樹莓派3 By Pony Jiang
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不管是NOOBS 或NOOBS Lite，當它開機後，都會嘗試連上Raspberry 的官網，尋找可安裝的作業系統清單，. 然後列表給使用者選擇安裝，而被選擇的作業系統如果不在SD 卡上， ...
樹莓派3 RaspberryPi3 完整教學
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本篇是寫給沒玩過樹莓派又想學習的人看的，若是熟手、高手、高高手，也歡迎瀏覽指教，
若有錯誤或建議，請用
[email protected]與我連絡，謝謝。
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樹莓派3ModelB長像：
樹莓派官網、樹莓派wiki
(一)樹莓派硬體說明及準備
上圖是樹霉派3ModelB的正面，樹莓派3Model
B是「一台」電腦，
它是all-in-one的主機板，主機板上的介面說明如下：
1.4個USB2.0連接埠。
2.10/100EthernetRJ45接頭。
3.音源輸出--3.5mm立體聲接頭。
4.CSIS5(Socket5)攝影機接頭(CSI-CameraSerial
Interface)。
5.HDMI輸出端子。
6.microUSB5V2A電源接頭。
7.DSIS2(Socket2)螢幕端子(DSI-DisplaySerial
Interface)。
8.GPIO接腳，GPIO各腳位及使用方式，在後面會有詳細介紹。
上圖是樹莓派3ModelB的背面，樹莓派有一個microSD
插槽，位置就在樹莓派的背面。
樹莓派3ModelB採用64bit四核心的ARM
Cortex-A53CPU，RAM為1Gb，
GPU則是VideoCoreIV，只支援較舊的OpenGLES2.0繪圖，硬體影像解碼只支援H.264
(FullHD30phigh-profile)，
並不支援H.265；樹莓派內建IEEE802.11b/g/n無線網路及藍牙4.1。
就硬體規格來看，樹莓派在IoT(Internetof
Things，物聯網)的運用，具有很高的優勢，因為：
1.樹莓派內建wifi、藍牙及有線網路。
2.樹莓派體積小，不到香煙盒大小(吸煙有礙健康)。
3.就IoT的運用，樹莓派不用特別處理散熱問題。
4.樹莓派使用5V2A的電源，屬於低功耗。
樹莓派3官方公佈的售價是
35美金，但在台灣是買不到這個價錢，若由國外買回來，則要再加上運費，
除非一次購買很多東西來分攤運費，否則還是在國內買比較不那麼麻煩，國內價格NT$1500以內，就可以購買，
本人由Adafruit或
PIMORONI購買，攤了運費之後，價格大概在NT$1200左右，但要等待約兩週的運送時間。
在開始使用樹莓派3(後面用RPI3
稱呼)之前，有一些周邊要準備：
1.SD卡，RPI3用SD卡取代硬碟，所以SD卡必備，目前我在樹莓上使用過最大的SD卡是用到256G，
但RPI3用8GSD卡就能運作，給初學者建議是8G
或16G。
2.USB電源線，RPI3用的是microUSB的接頭，就是一般Android手機用的USB
電源接頭，
但要注意的是，RPI3本身沒有電源開關，當它插上電源就開始開機，拔掉電源就沒電，
所以可以找找看有附開關的USB線材(參考)，或是有附開關的
USB電源插座。
3.螢幕，RPI3沒有特別要求什麼螢幕，但是它的顯示輸出端子是HDMI，所以如果要接VGA螢幕，
那需要準備HDMI轉VGA
的轉換頭，RPI3沒有螢幕也能運作，但RPI3在網路功能設定好之前，螢幕是必備。
4.滑鼠及鍵盤，滑鼠非必備，但接上滑鼠會比較方便，在初期設定階段，鍵盤則是必需；
設定好的RPI3可以不用滑鼠及鍵盤，滑鼠必須是有線滑鼠，雖然RPI3
有藍牙，但是在系統設定好之前，
光有藍牙滑鼠也無法操作RPI3進行配對。
5.網路：樹莓派有wifi及EthernetRJ45接頭，在網路設定好之前，最好有
DHCP的網路環境。
6.最後，當然要有一片樹莓派3，目前最新的樹莓派型號是
RaspberryPi3ModelB+(2018/3/14公佈)。
以上若準備妥善，就可開始樹莓派的作業系統安裝及設定。
(二)樹莓派RaspbianOS系統安裝
樹莓派官方指定與建議使用的作業系統是Raspbian，它是Linux
作業系統，安裝Raspbian有兩種方式，
第一種，使用Raspberry官方提供的NOOBS(NewOutOfBox
Software)來安裝作業系統，
NOOBS是個簡易的開機系統，開機後再選擇要安裝的目的作業系統。
NOOBS可以在Raspbarry的官網下載取得，在下載頁面中，有兩組(四個)下載供選擇：
我各人喜好是選擇ZIP檔案下載，用Torrent
下載或許速度比較快，但我感覺要做很多的操作(我承認...我懶XD)，
而ZIP下載就滑鼠按一下就開始下載會比較方便。
Noobs及Noobs
Lite，兩個的差異在官網下載頁面的上方已經清楚的說明，左邊的下載，
就是已經預先載入了Raspbian作業系統的Image，所以用左邊的下載來開機，會如下圖：
如果用右邊的下載來開機，會如下圖：
Lite就是只有NOOBS空殼；所以左邊的連結下載下來的檔案有1.26Gb
大，右邊的連結下載後只有33Mb。
NOOBSLite是個空殼？那我下載它做什麼？
不管是NOOBS或NOOBSLite，當它開機後，都會嘗試連上Raspberry
的官網，尋找可安裝的作業系統清單，
然後列表給使用者選擇安裝，而被選擇的作業系統如果不在SD卡上，NOOBS則會先下載該作業系統的Image
再進行安裝。
所以要用NOOBSLite，最好要有DHCP
的環境，如果沒有DHCP，那還是建議使用1.26Gb的NOOBS比較方便，
因為Raspbian的Image已經預載在SD卡上了。
用左邊還是右邊的下載，端看個人，不過上面有說過，Raspbian
的安裝方式有兩種，
我是建議用第二種安裝方式，所以這邊請自行選擇，其實用NOOBS安裝樹莓派，
最主要的目標作業系統並不是Raspbian，下面會說明原因。
現在請將下載下來的檔案解壓縮，將它解到一個叫NOOBS的目錄，解壓縮後看起來應該長這樣：
在上面的檔案中，有一個檔案值的關注一下，就是INSTRUCTIONS-README.txt，這個檔案是安裝說明，
該檔案提到SD卡需要8GB以上，但若你使用的是高容量的SD卡，將會遇到一個問題：
全新的高容量SD卡，它的Partition 是用exFAT格式，但是RPI3並不認識這種Partition！
所以該文件中也告訴使用者，去哪裡下載SD卡Format的工具；在繼續操作之前，
請先檢查一下你的SD卡的Partition是哪一種格式？如果是FAT或FAT32那沒有問題，如果不是這兩種格式的Partition，
那請依文件中的說明，到這裡(可變更為繁中介面)下載
SD卡Format程式，並將你的SDFormat成FAT或FAT32格式。
以上準備完成後請將這些檔案複製到SD卡的根目錄下，接著將SD卡插進RPI3再接好鍵盤、滑鼠、螢幕、網路，
最後將USB電源插上，RPI3就會開機了。
開機後，所看到的畫面一定跟剛剛上圖不一樣，應該長的像這樣：
這是因為RPI3只要連上Internet，NOOBS就會去搜尋被樹莓派官方放進NOOBS
的作業系統，
移動Scrollbar，就可以看到可透過NOOBS安裝的作業系統；其中比較有趣的：
OSMC-->安裝它，可以讓樹莓派變成一台多媒體播放器，網路上有中文教學，請自行搜尋"樹莓派
OSMC"。
recalboxOS
-->安裝它，可以讓數莓派變成一台遊戲機模擬器！這在國外的青少年間非常流行，一樣的請自行上網搜尋相關教學。
Windows10IoTCore-->Microsoft
也在樹莓派上出了Windows10的核心，不過真的是核心，裝起來後，連檔案總管都沒有，
這是MicrosoftIoT的Solution，給熟悉Microsoft平台的開發族群(MSVS.net)使用。
所以，會用NOOBS來安裝作業系統，就是針對上述三個作業系統比較多，
但OSMC、recalboxOS也有單一的image檔可下載安裝，並非一定要透過
NOOBS，若有興趣就請自行上網尋找。
若對OSMC有興趣，請自行Google「樹莓派多媒體播放器」「樹莓派OSMC」等，
若對遊戲機模擬器有興趣，請Google「樹莓派月光寶盒」「樹莓派潘多拉盒」但記得，自己動手做才有樂趣！
再來就選擇我們要裝的目標作業系統--Raspbian；請看下圖：
請選擇要安裝的作業系統，再點選
左上角的「Install」，Noobs就會進行安裝。
但是眼尖的你可能會注意到：Raspbian有兩個耶！一個上面有[RECOMMENDED](推薦)，一個是
RaspbinaLite；
Recommended是官方建議的做業系統，而Lite則是裝起來後，沒有X-Window，它是純文字模式的
Raspbian；
其實在RPI3上面，使用X-Windows的機會並不大，因為做為一台IoT電腦，當你將你的IoT
架設起來後，
也不大有機會再去使用這台電腦，所以，安不安裝X-Window端看個人。
NOOBS的安裝方式，就介紹到此，因為安裝之後，就跟用
Image安裝之後完全一樣。
接下來就講解怎麼用
Image來安裝Raspbian。
Raspbian的Image檔可以由
官網下載取得。
下載頁面裡，一樣有兩個選擇四個連結，兩個選則分別是：
RASPBIANSTRETCHWITHDESKTOP
RASPBIANSTRETCHLITE
它的差別就是->Lite為純文字模式，而WithDesktop就是包含
X-Window，並且開機後會進入X-Window，
在還沒熟悉Linux的操作前，我們就先下載有X-Window的版本，所以點選左邊的下載連結，
要直接用網頁下載，就點「DownloadZIP」，要用Torrent下載，就選「Download
Torrent」。
完成下載後，將檔案解開，會得到一個.img的Image
檔，而這次的下載得到的是：
2018-03-13-raspbian-stretch.img這個檔案，因為Raspbian
是隨時在維護、更新這個系統，
所以在官網的下載頁面中看到的下載內容會隨著時間而有所不同，例如RaspbianStretch這個版本，
是2017年底才推出的，之前的版本叫做RaspbianJessie，並且Jessie也有好幾個不同日期的版本！
解開的Image檔要用「燒錄」的方式燒到SD卡裡，用Copy
的是沒用的，所以我們要準備燒錄軟體，
我用的是Win32DiskImager這套軟體來將Image寫到SD卡，這個軟體可以由這裡下載
或是由這裡下載，
下載完成後，請進行安裝，之後將程式開啟，畫面如下：
在裝置的地方，它應該會自己抓你的SD卡磁碟機代號，但為了保險起見，要檢查一下是否正確，
映像檔欄位，請選擇剛剛下載並解開的映像檔，選好之後應該像下圖：
確認沒有問題後，按下『寫資料到「裝置」』按鈕，確認寫入後，程式就會開始將Image檔寫到SD卡。
完成如下圖：
Win32DiskImager還有一個功能，它能把SD卡內容讀取出來，建立成Image檔，
所以當一個系統建立後，可以用這套軟體來備份，若是要發佈一套已建置的系統，
也可以透過這個功能來達到。
樹莓官方在Image檔的安裝方式也有說明， 它也針對SD
卡燒錄做出了建議：
官方建議使用Etcher
這套軟體，我個人是沒使用過所以就不搬門弄斧，
如果要用Etcher請自行使用、測試。
將Raspbian寫到SD卡後，請把SD卡插入
RPI3：
並將RPI3接上Keyboard、Mouse、Monitor、網路線後，插上電源便會開始開機，開機完成畫面應該如下：
看到上圖，那就是RPI3已經裝好RaspbianLinux。
我們接下來要進行作業系統的設定。
(三)樹莓派3 Raspbian更新與網路設定
剛裝好的Raspbian
要做的第一件事就是更新系統；如上面所說的，樹莓派隨時都有可能在維護系統，
所以下載下來的Image有些元件可能已經不是最新的，因此我們安裝好Raspbian後，就先更新系統，
更新要用命令列來進行，所以我們要先開一個Terminal，請參考下圖：
點擊上圖標示的地方後，會開啟一個Terminal，出現命令列模式：
pi@raspberrypi:~$
進行更新請輸入下列指令：
sudoapt-getupdate
輸入完按下Enter後，Raspbian將下載元件清單準備更新，當下載完成，又會出現命令列，這時請下：
sudoapt-getupgrade
按下Enter後，將開始進行upgrade更新，當它問你
Doyouwanttocontinue[Y/n]
請回答大寫的Y及Enter，更新就正式開始，更新完成後，會再出現命令列等待指令，
我個人習慣是更新完，讓它重新開機，如果要重新開機，請用下列指令：
sudoreboot
系統完成更新重新啟動後， 接下來我們要設定
SSH登入，能夠SSH登入後，
我們的RPI3就不再需要Keyboard、Mouse及
Monitor，並且後續所有的設定、控制都能在遠端進行，
包括寫Code、Compiler等，也就是說，設定好SSH後，就可以回到你熟悉的Windows操作
RPI3。
大部分的Linux操作模式就是在Windows裡開
Terminal來進行，
使用Linux很少很少會需要到本機端進行操作，這也是為什麼官網的Raspbian會有Lite版，
因為X-Window幾乎用不到啊！當然世事無絕對，你要在X-Window安裝中文字型、注音輸入法、
用LibreOffice來寫文件等，也無不可；在國外網站也有很多教學文，教你如何將RPI3變成一台
PDA。
所以你當然也可以這樣用。
要完成RPI3SSH的設定，有三個步驟要做：
1.啟用RPI3的SSH服務。
2.設定帳號密碼。
3.設定RPI3的網路環境。
要啟用RPI3的SSH，可用命令列或圖型介面進行；命令列：
sudoraspi-config
用鍵盤的上下鍵選擇「InterfacingOptions」按Enter。
選擇「SSH」按Enter。
當然Yes...
告知你SSH已經開啟，請按Enter。
用鍵盤的左右方向鍵，選擇「Finish」然後按下Enter。
圖型介面操作方式：
點擊畫面左上角「樹莓派」圖示->「Preferences」->「RaspberryPiConfiguration」，
啟動RaspberryPiConfig後畫面如下圖：
點選「Interfaces」頁籤。
不管圖型或命令列，經過上面操作就開啟了RPI3的SSH服務。
接下來就設定RPI3的帳號與密碼，本篇教學文只會簡單的教你設定、更改帳號密碼，
但是Linux的帳密與權限是一門學問，在這裡建議你搜尋「鳥哥的Linux私房菜」！
在台灣本土學習Linux的人一定都知道鳥哥的Linux私房菜，大家或多或少一定在那裡找過資料，
我個人對這個網站是極力推薦，我也認為「鳥哥的Linux私房菜」對台灣的資訊發展絕對功不可沒！
在台灣要學Linux，其實不用買書，只要上鳥哥的Linux私房菜，什麼都學的到，
並且裡面一些原理講述會比市面上的書籍還要深入，他是台灣最優質的網站，
Linux的帳號與權限就請自行學習！
Raspbian內建了一個使用者帳號「pi」並且將root帳號關閉，是否要啟用root
帳號就端看個人，
我是沒有啟用過，因為用pi登入時，只要加上sudo就可以用root權限來執行指令，
並且一般Linux的使用上，是禁止root用SSH登入的，所以我認為沒必要啟用root。
Linux裡權限最高的使用者就是root，它是Linux的管理者帳號，無法更名，所以為什麼要限制root用SSH
登入，
就是防止駭客暴力侵入。
pi的內建密碼是「raspberry」，這個密碼是地球上60億人口玩過樹莓派的人都知道的，
所以啟用了SSH後，在設定好網路環境前，就要先將pi的密碼改掉，Linux更改密碼的指令是：passwd
下完指令，Raspbian會告訴你，你要更改的是pi這個使用者的密碼，並且會要求你輸入現在的密碼，
所以就輸入pi預設的密碼「raspberry」；對第一次使用Linux的人來說，一定非常不習慣Linux輸入密碼的方式，
因為你會發現，不管你在鍵盤上敲了幾個鍵，那游標都不會動！請習慣它吧，這就是Linux！
輸入完原本的密碼按下Enter後，Raspbian會請你輸入新的密碼。
要求你再輸入一次，兩次的新密碼輸入一樣，那就完成密碼變更，至於如何變更使用者名稱或建立新的使用者，
請自行學習，因為那不是本篇的重點，到此，帳密的設定部份就已經完成。
Raspbian網路內建是用DHCP來取得動態IP，所以剛裝好Raspbian的RPI3
就能上網，
用DHCP上網對家用電腦來說是沒有問題的，但是我們的RPI3將會是IoT控制器，或是當Server來使用，
所以RPI3必須是固定IP，這樣才方便操作；我們接著就設定RPI3的網路環境，讓它使用固定IP。
Raspbian有X-Window所以就有圖形介面來設定，如果要用圖形介面來設定，請自行嘗試，因為不難，
本文教學主要是以命令列為主，我們就以命令列來設定與教學。
在開始講解如何更改網路設定前，有些觀念要先讓初次使用Linux的使用者知道，這樣比較有利後面的教學；
Linux是「類Unix」(Unix-like)(Linux
wiki)作業系統，而UnixBase的作業系統下是沒有「磁碟機」這樣東西的，
它不像Windows有C:或D:等，或是插上USB隨身碟後就會多一個G:或I:！
Linux只有「目錄」，所有的儲存裝置都要經過「掛載」(Mount)這個動作才能使用。
如果像是USB隨身碟或外接光碟機被插入Linux的機器，Linux是在「/dev」目錄下多出一個Device，
而要使用這個Device則要經過mount這個動作，將Devicemount成某個目錄，然後才針對那個目錄來存取相對的磁碟機。
我們先介紹一個簡單的Linux指令「pwd」，pwd這個指令會顯示使用者目前所在的目錄，
我們先開一個Terminal(後面簡稱為Term)，然後我們在命令列上輸入pwd：
可以看到Raspbian回應的是「/home/pi」，所以/home/pi就是我們所在的目錄。
承上所說，如果我們在Raspbian加掛一顆硬碟，並且把硬碟掛載到/home/pi/newdisk
目錄，
那當我們對/home/pi/newdisk做存取，就是在使用這顆新加載的硬碟。
Linux沒有磁碟機代號，只有目錄。
至於真實上要怎麼掛載硬碟或隨身碟？在後面我會詳解並實做。
Linux的根目錄就是「/」，所以可以用「ls-l/」來查看根目錄：
可以看到根目錄下有很多資料夾，其中一個資料夾叫做「home」，home就是使用者資料夾，
每當Linux建立一個使用者，Linux就會自動在/home/下面建立一個該使用者名稱的資料夾，
例如你在Raspbian建立一個「abc」的使用者，那Raspbian就會自動建立一個「/home/abc」的資料夾，
當abc這個使用者登入系統後，其所在的目錄就是「/home/abc」，並且abc將無法存取/home/pi，
一樣的，pi這個使用者也無權存取/home/abc目錄，
所以「/home/pi」這個資料夾就是pi這個使用者專用的目錄。
在根目錄下面看到的那麼多資料夾，除了/home以外，其他都是Linux系統特定在使用，
所以系統既然給了使用者專用的資料夾，那我們在使用上，就不應該任意的將資料放置到使用者目錄以外的地方，
而未來所有產出的資料，都不應該離開使用者自己的資料夾，除非你是Linux的熟手、高手、高高手，知道自己在做什麼。
Linux的Path符號與MSWindows是相反的，Linux的Path符號是「/」與Internet
上的是一樣的。
Linux的根目錄與Windows也不同，Windows的根目錄，會是「C:\」或是「D:\」，
Linux的根目錄只有一個，就是「/」，所以「cd/」就是回到根目錄；Raspian也貼心的把使用者目錄定義為「~」，
以pi這個帳號而言，不管在任何地方，只要「cd~」就是會回到「/home/pi」目錄，這個「~」有的Linux有，
有的Linux沒有「~」而是使用「$HOME」。
未來在RPI3上面寫程式，我建議檔案的放法應該依專案建立目錄，例如我要寫一個LED的專案，
就應該建立「/home/pi/led」然後該專案用到的相關資料再往下發展，其目錄架構應該像這樣：
這樣的目錄分配與放法，也是我們目前在專案執行上的實際做法。
回來講Raspbian的網路設定，Linux設定網路的方法有很多種，我下面要介紹的設法並不是唯一的方式，
這只是我個人習慣這樣使用。
RPI3有兩組網路可以使用，無線及有線，這是RPI3讓我非常喜歡的其中一個設計，因為這樣的設計，
讓RPI3可以當橋接器(Bridge)來使用：有線網路接中華電信的ADSLMODEM撥接上網(Internet)，無線網路連接家裡的無線AP，
這樣，我在地球上(中國大陸除外，因為中國封鎖台灣IP)，只要能上Internet，我就能透過RPI3存取我家裡的網路，
這樣是不是很酷！？是不是好棒棒！？
事實上，我人在外面就能透過手機控制家裡的客廳、房間及浴廁的燈、大門及房間鎖頭，IoT在我家裡早就落實，而不是口號。
怎麼做到的？後面的教學，慢慢的將會串起來。
在Linux下要查看目前的網路狀態，可以使用「ifconfig」這個指令來查看：
我們可以看到剛裝好Raspbian的RPI3目前的網路狀態：
eth0--就是有線網路。
wlan0--就是wifi。
lo--這是Linux內部網路迴路(Loopback)，千萬不要去動它！
目前我們尚未設定wifi網路，所以它並沒有IP位置，而eth0藉由DHCP得到192.168.1.106的IP，
這個IP是中華電信的ADSLMODEM所給的IP。
要更改網路設定可由/etc/network/interfaces
這個檔案來變更，/etc/network/interfaces這個檔案是系統檔案，
所以pi這個帳號只能看它，沒有權限去修改它，要用pi去修改上述檔案，需要用
sudo來進行修改。
這邊...再離題一次，Raspbian內建有兩個命令列的文字編輯軟體，一個叫nano，一個叫vi，
等會我們修改/etc/network/interfaces將用到文字編輯器；有國外網站指出，對初學者來說nano親合力較強，
適合初學者使用；vi是較老派的編輯器，功能較強大，甚至有些Linux熟手，整個軟體開發都在vi內進行，
我就遇過一個軟工，在windows裡灌viforwindows版本進行軟體開發，他說他只會vi。
vi後來又有一個改良版叫做vim，vim
除了繼承vi的功能外，更將一些電腦語言的語法加入檢查，
讓vim可以當成電腦語言編輯器來使用；Raspberry內建並沒有vim這個強大的文字編輯器，
所以我們先安裝vim(vim指令說明)：
指令行：sudoapt-getinstallvim-y
其中的參數-y的意義是告訴apt-get在安裝過程中，不要再問我要不要之類的問題，直接都是用「接受」，來進行安裝。
安裝過程與結果：
安裝完成後，我們用sudo來取得系統權限，並用vim來修改/etc/network/interfaces：
按下Enter後，vim會開啟/etc/network/interfaces檔：
在vim裡，可以用方向鍵來移動游標，按下i會進入Insert編輯模式；
網路的
設定方法請看這裡。
若修改完成，要將檔案存檔，並將Raspbian重新啟動才會生效；因為vim目前在編輯模式，
所以先按「ESC」鍵離開編輯模式，然後按組合鍵「SHIFT」+「:」這時會跳到vim最下方，進入命令模式，
接著輸入wq：
wq-w為write，q為quit，就是寫入並離開；
上圖，我將Raspbian的IP設為192.168.1.123，網路遮罩255.255.255.0，gateway為192.168.1.1；
gateway的部分因人而異，我的中華電信ADSLMODEM是192.168.1.1，但一般多數是254，所以這部分要注意。
Linux要看文字檔可以用「cat」指令，所以我們就用cat
/etc/network/interfaces來看一看剛才的編輯是否有存檔：
沒有問題後，sudoreboot讓系統重新啟動：
系統重新啟動後，可以用ifconfig來看看目前設定是否為剛剛修改的設定：
可以看到eth0確實變為我所設定的IP位置，gateway的部分可介由「ping」來確認是否正確：
我去ping中華電信「www.hinet.net」，可以看到中華電信的WEB主機給了回應。
若下了ping指令，你會發現Linux它會一直ping下去，與MSWindows不同，
Linux的ping要用「Ctrl」+「C」鍵來中斷它。
到這邊，RPI3的SSH已經完成了準備，但還缺少Clinet端的SSH軟體，所以必須安裝MS
Windows端的SSH軟體，
如果在Google上搜尋SSH，可找到很多不用錢的SSHClient端可下載使用，我個人是習慣使用「pietty」這套SSHClient，
pietty的下載頁面在這裡，它是免費軟體，自由捐款...
下載安裝完成後，開啟pietty：
在「主機名稱或IP位址(N)」輸入RPI3的IP位置，因為RPI3使用的是SSH，所以Port不要改，SSH就是用Port22,
按下連線後畫面如下：
其意思是說收到Server丟過來加密的Key，你是否接受？回答「是」之後就進入RPI3的登入畫面：
輸入帳號pi後，會問密碼：
輸入正確的密碼後就能登入RPI3：
到此，RPI3的SSH已經完全可以運作，RPI3後續操作都可以在pietty裡進行，
所以RPI3的Keyboard、Mouse、Monitor
都可以移除。
(四)使用者環境變數
在Term裡可以用ls來查看目前目錄下的檔案：
用ls來查看檔案清單，它的排列方式是橫的排列，我個人並不習慣這樣的排列法，所以可以用ls-l來查看：
可以看到ls-l的結果，改為直的顯示，並且多了一些資訊，其實ls-l在有的Linux已經被設定為ll這個別名，
我個人比較習慣用ll來查看檔案清單，但Raspbian並未設定ls-l的別名，在這裡我們就設定ll為ls-l的別名，
並將它設定在使用者環境檔裡，這樣每次用pi這個使用者登入，就能使用ll。
用vim.profile指令：
按下Enter後會進入vim並開啟.profile這個檔案：
按下i會進入編輯模式，之後在最後面加入：aliasll='ls-l'：
新增完畢後，按下「Esc」，然後「Shift」+「:」，再wq，Enter後存檔離開。
接著下：exit離開並結束Term，然後重開pietty再次登入RPI3。
這次登入會載入環境變數，ll就會生效：
.profile就是使用者環境變數設定檔，它在每個使用者的使用者根目錄下，它是個隱藏檔，
現在我們可以用ll-a來查看，就可以看到它。
使用者環境變數的設定，可參閱「鳥哥的Linux私房菜」裡面有詳細的介紹。
(五)gcc及HelloWorld
後面要進行RPI3的GPIO，會用到C語言，所以我們先確認C的Compiler：gcc
是否已經安裝與存在，
我們用whereis這個指令來找找看gcc：
可以看到whereisgcc之後系統告訴你gcc在哪裡，
之後可以用gcc--version來查看gcc的版本，得到上圖的回應，那就確認gcc是已經存在，並可以運作。
我們到/home/pi/Templates/目錄下：
用vim編輯一個hello.c檔案vimhello.c：
編輯好了之後「Esc」然後「Shift」+「:」接著wq&Enter存檔離開，我們先用ll查看，
就可以看到/home/pi/Templates目錄下已經產生一個hello.c檔案，
接著我們用gcc-ohellohello.c來將hello.cCompiler成hello的檔案：
按下Enter後，gcc就會將hello.cCompiler成hello，之後可透過ll看到：
用./hello就可執行剛剛我們寫的並Compiler的hello檔：
這就是我們的第一隻程式，HelloWorld！
(六)RPI3的GPIO及點亮LED
樹莓派與一般的電腦最大不同的地方，就是樹莓派有GPIO接腳，這也是樹莓派常常被拿來跟Arduino相互比較的地方，
但樹莓派與Arduino本質上是兩個不同的東西，Arduino 是微控制器，而樹莓派是一台電腦，只是附帶有GPIO的電腦，
樹莓派上面可以安裝資料庫，可以在XWindow上做文書處理、試算表、繪圖，甚至於能在上面玩
Games；
所以拿Arduino與樹莓派做比較，是很奇怪的想法！應該換個角度：當我有微控制的需求時，
在什麼環境下適合用Arduino？什麼環境下用樹莓派比較洽當？
這裡讓你有個觀念，一般我們在家使用的PC一樣可以加裝
I/O卡，讓一般PC可以控制一些接點，
市面上更有一些
I/O控制盒，只要透過Ethernet網路，就能讓一般電腦控制I/O接點，
只是這樣的做法其「總成本」與「效益」不見得比PLC來的便宜。
樹莓派的出現，讓電腦控制I/O有了一個簡單、多元、低成本的Solution。
接著我們來講解RPI3上面的GPIO，並做幾個簡單的範例來了解GPIO的控制與應用，
下圖是RPI3的GPIO接腳：
RPI3的GPIO接腳共有40pin，我們在Term中下gpioreadall指令可以得到下圖：
這個表是RPI3目前GPIO的狀態與說明，這裡就帶大家來讀這張表，首先要看該表最中間那排：
可以看到它有1~40實體(Physical)接腳，而要對照到這張表，RPI3需要這樣擺放：
其實只要這樣對應，應該就一目了然！但對初次接觸的使用者來說，接下來還是一一說明。
實體接腳的腳位命名，單號在左邊，雙號在右邊，依序排列1~40腳。
看完中間那排，並了解其表示什麼後，再來是由中間算來第二排：
V的就是Value，也就是說若寫程式去讀取將會讀到的值；在DigitalI/O接點上，一般我們有兩種表示方式：
1或High就表示「開」、「On」、「接通」或「輸出」...
0或Low就表示「關」、「Off」、「關閉」或「不輸出」...
所以，看上表的「V」欄位，那就知道什麼意思了。
接著是由中間算來的第三排：
Mode就是模式；GPIO、GPIO，都說是I/O了，所以它會有Input跟Ouput兩種模式；
Mode中的IN就是Input，表示該腳位在接收訊號，
若是出現OUT就表示該腳位在輸出訊號；
RPI3的I/O接腳要IN還是OUT，是可以被改變的，後面會有教學。
接著是由中間算來的第四排：
Name是名子、名稱，但實際上這裡是標註每個角位的用途，它的名子是最中間那排，或是最外側那兩排。
其實我們在稱呼RPI3的GPIO接腳，為了不會產生混淆，還是以實體接腳來稱呼比較多，最外面那兩排有其它用途，
後面會解釋。
RPI3的GPIO接腳可分為兩大類，第一類就是電源輸出，RPI3的電源輸出是DC電源，也就是直流電源，
共有兩種直流電源輸出，一種是5V電源，分別為實體接腳的第2、4兩腳，另外就是3.3V，分別為實體接腳的1及17兩腳，
由上圖還可以找到實體接腳的第9、25、39、6、14、20、30及34共8隻接腳為0V；
0V就是接地：Ground(Gnd)或稱負極，上面講到的5V及3.3V就是正極；正負極就成為一個電源迴路，
上面的5V 可以跟任何的0V接成迴路，3.3V也可跟任何0V接成回路。
所以RPI3的電源接腳共有12隻腳，
其他的才是GPIO接腳。
RPI3上的40隻腳扣掉電源12隻腳後，還有28隻接腳，這28隻腳都可以當Digital
I/O來使用；
這28隻腳中有兩組I2CBus，第一組是實體腳位的第27及28接腳，但是這一組
I2C只能給EEPROM使用，
也就是說若把27、28腳當I2C來用時，只能接EEPROM，反過來說，RPI3要接EEPROM時，只能接這兩腳；
另一組就是實體接腳的3、5兩隻接腳，這一組才能接其他I2CBus的I/O裝置，I2C是由SDA及SCL兩腳構成，
所以可以看到上述的腳位在Name欄位被標為SDA或SCL。
RPI3提供一組
SPIBus，SPI接腳為實體腳位的
19-MOSI、21-MISO、23-SCLK、24-CE0、26-CE1。
RPI3提供有一組
UART腳位，又稱為SerialPort，它分别為實體接腳的8-TX(傳送)、10-RX(接收)。
RPI3實體接腳的第12腳可以做
PWM輸出，但是RPI3並沒有類比(Analog)
接腳，所以RPI3的PWM是由軟體模擬出來的，
但是別擔心，即使是模擬的PWM，也一樣能控制PWM裝置，例如：伺服馬達。
最後兩欄：一欄為wPi，另一欄則為BCM，兩個欄位一起做說明，這兩欄分別是兩套Library的腳位名稱，
BCM是廣泛的通用於自動控制的Library，它早在樹莓派前就已經存在，所以在工業開發領域較資深的工程師比較習慣使用BCM，
而BCM欄位就告訴使用者，若你使用BCMLibrary時，它的腳位名稱；wPi則是樹莓的另一套Library「WiringPi」使用的腳位名稱，
在後續的教學裡，我們就是使用WiringPi這套Library，它是內建的，若要用BCM則需要另外安裝。
最後就是整張表的讀法：
它的閱讀方式如上圖框框，應該是要橫著看，例如：
實體第11腳，它目前是輸入，它的值是0，若是用WiringPi來開發，它在程式裡的腳位是0；
實體第32腳，它目前是輸入，它的值是0，若是用BCM來開發，它在程式裡的腳位是12。
最後附上下圖，那是自己畫的簡圖，方便開發時使用：
上面講解完RPI3的接腳後，接著我們要來實做，而第一課就是點LED燈，這個實做我們要用到：
上面的物品，就LED及麵包板做說明：LED有正負腳，長的那隻要接正極，短的那隻要接負極。
麵包板是個簡易的萬用電路板，它的電路如下圖說明：
左右兩邊有標示+、-者為整條相通，中間黃線部分則橫條相通，但兩個區塊並不貫穿，如果依上面的英文字母來看，
abcde為互通，fghij互通，但e及f則不通。
上圖是麵包板與洞洞板之合體產品，介由此產品就能看出麵包板的孔洞間電路相連方式。
我們開始實做，先將LED插在麵包板上：
然後用杜邦線連接麵包板與RPI3，在連接杜邦線與RPI3前，請先確認RPI3已經關機，並拔掉電源：
這裡使用RPI3實體接腳的第14腳0v連接LED的負極，RPI3實體接腳的16DigitalI/O連接LED的正極。
這裡初學者應該會有一個疑問，LED的正極為什麼不是接5V或3.3V的電源輸出？而是接GPIO？
那是因為RPI3的GPIO接腳當On的時候，本身就是用3.3V的電壓輸出，GPIO接腳就是正極輸出。
在此做一個提醒，在這個範例中，我所用的LED最大可以接受6VDC電源的LED，若是使用較小的LED：
就要加上電阻，否則3.3V可能會燒掉上面圖片中的LED。
上圖：用一般的LED正極端要先接電阻，我用的是510
Ω(歐姆)的電阻(電阻本身沒有正負極之分)。
完成硬體的連接後，接著我們要寫軟體，所以先將RPI3插上電源開機，之後開Term，
登入之後進入/home/pi/Templates目錄，接著用vim編輯一個led.c檔：
編輯程式：
就程式碼來說明：
2#include
3#include
4#include
5#include
7intmain()->c的起頭函數，因為程式會用exit()來離開程式，會傳回值給系統，所以會回傳int。
9宣告一個integeri，當迴圈的控制子，因為程式簡單，所以就宣告為i。
11if(wiringPiSetup()==-1)要使用RaspberryPi的GPIO函數前，一定要先呼叫Setup，若傳回-1
表示失敗。
12~15當呼叫wiringPiSetup失敗時的處理。
17pinMode(4,OUTPUT);->設定GPIO實體腳位第16腳，wPi腳位第4腳為輸出。
19一個執行3次的迴圈。
21digitalWrite(4,HIGH);->將實體腳位第16腳On起來，LED就會亮。
22usleep(1000000);->停一秒，usleep()是LinuxC特有的函數，它能控制到1/1000000秒(微秒10-6
次方)。
24digitalWrite(4,LOW);->將實體腳位第16腳Off掉，LED就會熄滅。
25usleep(1000000);->停一秒。
28exit(0);->程式結束，傳0給系統(正常結束)。
程式寫好後，存檔離開，/home/pi/Templates目錄看起來應該長這樣：
我們來編譯剛剛寫的led.c，編譯命令：「gcc-oledled.c-lwiringPi」：
如果編譯過程程式沒有出錯，就什麼都沒顯示，所以我們用ll來查看，會看到多出了一個led的執行檔，
用./led來執行，就可以看到LED依我們的程式做閃爍。
ˊ
執行結果，程式碼。
聰明的你，依照我的範例點亮LED後，就可以嘗試更改LED閃爍次數，閃爍頻率等，
甚至讓LED由慢到快的閃爍，然後再慢慢的越閃越慢。
學習程式，就是要多寫，無其他加快學習的方法。
接著我們要由上面的範例再加上一個 「光遮斷開關」，利用光遮斷開關來控制LED的明滅。
光遮斷開關：
上圖兩個都是光遮斷開關，兩者除了Size不同外，其餘的完全一樣，我們就用你手邊有的光遮斷開關來做範例。
我們先看一下光遮斷開關的背面：
可以看到右方有標示「-」，左方標示「S」，-就是負極也就是負極接腳，S就是Signal也就是訊號接腳，
中間未標示，當然就是正極接腳，所以從正面看，左邊接腳為負極，中間接腳為正極，右邊接腳為訊號輸出，
這次我們要用到RPI3的實體腳位的2(5v)、14(Gnd)、16、18共4隻腳，接法如下圖：
1接RPI3實體腳位14；2接RPI3實體腳位2；3接RPI3實體腳位18；4接RPI3實體腳位16，對應下圖。
硬體連線接好後，一樣的在/home/pi/Templates目錄下用vim建立一個led2.c檔
「vimled2.c」：
編輯程式：
程式碼說明：
7#defineSin 5->定義"Sin"為5，5為RPI3實體腳位18的wPi編號，就是光遮斷開關的訊息接腳。
8#defineLout 4->定義"Lout"為4，4為RPI3實體腳位16的wPi編號，就是LED燈的正極輸出。
20pinMode(Sin,INPUT);->將wPi編號5腳位設為輸入。
26value=digitalRead(Sin);->用value變數去讀取Sin接腳的訊號。
28~31當讀到的值為1時，亮LED；讀到的值為0時，將LEDOff。
存檔離開後，進行編譯gcc-oled2led2.c-lwiringPi：
之後，可看到多了一個led2的執行檔，執行結果，程式碼，
因為我們用的是while迴圈，並且迴圈判斷式永遠為1，也就是無窮迴圈，
所以要離開程式只能用「Ctl」+「C」來中斷程式。
之前一直忘了說明，要離開Term請用exit指令；在Term中要關掉RPI3請用sudo
shutdownnow。
(七)用RPI3控制電器
這是很精彩的一個實做範例，我們將實做用RPI3控制家電；能用RPI3控制家電後，
接著就能IoT的實踐。
這個實做我們將用到下列物品：
1.電線與插頭
2.Relay
上面的物品：電線、插頭座、Relay在一般的電料行都有賣，電線與插頭的部分，要買現成的延長線也可以，
但是我們必需在電線上面做加工，用延長線在加工這部分就比較困難，並且上述電線在電料行買應該在30~40元之間。
首先我們先將電線與插頭座合體：
絕緣體剝開約1~1.5公分。
電線鎖上時要注意兩邊的電線不能相互碰觸到另一邊的銅座！若兩邊相互碰觸，在插上電源時就會發生短路。
電線部分處理好之後，我們來說明Relay，Relay中文叫「繼電器」，一個
Relay能控制一路電路迴路，
目前市面上容易買到的有一路、兩路、四路及八路的Relay，
Relay可以控制的電路，在中間四方型的上面都會清楚告知，我們等一下拿來實做的這顆1路Relay，
上面就寫著3A250V AC及3A30VDC，這就是它能接受的最大AC/DC電壓及電流。
1個Relay在輸出迴路上都有三個接點，下圖就是這三個接點的說明：
當DAT被On起來時，上圖的中間與左邊兩個接點將接通，
當DAT被Off時，中間與右邊的接點會接通。
但這不是通則，所以拿到Relay時，最好接上VCC(5v)及GND，然後用三用電表量一下三個接點之間的接通關係，
而不是直接接上輸出迴路；電這種東西，輕則人被電到或燒壞東西，重則會出人命，所以再小心都不為過，切記！
講完Relay之後，我們要將剛才那條電線接到Relay的輸出迴路，來朋友，我們看圖說故事：
量出適當長度，這個長度，是由插頭端插上電源插座之後再拉到RPI3所在位置的長度。
剪斷單邊電線；上面有提到，若是用一般的延長線，那這裡就費工了！
將剪斷的電線兩頭都剝開，約0.5公分。
鬆開Relay上面的端子螺絲。
電線插入端子頭，我們要讓RelayOn的時候電線通電，所以是用中間及左邊的端子孔，然後將螺絲鎖緊。
完工後，整條電線看起來長這樣。
將Relay接到RPI3 ：
程式部分：
pi@raspberrypi:~$cdTemplates/
pi@raspberrypi:~/Templates$vimwonoff.c
編輯程式：
程式碼說明：
#include
intpin,value;
//宣告變數pin用來接收腳位；變數value用來接收腳位的值
if(wiringPiSetup()==-1)
//初始wiringPi函數，若失敗將傳回-1
{
printf("SetupGPIOFail!\n");
//在畫面上Show啟動GPIO失敗
exit(1);
//程式結束，傳回1給作業系統，告知非正常結束
}
if(argc<3)
//如果傳入的參數個數小於3
{
printf("Usage:\n");
//顯示程式的用法
printf("wonoff[wpiPinNumber][Value1/0]\n");
//顯示程式的用法
exit(0);
//結束程式
}
pin=atoi(argv[1]);
//將傳入的第一個參數轉為數字型態，並且用pin變數接收
value=atoi(argv[2]);
//將傳入的第二個參數轉為數字型態，並且用value變數接收
pinMode(pin,OUTPUT);
//將傳入的腳位編號設定為輸出
if(value==1)
//如果傳入的value為1
{
printf("SetPin:%dtoON...\n",pin);
// 畫面顯示將傳入的腳位設為ON
digitalWrite(pin,HIGH);
// 將傳入的腳位設為ON
}
elseif(value==0)
//如果傳入的value不是1而是0
{
printf("SetPin:%dtoOFF...\n",pin);
// 畫面顯示將傳入的腳位設為OFF
digitalWrite(pin,LOW);
// 將傳入的腳位設為OFF
}
else
//傳入的value不是0也不是1
{
printf("InputValueerror!\n");
//畫面顯示輸入的值錯誤
exit(1);
//結束程式
}
exit(0);
//結束程式
stdlib.h、stdio.h這兩個檔頭幾乎在寫C程式是必須include的。
編輯好程式，存檔離開後，進行編譯gcc-owonoff
wonoff.c-lwiringPi：
編譯完成，可以看到多了wonoff的執行檔，因為我們這隻程式沒有將腳位與on/off寫死，
所以這隻程式可以用來啟動或關閉任何一腳的GPIO接點，也就是能拿來當一個GPIO的開關程式用；
依照上面我們Relay與RPI3的腳位接法，要啟動Relay的話就用「./wonoff1
1」，要關掉Relay就用「./wonoff10」。
我將我們製作的延長線接上電源，再將電風扇接上延長線插座：
把電風扇的開關打開後，當我們對RPI3下「./wonoff1
1」時，電風扇就開始轉動；
對RPI3下「./wonoff10」電風扇就停止轉動，這就是用RPI3來控制家電。
注意，在一般電子材料行買的這種電線，應該是
SPT1或SPT2的規格，
也就是說最大能承受1100~1320瓦的電流，我們用的Relay則只到750瓦，
所以在接電器時要注意，只能用750瓦以下的電器，一些高用電量的電器產品如：
電鍋、吹風機、微波爐、電冰箱、冷氣機..等，它們的用電量都是1500瓦以上，如果接上SPT1、SPT2
的電線，電線及Relay是有燒掉的可能！所以我們做出來的程控電源線只能提供：電風扇、檯燈這類小電流的電器用電。
wonoff
程式碼，下面說明Raspbian內建驅動
GPIO的函數庫wiringPi常用的函數：
#include
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