-Fi embutido, basta acessar o menu de redes, escolher a sua rede, digitar a senha, e habilitar a conexão. Se for necessário especificar o tipo de segurança da rede, provavelmente será a opção "WPA2 Personal". Caso isso não funcione, peça ajuda à pessoa que realizou a configuração do seu roteador para descobrir os parâmetros corretos de configuração.

Verifique a conexão

Independente da forma como você se conectou à Internet, você agora pode testar a sua conexão. Uma forma simples de fazer isso é abrindo o Firefox e acessando o site http://caninnosloucos.org.br. Já uma forma mais avançada é abrindo o terminal, digitando ip address e verificando se você tem um endereço IP válido. É útil saber o endereço IP, pois permite que nos comuniquemos com a Labrador, seja em uma aplicação IoT, seja durante o desenvolvimento. Por exemplo podemos acessar o terminal da Labrador via SSH (Secure Shell), evitando assim a necessidade de mantê-la sempre conectada a um teclado, mouse e monitor.


Crie seus próprios programas

A Labrador tem suporte para uma variedade de linguagens de programação, desde as mais baixo nível, como o C, até as mais alto nível e expressivas, como Python e NodeJS. Portanto deixe a sua criatividade florescer e crie seus próprios programas usando a Labrador. Ah, e não esqueça de compartilhar os seus projetos com a comunidade, no fórum Caninos Loucos!

Hello World - Piscando um LED (Kernel 3)

Se ao aprender programar imprimimos "Hello World" na tela, na programação de SBCs vamos além: vamos fazer piscar um LED (Light Emitting Diode). Este exemplo é interessante pois demonstra que nossos programas, além de controlarem caracteres na tela ou bytes na rede, também podem controlar componentes físicos.

Para fazer o LED azul da Labrador piscar em um ritmo de batimento cardíaco (de acordo com a demanda de processamento da Labrador), abra o terminal e execute o seguinte comando:

sudo echo heartbeat > /sys/class/leds/blue:GPIOB31/trigger

Programação GPIO

Uma interface interessante da Labrador são os pinos GPIO (General Purpose Input/Output), que são basicamente fios nos quais você pode enviar e receber dados. Para aprender como usar esta interface, confira o artigo principal Programação GPIO.

Gravando uma nova imagem

Apesar de a Labrador já vir com o Debian instalado na memória interna, você pode gravar uma nova imagem, feita por você mesmo, ou baixada do site Caninos Loucos. A Labrador suporta boot a partir da memória interna e a partir de um SD Card, e as seções a seguir ensinam como gravar uma imagem em cada uma dessas mídias. As imagens atuais disponibilizadas pela Caninos Loucos são: Debian Buster com Kernel 4 e Debian Buster com Kernel 3. Para o procedimento completo de instalação destes sistemas na memória flash veja Instalando um sistema.

Gravando no SD Card

Tendo uma imagem compatível com a Labrador (ver http://downloads.caninosloucos.org.br/), siga os passos abaixo para gravá-la em um SD Card, de acordo com o sistema operacional do seu computador.

Usando Linux

Se você está em um ambiente Linux, basta inserir o SD Card e usar o seguinte comando:

 $ sudo dd if=<IMAGE>.img of=/dev/<DEVICE> status=progress 

Onde <image> deve ser substituído pelo nome da imagem, e <device> pelo nome do seu SD Card (algo como sda, ou sdb).

Importante: Se você não sabe qual o <device> correto, peça ajuda! Um erro neste comando pode formatar o seu computador.

Usando Windows

Passo 1

Insira um cartão MicroSD no seu computador. O cartão deve ser maior que a imagem que você deseja gravar (geralmente 8 GB ou maior).

Passo 2

Formate o cartão MicroSD. Recomenda-se que seja utilizado um software de formatação adequado, neste tutorial estamos usando o SDFormatter v4.0, disponível neste website. Execute o software como administrador e clique no botão “Opção”. Na nova janela aberta, selecione a opção “RÁPIDA” em “FORMAT TYPE” e “ON” em “FORMAT SIZE ADJUSTMENT” e pressione “OK” para voltar à tela anterior. Selecione o Drive equivalente ao seu cartão SD e clique em “Formatar” para iniciar o processo.

Importante: Se você não sabe qual o Drive correto, peça ajuda! Um erro neste comando pode formatar o seu computador.

caption Tela inicial do SDFormatter.
caption Tela com as opções do SDFormatter.

Passo 3

Para gravar a imagem no cartão SD, recomenda-se o uso de uma ferramenta de gravação. Neste tutorial, estamos usando o Win32DiskImager, encontrado neste link. Execute o programa como administrador, selecione o arquivo de imagem (descompactado) e clique no botão Write para iniciar o processo de gravação. Quando a barra de carregamento termina, o processo é concluído.

caption Tela do Win32DiskImager (botão para selecionar o caminho em vermelho).

Bugs conhecidos

Drivers

As seguintes funcionalidades dependem do desenvolvimento de drivers:

  • Áudio
  • Câmera
  • USB 3.0
  • Bluetooth
  • Controle de LEDs
  • Temperatura da CPU
  • Receptor Infravermelho

Outros

  • Resolução de vídeo só alcança 1080p caso o cabo HDMI seja conectado após a Labrador ligar. Caso a placa seja ligada com o cabo HDMI já conectado, a resolução será 720p.
  • A Labrador não funciona com todos os monitores. Foi observado até agora que monitores e TVs HDMI funcionam normalmente e a maioria dos adaptadores VGA também apresenta bom funcionamento. No entanto, ao usá-las com adaptadores DVI alguns monitores não funcionam corretamente.