لا زلت أحاول أن أجد تطبيقات لا يستطيع لوح بيغل أن يلعب دوراً فيها!

I’m still trying to find applications where a BeagleBoard can’t play a role!

هذا ما يقوله جايسون كريدنر (Jason Kridner) وهو أحد المؤسسين لمؤسسة BeagleBaord.org، مشيراً إلى مدى مرونة منتجه. يعمل جايسون لدى شركة تصنيع شبه الموصلات الأولى عالمياً: Texas Instruments والتي تسمح له وزميله جيرالد كولي (Gerald Coley) بقضاء وقت لتطوير ودعم مؤسسة ألواح بيغل الغير ربحية. كانت النتيجة عبارة عن إنتاج ألواح تطويرية تميزت بقلة السعر، بقوة العتاد، بقابلية التمدد، وبتعدد الاستخدامات. هذه الألواح ألهمت مجتمع من المطورين والمبرمجين إلى إبتكار مشاريع متميزة في مجالات عديدة. في هذه التدوينة سنعرفك على عائلة ألواح BeagleBoard التطويرية ومن ثم سنقارن لك أهم نوع من هذه المجموعة بمنصة التطوير المألوفة Raspberry Pi.

قبل أن ابدأ، سأسرد لك قائمة (مختصرة) من التطبيقات والمشاريع التي يمكنك أن تعمل عليها بواسطة أحد ألواح BeagleBoard.org التطويرية:

• حاسوب لينكس منخفض التكلفة
• التمييز الرقمي
• تطوير واجهات ثلاثية الأبعاد
• جهاز ألعاب (Game Console)
• محاكي لأجهزة الألعاب
• التحكم في المنازل الذكية
• تطوير تطبيقات الويب
• التحكم في أنظمة الحماية و المراقبة
• إختبار الإختراق والتنصت على الشبكات
• التحكم في أنظمة التلفزيونات الذكية
• أتمتة المركبات
• بناء الروبوتات
• إستقبال الإشارات الرقمية من الأقمار الصناعية

إذا كنت تريد أن تصنع أحد هذه المشاريع أو أن تدخل في أحد هذه التطبيقات، فأنت في المكان السليم. فقط تابع القراءة!

ما هي BeagleBoard.org ؟

 هي مؤسسة أمريكية غير ربحية تهدف إلى تطوير التعليم وتعزيز استخدام وتصميم برمجيات وعتاد مفتوح المصدر تحت مظلة مجال الحوسبة المُضمّنة (Embedded Computing) من خلال بناء ألواح تطوير إلكترونية مفتوحة المصدر، منخفضة التكلفة، متعددة المهام، مزودة بمعالجات قوية وعتاد عالي الأداء مما يجعلها في منافسة مع ألواح Raspberry Pi ومنصات التطوير الأخرى.

يمكن إستخدام هذه الألواح التطويرية كجهاز كومبيوتر للإستعمالات المكتبية اليومية كما يمكن أن تؤخذ كمنصة تطوير جديرة بأن يعول عليها المطورون لبناء مشاريعهم. بالإضافة إلى كونها تعتبر مدخل ممتاز للمبتدئين والهواة كأداة تعليمية فعالة تستخدم لتبسيط مفاهيم الأتمتة (Automation) وتطبيقات الأنظمة المضمنة (Embedded Systems.)

من يصنع BeagleBoard ؟

ألواح بيغل هو نتيجة لتعاون بين مجموعة من المطورين والخبراء في مجالي البرمجة والإلكترونيات ممن يعملون لدى شركة Texas Instruments بتصنيع CircuitCo وتوزيع Digi-Key كما أن مجتمع تطوير بيغل يشجع الأفراد ممن لديهم القدرة على تقديم الإضافة إلى أن يكونوا جزءاً من مجتمع Beagleboard.org.

عائلة BeagleBoard

عائلة بيغل تضم أربع ألواح تطويرية تختلف عن بعضها من ناحية الشكل و العتاد و الثمن:

1. BeagleBoard

 يعتبر أول لوح بيغل تم طرحه سنة 2008، أبعاده حوالي 75مم × 75مم، يمكنه القيام بالوظائف الأساسية لأي حاسوب. فهو مجهز برقاقة من نوع OMAP3530 تحتوي على معالج ARM Cortex-A8 بسرعة 720 ميجاهرتز MHz يٌمكنه من تشغيل الكثير من توزيعات لينكس بسلاسة تامة و تحتوي أيضاً على شريحة TMS320C64x لمعالجة الصوت و الصورة و ذاكرة وصول عشوائي بسعة 128 ميجابايت MB و ذاكرة NAND Flash بسعة 256 ميجابايت MB، كذلك اللوح مجهز بمعالج للرسوميات من نوع PowerVR SGX530 للتعامل من 2D , 3D و يدعم مكتبة OpenGL Se، أيضاً يحتوي على منفذ S-Video للفيديو ومنفذين Stereo للصوت ومنفذ HDMI، قارئ لبطاقة ذاكرة Micro SD، منفذ USB، منفذ RS-232 و منفذ للشحن.

2. BeagleBoard-xM

 هو نسخة مطورة من لوح Beagleboard السابق، ظهر سنة 2010، أبعاده 82,55مم × 82,55مم، يحتوي على معالج ARM Cortex-A8 core بسرعة 1 جيجاهرتز GHz, ذاكرة سعتها 512 ميجابايت MB، كما أنه مزود بمنفذ Ethernet و أربع منافذ USB و بما أنه لا يحتوي على ذاكرة NAND Flash فهو يأتي مع بطاقة ذاكرة بسعة 4 جيجابايت GB محمل عليها نظام Angstrom و هي توزيعة مبنية على نواة لينكس مخصصة للعمل مع معالجات ARM.

3. BeagleBone 

 فرد آخر من عائلة بيغل طُرح سنة 2011، الذي يميز هذا اللوح هو  أنه مُجهز بمعالج ARM Cortex-A8 processor بسرعة 720 ميجاهرتز MHz، ذاكرة وصول عشاوئي 256 ميجابايت MB، منفذ Ethernet، قارئ لبطاقة Micro SD، منفذ USB. فهو يحتوي على 46 مدخل Input/Output من أجل وصله مع أغطية -إضافات-  مما يزيد من قدراته و تعدد إستعمالاته.

 

4. BeagleBone Black 

  هو النسخة المطورة من BeagleBone، صدر سنة 2013، معالج ARM Cortex-A8 processor المجهز به تصل سرعته إلى 1 جيجاهرتز GHz  ، مُجَهز أيضاََ بمعالج للرسوميات SGX530 . يحتوي على ذاكرة eMMC  بسعة 2 GB و ذاكرة وصول عشاوئي بسعة 256 ميجابايت MB.

 

مات ريتشاردسون يقدم لوح BeagleBone Black

 

بيغل + آردوينو

Arduino Tre، رغم أنه عبارة عن لوح آردوينو الا أن مجتمع بيغل ساهم في تطويره بشكل كبير لذلك سيكون عند إطلاقه في الربيع القادم دفعة قوية لهواة و مطوري آردوينو و بيغل على حد السواء.

المواصفات التقنية لـعائلة BeagleBoard

	BeagleBone Black	BeagleBone	BeagleBoard-xM	BeagleBoard
المنظومة على رقاقة (SOC)	TI AM3359	TI AM3358/9	TI DM3730	TI OMAP3530
المعالج (CPU)	1 GHz ARM Cortex-A8	720 MHz ARM Cortex-A8	1 GHz ARM Cortex-A8	720 MHz ARM Cortex-A8
معالج الرسوم (GPU)	PowerVR SGX530	PowerVR SGX530	Unspecified PowerVR SGX, TMS320C64x+ DSP	Unspecified PowerVR SGX
الذاكرة (RAM)	512 MB DDR3	256 MB DDR2	512 MB DDR2	256 KB L2 cache
منافذ الفيديو	microHDMI, متوفر مع الإضافات	متوفر مع الإضافات	DVI-D, S-Video
منافذ الصوت	microHDMI, متوفر مع الإضافات	متوفر مع الإضافات	3.5 mm stereo jack	3.5 mm stereo jack
منافذ الشبكة	10/100 RJ45
التخزين	2 GB embedded MMC + MicroSD Supported
الإضافات	متوفرة
الشحن	Mini USB
نظام التشغيل	Ubuntu, Fedora, OpenSuse, FreeBSD, OpenBSD, QNX, MINIX 2, RISC OS, Android, Windows Embedded…
الثمن	45 $	89 $	149 $	125 $

 

الأغطية Caps

 أغطية بيغل هي ألواح إلكترونية إضافية مخصصة للوح BeagleBone أو BeagleBone Black من أجل إعطائه المزيد من القدرات كإضافة عدد أكبر من المخارج أو تزويد اللوح بعدسة تصوير أو إتصال Bluetooth أو WiFi، كذلك توجد أغطية مزودة بشاشات LCD و شاشات قابلة للمس و مستشعرات إلكترونية وأخرى مخصصة للتعامل مع مختلف أنواع المحركات و يمكن تشبيه الأغطية بـ Arduino Shields من حيث الوظيفة التي تقوم بها، لوح BeagleBone بإمكانه حمل أربع أغطية في نفس الوقت.

 يمكنك الإطلاع على قائمة بسيطة لمجموعة من أغطية بيغل الرسمية و اذا كانت لديك أفكار لأغطية جديدة يمكنك إرسال إقترحاتك لمجتمع بيغل ليقوم بدراسة الفكرة و تصنيع الغطاء لك.

شاشة LCD مجهزة بعدسة تصوير عالية الدقة مخصصة لـ BeagleBone

بين BeagleBone Black و Raspberry Pi B

 في الحقيقة إذا كنت لا تملك خلفية مسبقة عن لوح Raspberry Pi فإنك لن تستفيد من هذه الفقرة كما يجب، لهذا أنصحك بالمرور على موضوع Raspberry Pi أولاً حتى تدرك لماذا إخترته لأن يكون في موضع المقارنة دون غيره من الألواح التطويرية الأخرى مثل Arduino أو UDOO أو Minnowboard. أيضاً ليست الغاية من هذه المقارنة أن نصل إلى نتيجة نفضل بها لوح على آخر لأني أعتقد أن هذا أمر نسبي تحدده الكثير من الأمور لذلك سيبقى المطور هو صاحب القرار في إختيار اللوح الذي يناسب مشروعه.

• العتاد

	BeagleBone Black	Raspberry Pi B
الثمن	45$	35$
المعالج	1GHz TI Sitara AM3359 ARM Cortex A8	ARM11 700 MHz
معالج الرسوميات	PowerVR SGX530	BroadcomeVideoCore |V
الذاكرة	512 MB DDR3	512 MB
التخزين	2 GB eMMC + Micro Sd	Micro SD
الفيديو	Micro HDMI	HDMI
الصوت	Stereoover HDMI	AudioAnalog, Audio Digital
نظام التشغيل	Angstrom,Ubuntu, Android, ArchLinux, Gentoo, Minix, Risc Os…	Raspbian,Ubuntu, Android, ArchLinux, FreeBSD, Fedora…
إستهلاك الطاقة	210-460 mA @ 5V	150-350 mA @ 5V
مخارجGPIO	65	17
الوصلات	1USB, 1 Mini USB, 1 10/100 Mbps Ethernet	2USB, 1 Micro-USB, 1 10/100 Mbps Ethernet, RPI Camera connector

BeagleBone Black VS Raspberry Pi

• الإعداد

 أول إستعمال للوح Raspberry Pi سيكون مزعجاً قليلاً حيث أنك ستحتاج إلى شراء سلك Micro-USB من أجل إمداد اللوح بالكهرباء لأنه لا يأتي مع القطعة. الأمر الآخر هو أن لوح Raspberry Pi لا يحتوي على نظام تشغيل مدمج مسبقاً لذلك ستحتاج إلى شراء بطاقة ذاكرة Micro SD لأنه لا يأتي مع واحدة وبعدها سيتوجب عليك تحميل النظام الذي تريد العمل عليه و من ثم ستحتاج إلى القيام ببعض الخطوات من أجل إعداد النظام للعمل على بطاقة الذاكرة.
من جهة أخرى، التعامل مع لوح BeagleBone Black مثلاً سيكون أبسط مما سبق بكثير. فما عليك سوى توصيل اللوح بحاسبك الشخصي عن طريق سلك Mini-USB الذي يأتي مع اللوح ثم تشغيله وسيتم إقلاع نظام Angstrom الموجود مسبقاً على الذاكرة التخزينية eMMC الموجودة على اللوح.
 أيضاً ستحتاج إلى تثبيت بعض الملفات على الكومبيوتر إذا أردت التعامل مع لوح بيغل من جهاز الكومبيوتر.

• من حيث المصاريف

  بغض الطرف عن الثمن الأولي للوح Raspberry Pi فغالباً ستحتاج إلى شراء فأرة و لوحة مفاتيح، سلك Micro-USB للإمداد الكهربائي، سلك RJ45 Ethernet، بطاقة Micro SD، سلك HDMI لوصله بالشاشة وربما ستحتاج إلى شراء شاشة ! إذا كنت لا تملك واحدة.
 نفس الشيء بالنسبة للوح BeagleBoard Black، غالباً سيحتاج إلى بعض تلك القطع الإضافية حتى تعمل عليه براحة لكن إذا كان مشروعك لا يحتاج إلى فأرة و لوحة مفاتيح و شاشة فلوح بيغل سيعمل بشكل عادي و بكل قوته.
أمر آخر يجب أن تنتبه إليه و هو أنك ربما ستحتاج في مشروعك الذي تستخدم فيه لوح BeagleBone Black إلى إقتناء أغطية Caps و هي ليست رخيصة الثمن ويمكن أن تكون أغلى من اللوح نفسه.

• التوصيل

هنا أقصد مدى إمكانية اللوح على التواصل مع القطع الإكترونية الأخرى حسب عدد المخارج و الوصلات المزود بها و كذلك تعدد أنواعها و وظائفها.
مباشرة سأخبرك أن BeagleBone Black يتفوق على Radpberry Pi من هذه الناحية و لاحظ الجدول التالي لتعرف السبب.

	BeagleBone Black	Raspberry Pi B
GPIO Pins	65	7
SPI Bus	متوفر	متوفر
CAN Bus	متوفر
Serial Port	5
PWM OutPut	8
Analog Input	7
I2C	3	1
URT Interface		متوفر
Timer	4

 

• من حيث آداء المعالج

  الفرق بين المعالجين واضح، معالج بسرعة 1 GHz على BeagleBone Black يقابله معالج بسرعة 700 MHz على Raspberry Pi B، هذا بالإضافة إلى أن معالج بيغل ينتمي إلى الجيل السابع من معالجات ARMv7 في حين أن معالج رازبيري ينتمي إلى معالجات الجيل السادس ARMv6 ورغم أن المعالجين من فئتين متتاليتين إلا أن الفرق شاسع بينهما من حيث المعمارية أو السرعة أو من حيث الدعم من المطورين و حتى أن بعض الأنظمة صارت لا تدعم ARMv6 على غرار توزيعة UBUNTU.

• من حيث آداء معالج الرسوميات

  من المستحيل على مقاتل كونغ فو يزن 65 كلغ التغلب على مصارع يزن 140 كلغ في مسابقة لرفع الأثقال. كذلك الحال في مسألة معالجة الرسوميات بالنسبة للوح BeagleBone Black فبالرغم من أنه مزود بمعالج مستقل للرسوميات يمكنه من عرض الفيديو بدقة جيدة إلا أنه لايرقى إلى قوة رازبيري في دعم مكتبة Open Gl و التعامل مع 2D و 3D.

• الإضافات

   مرة أخرى سيتفوق BeagleBone على رازبيري في هذا الجانب، الأغطية Caps المتوفرة لألواح بيغل كثيرة جدا و متنوعة و تغطي جميع ما تتطلبه المشاريع في حين أن رازبيري ليست لديه أي إضافات اللهم إلا إذا كان سلك الشحن أو العلبة البلاستيكية يعتبران إضافات 😀 .

• التعديل على العتاد

  إذا أردت دراسة عتاد Raspberry Pi أو التعديل عليه أو أردت الإطلاع على Datasheet الخاصة بعتاد رازبيري فالأمر ممكن لكنك ستحتاج إلى:

– توقيع معاهدة مع شركة Broadcom لعدم الكشف على ما إطلعت عليه.
– إطلاع شركت Broadcom على مخططك التجاري إن كنت تنوي الإستفادة تجاريا.
– الإلتزام بشراء كميات كبيرة من ألواح Raspberry Pi.

  بالنسبة للوح BeagleBone Black فكل الوثائق و المستندات و المخططات و كل ما تحتاجه لبناء لوح بيغل بنفسك موجود على صفحة الويكي الخاصة باللوح.

• الدعم

  مجتمع رازبيري أضخم بكثير من مجتمع بيغل و ربما حتى من باقي المجتمعات المهتمة بالألواح التطويرية الأخرى و هذا بسبب السبق الزمني و التجاري و الإعلامي لكن مجتمع بيغل كبير و يضم الكثير من المطورين من المحترفين و الهواة و هو في نمو سريع فإذا قررت البدأ مع أحد ألواح بيغل فتأكد أنك ستجد الكثير من الدعم و من الدروس و الشروحات التي ستمهد لك الطريق لتحقيق مشاريعك و  بدأ رحلتك مع Beagleboard.

• الشراء

يمكنك الحصول على لوح بيغل عن طريق طلبه من الموقع الرسمي أو من أحد الموزعين الرسميين بنفس الثمن الموجود في الجدول السابق.

اذا، أين تكمن قوة ألواح BeagleBoard ؟

• في المشاريع التي تحتاج  إلى العمل مع المستشعرات Sensors و هذا بسبب العدد الكبير من من مخارج I/O الموجودة على اللوح.
• أي مشروع تحتاج فيه إلى معالجات سريعة و تكلفة منخفضة مثلا في هذا المشروع تم بناء Computer Cluster بمجموعة من 33 لوح رازبيري و لو تم مثلا أستخدام عدد أقل من ألوح BeagleBone Black مكان ألواح رازبيري لكان الآداء أفضل و التكلفة أقل.
• في المشاريع الموجهة للتسويق  بما أنه مفتوح المصدر من ناحية العتاد و الرمجيات سيساعدك كثيرا على بناء نموذج أولي لمشروعك.
• بيئة أفضل لدراسة الأنظمة المدمجة رغم أن رازبيري تعليمي أكثر الا أن BeagleBoard  سيكون مناسبا أكثر من ناحية تبسيط مفاهيم الأنظمة المدمجة و المخصصة لمعالجات ARM.

مشاريع متميزة

هذه مجموعة من المشاريع الجميلة في مجالات مختلفة أٌستٌخدِمت فيها ألواح بيغل.

1. OpenROV، روبوت غواص لإستكشاف الأعماق

2.SpiderBot، عنكبوت آلي مجهز بمجموع من المستشعرات للقيام بمهام مختلفة

3. تتبع أي جسم بإستخدام جهاز Kinect، مشروع يفتح الآفاق لمشاريع أخرى

4. تشغيل ألعاب آندرويد مع شاشة قابلة للمس

الأفكار تحيا بالعمل

بصراحة، مهما حاولت أن أكون موضوعياً وحيادياً في طرحي لهذه المقارنة بين هاذين العملاقين لابد من أن يكون هناك فائز. شخصياً، اعتقد أن الفائز هنا هو أنت، نعم أنت أيها القارئ، لما لا؟ فإذا كنت وافداً جديداً على عالم DIY أوعالم المتحكمات الإلكترونية فسيكون Beagleboard إنطلاقة رائعة لك، أو ربما أعجبك Raspberry Pi ورأيت أنه يناسبك أكثر، لا ضير، المهم أن تبدأ في تنفيذ أفكارك وأن لا تتركها حبيسة عقلك، حررها ودعها تحيا على أرض الواقع. أما اذا كنت من أحد المطورين فبألتاكيد أنك ستعرف ماذا ستحتاج في مشروعك وآمل أن أرى مشاريعك تنافس أقوى المشاريع الأجنبية.

إذا أعجبتك هذه التدوينة، نأمل أن تسجل بريدك الإلكتروني بالأسفل لنقوم بتقديم تدويناتنا القادمة لك فور نشرها:
[wysija_form id=”1″]

كما نأمل منك أن تدعم جهودنا بمشاركة هذه التدوينة على الشبكة الاجتماعية المفضلة لديك: 

المصادر: [1] [2] [3]