Pirmieji žingsniai su „Raspberry Pi” – mažu kompiuteriu, didelėms idėjoms
Kai pirmą kartą išvydau „Raspberry Pi” plokštę, ji man atrodė kaip dar viena elektronikos dalis, kurią veikiausiai pamiršiu stalčiuje. Tačiau ši kreditinės kortelės dydžio plokštė greitai tapo mano kūrybinių projektų širdimi. Šis mažas kompiuteris, sukurtas Jungtinėje Karalystėje, revoliucionizavo prieinamą programavimą ir elektronikos projektus.
„Raspberry Pi” yra pilnavertis kompiuteris, kurį galima prijungti prie monitoriaus, klaviatūros ir pelės. Jis turi viską, ko reikia pradėti programuoti – procesorių, operatyviąją atmintį, grafinį procesorių, įvesties/išvesties jungtis ir daugybę priedų galimybių. Tai, kas jį išskiria – kaina (dažniausiai 35-55 eurų) ir universalumas.
Šiame straipsnyje pristatysiu dešimt įdomių projektų, kurie padės jums žengti pirmuosius žingsnius su „Raspberry Pi”. Šie projektai skirti pradedantiesiems – nereikia ankstesnės programavimo ar elektronikos patirties, tik noro mokytis ir eksperimentuoti.
Pasirengimas darbui su „Raspberry Pi”
Prieš nerdami į projektus, turime pasiruošti darbui. Štai ko jums reikės:
- „Raspberry Pi” plokštės (rekomenduoju pradėti nuo „Raspberry Pi 4″ modelio)
- MicroSD kortelės (bent 16 GB)
- Maitinimo šaltinio (USB-C „Raspberry Pi 4″ modeliui)
- HDMI kabelio (ir galbūt HDMI-micro HDMI adapterio)
- USB klaviatūros ir pelės
- Interneto ryšio (laidinio arba belaidžio)
Pirmasis žingsnis – įdiegti operacinę sistemą. Populiariausias pasirinkimas yra „Raspberry Pi OS” (anksčiau vadintas „Raspbian”). Štai kaip tai padaryti:
1. Atsisiųskite „Raspberry Pi Imager” programą iš oficialios svetainės.
2. Įdėkite microSD kortelę į kompiuterį.
3. Paleiskite „Raspberry Pi Imager”, pasirinkite „Raspberry Pi OS” ir savo microSD kortelę.
4. Spustelėkite „Write” ir palaukite, kol procesas bus baigtas.
Įdėkite paruoštą microSD kortelę į „Raspberry Pi”, prijunkite monitorių, klaviatūrą, pelę ir maitinimo šaltinį. Pirmą kartą įjungus, jus pasitiks sąrankos vedlys, kuris padės nustatyti pagrindinius parametrus.
Projektas Nr. 1: Retro žaidimų konsolė
Pirmasis projektas – nostalgija alsuojanti retro žaidimų konsolė. Naudodami „RetroPie” programinę įrangą, galite paversti savo „Raspberry Pi” platforma, galinčia emuliuoti klasikines konsoles nuo NES iki PlayStation 1.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (3 modelis B+ arba naujesnis rekomenduojamas)
- MicroSD kortelė (bent 32 GB)
- USB žaidimų pultas arba Bluetooth kontroleris
- Korpusas (nebūtinas, bet rekomenduojamas)
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Atsisiųskite „RetroPie” vaizdą iš oficialios svetainės.
2. Naudodami „Raspberry Pi Imager” arba „Etcher”, įrašykite vaizdą į microSD kortelę.
3. Įdėkite kortelę į „Raspberry Pi” ir įjunkite.
4. Sekite ekrane pateikiamas instrukcijas, kad sukonfigūruotumėte kontrolerį.
5. Prijunkite USB atmintinę su ROM failais (žaidimais) arba perkelkite juos per tinklą.
Šis projektas puikiai tinka savaitgalio popietei. Galite žaisti tūkstančius klasikinių žaidimų ir net pakviesti draugus prisijungti. Atminkite, kad turėtumėte naudoti tik teisėtai įsigytus ROM failus arba viešojo domeno žaidimus.
Projektas Nr. 2: Išmanusis veidrodis
Išmanusis veidrodis – tai futuristinis projektas, kuris atrodo sudėtingesnis nei yra iš tikrųjų. Jis rodo laiką, orų prognozes, naujienas ir kitus duomenis ant veidrodžio paviršiaus, kol jūs ruošiatės rytui.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (bet kuris modelis)
- Senas monitorius arba planšetinis kompiuteris
- Vienpusis veidrodis (galima įsigyti specializuotose parduotuvėse)
- Medinis rėmas
- Maitinimo šaltinis
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Įdiekite „MagicMirror²” programinę įrangą į savo „Raspberry Pi”.
2. Sukonfigūruokite modulius, kuriuos norite matyti (oras, kalendorius, naujienos).
3. Išmontuokite monitoriaus rėmą ir pritvirtinkite vienpusį veidrodį priešais ekraną.
4. Sukurkite medinį rėmą, kuriame tilptų monitorius ir „Raspberry Pi”.
5. Sumontuokite viską kartu ir pakabinkite ant sienos.
Išmanusis veidrodis ypač naudingas rytinėje rutinoje – galite patikrinti orą, naujienas ir dienotvarkę, kol ruošiatės dienai. Tai taip pat puikus pokalbių pradininkas, kai į namus užsuka svečiai.
Projektas Nr. 3: Namų automatizavimo centras
„Raspberry Pi” gali tapti jūsų išmaniųjų namų širdimi, valdančia apšvietimą, temperatūrą, saugos kameras ir kitus prietaisus.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (rekomenduojamas 3 arba 4 modelis)
- Zigbee arba Z-Wave adapteris (nebūtinas, bet naudingas)
- Išmanieji prietaisai (lemputės, termostatai, jungikliai)
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Įdiekite „Home Assistant” arba „OpenHAB” programinę įrangą.
2. Prijunkite išmaniuosius prietaisus prie tinklo.
3. Sukonfigūruokite programinę įrangą, kad atpažintų jūsų prietaisus.
4. Sukurkite automatizavimo scenarijus (pvz., lemputės įsijungia saulei nusileidus).
5. Sukonfigūruokite mobiliąją programėlę nuotoliniam valdymui.
Namų automatizavimo sistema gali padėti taupyti energiją, padidinti saugumą ir suteikti patogumą. Galite pradėti nuo kelių išmaniųjų lempučių ir palaipsniui plėsti sistemą, pridėdami daugiau prietaisų.
Projektas Nr. 4: Orų stotis
Sukurkite savo orų stotį, kuri matuoja temperatūrą, drėgmę, slėgį ir kitus parametrus. Šis projektas ne tik naudingas, bet ir puikiai supažindina su jutikliais ir duomenų vizualizavimu.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (bet kuris modelis)
- DHT22 temperatūros ir drėgmės jutiklis
- BMP280 slėgio jutiklis
- Mažas ekranas (nebūtinas)
- Jungiamieji laidai
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Prijunkite jutiklius prie „Raspberry Pi” GPIO kaiščių.
2. Įdiekite reikalingas bibliotekas („Adafruit_DHT”, „Adafruit_BMP280″).
3. Parašykite Python scenarijų, kuris nuskaito duomenis iš jutiklių.
4. Sukurkite duomenų bazę matavimams saugoti.
5. Sukurkite internetinę sąsają duomenims peržiūrėti.
Galite išplėsti šį projektą, pridėdami daugiau jutiklių, pavyzdžiui, lietaus matuoklį arba vėjo greičio matuoklį. Taip pat galite siųsti duomenis į debesų platformą, kad galėtumėte stebėti orus būdami bet kur.
Projektas Nr. 5: Medijos centras
Paversti seną televizorių išmaniuoju niekada nebuvo taip paprasta. „Raspberry Pi” gali tapti galingų medijos centru, leidžiančiu transliuoti filmus, serialus, klausytis muzikos ir net žaisti žaidimus.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (3 modelis B+ arba naujesnis)
- MicroSD kortelė (bent 16 GB)
- HDMI kabelis
- USB nuotolinio valdymo pultas arba išmaniojo telefono programėlė
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Atsisiųskite ir įdiekite „LibreELEC” arba „OSMC” (abi pagrįstos „Kodi” medijos centru).
2. Prijunkite „Raspberry Pi” prie televizoriaus HDMI kabeliu.
3. Sukonfigūruokite nuotolinio valdymo pultą arba išmaniojo telefono programėlę.
4. Įdiekite papildinius mėgstamiems srautinio perdavimo paslaugoms.
5. Prijunkite išorinį kietąjį diską su savo medijos biblioteka.
Šis projektas ypač naudingas, jei turite seną televizorių be išmaniųjų funkcijų. „Kodi” palaiko daugybę papildinių, leidžiančių žiūrėti „YouTube”, „Netflix” ir kitas srautinio perdavimo paslaugas.
Projektas Nr. 6: Internetinis serveris ir asmeninis debesis
„Raspberry Pi” gali veikti kaip asmeninis debesies serveris, leidžiantis saugoti failus, dalintis nuotraukomis ir netgi turėti asmeninį tinklaraštį – visa tai nepriklauso nuo trečiųjų šalių paslaugų.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (rekomenduojamas 4 modelis)
- MicroSD kortelė (bent 32 GB)
- USB kietasis diskas (rekomenduojama)
- Stabilus interneto ryšys
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Įdiekite „Apache”, „MySQL” ir „PHP” (LAMP) arba „Nginx” serverį.
2. Sukonfigūruokite „NextCloud” arba „OwnCloud” asmeniniam debesies sprendimui.
3. Nustatykite dinaminio DNS paslaugą, kad galėtumėte pasiekti serverį iš bet kur.
4. Sukonfigūruokite ugniasienę ir SSL sertifikatą saugumui užtikrinti.
5. Nustatykite automatinį atsarginių kopijų kūrimą.
Asmeninis debesies serveris suteikia jums visišką kontrolę savo duomenims. Galite sinchronizuoti failus tarp įrenginių, dalintis nuotraukomis su šeima ir netgi turėti asmeninį kalendorių – visa tai be mėnesinių mokesčių.
Projektas Nr. 7: Timelapse kamera
Sukurkite timelapse kamerą, kuri fiksuoja nuotraukas reguliariais intervalais ir sujungia jas į vaizdo įrašą. Tai puikus projektas gamtos stebėjimui, statybų dokumentavimui arba tiesiog kūrybinei fotografijai.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (bet kuris modelis)
- „Raspberry Pi” kamera modulis
- Baterijos paketas (jei naudojate lauke)
- Atsparus oro sąlygoms korpusas
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Prijunkite kamerą prie „Raspberry Pi” CSI prievado.
2. Įjunkite kamerą per konfigūracijos meniu.
3. Parašykite Python scenarijų, kuris fotografuoja nustatytu intervalu.
4. Nustatykite scenarijų, kad jis būtų paleidžiamas automatiškai įjungus.
5. Naudokite „FFmpeg” arba panašią programinę įrangą nuotraukoms sujungti į vaizdo įrašą.
„`python
# Pavyzdinis Python kodas timelapse kamerai
import time
import os
from picamera import PiCamera
camera = PiCamera()
camera.resolution = (1920, 1080)
for i in range(500): # Padaryti 500 nuotraukų
camera.capture(f’/home/pi/timelapse/image{i:04d}.jpg’)
time.sleep(300) # Laukti 5 minutes
„`
Šis projektas ypač įdomus, kai norite užfiksuoti lėtus procesus – gėlės žydėjimą, debesų judėjimą arba statybų pažangą. Galite eksperimentuoti su skirtingais laiko intervalais ir vaizdo trukmėmis.
Projektas Nr. 8: Muzikos dėžutė su NFC
Sukurkite modernią muzikos dėžutę, kuri groja skirtingas dainas, kai prie jos priartinate skirtingas NFC korteles. Tai puikus projektas vaikams arba tiesiog linksmas būdas valdyti muziką namuose.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (bet kuris modelis)
- NFC skaitytuvas (pvz., PN532)
- Garsiakalbiai
- NFC kortelės arba žetonai
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Prijunkite NFC skaitytuvą prie „Raspberry Pi” per GPIO arba USB.
2. Įdiekite reikalingas bibliotekas NFC skaitymui.
3. Sukurkite duomenų bazę, susiejančią NFC ID su muzikos failais.
4. Parašykite scenarijų, kuris groja atitinkamą dainą, kai aptinkama kortelė.
5. Įdėkite viską į gražų korpusą.
Šis projektas ypač patinka šeimoms su vaikais – kiekvienas šeimos narys gali turėti savo kortelę su mėgstama muzika. Tai taip pat puikus būdas mokyti vaikus technologijų, nes jie gali patys sukurti ir dekoruoti savo NFC korteles.
Projektas Nr. 9: Išmanusis šiltnamis
Automatizuokite savo augalų priežiūrą sukurdami išmanųjį šiltnamį, kuris stebi dirvožemio drėgmę, temperatūrą ir automatiškai laisto augalus, kai reikia.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (bet kuris modelis)
- Dirvožemio drėgmės jutikliai
- DHT22 temperatūros ir drėgmės jutiklis
- Relė vandens siurbliui
- Vandens siurblys ir vamzdeliai
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Prijunkite jutiklius ir relę prie „Raspberry Pi” GPIO kaiščių.
2. Parašykite Python scenarijų, kuris nuskaito jutiklių duomenis.
3. Sukurkite logiką, kuri įjungia siurblį, kai dirvožemis per sausas.
4. Pridėkite grafinę sąsają, kad galėtumėte stebėti augalų būklę.
5. Nustatykite pranešimus, kad gautumėte įspėjimus, kai reikia jūsų dėmesio.
„`python
# Pavyzdinis kodas dirvožemio drėgmės tikrinimui
import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# Nustatome kaiščius
moisture_sensor = 17
pump_relay = 18
GPIO.setup(moisture_sensor, GPIO.IN)
GPIO.setup(pump_relay, GPIO.OUT)
while True:
if GPIO.input(moisture_sensor):
print(„Dirvožemis sausas, įjungiamas siurblys”)
GPIO.output(pump_relay, GPIO.HIGH)
time.sleep(5) # Laistome 5 sekundes
GPIO.output(pump_relay, GPIO.LOW)
else:
print(„Dirvožemis drėgnas, viskas gerai”)
time.sleep(3600) # Tikriname kas valandą
„`
Šis projektas ypač naudingas užimtiems žmonėms arba tiems, kurie dažnai keliauja. Jūsų augalai visada bus tinkamai prižiūrimi, net kai jūsų nėra namuose.
Projektas Nr. 10: Asmeninis asistento robotas
Sukurkite asmeninį asistento robotą, kuris reaguoja į balso komandas, atsako į klausimus ir valdo jūsų išmaniuosius namų prietaisus.
Reikalingos priemonės:
- „Raspberry Pi” (rekomenduojamas 4 modelis)
- USB mikrofonas
- Garsiakalbiai
- Korpusas (nebūtinas, bet rekomenduojamas)
Įgyvendinimo žingsniai:
1. Įdiekite „Mycroft AI” arba „Rhasspy” balso asistento programinę įrangą.
2. Sukonfigūruokite mikrofoną ir garsiakalbius.
3. Apmokykite asistentą atpažinti jūsų balsą ir komandas.
4. Sukurkite įgūdžius arba scenarijus specifinėms užduotims.
5. Integruokite su namų automatizavimo sistema (jei turite).
Šis projektas gali būti tiek paprastas, tiek sudėtingas, priklausomai nuo jūsų norų. Pradėkite nuo pagrindinių funkcijų, tokių kaip oro prognozės ir laikmačiai, o vėliau pridėkite sudėtingesnes funkcijas, pavyzdžiui, kalendoriaus valdymą ar išmaniųjų namų prietaisų kontrolę.
Technologinė kūryba – tik jūsų vaizduotės ribojama
„Raspberry Pi” atveria duris į kūrybinių ir praktinių projektų pasaulį. Nuo retro žaidimų konsolės iki išmaniojo šiltnamio – šie dešimt projektų yra tik ledkalnio viršūnė. Kiekvienas projektas moko skirtingų įgūdžių – nuo programavimo iki elektronikos ir 3D spausdinimo.
Pradėkite nuo projekto, kuris jus labiausiai domina, ir nebijokite klysti – tai geriausias būdas mokytis. „Raspberry Pi” bendruomenė yra didžiulė ir visada pasiruošusi padėti – forumuose, „Reddit” grupėse ir socialiniuose tinkluose rasite daugybę patarimų ir idėjų.
Svarbiausia prisiminti, kad „Raspberry Pi” buvo sukurtas mokymuisi ir eksperimentavimui. Taigi, išdrįskite išbandyti naujus dalykus, modifikuoti projektus pagal savo poreikius ir dalintis savo patirtimi su kitais. Kas žino – galbūt jūsų kitas „Raspberry Pi” projektas taps kažkuo, kas pakeis jūsų kasdienį gyvenimą arba net paskatins naują karjerą technologijų srityje.
Tad imkite savo „Raspberry Pi”, įkvėpkite gyvybės savo idėjoms ir leiskitės į technologinės kūrybos kelionę, kuri ribojama tik jūsų vaizduotės.