Интересные проекты на Raspberry Pi: от счетчика Гейгера до коммерческих серверов
Raspberry Pi, наверное, самые популярные одноплатники в мире. Большинство моделей недорогие, а их возможности позволяют использовать платы в очень широком спектре самых разных проектов. Последние могут быть как очень простыми — например, управление светодиодной подсветкой, до чрезвычайно сложных.
Сегодня предлагаем поговорить об интересных проектах, основа которых — «малинка». Количество таких разработок просто зашкаливает, так что для того, чтобы охватить хотя бы небольшую их часть, придется писать несколько томов. Вместо этого мы составили субъективную подборку проектов, каждый из которых чем-то выделяется из ряда себе подобных. В общем, поехали!
Детектор вредных насекомых для садоводов
Ученые из Университета Тренто разработали на основе «малинки» детектор вредоносных насекомых. Это устройство представляет собой ловушку. Насекомые попадают внутрь, а электронный модуль с камерой делает снимки содержимого.
Есть и модуль распознавания изображений на основе Raspberry Pi, который определяет соотношение вредоносных насекомых к обычным. Если этот показатель превышает норму, система оповещает владельца о том, что пора начинать борьбу с вредителями. Таким образом, садоводам не нужно постоянно опрыскивать насаждения инсектицидами или предпринимать какие-либо иные шаги.
Вся эта система основывается на Raspberry Pi 3. Изначально команда проекта рассматривала и четвертую «малинку», но решила остановиться на предыдущей модели. Ее ресурсов вполне хватает для нужд проекта, а стоит она дешевле. Энергию детектор получает от солнечных батарей — поскольку вся система находится на открытой местности, проблему энергоснабжения решить очень просто.
Оборудование для МКС
«Малинки» есть и в космосе — речь идет о проекте Astro Pi, в рамках которого пара Raspberry Pi постоянно находится на борту МКС. Задача этого оборудования — реализация различных идей, предложенных учащимися школ. Причем кодовая база проектов пишется самими школьниками. Сейчас проект получил мощный апгрейд — предыдущие версии «малинки» заменили на Raspberry Pi 4. Новые системы отправятся в космос в декабре вместе со SpaceX Dragon Cargo.
Компьютеры, которые работают сейчас на МКС, получили собственные имена — это Иззи и Эд (Izzy и Ed). С их помощью эксперименты в космосе смогли провести около 15 000 младше 19 лет из разных стран Европы. Теперь эти компьютеры заменяют на Mark II — две платы Raspberry Pi 4 с ОЗУ 8 ГБ, оснащенные Sense HAT (коммутационные платы, предназначенные для базового сбора данных с датчиков), высококачественными камерами и USB-ускорителем Coral для задач машинного обучения. У этих компьютеров теперь тоже есть имена — VIS (основная задача — фотографирование Земли в видимом спектре) и IR (то же самое, только в инфракрасном спектре).
Счетчик Гейгера
Мониторинг уровня радиационного заражения разных объектов — важная задача. Как для ученых, государственных организаций, так и для обычных людей. Счетчики Гейгера могут быть полезны для оценки заражения продуктов, строительных материалов, транспортных средств и т.п.
Ну а сделать собственный счетчик можно при помощи прямых рук, примерно $100 долларов и «малинки». При этом нужна модель Raspberry Pi Zero W.
Состоит система из трех основных модулей:
- Raspberry Pi Zero W.
- Плата RadiationD-v.1.1 Cajoe.
- ЖК дисплей формата 2*16.
Самое дороге в этой схеме — плата RadiationD-v.1.1 Cajoe. «Малинка» нужна для обработки данных, передаваемых первой платой с их отправкой на дисплей. В целом, ничего сложного — здесь даже паять почти не нужно, буквально пара проводков.
Медиацентр для автомобиля
Если вас чем-то не устраивает текущий медиацентр в авто, можно заменить его на DIY-систему, основа которой — Raspberry Pi. Собрал систему с нуля разработчик по имени Дэвид Бургесс. Ниже — видео, где подробно показаны возможности системы и многие ее технические нюансы.
Работает все это на базе Linux. Для того, чтобы создать собственную систему, необходим 3D-принтер, поскольку разные детали корпуса нужно печатать, в продаже их нет. Да и для каждой модели автомобиля корпус будет разным — как его размеры, так и форма.
Проект не особенно дорогой, но времени на его реализацию понадобится прилично. Так что, если вдруг решите повторить этот опыт, будьте готовы к временным затратам. Ах, да, еще потребуется софт для управления медиацентром. Это платное приложение OpenAuto Pro.
Мониторинг ценных бумаг
На Хабре немало читателей, владеющих акциями разных компаний. Возможно, кого-то заинтересует проект на базе «малинки». При помощи небольшого устройства можно отслеживать самые актуальные на данный момент позиции и получать уведомления, если цена падает или поднимается до необходимого пользователю уровня.
Система берет данные из Yahoo Finance RapidAPI. Бесплатно можно отправлять 500 запросов в месяц, чего должно вполне хватить обычному пользователю. Для отрисовки графика используется Pillow, опенсорсная библиотека для работы в Python.
Частота обновления экрана — 2-3 секунды. В качестве инструмента для оперативного отслеживания стоимости ценных бумаг этот проект не подходит, но как вспомогательный инструмент — вполне.
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:
- 1 общий публичный IP-адрес
- Круглосуточная поддержка
- Размещение в ЦОД уровня TIER III
- Оперативная замена неисправных комплектующих
Ультрапортативный ПК
Этот проект, вероятно, потребует максимальных затрат времени, поскольку нужно найти и собрать вместе разные элементы системы, причем сделать это аккуратно и точно. Выглядит этот девайс, как UMPC из 2000-х, навевая ностальгию (примерно такую же, как этот телефон из 1998 года).
Корпус же придется распечатать, причем есть уже готовая моделька — на Thingiverse.
Центральный элемент системы — Raspberry Pi Zero, 2, 3 или 4, здесь все зависит от потребностей того, кто собирается реализовать проект. Есть одна небольшая сложность — кастомная плата, которая подключается к «малинке» посредством GPIO. Клавиатура припаивается к той же плате. Есть еще джойстик, который используется в качестве мыши. Но можно подключить и обычную беспроводную мышь.
Называется это чудо инженерной мысли MutantC, а подробное его описание можно найти здесь.
DIY-проекты на базе Raspberry Pi в июне 2022 года: много идей хороших и разных
Огромные фотографии, которые печатают при помощи термопринтера
Источник изображения: Reddit
Ни для кого не секрет, что термопринтеры могут печатать не только чеки, но и все, что угодно. Но этот проект открывает еще одну грань возможностей таких устройств — его автору, который известен под ником -PJFry-, удалось научить свой термопринтер создавать огромные фотографии. Они оставляются из отдельных участков, напечатанных на ленте кассового чека.
Основа всего — Raspberry Pi Zero, который служит мозгом всей этой системы. Как говорит автор, идею он почерпнул на разных ресурсах, где увидел, на что способны термопринтеры. Он решил разработать систему, которая может гораздо больше того, что было доступно термопринтерам до сих пор.
Проект разрабатывался чисто для фана, а не для каких-то практических целей, хотя, возможно, кому-то такая идея пригодится и для работы.
Как утверждает автор, в проекте может быть задействован абсолютно любой термопринтер, правда, конечно, конкретную модель придется адаптировать под такую систему. Кроме того, вместо Zero можно использовать и 3B+ или Pi 4. Но, поскольку Zero относительно недорог, то именно его и было решено выбрать.
Что касается программного обеспечения, то за основу взята библиотека Python, которая называется python-escpos. Она доступна на GitHub. Вот ссылка на тред проекта на Reddit.
Raspberry Pi Zero 2 W Robot для сумо
Источник изображения: Raspberry Pi Zero 2 W Robot
Оказывается, есть соревнование роботов-сумоистов, которое имеет обширное комьюнити. Робот, о котором пойдет речь ниже, разработан специально для этой цели — участия в таких соревнованиях. Его основой служит Raspberry Pi Zero 2 W.
Главная задача роботов в этом соревновании — уронить противника на землю. Никаких инструментов для уничтожения друг друга, как в некоторых других соревнованиях, у таких роботов нет. Но все равно, получается достаточно зрелищно.
Обычно в качестве основы разработчики берут ардуино, но здесь автор проекта решил пойти по новому пути, и создать свой девайс на основе Raspberry Pi Zero 2 W. В качестве дополнения служит микроконтроллер STM32. Он служит для обеспечения питанием Pi, а также для управления сервоприводами, работой с сенсорами, работой со светодиодами. Специально для своего устройства автор создал кастомизированную уникальную плату.
К слову, все, что использовано для разработки, автор открыл для всех желающих, так что теперь создать собственного робота-сумоиста может любой любитель робототехники. Ссылка на оригинальный проект — вот на этой страничке.
Добавляем визуальные эффекты к музыке
Источник изображения: Slimshader
А это — синтезатор с возможностью добавления визуальных эффектов к своим мелодиям. Просто глоток свежего воздуха в мире разработки кастомных синтезаторов. Эффекты могут выводиться как аналогово, так и при помощи HDMI, вывод — в режиме реального времени. В целом, система работает для того, чтобы графика соответствовала мелодии.
Разработана система с нуля. Основа, как обычно — Raspberry Pi, иначе проект не оказался бы в этой подборке. Система совместима практически со всеми современными моделями «малинок», включая Raspberry Pi Zero W, Raspberry Pi Zero 2 W и Raspberry Pi 3B.
Изменять графику можно при помощи широкого ряда органов управления на панели прибора. Автор говорит, что создал свой прибор для музыкантов и артистов, которые выступают вживую.
Вот официальная страничка проекта, который называется Slimshader.
Новая жизнь для Retro Psion 5MX PDA на базе «малинки»
Источник изображения: Raspberry Pi Psion 5MX
О ставших культовыми коммуникаторах Retro Psion 5MX PDA на Хабре писали не раз и не два. Сейчас хорошая новость для тех, кто хотел бы добавить новые функции к своему устройству, не модифицируя его. Речь идет о возможности отправлять твиты при помощи девайса из 90-х.
Система, о которой идет речь, представляет собой своеобразный модуль к девайсу, который располагается снаружи, а не внутри корпуса. Для его работы понадобится гора адаптеров (их видно на фото), но оно того стоит. Конструкция не такая уж и сложная, а детали проекта можно узнать на страничке проекта Raspberry Pi Psion 5MX.
Когда все загружается, то система выгружается в терминал на «малинке», причем интерфейс показан на экране PDA. Как и все прочие проекты в этой подборке, этот разработан чисто для фана, а не для практических целей. Их, наверное, уже и быть не может, если учитывать возраст устройства, хотя, конечно, мы можем и ошибаться.
Карта памяти для PlayStation
Несмотря на то, что сейчас есть множество вариантов карт памяти для старых PS, которые поставляются в промышленных масштабах, автор этого проекта создал собственный вариант. Он использовал «малинку» для эмуляции карты памяти, и надо заметить, все работает неплохо. Правда, требуется много проводов и конструкция выглядит не особо круто (хотя кому как), но это все работает! Вот демонстрация работы системы.
Плюсом проекта является то, что в карте памяти есть USB-интерфейс, так что сейвы можно загружать на ПК и выгружать обратно на карту памяти. Собственно, с этой целью автор и создал проект — чтобы иметь возможность сохранять свои сейвы и использовать их в любое подходящее время.
К сожалению, сейчас для создания такого устройства приходится разбирать оригинальную карту, но в ближайшем будущем автор проекта создаст кастомную плату, которая решит эту проблему. Проект называется PicoMemcard.
Лучшие проекты на Raspberry Pi начала 2022 года, на которые стоит обратить внимание
DIY-электроника всегда была чем-то особенным, атмосферным. Ну а одноплатники и микроконтроллеры Raspberry Pi привнесли в эту отрасль много нового. Проектов на базе «малинок» просто огромное количество, и далеко не все из них имеют какую-то «изюминку», из-за которой на них стоит обращать внимание. Но проекты, о которых говорится под катом, по нашему мнению, как раз оригинальные.
Некоторые из них достаточно простые, так что сделать нечто подобное или даже лучше сможет даже новичок в электронике. Другие посложнее, так что над их реализацией придется попотеть. Но в любом случае, результат будет интересным и главное — стоит потраченного времени. Что же, самое интересное — под катом.
3D сканер на базе Raspberry Pi
Моделирование трехмерных объектов в среде CAD — не самая простая задача, даже для тех из нас, кто неплохо разбирается в моделировании и у кого есть на это время. Для решения этой задачи созданы 3D-сканеры, но многие из них слишком дорогие для того, чтобы такой девайс мог приобрести любой желающий.
Ну если нельзя купить, то, значит, можно сделать своими руками. Проект, который называется Raspberry Pi 3D Scanner OpenScan позволяет создать неплохой сканер, который дает возможность быстро создать цифровую копию реального объекта. К слову, система поддерживает работу с последней версией HD Arducam.
Проект подойдет многим читателям Хабра — ведь если раньше вы могли не интересоваться этим направлением, поскольку у вас не было сканера, то теперь он есть. Вернее, есть система, которую можно собрать своими руками.
Погружаемся в микромир
Еще один проект по работе с изображениями. Только теперь речь не о создании объёмных моделей реальных объектов, а о внедрении в микромир при помощи электроники. Посмотреть на обитателей микромира можно и в микроскоп, но «малинка» позволяет сделать этот процесс еще более увлекательным. Для любителей науки и электроники как раз то, что надо.
К слову, проект идеально подойдет для создания интересного научного инструмента для учащихся школ и вузов. Ну и профессиональные ученые вряд ли пройдут против такого проекта. Кстати, если вы уже делали что-то подобное — отпишитесь в комментариях, возможно, ваша идея еще проще в реализации?
Ну а вот ссылочка на проект, который получил название Raspberry Pi Trinocular Microscope Image Capturing.
Если вы читаете наш блог, вас могут заинтересовать эти тексты:
Портативный ПК на базе Raspberry Pi Zero 2 W
Этот девайс можно назвать КПК, поскольку на ноутбук или ультрабук он не тянет по характеристикам. Ну и коммуникатором его тоже не назовешь, поскольку нет модуля связи, характерного именно для коммуникаторов. В целом, это небольшой девайс, который может пригодиться кому-то для работы. Ну или просто в качестве пет-проекта, на который не жалко убить время и ресурсы.
Зато потом можно говорить, что у вас есть устройство, которого нет почти ни у кого — кроме, вероятно, авторов самого проекта и еще парочки гиков. Собрал девайс пользователь GitHub с ником Penk. Он взял петли от старого Game Boy Advance SP, напечатал корпус на 3D-принтере, плюс добавил дисплей Waveshare 7.9 дюймов, с разрешением 400 x 1280 точек.
У девайса есть mini HDMI, поскольку Zero 2 W позволяет выводить изображение через этот порт. micro-USB тоже есть. Питание устройства обеспечивает 3.7V Li-Po батарея.
Шикарный девайс, хотя, конечно, и очень нишевый — тут не поспоришь. Возможно, кто-то сходу придумал ему практическое применение? Если так, отпишитесь в комментариях, обсудим.
Сборщик Кубика Рубика
Роботов, которые умеют собирать Кубик Рубика, просто миллион. Но мы обратили внимание на этот проект, поскольку собран он на базе малинки. Простым его не назовешь (как и предыдущий девайс), практического применения нет. Его предназначение — удивлять друзей и знакомых, плюс можно снять обзорчик для своего YouTube-канала.
Есть роботы, которые способны решить эту головоломку за пару секунд, или даже быстрее. Робот на базе «малинки» не особо производительный, но все равно побеждает многих из нас, собирая головоломку менее, чем за минуту. Делает он это весьма уверенно.
Естественно, для того, чтобы собирать Кубик, нужно обрабатывать изображение, которое требуется как-то захватывать. Делается это при помощи стандартной камеры Raspberry Pi Camera v1.3. Подключается она к малинке без особых премудростей.
Естественно, здесь не обошлось не только без «железных» решений, но и без программирования. Программная база написана на CV2 (OpenCV) и Numpy. В основе алгоритма — решение, предложенное Hegbert Kociemba.
Несмотря на сложность проекта, его автор максимально детально все разъяснил — что, как и почему нужно делать. Описание проекта доступно на странице разработчика на сервисе Instructables.
Осциллограф
Собрать такой девайс для электронщика — интересная задача. Конечно, проще купить уже готовое решение, которых немало, как дорогих, так и не очень. Но если есть время и желание его потратить с пользой, то можно попробовать собрать DIY-осциллограф. Кстати, много деталей и модулей покупать не придется — нужна только сама «малинка» и смартфон на Android. Последний при помощи специализированного ПО будет обрабатывать полученный от одноплатника сигнал и визуализировать его для пользователя.
Собственно, проект сможет собрать даже относительно начинающий любитель DIY-проектов из мира электроники. Вот здесь есть подробное руководство по сборке такого устройства. Мануал достаточно подробный, так что вряд ли что-то может пойти не так.
Выше — видео с демонстрацией работы устройства. Вполне себе пригодная система для не самых сложных ремонтных работ, где нужен осциллограф.
Игровая консоль Super Game Boy
Ну и, наконец, последний на сегодня проект — самодельная игровая консоль, которая способна воспроизводить игры для Game Boy. Вся система выполнена в стиле классической игровой консоли (нет, не портативной) с внешним дисплеем. В «консоли» используется два микроконтроллера Pico. Один — для обработки данных игры, второй — для управления, он принимает и обрабатывает сигналы с контроллера.
Кстати, проект, о котором мы говорим, выделяется среди себе подобных тем, что в нем используются как микроконтроллеры от Raspberry, так и оригинальные элементы Game Boy. В итоге получился не самый обычный современный девайс с атмосферой ретро-гейминга. Вот по этой ссылке можно найти подробную инструкцию на GitHub по сборке устройства.