Orange Pi Zero (OPI) - это одноплатный компьютер, построенный на SoC Allwinner H2+ или  H3, включающий четырёх ядерный  процессор Cortex A7 1,2 ГГц и графический процессор Mali-400MP2 600 МГц. Несмотря на то, что первая версия этого компьютера была выпущена в 2016 году, а производитель (Shenzhen Xunlong Software Co., Ltd) уже представил третью версию - Orange Pi Zero 3, первая версия остаётся до сих пор популярной в наши дни и продаётся на Aliexpress. Я решил изучить эту плату и купил парочку.

Свои экземпляры я покупал б/у на OLX по цене 350 грн.($9,48)/шт. Из-за того, что многие платы на руках использовались как Андроид-приставка, с прекращением поддержки старых версий этой операционной системы, для многих Pi Zero  стал бесполезен и они их продают по очень интересной цене. Новую плату с оперативной памятью 512 МБ можно купить на Aliexpress у официального производителя за 734.34 грн. ($19.49) + 256.21 грн. ($6.80) доставка. Разница в цене заметно ощутима, но в первом случае у нас нет гарантии о 100% работоспособности, а во втором, у нас абсолютно новая плата с завода. Мои платы исправны и я не жалею о своём выборе.

Окунаясь немного в историю и как уже упоминал выше, первые платы Orange Pi Zero были представлены в ноябре 2016 года и продавались на Aliexpress по цене $ 6,99 + доставка, что в сумме могло выходить выше $10. Плата на тот момент была серьёзным соперником для Raspberry Pi Zero . В 2019 году была выпущена новая версия платы - Orange Pi Zero-LTS. Это была та же плата, с теми же характеристиками, но улучшенной конструкцией, для снижения энергопотребления и температуры нагрева платы. Несмотря на то, что потребление платы и её температура уменьшились, на чип желательно установить пассивный радиатор. Без учёта стоимости доставки Orange Pi Zero-LTS в варианте 512 МБ стоила $10,49.

В основном можно встретить платы 2-х ревизий. С ноября 2017 года самая последняя ревизия 1.4, по  состоянию на март 2019 года, становится доступна ревизия 1.5.

Orange Pi Zero построена как на SoC Allwinner H2+, так и на Allwinner H3. Платы Orange Pi Zero LTS построены на Allwinner H3. H2+ — это вариант H3, предназначенный для OTT-приставок бюджетного класса, в котором отсутствует поддержка Gigabit MAC и выхода 4K HDMI. В H2+ ограничение в разрешении 1080p60.

[1] Allwinner H2+/H3, содержит 4-ядерный ARM процессор Cortex A7 1,2 ГГц и графический процессор Mali-400MP2 600 МГц с поддержкой OpenGL ES 2.0.

[2] Помимо SoC на плате имеется чип оперативной памяти DDR3 на 256 или 512 МБ. При выборе платы обращайте на это внимание, если вам нужно больше оперативной памяти. Образы операционных систем подходят к обоим версиям платы.

Если у вас на руках оказалась плата и вы не знаете, какой у неё объём оперативной памяти, посмотрите на чип: 4G - 512 Мб, а 2G - 256 Мб.

[4] WiFi на базе XR819 с антенным разъемом u.FL. В комплекте поставляется с внешней антенной [5]
[9] Ethernet сеть 10/100M. Питание платы возможно по витой паре по технологии PoE, по умолчанию эта функция отключена.
[10] Рядом с разъемом Ethernet, расположен 3-контактный разъем UART, для отладки.
[8] Один USB  2.0 хост-порт.
[3] Так же имеется микро-USB OTG порт, для отладки и питания платы.
Два светодиода: индикатор питания и индикатор статуса. Красный светодиод, подключенный к выводу PA17. Зеленый светодиод, подключенный к выводу PL10.
[6] 13-контактный разъем содержит контакты для стерео аудио выхода, два USB 2.0, ИК-приемник для пультов, микрофонный вход и ТВ-выход (можно подключаться к телевизору по "тюльпану"). Благодаря этим контактам, плату применяют в роли игровой или Интернет-приставки.
[7] 26-контактный разъем портов ввода/вывода, включая UART, I2C, SPI, PWM

Расположение и наименование контактов на Orange Pi Zero

[11] Разъём для microSD карты памяти до 32GB. Желательно использовать карту 10 класса.
[12] Плата может содержать SPI-флеш 2МБ (Macronix 25L1606E). До декабря 2016 года на плате не устанавливалась флеш, но с середины декабря Xunlong продает версию платы на 512 МБ с предварительно установленной флэш-памятью емкостью 16 Мб (2 МБ). Последующие производственные партии версии платы на 256 МБ также содержат флэш-память.
В данную память можно записать U-boot и грузить плату по сети, исключив использование microSD карты. Стоит отметить, что если на вашей плате не установлена данная память, то устанавливать нужно чипы совместимые с Winbond или Macronix. В противном случае, возможно, придется включить или реализовать драйвера для используемой вами флэш-памяти. В качестве SPI-флеш подойдёт W25Q128FVSIG на 16 мегабайт.

Размеры  Orange Pi Zero  48 х 46 мм, масса 26 грамм.

Питать плату можно через контакты +5В на гребёнке или через микро-USB разъём. На этапе настройки я запитал свою плату от USB компьютера. Сама OPI Zero не требователна к питанию и потребляет около 300 мА, но если к ней подключать периферию, то нужно учитывать её потребление.  Если источник питания будет слабый, плата может сбоить или вовсе не запускаться. Блока питания 5В с током 2А будет достаточно.

В спецификации указано, что плата поддерживает PoE, но это не так. Orange Pi Zero не поддерживает 802.3af Mode A, это значит, что она не соответствует стандартам PoE и PoE+. В место этого возможно подать 5 В в разъем Ethernet через стандартные пары PoE. Для этого нужно припаять на посадочные места ( R29, R358 ) резистоы по 0 Ом.Такая реализация питания может не подойти, если питать плату по длинному Ethernet-кабелю, поскольку из-за просадки напряжения на другом конце кабеля напряжение будет ниже 5 В.

Что бы решить эту пробоему, нужно подать по кабелю более высокое паряжение, а обратный конец кабеля подключать не напрямую к OPI, а через понижающий преобразователь. По такому методу реализовывают питание на оборудовании TP-Link и Ubiquiti. В TP-Link TL-WA5210G для понижения напряжения используется PT8270, а в Ubiquiti Nanostation 2 - AP1510. На вход таких преобразователей можно подавать до 24 В. Такая реализация питания называется Passive PoE.

В качестве операционной системы доступны Ubuntu, Debian, Android и Armbian. Первые три системы не обновлялись с 2020 года. Android представлен версией 4.4 и 7 бета-версией. Поэтому самой актуальной является Armbian.

Armbian для ревизии платы 1.4 некорректно отображает температуру SoC из-за программной ошибки. Об этом упоминается на странице загрузки дистрибутива. Из-за обновления данной операционной системы Orange Pi Zero остаётся востребованной в наши дни.

Завершая аппаратный обзор следует упомянуть, для каких целей можно использовать плату. Несмотря не её возраст, она подойдёт:

- с помощью пакета shairport-sync можно добавить поддержку беспроводного AirPlay к любому динамику или акустической системе;
- с помощью Logitech Media Server можно создать сетевой аудиоплеер и раздавать музыку на разные устройства;
- на базе пакета CUPS можно реализовать сервер печати ;
- подключив по USB к Orange Pi Zero веб-камеру, можно создать IP-камеру для видеонаблюдения;
- установив Domoticz/Home Assistant/OpenHAB/MajorDoMo получим сервер умного дома;
- с помощью платы расширения NAS можно создать простое и компактное сетевое хранилище (NAS) на базе 2,5-дюймового жесткого диска;
- установив OpenWRT можно превратить Pi Zero в роутер для раздачи Интернета;
- использовать для создания роботов;
- с помощью дистрибутива RetrOrangePi, можно превратить в игровую приставку.