树莓派5介绍和性能测试

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树莓派5(Raspberry Pi 5)是树莓派基金会推出的最新一代单板计算机,延续了前几代的高性价比和小巧设计,同时在性能和功能上实现了显著提升。

购买

网上买一个, 我买的是树莓派5, 裸板大概460块钱, 树莓派5 + 摄像头 + 透明外壳 + 32G内存卡 + 读卡器 + 网线等套餐共 553 块钱

树莓派 5 信息

  1. Broadcom BCM2712 2.4GHz四核64位Arm Cortex®-A76 CPU,带加密扩展、512KB每核L2缓存和2MB共享L3缓存
  2. VideoCore VII GPU,支持OpenGL ES 3.1、Vulkan 1.2
  3. 双4Kp60 HDMI®显示输出,支持HDR
  4. 4Kp60 HEVC解码器
  5. LPDDR4X-4267 SDRAM(启动时可提供4GB和8GB SKU)
  6. 双频带802.11ac Wi-Fi
  7. 蓝牙5.0/蓝牙低功耗 (BLE)
  8. microSD卡槽,支持高速SDR104模式
  9. 2个USB 3.0端口,支持5Gbps同时运行
  10. 2个USB 2.0端口
  11. 千兆以太网,支持PoE+(需要单独的PoE+ HAT)
  12. 2个4通道MIPI摄像头/显示收发器
  13. PCIe 2.0 x1接口,用于快速外设(需要单独的M.2 HAT或其他适配器)
  14. 通过USB-C实现5V/5A直流电源,支持Power Delivery
  15. Raspberry Pi标准40引脚排针
  16. 实时时钟 (RTC),由外部电池供电
  17. 电源按钮

下载安装 Raspberry Pi Imager

介绍

Raspberry Pi Imager 是一个用于在各种操作系统上轻松安装树莓派操作系统镜像的官方工具。它支持在 Windows、macOS 和 Linux 上操作,用户可以通过 Raspberry Pi Imager 选择所需的操作系统镜像,然后将其写入到SD卡或USB驱动器中,用于树莓派的启动和配置。这个工具简化了树莓派系统的安装过程

安装

进入 www.raspberrypi.com/software/

下载 Raspberry Pi Imager

根据设备选择要下载的 Raspberry Pi Imager (Windows or macOS)

安装踩坑

我是用的Windows, 下载后打开出现报错:

installer integrity check has failed.
Common causes include incomplete download and damaged media.
Contact the installer's author to obtain a new copy.

这是因为文件下载不完整导致

第二次下载发现文件变大了, 但还是有相同的报错, 于是又下载的一次, 就可以打开了

下载的3个文件大小如下, 只有最后一个可以正常运行
imager_1.8.5.exe 12032KB
imager_1.8.5.exe (1) 19765KB
imager_1.8.5.exe (2) 19794KB

下载和写入操作系统到 U盘/SD卡

下载树莓派操作系统

www.raspberrypi.com/software/op…

下载 ubuntu 操作系统

ubuntu.com/download/ra…

ubuntu.com/download/al… 种子下载 ubuntu

以树莓派操作系统为例

下载

可以用 Raspberry Pi Imager 下载操作系统, 这样下载后会直接写入到 U盘/SD卡, 但下载速度很慢, 建议提前用浏览器或者种子下载好

打开官方网站后, 可以选择 Raspberry Pi OS (64-bit) 里面的 Raspberry Pi OS with desktop and recommended software,
这个操作系统里面默认有安装很多软件, 甚至还有Python游戏, 可以用浏览器下载, 但是用 BT种子 下载更快,
需要注意, U盘至少需要14.7GB的空间才能安装, 如果空间不足可以选择 Raspberry Pi OS (64-bit) 里面的 Raspberry Pi OS with desktop, 8GB U盘就能安装

也可以选择不带图形界面的, 这样所需空间就更小了

写入操作系统到 U盘/SD卡

Raspberry Pi Imager"选择需要写入的操作系统"时点击 Use custom, 选择已经下载好的操作系统, 然后开始写入就行
注意: 写入之前 U盘/SD卡 会被要求格式化

树莓派开机自动运行 nodejs 代码

  1. 在~/.config路径下新建一个 autostart 文件夹,在该文件夹下新建一个以 .desktop 为后缀的文件,如:
nodejs.desktop

2. 在 nodejs.desktop 中写入如下内容

[Desktop Entry]
Encoding=UTF-8
Type=Application
Name=autoRunNodejs
Exec=lxterminal -e "cd ~/Desktop && node index.js"

lxterminal 是树莓派的终端

最终目录情况

~/Desktop/index.js
~/.config/autostart/nodejs.desktop

这样就可以实现开机自动运行 nodejs 代码了

优化自动运行

如果有很多项目需要运行, 可以借助 shell 和 pm2

cat /home/admin/.config/autostart/pm2.desktop

[Desktop Entry]
Encoding=UTF-8
Type=Application
Name=runPm2
Exec=lxterminal -e "cd /home/admin/Desktop/project && ./run.sh"

创建 /home/admin/Desktop/project/run.sh 文件并写入内容:

pm2 resurrect && pm2 restart all

这样所有保存的 pm2 项目都会开机自动运行

树莓派常用命令和解释

image

rpicam-hello

rpicam-hello 是树莓派相机模块的一个示例程序,用于测试相机功能。

rpicam-hello -t 1000

rpicam-hello -t 1000 运行相机测试程序 1000 毫秒(1 秒)。

rpicam-jpeg -o t.jpg

rpicam-jpeg -o t.jpg 使用相机捕获一张 JPEG 格式的图片并保存为 t.jpg

rpicam-jpeg -o t.jpg -t 1000

rpicam-jpeg -o t.jpg -t 1000 使用相机捕获一张 JPEG 格式的图片并保存为 t.jpg,延迟 1000 毫秒(1 秒)。

rpicam-jpeg -o t.jpg -t 1000 --width 640 --height 480

rpicam-jpeg -o t.jpg -t 1000 --width 640 --height 480 使用相机捕获一张 640x480 尺寸的 JPEG 格式图片并保存为 t.jpg,延迟 1000 毫秒(1 秒)。

video

rpicam-vid -t 5000 -o test.mp4

rpicam-vid -t 5000 -o test.mp4 使用相机录制视频 5000 毫秒(5 秒),并保存为 test.mp4 文件。

rpicam-vid --list-cameras

rpicam-vid --list-cameras 列出系统中可用的相机设备及其支持的模式和参数。

admin@pi:~ $ rpicam-vid --list-cameras
Available cameras
-----------------
0 : ov5647 [2592x1944 10-bit GBRG] (/base/axi/pcie@120000/rp1/i2c@80000/ov5647@36)
Modes: 'SGBRG10_CSI2P' : 640x480 [58.92 fps - (16, 0)/2560x1920 crop]
1296x972 [43.25 fps - (0, 0)/2592x1944 crop]
1920x1080 [30.62 fps - (348, 434)/1928x1080 crop]
2592x1944 [15.63 fps - (0, 0)/2592x1944 crop]

vlc and cvlc

vlccvlc 命令用于播放视频文件,其中 vlc 提供图形界面,而 cvlc 是命令行版本。

rpicam-vid -o test.h264 --save-pts timestamps.txt

rpicam-vid -o test.h264 --save-pts timestamps.txt 使用相机录制视频并保存为 test.h264 文件,同时将时间戳保存到 timestamps.txt 文件中。

rpicam-raw -t 2000 -t test.raw

rpicam-raw -t 2000 -t test.raw 使用相机捕获 RAW 格式的图片,并保存为 test.raw 文件,持续时间为 2000 毫秒(2 秒)。

other

lxtask

lxtask 是一个轻量级的任务管理器,类似于 Windows 的任务管理器,用于监视和管理系统进程。

wayfire

wayfire 是一个轻量级的 Wayland 合成管理器,提供窗口管理功能。

pcmanfm

pcmanfm 是一个轻量级的文件管理器,用于浏览和管理文件系统。

wf-panel-pi

wf-panel-pi 是一个面向树莓派的面板插件,用于显示任务栏和系统托盘等。

systemd

systemd 是一个系统和服务管理器,用于引导系统并管理系统进程。

ls /dev/video*

ls /dev/video* 列出系统中的视频设备,例如摄像头。

lsusb

lsusb 列出当前连接到系统的 USB 设备。

ip address

ip address 命令用于显示网络接口的 IP 地址信息。

ifconfig

ifconfig 是一个旧的命令,用于显示和配置网络接口。

vcgencmd measure_temp

vcgencmd measure_temp 显示树莓派的CPU温度信息。

vcgencmd measure_volts

vcgencmd measure_volts 显示树莓派的电压信息。

vcgencmd measure_clock

vcgencmd measure_clock 显示树莓派的各个组件的时钟频率信息,如CPU、GPU等。

vcgencmd measure_clock core:测量核心部分的时钟频率。
vcgencmd measure_clock arm:测量 ARM 处理器的时钟频率。

watch -n 3 'echo $(vcgencmd measure_temp)'

watch -n 3 'echo $(vcgencmd measure_temp)' 每3秒刷新显示树莓派的CPU温度,使用 watch 命令监视输出。

cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp

cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp 显示树莓派的CPU温度信息, 除以1000就是当前温度值。

pinout 命令

pinout 命令用于显示树莓派GPIO引脚的编号、功能和电气特性。

img.png

sudo raspi-config 命令

sudo raspi-config 是树莓派配置工具,用于设置系统的各种选项,类似于传统PC中的BIOS设置。

cat /boot/firmware/config.txt

cat /boot/firmware/config.txt 显示树莓派的配置文件 config.txt 的内容,用于配置系统启动时的参数和设定。

sudo shutdown -h now

立即关机树莓派。

sudo reboot

重新启动树莓派。

设置

在 preference 里面有很多设置, 建议去下面这些设置里面看看

  1. Appearance Settings
  2. Taskbar Position Bottom
  3. System Theme Dark
  4. Mouse and Keyboard Settings

开机速度和性能

开机速度

sd卡, 需要20秒开机

U盘, 需要40秒开机, 使用起来要卡顿很多, 打开浏览器需要4秒才能打开, 也可能是我这个U盘(USB 2.0)性能不行

U盘+sd卡, 需要24秒开机 (默认会优先使用sd卡的操作系统, 可以修改)

温度和性能

开机后待机温度50℃
打开chrome访问B站首页, 温度59.3℃
全屏观看B站1080P的视频, 温度60.9~63.5℃, 可以流畅观看不卡顿, 如果是冬天温度会降到大概55℃
CPU和内存使用率50%, 内存使用1200MB

安装散热铜片后, 刚开机温度37.3℃
再待机一段时间, 温度升高, 维持在46.6℃
打开chrome访问B站首页, 温度57.2℃
全屏观看B站1080P的视频(同一个视频), 温度59.8℃
散热铜片降温效果不大, 散热需求大的话拿风扇对着吹是最好的

总结

看 1080p 视频和写代码都很流畅, 能满足日常使用, 看 4k 视频会卡顿

功耗

待机功耗4w, 加上显示器一共待机功耗8w, 看视频功耗12w

常用软件安装

安装vim

sudo apt update
sudo apt install vim

安装nodejs

进入 nodejs.cn/download/

选择 Linux 二进制文件 (ARM) 里面的 ARMv8 安装, 点击会下载 node-v20.12.0-linux-arm64.tar.xz

然后解压

tar -xvf node-v20.12.0-linux-arm64.tar.xz

cd node-v20.12.0-linux-arm64

./bin/node -v

输出node版本代码安装成功

最后在node-v20.12.0-linux-arm64目录执行下面的命令

sudo cp -R * /usr/local/

就安装完成了

安装 vscode

在开始菜单找到
preference -> Recommanded Software -> vscode
点击安装就行

树莓派 5 能做什么?

  1. 用作云服务器, 开启内网穿透, 启动Nginx等Web服务器软件,托管个人网站或博客, 可以 24 小时稳定运行, 而且功耗低能省不少电
  2. 通过GPIO接口,可以连接传感器、LED、电机等外设,学习电子电路和嵌入式开发
  3. 搭建私有云存储服务, 或家庭NAS系统
  4. 运行TensorFlow Lite等轻量级机器学习框架,实现图像识别、语音识别等AI应用