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Raspberry Pi 4
Für das Projekt wurde ein Raspberry Pi 4 verwendet, ein Einplatinencomputer, der von der Raspberry Pi Foundation in Zusammenarbeit mit Broadcom entwickelt wurde. Der Raspberry Pi wurde für das Projekt ausgewählt, da der er weltweit der bekannteste Einplatinencomputer ist und eine große Community hat. Die Leistungsmerkmale aller verschiedenen Modelle des Raspberry Pi sind daher online gut dokumentiert und Leser dieser Arbeit können leicht daran ausmachen, welche alternativen Einplatinencomputer mit ähnlichen Leistungsmerkmalen verwendet werden können für ein ähnliches Ergebnis oder welche Einplatinencomputer schneller oder langsamer sind.
Der Pi 4 wurde anstelle des neueren Pi 5 verwendet, weil der Pi 5 zum Zeitpunkt der Arbeit noch zu neu ist und es daher nicht viele Vergleichswerte gibt. In Abbildung \ref{raspberry1} ist ein Überblick über die für das Projekt relevante Hardware des Raspberry Pi 4 zu sehen. Dazu gehören der System-on-a-Chip (SoC) und der Arbeitsspeicher für die Leistungsmerkmale für den Leistungstest mit Flutter und die Multimediafähigkeiten für den Test zum Abspielen von Videos.
\begin{figure}[H] \caption{Überblick über die Hardware des Raspberry Pi 4} \label{raspberry1} \begin{center} \begin{tcolorbox}[width=15cm]
\begin{tabular}{lll} System-on-a-Chip (Ein-Chip-System) & Broadcom BCM2711, \ & 4-Kern Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC \ & @ 1.8GHz \ Arbeitsspeicher & 4 GB LPDDR4-3200 SDRAM \ Multimedia & H.265 (4kp60 decode), \ & H.264 (1080p60 decode, 1080p30 encode) \ & OpenGL ES 3.1, Vulkan 1.0 \ \end{tabular}
\end{tcolorbox} \end{center} \end{figure}
15.6 Zoll WaveShare Display
Als Display wurde ein 15.6 Zoll IPS(QLED) Touchscreen Monitor von der Firma WaveShare verwendet. WaveShare hat sich auf die Herstellung von Hardware für eingebettete Systeme spezialisiert und die Treiber für den Touchscreen sind im Linux-Kernel enthalten und müssen nicht manuell installiert werden. [@156inchQLED] In Abbildung \ref{waveShare} ist zu sehen, wie der Raspberry Pi 4 mit dem Display verbunden ist. Dieser Monitor dient als Anzeige für die Flutter Anwendung und wird über dem Touchscreen bedient.
\begin{figure}[H]
\centering
\caption{WaveShare 15.6 Zoll IPS(QLED) Monitor mit Raspberry Pi 4}
\label{waveShare}
\includegraphics[width=10cm]{./assets/raspberry/waveshare.jpg}
<!-- prettier-ignore -->
\caption*{
Quelle: @156inchQLED
}
\end{figure}
Sparkfun RGB Led Matrix
Die Sparkfun RGB Led Matrix ist ein 8x8 LED-Panel, das über ein SPI-Interface mit dem Raspberry Pi verbunden wird. Die im Projekt genutzte Matrix wird mittlerweile nicht mehr hergestellt, was aber kein Problem darstellt, da andere SPI-LED-Panels von vielen anderen Herstellern ähnlich mit einem SPI-Interface angesprochen werden. Mit nur leichten Anpassungen im Code für unter anderem eine andere Auflösung des Panels sollten auch andere LED-Panels problemlos wie in dem Projekt genutzt werden können. In dem Projekt kommt es nur darauf an zu zeigen, wie das SPI-Interface des Raspberry Pis genutzt werden kann mit Flutter.
\begin{figure}[H]
\centering
\caption{Sparkfun RGB Led Matrix}
\label{waveShare}
\includegraphics[width=10cm]{./assets/raspberry/rgbMatrix.jpg}
<!-- prettier-ignore -->
\caption*{
Quelle: @SparkFunLEDMatrixa
}
\end{figure}
Schaltplan des Projekts
In Abbildung \ref{schaltplan} ist der Schaltplan des Projekts zu sehen. Für den Morsecode-Übersetzer wird eine handelsübliche rote LED verwendet. Mehr Hardware wird nicht benötigt als in dem Schaltplan dargestellt.
\begin{figure}[H] \centering \caption{Schaltplan des Raspberry Pi 4 mit der Led und Sparkfun RGB Led Matrix} \label{schaltplan} \includegraphics[width=10cm]{./assets/raspberry/wiring.pdf} \end{figure}
Zusätzliches Testgerät
Als zusätzliches Testgerät wurde ein Raspberry Pi 0 2W verwendet mit dem Zero-DISP-7A Display von Waveshare, welches ein 7 Zoll Touchscreen Display mit einer Auflösung von 1024x600 Pixeln ist [@ZeroDISP7AWaveshareWiki]. Der Pi 0 2W wird direkt an dem Display angeschlossen und dieses Testgerät gilt als Referenz für einen Leistungstest mit der selben Flutter-Anwendung an einem leistungsschwächeren und kleineren eingebetteten System.
Dieses zusätzliche Testgerät wurde nur am Ende des Projekts mit der erstellten Linux Distribution getestet, welche dazu angepasst wurde auch den Pi 0 2W zu unterstützen. In Kapitel \ref{yoctoChapter} wird weiter darauf eingegangen. In Abbildung \ref{raspberry2} ist ein Überblick über die für das Projekt relevante Hardware des Raspberry Pi 0 2W zu sehen und in Abbildung \ref{waveShare} ist zu sehen, wie der Raspberry Pi 0 2W mit dem Display verbunden ist.
\begin{figure}[H] \caption{Überblick über die Hardware des Raspberry Pi 0 2W} \label{raspberry2} \begin{center} \begin{tcolorbox}[width=15cm]
\begin{tabular}{lll} System-on-a-Chip (Ein-Chip-System) & Broadcom BCM2710A1, \ & 4-Kern Cortex-A53 (ARM v8) 64-bit SoC \ & @ 1GHz \ Arbeitsspeicher & 512 MB LPDDR2 \ Multimedia & H.264 (1080p30 decode, 1080p30 encode) \ & OpenGL ES 1.1, 2.0 \ \end{tabular}
\end{tcolorbox} \end{center} \end{figure}
\begin{figure}[H]
\centering
\caption{Raspberry Pi 0 2W mit Zero-DISP-7A Display von Waveshare}
\label{zero}
\includegraphics[width=14cm]{./assets/raspberry/zero.jpg}
<!-- prettier-ignore -->
\caption*{
Quelle: @TouchDisplayKit
}
\end{figure}