Python s’ha convertit en un dels llenguatges de programació més utilitzats, conegut per la seva simplicitat, llegibilitat i versatilitat. Impulsa des del desenvolupament web fins a la intel·ligència artificial i l’automatització, i s’ha convertit en una eina essencial tant per a principiants com per a desenvolupadors experimentats.

D’entre les seves moltes aplicacions, un Python single board computer (ordinador d’una sola placa) ofereix una manera eficient i accessible de desenvolupar diversos tipus de projectes: proporciona una plataforma compacta però potent perquè els programadors experimentin, prototipin i despleguin solucions variades.

D’aquesta manera, els desenvolupadors poden connectar el programari amb el maquinari amb una complexitat mínima. A Unimedia, estem especialitzats en proporcionar experiència en desenvolupament de programari per a empreses i desenvolupadors individuals que volen optimitzar els seus projectes. Per això, en aquesta guia analitzem tot el que cal saber sobre un Python single board computer, per ajudar-te a entendre’n els avantatges, el procés de configuració i com aconseguir el millor rendiment per a les teves aplicacions.

Què és un Python Single Board Computer?

Un single board computer (SBC) és un ordinador compacte, completament funcional, construït sobre una sola placa de circuit. A diferència dels ordinadors tradicionals de sobretaula o portàtils, els SBC integren els components essencials —com el processador, la memòria i l’emmagatzematge— en un format minimalista. Estan dissenyats per a aplicacions encastades, automatització i prototipat, la qual cosa els fa ideals per programar amb Python.

Característiques principals

La seva mida reduïda permet integrar-los en una gran varietat de sistemes, com ara domòtica o robòtica, on l’espai és limitat. Són una alternativa econòmica als ordinadors convencionals, la qual cosa els converteix en una excel·lent opció per a projectes educatius, prototips i desplegaments comercials. A més, estan dissenyats per ser eficients energèticament, aptes per a aplicacions IoT i remotes, i poden funcionar amb bateries, cosa que els fa perfectes per a projectes mòbils o a l’aire lliure amb necessitats energètiques reduïdes.

Hi ha molts SBC que donen suport a Python, facilitant el desenvolupament. Això és gràcies al fet que poden comunicar-se amb sensors, actuadors i altres perifèrics, permetent la creació de projectes complexos amb facilitat. A més, el gran ecosistema de biblioteques de Python proporciona una àmplia gamma de funcionalitats sense necessitat de programar-ho tot des de zero.

SBCs populars amb suport per a Python

• Raspberry Pi: el més conegut, versàtil i amb gran suport comunitari.

• BeagleBone Black: opció potent per a aplicacions industrials.

• Jetson Nano: ideal per a projectes d’intel·ligència artificial i aprenentatge automàtic.

• Rock Pi: una alternativa d’alt rendiment al Raspberry Pi.

• Banana Pi: dissenyat especialment per a aplicacions multimèdia i de xarxa.

Diferències entre un Python SBC i un ordinador tradicional

Mentre que els ordinadors convencionals estan pensats per a usos generals, els Single Board Computer compatibles amb Python estan dissenyats per a aplicacions específiques on l’espai, el consum d’energia i el cost són factors clau.

Els SBC tenen una potència de CPU i RAM limitada en comparació amb un PC o portàtil. No obstant això, permeten la connexió directa amb components de maquinari com sensors o motors. La majoria executen distribucions lleugeres de Linux com Raspberry Pi OS o Ubuntu, cosa que els optimitza per a la programació encastada.

Els ordinadors tradicionals estan orientats a la productivitat o l’entreteniment, mentre que els SBC s’utilitzen principalment per a projectes d’IoT, automatització i intel·ligència artificial.

Per què utilitzar un Python SBC?

Python és el llenguatge preferit per als SBCs gràcies a la seva simplicitat, les biblioteques disponibles i el suport comunitari. La seva sintaxi clara el fa accessible tant per a principiants com per a experts. A més, hi ha biblioteques específiques per interactuar amb el maquinari (com GPIO, sensors, càmeres).

La gran comunitat de desenvolupadors de Python ofereix documentació extensa i recursos de suport per resoldre problemes i millorar el desenvolupament.

Configuració de Python en un Single Board Computer

Per començar a utilitzar Python en un SBC, el primer pas és comprovar si ja ve preinstal·lat. Molts SBC ja porten Python de sèrie. Si no és així, es pot instal·lar manualment mitjançant el gestor de paquets del sistema operatiu.

Després de la instal·lació, cal afegir biblioteques essencials per ampliar la funcionalitat del sistema. Biblioteques per interactuar amb GPIO, per processament d’imatges o per a machine learning milloraran les capacitats del dispositiu.

És important assegurar-se que el SBC està configurat per accedir als seus pins GPIO, especialment per a projectes amb components externs com sensors, LEDs o motors. En el cas del Raspberry Pi, per exemple, es pot utilitzar l’eina Raspberry Pi Configuration per activar l’accés als GPIO.

Projectes amb Python en SBCs

Control de pins GPIO

Controlar els pins GPIO (General Purpose Input/Output) amb Python en un SBC permet la interacció directa amb components externs com LEDs, botons i sensors. Per exemple, un projecte bàsic pot consistir a encendre i apagar un LED mitjançant Python, simulant el control d’un circuit senzill.

Amb una configuració dels pins GPIO com a entrada o sortida, es poden crear projectes interactius on la pulsació d’un botó activa accions com encendre un motor o enviar un senyal a un altre dispositiu. El control GPIO és fonamental en aplicacions d’automatització, robòtica i control de maquinari.

Construcció d’un sensor IoT

Aquest tipus de projectes solen recollir dades de sensors i enviar-les a un servidor remot per a l’anàlisi. Un exemple típic és connectar un sensor DHT11 per llegir temperatura i humitat.

Les biblioteques de Python faciliten l’obtenció de dades, que es poden emmagatzemar localment o enviar a una plataforma en el núvol per a un monitoratge en temps real. Amb protocols com MQTT o HTTP, els SBC poden enviar dades a panells de control IoT i proporcionar informació útil per a entorns domèstics intel·ligents o per al monitoratge industrial.

Intel·ligència artificial i visió per computador

Gràcies a Python, també es poden fer projectes d’IA amb SBCs, especialment per processar dades visuals. Un exemple habitual és la detecció d’objectes en temps real, on un SBC amb mòdul de càmera pot reconèixer i classificar objectes amb models preentrenats.

Executar models d’IA en un SBC requereix optimització per a dispositius de baix consum, i per això TensorFlow Lite és una de les opcions més utilitzades. Aquest tipus de tecnologia s’utilitza àmpliament en sistemes de seguretat, control de qualitat automatitzat i sistemes intel·ligents de reconeixement en entorns encastats.

Optimització i rendiment amb Python en Single Board Computers

Per garantir un bon rendiment en un projecte amb Python i SBC, l’automatització dels scripts pot millorar-ne l’eficiència. Mitjançant cron jobs, es poden programar scripts perquè s’executin a l’inici o a intervals concrets. Una altra opció és utilitzar Systemd services, que són ideals per a aplicacions Python persistents que requereixen monitoratge i reinici automàtic si fallen.

A més, MicroPython i CircuitPython són versions de Python optimitzades per a dispositius amb pocs recursos. Ofereixen les funcionalitats essencials per a la programació encastada amb un consum mínim de memòria i processament.

Com que els SBC tenen recursos computacionals limitats, l’ús de multithreading i multiprocessing pot millorar molt el rendiment. El multithreading permet l’execució simultània de tasques dins d’un mateix procés, mentre que el multiprocessing aprofita múltiples nuclis per executar processos en paral·lel.

A més, optimitzar l’ús de la memòria, utilitzar compilació Just-In-Time (JIT) amb PyPy i aplicar programació asíncrona pot augmentar encara més l’eficiència global del sistema.

Solucions de programari a mida

Un Python single board computer és una eina assequible i eficient per desenvolupar sistemes encastats, aplicacions IoT i solucions amb IA. No obstant això, cal triar el dispositiu adequat, optimitzar el seu rendiment i garantir una bona integració entre programari i maquinari per assegurar l’èxit del projecte.

A Unimedia, el nostre equip d’experts t’ajuda a optimitzar els teus projectes desenvolupant solucions de programari a mida.

Les nostres solucions amb intel·ligència artificial impulsen l’automatització avançada, l’anàlisi predictiva i les aplicacions d’aprenentatge automàtic. A més, els nostres serveis de computació al núvol asseguren escalabilitat, seguretat de dades i processament en temps real per a operacions crítiques.

No deixis els teus projectes aturats — contacta amb el nostre equip i comencem a treballar plegats per fer realitat les teves idees.