Projekty Raspberry Pi dla początkujących – co można zrobić z Raspberry Pi

Raspberry Pi to seria jednopłytkowych komputerów o niskim poborze mocy, stworzona przez fundację Raspberry Pi. Pierwotnie stworzony, aby uczyć dzieci podstaw informatyki i programowania w krajach rozwijających się, Raspberry Pi został stworzony z naciskiem na niskie wymagania dotyczące zasilania, niską cenę i łatwość użytkowania.

Jednak ze względu na swoją elastyczną naturę i niską cenę, zaczynając od zaledwie 35 USD w 2012 roku, Raspberry Pi znalazło dom w rękach entuzjastów technologii, modderów i naukowców. Od tego czasu rozszerzył się znacznie poza pierwotny przypadek użycia.

Przyjrzyjmy się projektom Raspberry Pi dla początkujących, co ma do zaoferowania i co możesz z nim zrobić samodzielnie.

sprzęt komputerowy

Na przestrzeni lat Fundacja Raspberry Pi wypuściła na rynek różne modele komputera Raspberry Pi. Poza normalnymi generacjami (tj. Raspberry Pi, Raspberry Pi 2 itp.), istnieją również pewne odmiany funkcji, takie jak Model A, B, A+ i B+.

Patrząc na powszechnie dostępne modele, mamy –

1. Raspberry Pi (pierwsza generacja) – wprowadzony na rynek w 2012 r.

• Procesor – Jednordzeniowy ARM 6 @ 700 MHz
• Architektura – ARMv6 (32-bitowy)
• SOC – Broadcom BCM2835
• GPU - Broadcom VideoCore IV @ 250 MHz
• RAM - 256 MB do 512 MB, w zależności od modelu
• Cena w momencie premiery – $35

2. Raspberry Pi 2 (drugiej generacji) – wprowadzony na rynek w 2015 r.

• Procesor – Czterordzeniowy ARM Cortex A7 @ 900 MHz
• Architektura – ARMv7-A (32-bitowy)
• SOC – Broadcom BCM2836
• GPU - Broadcom VideoCore IV @ 300 MHz
• RAM - 1GB
• Cena w momencie premiery – $35

3. Raspberry Pi 3 (trzecia generacja) – wprowadzony na rynek w 2016 r.

• Procesor – Czterordzeniowy ARM Cortex A53 @ 1200 MHz
• Architektura – ARMv8-A (32 bity / 64 bity)
• SOC – Broadcom BCM2837
• GPU - Broadcom VideoCore IV @ 400 MHz
• RAM - 1GB
• Cena na uruchomienie - $ 35

4. Raspberry Pi Zero – wprowadzony na rynek w 2015 r.

• Procesor – Jednordzeniowy ARM 6 @ 1000 MHz
• Architektura – ARMv6 (32-bitowy)
• SOC – Broadcom BCM2835
• GPU - Broadcom VideoCore IV @ 250 MHz
• RAM - 512 MB, w zależności od modelu
• Cena w momencie premiery – $5

Wszystkie warianty Pi mają różną liczbę portów USB (najczęściej 4 porty USB 2.0 w wariancie B+), wyjście wideo przez HDMI lub AV/RCA oraz zestaw pinów I/O ogólnego przeznaczenia (GPIO).

Komputer jednopłytkowy Raspberry Pi może uruchamiać różne systemy operacyjne, głównie oparte na systemie Linux. Nowsze Raspberry Pi 2 i Raspberry Pi 3 mogą również uruchamiać wyspecjalizowany system operacyjny Windows 10 IoT Core oparty na jądrze Windows NT.

Najlepszy system operacyjny Raspberry Pi

1. Raspbian (oficjalny system operacyjny firmy Raspberry Pi Foundation)
2. Ubuntu
3. Fedora
4. openSUSE
5. Gentoo Linux
6. CentOS
7. FreeBSD
8. Rdzeń systemu Windows 10 IoT
9. Kali Linux

Oprócz uogólnionych systemów operacyjnych istnieją również wyspecjalizowane kompilacje systemów operacyjnych dla Pi, które zwykle służą jednemu celowi. Na przykład -

1. RasPlex (Do strumieniowego przesyłania multimediów i używania jako Media Box w TV) O
2. penELEC (do użytku serwera mediów)
3. RetroPie (Do emulacji konsol do gier Retro)
4. OpenWRT (Do użytku jako router sieciowy)

Widzimy wyraźnie, że Raspberry Pi to niezwykle zróżnicowana platforma komputerowa, ale ty, jako normalny użytkownik, co możesz zrobić z jednym z tych złych chłopców? Rzućmy okiem na kilka ciekawych projektów, które możesz zrealizować na platformie Raspberry Pi.

Projekty Raspberry Pi dla początkujących

1. Komputer osobisty

Zaczynając od najprostszego z całej gamy. Zasadniczo Raspberry Pi to tak naprawdę mały komputer. A do tego dochodzi cała funkcjonalność, jakiej oczekuje się od komputera.

Dla przeciętnego użytkownika domowego (korzystanie z przeglądania Internetu, odtwarzania muzyki, filmów, pobierania plików, edycji dokumentów itp.) Raspberry Pi ma wystarczającą moc, aby obsłużyć Twoje obciążenie.

Czego potrzebujesz

• Raspberry Pi (przynajmniej Pi 2 lub Pi 3)
• Karta MicroSD (najlepiej minimum 16 GB)
• Zasilacz USB (większość ładowarek mobilnych będzie działać dobrze)
• Monitor/telewizor do wyświetlania
• Klawiatura i mysz

Jak to skonfigurować

Pobierz obraz Raspbian stąd – https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_latest

1. Na komputerze PC lub laptopie zainstaluj Etcher (dostępny dla komputerów Mac, Windows i Linux)
2. Podłącz kartę microSD do urządzenia
3. Wybierz plik obrazu w Etcher i zapisz go na karcie SD
4. Włóż kartę microSD do Raspberry Pi
5. Podłącz Pi do monitora, klawiatury i myszy i włącz je

Po skonfigurowaniu Pi zostaniesz powitany prostym interfejsem użytkownika PIXEL, prezentowanym przez Raspbian OS. Możesz od razu zacząć z niego korzystać, ponieważ większość niezbędnego oprogramowania jest już wstępnie zainstalowana.

Zalecamy dodatkowe oprogramowanie, które można zainstalować, aby w pełni wykorzystać możliwości komputera stacjonarnego.

• RhythmBox – odtwarzacz muzyki
• TBOPlayer – odtwarzacz wideo
• GIMP – Edytor obrazów
• Transmisja – Klient Torrent

Istnieją inne systemy operacyjne typu open source dostępne dla Pi, z których najpopularniejszym jest Ubuntu MATE. Podczas gdy inne systemy operacyjne mają swoje zalety i wady, wolimy Raspbian, ponieważ jest to nie tylko oficjalnie obsługiwany przez Raspberry Pi Foundation, ale także najszybszy i najbardziej zoptymalizowany system operacyjny dla Raspberry Pi.

2. Komputer do kina domowego

Co zrobić, jeśli nie chcesz używać Pi do regularnego użytkowania? Co jeśli chcesz odtwarzać muzykę, oglądać filmy, programy telewizyjne. Krótko mówiąc, co jeśli zamierzasz zrobić z tego centrum medialne.

Istnieją przede wszystkim dwie metody, jedną z nich jest skonfigurowanie Pi jako zwykłego komputera, a następnie zainstalowanie odpowiedniego oprogramowania. Druga metoda, ta, którą omówimy dzisiaj, jest zdecydowanie lepszą metodą. Jest to użycie specjalistycznego systemu operacyjnego stworzonego właśnie w tym celu.

Dostępnych jest wiele systemów operacyjnych, w tym RasPlex, Open Source Media Center (OSMC) i Kodi (XBMC).

Czego potrzebujesz

• Raspberry Pi (najlepiej Pi 2 lub Pi 3)
• Karta MicroSD (najlepiej minimum 16 GB)
• Zasilacz USB (większość ładowarek mobilnych będzie działać dobrze)
• Monitor/telewizor do wyświetlania
• Klawiatura i mysz
• Zewnętrzny dysk twardy (do przechowywania multimediów)

Jak to skonfigurować

1. Pobierz obraz OSMC stąd – https://osmc.tv/
2. Na komputerze PC lub laptopie zainstaluj Etcher (dostępny dla komputerów Mac, Windows i Linux)
3. Podłącz kartę microSD do urządzenia Wybierz plik obrazu w Etcher i zapisz go na karcie SD
4. Włóż kartę microSD do Raspberry Pi
5. Podłącz Pi do monitora, klawiatury i myszy i włącz je
6. Dodaj multimedia za pomocą interfejsu użytkownika i jesteś gotowy do działania

W tym przewodniku wykorzystaliśmy popularną dystrybucję OSMC. Opiera się na Kodi, z natywną obsługą OMXPlayer (przyśpieszone sprzętowo odtwarzanie na Raspberry Pi). Jest również wyposażony w zgrabny interfejs użytkownika, dzięki czemu jest łatwy w użyciu i zachwycający.

3. Sieciowy serwer pamięci masowej

Network Attached Storage, w skrócie NAS, to obecnie bardzo ważna koncepcja. Pomysł jest prosty, urządzenie pamięci masowej dostępne w całej sieci, a nawet udostępniane w Internecie.

Bardzo sensowne jest przechowywanie dokumentów, multimediów, zdjęć i innych plików w centralnej pamięci, aby zapobiec duplikowaniu danych na wielu urządzeniach (telefon, komputer, tablet itp.), a jednocześnie mieć do nich dostęp w razie potrzeby.

Konfiguracja NAS na Pi nie jest szczególnie prostym procesem, ponieważ wymaga ręcznej konfiguracji.

Czego potrzebujesz

• Raspberry Pi (najlepiej Pi 2 lub Pi 3), konfiguracja z systemem operacyjnym.
• Zewnętrzny dysk twardy / pendrive (który zamierzasz udostępnić)
• Połączenie sieciowe (LAN lub WiFi)

Zakładamy, że masz już konfigurację Raspberry Pi z Raspbianem, dla tego przewodnika. Jeśli jeszcze go nie masz, zapoznaj się z projektem #1, aby uzyskać przewodnik. Zamierzamy skonfigurować serwer Samba na naszym Raspberry Pi.

Uruchom terminal na swoim Raspberry Pi

Zaktualizuj naszą dystrybucję Raspbian

• sudo apt-get update
• sudo apt-get upgrade
• sudo apt-get dist-upgrade

Zainstaluj ntfs-3g dla obsługi NTFS na naszym Pi

• sudo apt-get zainstaluj ntfs-3g

Podłącz dysk twardy do Pi przez USB

• sudo fdisk –l
• sudo mkdir /mnt/NAS

Utwórz użytkownika, aby zalogować się jako

• sudo useradd pi –m –G użytkowników
• sudo hasło pi

Edytuj fstab, aby automatycznie zamontować nasz dysk twardy podczas uruchamiania

• sudo nano / etc / fstab

Dodaj następujące na dole pliku

• /dev/sda1 /mnt/NAS ntfs-3g uid=pi, gid=pi 0 0

Zrestartuj swoje Pi

Zainstaluj Sambę

• sudo apt-get zainstaluj sambę samba-common-bin

Edytuj konfigurację Samby

• sudo nano /etc/samba/smb.conf

Dodaj następujące elementy na dole pliku, aby skonfigurować nasz dysk

• [NAS]
• komentarz = NAS
• ścieżka = /mnt/NAS
• poprawni użytkownicy = @użytkownicy
• wymuś grupa = użytkownicy
• utwórz maskę = 0660
• maska ​​katalogu = 0771
• tylko odczyt = nie

Uruchom ponownie serwer Samba i połącz użytkownika z serwerem

• restart sudo /etc/init.d/samba
• sudo smbpasswd – a pi

W ten sposób konfigurujesz NAS na swoim Pi. Teraz przejdź na laptopa / komputer stacjonarny / telefon komórkowy, z którego zamierzasz uzyskać dostęp do pamięci.

Dodaj pamięć sieciową

1. Na Macu -> Finder – Połącz z serwerem
2. W systemie Windows -> Dodaj lokalizację sieciową
3. Na urządzeniu mobilnym -> Użyj aplikacji do zarządzania plikami, takiej jak ES File Explorer lub Solid Explorer

Jako adres IP serwera wpisz smb:// . Okno dialogowe poprosi o nazwę użytkownika i hasło. Wprowadź je zgodnie z konfiguracją. Wtedy będziesz mógł uzyskać dostęp do swoich plików w dowolnym miejscu w sieci.

4. Router bezprzewodowy

Jesteśmy prawie pewni, że masz w domu router WiFi. Ale może chcesz jeszcze jeden. Może dla gości. Może dla twojego osobistego serwera DNS. Nie obawiaj się, nie musisz już kupować innego routera WiFi za to samo. Na ratunek przychodzi nasze niezawodne Raspberry Pi.

Czego potrzebujesz

• Raspberry Pi, konfiguracja z systemem operacyjnym.
• Adapter USB WiFi (tylko modele selektywne), zalecamy adapter Edimax Wireless 802.11 b/g/n nano USB

Jak to skonfigurować

1. Zainstaluj oprogramowanie routera
2. sudo apt-get install isc-dhcp-server
3. wget https://github.com/jenssegers/RTL8188-hostapd/archive/v1.1.tar.gz
4. tar –zxvf v1.1.tar.gz
5. cd RTL8188-hostapd-1.1/hostapd
6. sudo zrobić
7. sudo zainstaluj
8. Skonfiguruj serwer ISC-DHCP
9. sudo nano /etc/dhcp/dhcpd.conf
10. Skomentuj następujące wiersze
11. opcja nazwa domeny „example.org”;
12. opcja serwery nazw domen ns1.example.org, ns2.example.org;
13. Odkomentuj tę linię
14. #autorytatywny;

Następnie

Definiujemy parametry serwerów DHCP

• podsieć 192.168.0.0 maska ​​sieci 255.255.255.0 {
• zakres 192.168.0.101 192.168.0.150;
• opcja adres-rozgłoszeniowy 192.168.0.255;
• routery opcjonalne 192.168.0.1;
• domyślny czas dzierżawy 600;
• max-czas najmu 7200;
• opcja nazwa domeny „sieć lokalna”;
• opcja serwery nazw domen 8.8.8.8, 8.8.4.4;
• }

Następnie edytujemy isc-dhcp-server

• sudo nano /etc/default/isc-dhcp-server
• Zaktualizuj interfejsy do INTERFEJSÓW = ”wlan0”
• Zaktualizuj /etc/network/interfaces
• sudo ifdown wlan0
• sudo nano /etc/sieć/interfejsy

Skonfiguruj HostAPD

• sudo nano /etc/hostapd/hostapd.conf
• Możesz zmienić SSID i hasło WPA w tym pliku

Włącz translację adresów sieciowych (NAT)

• sudo nano /etc/sysctl.conf
• Dodaj linię net.ipv4.ip_forward=1
• sudo sh –c „echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward”
• sudo ifup wlan0
• sudo iptables –t nat –A POSTROUTING –o eth0 –j MASKARADA
• sudo iptables –A FORWARD –I eth0 –o wlan0 –m state –stan RELATED,ESTABLISHED –j AKCEPTUJĘ
• sudo iptables –A DO PRZODU –I wlan0 –o eth0 –j AKCEPTUJĘ

Uruchamianie routera bezprzewodowego

• uruchomienie usługi sudo isc-dhcp-server
• sudo usługa hostapd start

Ostateczna konfiguracja

• sudo update-rc.d hostapb włącz
• sudo update-rc.d isc-dhcp-server włącz
• sudo sh –c „iptables-save > /etc/iptables.ipv4.nat”
• Do pliku /etc/network/interfaces dodaj tę linię
• up iptables-restore < /etc/iptables.ipv4.nat

To wszystko, teraz masz swój własny router bezprzewodowy. Uruchom ponownie Raspberry Pi i sprawdź cud, który właśnie stworzyłeś.

5. Retro konsola do gier

Chcesz wrócić do wszystkich gier z dzieciństwa, tych niezliczonych godzin spędzonych na ściskaniu przycisków, oglądając nasze telewizory. RetroPie przywraca nostalgię do współczesnego świata.

RetroPie obsługuje wiele konsol, w tym

1. Amiga
2. Apple II
3. Atari 2600
4. Commodore 64
5. Dreamcast
6. Game Boy Advance
7. gra Cube
8. Game Boy
9. Geneza
10. Neo Geo
11. Nintendo DS
12. Nintendo Entertainment System
13. Playstation 1
14. Playstation 2
15. Playstation Portable
16. System rozrywki Super Nintendo
17. Wii

Konfiguracja RetroPie to bardzo łatwy proces, tak prosty jak konfiguracja Raspbian.

Czego potrzebujesz

• Raspberry Pi (przynajmniej Pi 2 lub Pi 3)
• Karta MicroSD (najlepiej minimum 16 GB)
• Zasilacz USB (większość ładowarek mobilnych będzie działać dobrze)
• Monitor/telewizor do wyświetlania
• Klawiatura i mysz
• Kontroler gier (opcjonalnie)

Jak to skonfigurować

1. Pobierz najnowszy obraz RetroPie stąd – https://retropie.org.uk/download/
2. Na komputerze PC lub laptopie zainstaluj Etcher (dostępny dla komputerów Mac, Windows i Linux)
3. Podłącz kartę microSD do urządzenia
4. Wybierz plik obrazu w Etcher i zapisz go na karcie SD
5. Włóż kartę microSD do Raspberry Pi
6. Podłącz Pi do monitora, klawiatury i myszy i włącz je

6. Programowanie i edukacja

Skoro już przy tym jesteśmy, dlaczego nie wykorzystać Raspberry Pi zgodnie z jego pierwotnym przeznaczeniem. Raspberry Pi zostało pierwotnie zaprojektowane do nauczania informatyki i podstawowego programowania dzieci w krajach rozwijających się. W rzeczywistości system operacyjny Raspbian jest dostarczany z bardzo dobrą biblioteką IDE i narzędzi, dzięki którym możesz zacząć od razu po wyjęciu z pudełka.

Raspbian jest wyposażony w

• NiebieskiJ
• Geany
• Python
• Węzeł-CZERWONY
• Jawa Zielonych Stóp
• Scratch
• Wolfram
• Sonic pi

To zdrowy zestaw fajnych środowisk IDE na początek. A kiedy chcesz się rozwijać, Pi będzie uruchamiać popularne IDE, takie jak CodeBlocks i Eclipse, bez wysiłku. Automatyka domowa

W dzisiejszych czasach modnym hasłem jest Internet Rzeczy. W koncepcji jest to bardzo prosta rzecz, urządzenia w twoim domu, wszystkie podłączone do Internetu, mogące komunikować się ze sobą, działać w razie potrzeby oraz być zaplanowane i sterowane zdalnie.

Wyobraź sobie, że Twoja kuchenka mikrofalowa podgrzewa jedzenie, gdy wchodzisz do pokoju, światła w przedpokoju zapalają się automatycznie, a muzyka działa na Twoje zmysły. Na to właśnie dominuje automatyka domowa, na którą pozwala Internet Rzeczy.

Aby skonfigurować Raspberry Pi jako kontroler IoT, mamy do wyboru systemy operacyjne

• Rdzeń systemu Windows 10 IoT
• Android dla rzeczy

Jak to właściwie działa? Masz w swoim domu zestaw czujników / kamer / blasterów podczerwieni, a nawet uruchamiasz je ręcznie, zgodnie z potrzebami. Korzystając z pośredniego Raspberry Pi, możesz sterować oświetleniem, wentylatorami, urządzeniami za pomocą sygnału przez sieć, powiedzmy aplikację w telefonie, zgodnie z harmonogramem lub za pomocą danych z czujników.

Co jeszcze?

Na tym magia Raspberry Pi się nie kończy. Istnieje wiele innych zastosowań, w tym robotyka, przekształcanie telewizora w Smart TV, Smart Mirrors, Home Security, łączenie Pi w platformę superkomputerową i wiele więcej.
W rzeczywistości, jeśli możesz o tym marzyć, prawdopodobnie możesz to zrobić na Raspberry Pi.

Wniosek – projekty Raspberry Pi dla początkujących

Przyjrzeliśmy się dzisiaj komputerowi jednopłytowemu Raspberry Pi kompleksowo. To, co zaczęło się jako nieszkodliwie wyglądający mikrokomputer, jest dziś na całym świecie, zakorzenione głęboko w społeczności entuzjastów.

Według Raspberry Pi Foundation do 10 roku sprzedano ponad 2016 milionów Raspberry Pi, co czyni go jednym z najlepiej sprzedających się komputerów na świecie.

Dzięki takiej elastyczności i zróżnicowanemu wykorzystaniu, w połączeniu z prostą w obsłudze płytą i niską ceną, zaczynając od zaledwie 5 USD za Raspberry Pi Zero, łatwo zrozumieć, dlaczego rewolucja Pi szturmem podbiła świat.