Raspberry pi 4 что можно собрать
Полезные и просто необычные проекты на базе Raspberry Pi
«Малинка» всех поколений используется для реализации самых разных проектов — как относительно простых, так и крайне сложных. Любителей DIY-электроники в мире много, поэтому и проектов на базе Raspberry Pi становится больше с каждым месяцем.
Ну и самые интересные из них мы время от времени описываем. В новой подборке собраны разноплановые проекты, как и указано в заголовке. Что же, приступим!
Настройка гитары
Опытный гитарист при настройке гитары руководствуется лишь собственным слухом в качестве основного инструмента. Но вот начинающим приходится сложновато. Конечно, уже есть специализированные приложения для смартфона, которые работают просто идеально (проверено лично). Но все же всегда можно найти что-то еще более эффективное.
И да, теперь у гитаристов появилась возможность поручить все роботу-настройщику. Основой этого робота является «малинка». Плюс несколько механических частей, распечатанных на 3D-принтере, плюс специальная схема. Вот здесь можно найти подробный технический туториал по созданию настройщика.
Сам он представляет собой небольшой аппарат, который способен оценивать корректность настройки и исправлять ситуацию, если это необходимо. Все, что нужно — приставить аппарат к колку настройки и дернуть струну. В схеме, кроме Raspberry Pi Pico, используется электромотор GM11a, микрофон, L293D Dual H-Bridge, модуль Adafruit Powerboost 1000c.
Анализ крови
Ну а здесь речь идет о жизненно важном в буквальном смысле проекте. На базе Raspberry Pi группа разработчиков из Индии построила портативную систему по оценке биохимического состава крови. Почему проект жизненно важный? Дело в том, что в удаленных регионах Индии с медицинской аппаратурой далеко не все хорошо. Ну а провести биохимический анализ крови без специализированных инструментов просто невозможно.
Соответственно, специфические заболевания, характерные для Индии, выявляются уже на поздних стадиях. Аппарат, о котором идет речь, способен обнаруживать большое количество угроз. Сам он относительно недорогой, его можно без проблем транспортировать в любое место без использования специализированного транспорта.
Аппарат, конечно, пригоден и для проведения относительно простых анализов, вроде оценки количества красных кровяных телец или уровня глюкозы в крови.
Умный дверной звонок с распознаванием лиц
Это уже проект, полезный для владельцев домов и квартир. При помощи Raspberry Pi умелец создал дверной звонок с камерой, который может отличать знакомых и друзей, не путая их с чужими людьми. Как только человек появляется в зоне обнаружения, звонок звенит.
Громкость, интенсивность и прочие параметры звонка отличаются в зависимости от того, кто перед дверью — друг владельца или посторонний человек, например, курьер почтовой службы.
Для работы такой системы нужны Raspberry Pi 4 или Raspberry Pi 3, динамики, Wyze Cam V2, 2 карты памяти по 8 ГБ, одна для «малинки», вторая — для камеры. Монитор с HDMI-кабелем — это опционально.
Шикарный проект, который может понравиться многим. Если вам хочется попробовать свои силы — вот ссылка с описанием, где подробно рассказывается о нюансах сборки умного дверного звонка.
Коммерческий сервер
Есть много проектов DIY-серверов на базе «малинки». Ну а мы разработали коммерческое предложение на основе Raspberry Pi 4B. Кстати, в этом мы не одиноки — первыми вроде была сама компания Raspberry Pi Foundation, которая поставляет свои одноплатники миллионам пользователей по всему миру.
Кластер из 18 Raspberry Pi 4. Источник: raspberrypi.org
Разработчики решили создать сервер для своего сайта и успешно выполнили план. Для этого они собрали кластер из 18 «малинок» четвертого поколения с четырехъядерным процессором 1,5 ГГц и 4 ГБ RAM. Система прошла тесты и ее отправили в коммерческую эксплуатацию.
Ну а мы предлагаем сервер, в стоимость которого (499 рублей в месяц) входит:
Раритет и Raspberry
Речь идет о модификации «умершего» раритетного ПК из Франции, созданного в 1980-х. Речь идет о системе, которая называется Minitel 1B. Ее обнаружили во время одной из гаражных распродаж. К сожалению, компьютер не работал, а для его починки требовались дефицитные запчасти, плюс схема этого ПК, которую сложно достать.
В итоге было решено воссоздать систему, заменив старую электронную начинку на новую, плюс сделать компьютер автономным, встроив комплект аккумуляторов. В итоге менять пришлось почти все, кроме самого корпуса. Заменить, конечно, пришлось даже экран, поскольку ЭЛТ потребляет огромное количество энергии, да и экран тоже не работал.
В итоге его заменили на 10,4-дюймовый ЖК-дисплей. Клавиатура оригинальная, но для того, чтобы система ее принимала и воспринимала, потребовалось добавить Arduino Pro Micro. Автономно работать компьютер может от блока Li-Ion аккумуляторов. Батарея подзаряжается посредством USB-кабеля от внешнего источника.
Подробное описание того, как правильно выполнять трансформацию почти что антиквариатного ПК, можно найти здесь.
Raspberry Pi и Хеллоуин
Поскольку многие дети и взрослые любят Хеллоуин, современные технологии дают возможность сделать этот праздник максимально ярким, и, если так можно выразиться, интерактивным. Raspberry Pi как нельзя лучше подходит для этой цели.
Проект, о котором идет речь, разработала группа подростков — все они из одной семьи. Разработку нельзя назвать особенно сложной, но зато она идеально подходит для Хеллоуина.
Все, что нужно для воссоздания таких же тыкв, как на видео выше — Raspberry Pi Pico, светодиодные панели MAX7219 8×8, RP2040. Ах, да, еще потребуется немного MicroPython кода.
Вот здесь — все нюансы и подробности создания этого проекта.
Искусственный интеллект играет во Flappy Bird
Ну а этот проект — просто just for fun, он не имеет никакого практического смысла. Просто система, которая умеет отлично играть в некогда чрезвычайно популярную игру Flappy Bird. Разработчик системы использует ее не для игры, а как бы для украшения/декорирования собственного рабочего стола.
Компьютер, правда, иногда допускает ошибки. Минимальный результат, который показал ИИ на базе «малинки» — 9000 очков. Максимальный — около 30 000. Попробуйте набрать столько вручную…
Код и все прочие необходимые элементы можно найти вот здесь.
Собираем мини-ПК на базе Raspberry Pi 4 с дисплеем, демонстрирующим режим работы процессора
Сегодня я покажу вам, как собрать корпус для Raspberry Pi 4, который делает из «малинки» настоящий мини-компьютер.
Корпус кейса частично напечатан на 3D-принтере, частично — выполнен из прозрачного акрила, поэтому вы можете наблюдать «внутренности» нашего мини-ПК. Для охлаждения процессора я использовал кулер Ice Tower, но вентилятор прикрепил не к радиатору, а к стенке бокса.
Я также встроил OLED-дисплей в переднюю панель корпуса, который отображает IP-адрес «малинки» и такие данные, как показатели работы процессора и его температура, использование хранилища и памяти.
Вот видео сборки, корпуса и дисплея:
Что вам нужно, чтобы создать собственный десктопный мини-компьютер на Raspberry Pi 4
Для сборки не понадобится лазерный гравер, хотя он значительно облегчает изготовление деталей корпуса. Их всегда можно просто вырезать вручную с помощью имеющихся у вас инструментов либо воспользоваться сервисом лазерной резки. Я использовал настольный лазерный гравер K40.
Соберем наш корпус Raspberry Pi 4
Печатаем корпус на 3D-принтере
Я начал с создания 3D-модели будущего бокса в Tinkercad.
Разработал модель корпуса с учетом предполагаемого размещения Raspberry Pi внутри бокса. По плану порты USB и Ethernet доступны на передней панели, а порты питания, HDMI и аудио — на задней.
OLED-дисплей расположен на передней части корпуса, над портами. Наверху мы его мы закрепим двумя маленькими зажимами, внизу — пластиковым зажимом с винтом. Ранее я уже использовал этот способ при создании таймера реакции на базе Arduino.
Саму «малинку» установлю на латунные стойки, которые пришли в наборе вместе с Ice Tower. Я лишь добавил несколько отверстий под резьбу M2,5.
Я нечасто вытаскиваю SD-карту из «малинки», поэтому не стал добавлять вырез для более легкого ее извлечения. Если вы планируете это делать, просто добавьте круглый вырез в задней панели корпуса. Заменить SD-карту без этого выреза будет немного сложнее, так как вам нужно будет сначала вынуть ваш одноплатный компьютер из бокса.
Я напечатал на 3D-принтере корпус нашего мини-компьютера из черного пластика с высотой слоя 0,2 мм и заполнением 15%. При этом учел при печати вырезы для дисплея и портов на передней панели. Это легко сделать в программе для 3D-моделирования. Вам также потребуется напечатать небольшой пластиковый зажим для дисплея.
Встраиваем Raspberry Pi и кулер
Теперь, когда основная часть корпуса готова, давайте установим в него Raspberry Pi. Для начала ввинтим латунные стойки в отверстия в основании.
Заметьте, что я изменил ориентацию винтов и опор, идущих в наборе с Ice Tower, так, чтобы они ввинчивались прямо в нижнюю часть корпуса и не требовали сквозных отверстий. Если вы изучите руководство по Ice Tower, вы заметите, что стойки и винты установлены наоборот.
Нам нужно снять вентилятор с кулера, чтобы мы могли прикрепить его к прозрачной боковой панели. Мы ставим вентилятор именно здесь, чтобы убедиться, что холодный воздух забирается снаружи корпуса, а затем выходит через вентиляционные отверстия на противоположной стороне.
Установите опорные кронштейны на нижнюю часть радиатора Ice Tower в соответствии с инструкцией. Убедитесь, что вы все делаете правильно.
Поместите «малинку» на свое место, а затем используйте второй набор латунных стоек, вкрученных в «дно» корпуса, чтобы все закрепить.
Приклейте подушку радиатора к процессору и снимите верхний слой защитной пленки. Поместите радиатор Ice Tower на тепловую подушку на процессоре и закрепите его четырьмя винтами в латунных стойках.
Устанавливаем OLED-дисплей
Теперь нам нужно установить OLED-дисплей. Если контакты вашего дисплея не припаяны, припаяйте их к задней части дисплея.
Вставьте верхний край дисплея под пластиковые зажимы, а затем осторожно надавите на него, чтобы он встал на свое место.
Используйте тот зажим, что мы напечатали на 3D-принтере, и закрепите его маленьким винтом. Для затяжки винта может потребоваться гибкий вал или угловая отвертка на 90 градусов.
Теперь нам нужно подвести провода к OLED-дисплею. Вам нужно будет сделать 4 подключения к контактам интерфейса ввода/вывода общего назначения (GPIO) — два для питания и два для коммуникаций. Я сделал короткий соединительный кабель из соединительных штифтов DuPont и ленточного кабеля. Вы также можете использовать несколько штыревых разъемов или перемычки для макетных плат, чтобы подключить дисплей к вашей «малинке».
Когда кабель собран, подключить одну его сторону к задней стороне дисплея, а вторую — к контактам GPIO следующим образом:
Я заметил, что есть две версии этих OLED-дисплеев, порядок размещения контактов в них немного отличается. Поэтому просто убедитесь, что вы подключаете питание к правильным контактам.
Делаем акриловые стенки
В целом, с внутренними частями нашего кейса мы закончили. Теперь давайте сделаем акриловые стенки, чтобы завершить его.
Я снова открыл Tinkercad (бесплатная программа для 3D-моделирования — прим. ред.) и примерно прикинул, где должен быть радиатор Ice Tower, чтобы отверстия для крепления вентилятора были в правильном месте на боковых панелях. Затем я экспортировал изображение стенок кейса, чтобы открыть его в Inkscape и нарисовать макет для лазерной гравировки.
Мы делаем две акриловых стенки: одна с вентилятором для забора воздуха, вторая — с отверстиями для отработанного воздуха.
Можно удалить обводку детали, поскольку нам нужно вырезать только контур стенки и отверстия в ней. В целом, в модели нужно учесть отверстие для вентилятора и четыре отверстия для винтов. Также важно добавить отверстия для скрепления акриловой стенки с ранее распечатанным корпусом.
Затем я дублировал форму стенки, где будет установлен вентилятор, и нарисовал ряд шестиугольников на месте отверстия. Логика проста: шестиугольники — для потока отработанного воздуха.
Если у вас нет лазерного станка для столь точной и сложной резки, просто просверлите круглые отверстия (примерно 8 мм в диаметре), в том же месте.
Режем! Для боковых панелей я использовал прозрачный акрил толщиной 2 мм.
Вы можете использовать любой акрил, какой хотите, — полупрозрачный тонированный или непрозрачный. Наиболее доступно оргстекло толщиной 3 мм. В целом, толщина не имеет особого значения, просто у вас будут чуть более толстые края.
Чтобы установить вентилятор на боковую панель, нужно вдавить несколько гаек M3 в соответствующие пазы. Проще всего положить гайку на плоскую поверхность, расположить над ней нужное отверстие для закрепления вентилятора и давить, пока она не встанет на место. Гайки будут крепко держаться, поэтому вам не придется использовать гаечный ключ, чтобы удерживать их при затягивании винтов.
Если вы захотите использовать винтики от вентилятора, сразу скажу, что они будут слишком короткими, чтобы пройти сквозь акрил, вентилятор и гайку. Кроме того, это не лучший способ прикрепить вентилятор.
Прикрутите боковое стекло к корпусу, напечатанному на 3D-принтере, с помощью четырех винтов с шестигранной головкой M3 x 8 мм.
Сделать это будет сложновато, потому что внутри отверстий напечатанного корпуса нет резьбы.
Теперь подключите вентилятор к источнику питания на 5V и установите вторую акриловую панель (с отверстиями для выхлопа). Красный провод к Pin4 (5V), а черный — к Pin6 (Ground).
На этом сборка завершена. Наш настольный мини-компьютер на Raspberry Pi 4 готов. Теперь нам нужно, чтобы заработал дисплей.
Программируем OLED-дисплей
Чтобы дисплей заработал, нужно запустить скрипт на Python. Для этого вам требуется запустить «малинку».
Raspberry Pi обменивается данными с дисплеем по протоколу I2C, поэтому убедитесь, что это учтено в ваших настройках. Также проверьте, установлены ли у вас библиотеки python-smbus и i2c-tools. Они должны быть по умолчанию, но тут лучше перебдеть и все же проверить.
Скрипт ниже основан на одном из скриптов в библиотеке Python Adafruit для модулей OLED-дисплеев с некоторыми изменениями, внесенными Шахизатом Нургалиевым, чтобы добавить к отображаемым данным температуру процессора и изменить формат дисплея.
Вам нужно будет загрузить исходную библиотеку Adafruit с Github, чтобы завершить настройку, выполнив следующие действия.
Откройте новое окно терминала, затем перейдите в каталог библиотеки:
Установите библиотеку для Python 3:
Затем вы можете запустить указанный выше файл stats.py или пример файла stats.py в каталоге Adafruit — в этом случае вы просто получите немного другой макет отображения.
Перейдите в каталог, содержащий скрипт stats.py:
Рекомендую протестировать скрипт, чтобы убедиться, что дисплей работает без ошибок, прежде чем настроить его на автоматический запуск.
Чтобы настроить автоматический запуск скрипта, нужно найти каталог скрипта, затем открыть crontabи добавить строку для его запуска:
Очевидно, потребуется изменить название каталога / home / pi /, чтобы выделить тот, в котором вы сохранили нужный скрипт.
Не забудьте добавить & в конце, это сообщит «малинке» команду продолжить запуск и запустить скрипт в фоновом режиме.
Перезагрузите ваш Raspberry Pi для автоматического запуска скрипта. После этого вы должны увидеть обозначенную статистику на OLED-дисплее при запуске вашего мини-ПК.
10 крутых вещей, которые можно сделать на Raspberry Pi
Посмотрите, что можно сделать на компьютере размером с банковскую карту.
Raspberry Pi — это одноплатный компьютер размером не больше кредитной карты. Все его порты и компоненты компактно уложены, компьютер может питаться от USB, его можно носить в кармане, плюс стоит он намного дешевле, чем любой компьютер-моноблок.
Из минусов — у него нет собственного монитора (нужно подключать внешний), его хранилище ограничено картой памяти или USB-диском, и у него не самый шустрый процессор. Тем не менее на этой Raspberry можно сделать много прекрасных вещей. Вот несколько примеров.
1. Настоящий настольный компьютер
Сложность: 5/5.
Время: 5/5.
В Raspberry Pi можно вставить карточку с предустановленной операционной системой Raspbian и загрузить его как обыкновенный компьютер. Вы вряд ли сможете поиграть на нём в игрушки, но работать с документами, сидеть в интернете, слушать музыку и смотреть фильмы — без проблем. Также в базовый дистрибутив входит пакет офисных программ. И всё это на плате за 35 долларов!
Кроме самой платы вам будет нужна карта памяти, блок питания, монитор с HDMI-кабелем и мышка с клавиатурой. Всё остальное есть на самой плате: Wi-Fi, Bluetooth, сетевой порт и разъём для наушников.
2. Своё облачное хранилище
Сложность: 3/5.
Время: 2/5.
Зачем платить за облачные сервисы хранения данных, когда можно сделать свой? Если вы параноик и не хотите хранить личные фото на чужом сервере, то это — вполне ваш вариант. Тем более что размер хранилища и скорость загрузки зависят только от вас самих.
Настройка такого сервиса происходит в два этапа: сначала ставим Linux, например тот же Debian, а затем настраиваем удалённый доступ. В итоге своё облако можно приспособить для чего угодно: хранить почту, файлы, фото с отпуска, рабочие проекты для команды или фильмы, которые жалко удалять после просмотра.
Единственный минус — для бесперебойного доступа к файлам сервис должен работать круглосуточно.
3. Музыкальный плеер
Сложность: 2/5.
Время: 3/5.
Если у вас есть несколько часов свободного времени, хорошие колонки и интернет, то вот что вы можете получить:
Такой плеер подойдёт для фоновой музыки. Для меломанов и аудиофилов не подойдёт, потому что встроенный аудиочип на Raspberry даёт не самый чистый звук. Но можно подключить внешнюю карту!
4. Превращаем старый телевизор в домашний медиацентр
Сложность: 1/5.
Время: 2/5.
Продолжение предыдущей темы про развлечения. С помощью того же софта можно превратить любой, даже самый старый телевизор в полноценный домашний медиацентр — достаточно подключить его по HDMI. Если телевизор настолько стар, что там есть только древние «тюльпаны» — поможет переходник.
Ставим Kodi, настраиваем картинку, подключаем к сети — и можно смотреть сериалы и стримы даже на ламповых телевизорах. А если добавить клавиатуру, то телек превращается в медиамонстра, который работает с любым видеоконтентом мира.
5. Отопительная печь с беспроводным управлением
Сложность: 4/5.
Время: 5/5.
Умный дом — это не только погодные датчики и цветные лампы по комнатам. Как насчёт умного обогрева и реального огня? Один товарищ взял старую буржуйку, сделал недостающие детали и получил полностью автоматическую регулировку температуры с удалённым управлением через интернет.
Официальное предупреждение: это всё действительно работает, но требует инженерного образования и знания физики и термодинамики. Не нужно собирать такую систему и управлять открытым огнём из газового баллона, если вы первый раз в жизни держите в руках газовый клапан низкого давления.
6. Домик для птиц с видеонаблюдением
Сложность: 1/5.
Время: 2/5.
Орнитологи будут в восторге: можно наблюдать за птицами в любое время и даже делать стримы. Всё, что для этого нужно — картонная коробка, скотч, инфракрасные светодиоды и внешний модуль камеры. Птицам на самом деле всё равно, как выглядит скворечник, а вы получаете классные снимки в любое время.
7. Ламповые настольные часы на газоразрядных индикаторах
Сложность: 3/5.
Время: 4/5.
Крутой проект, который соединяет хай-тек и стимпанк. За первую часть отвечает Raspberry Pi, который управляет всеми лампами и синхронизирует время через интернет, за вторую — лампы Nixie. Выглядит дорого и винтажно, как и должен выглядеть настоящий гиковский продукт.
Если не нравится оранжевый свет, есть такие же лампы, но с фиолетовым свечением. Хотите впечатлить увлечённого технологиями человека — соберите для него такие часы.
8. Робот-манипулятор
Сложность: 4/5.
Время: 4/5.
До Скайнета пока далеко, но сделать роботизированную руку теперь под силу каждому. Единственная сложность — почти все детали придётся печатать на 3D-принтере. После сборки можно двигать этой рукой во всех плоскостях, захватывать мелкие предметы и перекладывать их с места на место.
Если добавить ещё один манипулятор, то появится вторая рука, а если ещё два, то и ноги. Голову пока лучше не делать.
9. Квадрокоптер
Сложность: 4/5.
Время: 5/5.
Алексей из Ижевска сделал крафтовый квадрокоптер на Raspberry Pi. По сути коптер — это летающий сервер. Изначально задумка была такая: сделать квадрокоптер в виде саней Деда Мороза, который бы сам и под музыку развозил по офису подарки для сотрудников.
Внутри у него стоит Raspbian — адаптированный именно для этого железа вариант Linux. Можно ставить и другое, но работать будет не так стабильно. Камера тоже есть.
10. Кормушка для птиц с Telegram-ботом для фотографий
Сложность: 3/5.
Время: 3/5.
У Антона Мальцева была идея: прилетает птичка в уличную кормушку — вжуууух — она оказывается на телефоне. Главная мысль — чтобы система автоматически обнаруживала всех прилетающих к кормушке, определяла, что это за птица, делала и выбирала лучшую фотографию, а потом выкладывала её куда-нибудь и вела статистику посещаемости.
Вот что получилось реализовать в итоге: