Curso de Programación en Raspberry Pi

Lección 1 • Modelos y especificaciones de Raspberry Pi

Cubre las diferencias entre los modelos Pi, especificaciones del procesador, RAM y conectividad. Desarrolla la alfabetización en hardware necesaria para todos los capítulos siguientes.

Lección 2 • Configuración de red y acceso remoto

Configura Wi-Fi, SSH y VNC para desarrollo remoto. Permite la operación sin monitor utilizada en capítulos avanzados.

Lección 3 • Periféricos y accesorios necesarios

Identifica los periféricos esenciales: fuente de alimentación, tarjeta SD, pantalla y dispositivos de entrada. Garantiza que los estudiantes ensamblen una estación de trabajo completa y funcional.

Lección 4 • Instalación del sistema operativo

Guía a los estudiantes a través del flasheo de Raspberry Pi OS en una tarjeta SD y el arranque del sistema. Establece la base de software para todo el trabajo de codificación.

Lección 1 • Gestión de procesos y del sistema

Cubre la monitorización de procesos en ejecución, la gestión de servicios y la verificación de recursos del sistema. Prepara a los estudiantes para solucionar problemas y optimizar el rendimiento del Pi.

Lección 2 • Navegación en la terminal

Introduce el intérprete de comandos Bash, la estructura del prompt y los comandos de navegación esenciales. Constituye la base operativa para todas las tareas posteriores en la terminal.

Lección 3 • Operaciones con archivos y directorios

Cubre la creación, copia, movimiento y eliminación de archivos y directorios. Apoya directamente la organización de proyectos en todos los capítulos siguientes.

Lección 4 • Gestión de paquetes con APT

Explica la instalación, actualización y eliminación de software utilizando APT. Permite a los estudiantes ampliar las capacidades del Pi con herramientas y librerías de terceros.

Lección 1 • Sintaxis y tipos de datos en Python

Introduce variables, tipos de datos, operadores y entrada/salida básica. Establece la base sintáctica necesaria para cada script de Python en este curso.

Lección 2 • Flujo de control y bucles

Cubre condicionales if/elif/else y bucles for/while. Permite a los estudiantes escribir programas que respondan a condiciones y repitan acciones.

Lección 3 • Listas, diccionarios y E/S de archivos

Cubre las estructuras de datos principales y la lectura/escritura de archivos. Los estudiantes almacenan datos de sensores y valores de configuración en formatos estructurados.

Lección 4 • Funciones y módulos

Enseña a definir funciones reutilizables e importar módulos de la librería estándar. Promueve un diseño de código modular utilizado en todos los proyectos de hardware y red.

Lección 1 • Conceptos y seguridad de los pines GPIO

Explica la numeración de pines GPIO, niveles de voltaje y límites de corriente. Previene daños al hardware y establece prácticas de cableado seguras para todos los proyectos.

Lección 2 • Modulación por ancho de pulso

Usa PWM para controlar el brillo de LEDs y la posición de servomotores. Extiende el control de salida de encendido/apagado binario a señales variables de tipo analógico.

Lección 3 • Construcción de circuitos en protoboard

Enseña la disposición de la protoboard, lectura de esquemas y cableado de componentes. Permite a los estudiantes prototipar circuitos de forma segura antes de soldar o ensamblar permanentemente.

Lección 4 • Control de dispositivos de salida

Programa pines GPIO como salidas para controlar LEDs y zumbadores con RPi.GPIO. Demuestra la mitad de salida del modelo de programación de entrada/salida.

Lección 1 • Comunicación serial UART

Configura UART para comunicación serial con módulos GPS y microcontroladores. Enseña a analizar flujos de datos seriales en objetos Python utilizables.

Lección 2 • Protocolo de comunicación SPI

Cubre las líneas de reloj SPI, MOSI, MISO y selección de chip con spidev. Lee un chip ADC para convertir voltajes de sensores analógicos a valores digitales.

Lección 3 • Registro y almacenamiento de datos

Almacena lecturas de sensores con marca de tiempo en archivos CSV y bases de datos SQLite. Prepara los datos para visualización y análisis en capítulos posteriores.

Lección 4 • Protocolo de comunicación I2C

Explica la arquitectura del bus I2C, direcciones y el uso de smbus2 en Python. Conecta sensores de temperatura y presión como ejemplos prácticos de I2C.

Lección 1 • Integración con plataformas en la nube

Conecta el Pi a plataformas IoT en la nube para monitorización y control remotos. Los estudiantes configuran credenciales de dispositivo y visualizan datos en vivo en paneles de la nube.

Lección 2 • Fundamentos de programación de sockets

Introduce sockets TCP y UDP usando la librería socket de Python. Establece habilidades de comunicación entre pares que subyacen a todos los protocolos de red.

Lección 3 • Protocolo MQTT para IoT

Implementa mensajería de publicación/suscripción con Mosquitto y paho-mqtt. Conecta el Pi a intermediarios IoT para un intercambio de datos ligero y en tiempo real.

Lección 4 • Construcción de un servidor web con Flask

Crea un servidor web ligero en el Pi usando Flask para servir datos de sensores. Permite la monitorización basada en navegador sin servicios externos en la nube.

Lección 1 • Detección de movimiento

Detecta movimiento comparando fotogramas consecutivos usando sustracción de fondo. Activa salidas GPIO o alertas cuando se detecta movimiento.

Lección 2 • Clasificación de objetos con TensorFlow Lite

Ejecuta un modelo preentrenado de TensorFlow Lite en el Pi para clasificación de objetos. Introduce la inferencia de IA en el borde dentro de las limitaciones de hardware del Pi.

Lección 3 • Configuración del módulo de cámara Pi

Conecta y configura el módulo de cámara Pi usando la librería Picamera2. Establece el pipeline de captura necesario para todos los proyectos basados en visión.

Lección 4 • Procesamiento de imágenes con OpenCV

Aplica operaciones de OpenCV que incluyen redimensionamiento, conversión de color y filtrado. Prepara los fotogramas de cámara sin procesar para detección y análisis de características.

Lección 1 • Despliegue de servicios con systemd

Empaqueta aplicaciones Python como servicios de systemd que se inician automáticamente al arrancar. Permite la operación confiable y desatendida de proyectos Pi desplegados.

Lección 2 • Multihilo y programación asíncrona

Usa threading y asyncio para ejecutar tareas concurrentes como lectura de sensores y redes. Previene bloqueos que degradan la capacidad de respuesta del sistema en tiempo real.

Lección 3 • Planificación y ejecución de proyecto final integrador

Guía a los estudiantes a través de la definición del alcance, construcción y documentación de un proyecto Pi completo. Integra habilidades de hardware, software, redes y despliegue en un entregable.

Lección 4 • Perfilado y optimización del rendimiento

Perfila scripts de Python con cProfile y optimiza el uso de CPU y memoria. Aborda los recursos limitados del Pi para lograr un rendimiento aceptable en tiempo real.