25 идей проекта Raspberry Pi, которые помогут вам использовать ваш Pi

Принцип работы

Умный дом на базе Raspberry Pi 3 популярен, благодаря легкости сборки, в том числе для людей без специального опыта. Основой всей системы является небольшая материнская плата, в которую производитель заложил огромный потенциал.

Первоначально компания продавала две комплектации прибора — модели А и В. Первая отличалась объем памяти размером в 256 МБ, а вторая в два раза большим ее размером.

Модель А какое-то время была в продаже, благодаря наличию доступа к глобальной сети, но после обновления до версии «В» в первом варианте отпала необходимость. Новая версия отличалась компактностью и наличием четырех портов USB.

Построение умного дома на основе Raspberry Pi 3 зависит от предпочтений владельца. Вне зависимости от этого, принцип работы остается неизменным:

Главную функцию выполняет сервер. Это центральное устройство, собирающее информацию и производящее необходимые вычисления. Роль главного сервера играет материнская плата Raspberry Pi, на которую инсталлируется WEB-интерфейс. Его особенность заключается в возможности связи с планшетом, ноутбуком или телефоном.

Сервер находится во взаимосвязи с окружающими его модулями. Контакт осуществляется с помощью RS-485. Для обеспечения слаженного функционирования системы в каждой комнате устанавливается специальный контроллер. Его задача заключается в приеме и анализе поступающей информации с последующей отправкой команд на исполняющие устройства (изделия бытовой техники).

Связь модуля Raspberry Pi с контроллерами обеспечивается с помощью UART-порта. К последнему подключается специальный проводник на интерфейс RS-485. Стоит учесть, что в последних моделях устройства уже предусмотрен такой интерфейс (он идет уже в базе).

В роли операционной системы выступает Raspberry. В комплексе с ней работает одно из доступных расширений, к примеру, Pimatic.

При желании система умный дом может быть собрана на платформе «открытого» типа, к примеру, Fhem, openHAB, SHC. Не менее востребованный вариант — применение платформы wiBulter.

Операционные системы

Хоть Raspberry Pi внешне может напомнить нам Arduino, он всё-таки использует кардинально другой метод функционирования. Данная плата, как и обычный ПК, работает под управлением одной из специализированных операционных систем. В зависимости от области применения или личных симпатий, каждый может выбрать для себя свою. Ниже приведён перечень наиболее популярных «операционок» для Raspberry Pi с их кратким описанием.

– данная операционная система в 2020 году была представлена как основная для Raspberry Pi. Она по максимуму оптимизирована для процессоров с АРМ-архитектурой и достаточно активно продолжает развиваться. Основой операционной системы является Debian GNU/Linux. Среда рабочего стола состоит из LXDE (среда для UNIX и других POSIX-совместимых систем типа Linux и BSD), а также менеджера окон Openbox (бесплатный менеджер для X Window System). В состав дистрибутива входят: программа компьютерной алгебры Mathematica; модифицированная версия Minecraft PI; урезанная версия Chrome.

– операционная система с открытым исходным кодом. В состав Debian входит более 59000 пакетов уже скомпилированного ПО. Система использует ядро Linux или FreeBSD. В стандартный дистрибутив включены: среда рабочего стола GNOME с набором наиболее популярных программ, таких как Firefox, LibreOffice, Evolution, и прочий набор для работы с мультимедиа. Также есть возможность установки образов с используемыми средами рабочих столов KDE, Xfce, LXDE, MATE и Cinnamon.

– система основана на Debian GNU/Linux. По популярности Ubuntu занимает первое место среди дистрибутивов Linux, предназначенных для web-серверов. В состав дистрибутива входят: программа для просмотра Интернет; офисный пакет, программы для коммуникации и т.д.

– эта операционная система основана на дистрибутиве Linux от известной фирмы Red Hat. В состав дистрибутива входят LibreOffice, Mozilla Firefox, а также другое ПО, которое можно дополнительно установить через Цент Приложений GNOME.

– это свободно распространяемый дистрибутив GNU/Linux общего назначения. Особенностью данной системы является отсутствие графического установщика, что может изрядно потренировать навыки ярых исследователей Linux.

– один из популярных дистрибутивов GNU/Linux с гибкой технологией управления пакетами. В системе предусмотрена возможность максимальной оптимизации под конкретное аппаратное решение. Алгоритм управления пакетами даёт возможность легко реализовать как рабочую станцию, так и сервер.

– операционная система специально разрабатывалась для процессоров с архитектурой АRМ. Особенности ядра RISC OS позволяют системе производить ускоренный запуск за счёт хранения данных в ПЗУ. Такой подход также помогает защитить данные при различного рода сбоях и влияния вредоносного ПО.

– это программный комплекс для организации домашнего кинотеатра под управлением GNU/Linux.

– ещё один комплекс для реализации домашнего кинотеатра.

В сети Интернет, помимо перечисленных операционных систем, можно найти ещё множество модификаций для самых различных предназначений. Но так как Raspbian является основной средой для Raspberry Pi, то в дальнейшем будем опираться именно на неё.

Установка Raspbian

Для установки операционной системы необходимо подключить к плате Raspberry Pi минимальный набор периферии, а именно: монитор, клавиатуру и мышь. Далее, необходима SD-карта с записанным образом Raspbian. Именно с неё и будет производится установка.

Для того, чтобы записать образ на карту памяти, её необходимо вставить в компьютер и отформатировать в системе FAT32. Сделать это можно как стандартными средствами Windows, так и сторонними программами, например – . После чего, скачиваем дистрибутив операционной системы с Raspberry. Для неопытных пользователей, доступна упрощённая версия установщика NOOBS. По окончании загрузки, архив необходимо распаковать в корень карты памяти. На этом подготовительный этап окончен.

Вставляем карту памяти в плату Raspberry Pi (клавиатура, мышь и монитор уже подключены) и подаём питание через разъём micro-USB. Начинается установка Raspbian, которая длиться порядка 10 минут. В это время от пользователя практически ничего не требуется кроме самых простых и интуитивно понятных действий, таких как выбор языка, ввод пароля и т.п. На завершающем этапе появиться меню, в котором можно выбрать тип пользовательского интерфейса (консольный или графический). Выбираем графический и завершаем установку нажатием кнопки Finish. Система попросит перезагрузиться и как следствие запуститься уже в более привлекательном виде.

Работа с GPIO

Как уже говорилось ранее, основной отличительной черной Raspberry Pi от обычного ПК, является наличие на плате портов общего назначения GPIO (General-purpose input/output). Пользователю доступна возможность управления этими выводами, а это значит, что к Raspberry Pi можно подключать дисплеи, кнопки, датчики, реле и прочие электронные модули, которыми можно манипулировать на своё усмотрение.

Внешне GPIO выполнен в виде двухрядной штыревой колодки с шагом 2,54мм, которая расположена на краю платы. Ранние модели, такие как В и А содержат 26 выводов, а более современные – 40. На рисунке №3 показан внешний вид портов общего назначения для платы Raspberry Pi 3В+ с указанием нумерации выводов.

Рисунок №3 – выводы GPIO

Но для того, чтобы полноценно использовать GPIO, знать их нумерацию недостаточно. Необходимо точно понимать где расположен тот или иной вывод, как он называется и за что он отвечает. На рисунке №4 приведена полная распиновка разъёмов GPIO для различных модификаций Raspberry Pi.

Рисунок №4 – распиновка GPIO в платах Raspberry Pi

Как видно из вышеприведенного рисунка, на колодке помимо самих GPIO выведены штырьки с напряжениями 3,3V, 5V, а также выводы GND. Некоторые GPIO имеют альтернативные функции, назначение которых указано в синих блоках. К тому же нельзя нарушать нагрузочные способности порта, чтобы не вывести Raspberry Pi из строя. Следует помнить, что GPIO работает с напряжением 3,3V и максимальным током нагрузки 50mA на один вывод. Это означает, что любое превышение указанных параметров негативно скажется на работоспособности платы, поэтому лучше использовать гальваническую развязку между GPIO и внешним исполнительным устройством. То же самое относится и ко входным цепям, к которым применяются резистивные делители и всевозможные преобразователи уровней. На рисунке №5 показан пример правильного и неправильного подключения базовых элементов.

Рисунок №5 – примеры правильного и неправильного подключения

В левой части рисунка прямое подключение светодиода приведёт к превышению максимально допустимого тока 50mA. Это, в свою очередь, выведет GPIO10 из строя. В правой части рисунка добавлен ограничительный резистор, который будет удерживать ток в допустимых рамках. Что касается кнопки, то может возникнуть ситуация, когда GPIO10 ошибочно будет сконфигурирован на выход, и её нажатие приведёт к прямому соединению 3,3V и GND. При добавлении резисторов R2 и R3 все выводы будут гарантировано защищены от перегрузок. Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что мелочится в элементах защиты не стоит, так как работоспособность Raspberry Pi гораздо важнее кучки дешёвых резисторов.

Программирование GPIO

Операционная система Raspbian предлагает пользователям удобный модуль для программного управления GPIO. Называется он RPi.GPIO и является стандартным приложением. Перед его применением, модуль рекомендуется обновить. Сделать это можно набрав в консоли следующие строки:

sudo apt-get update sudo apt-get install python-rpi.gpio

Чтобы иметь практическое представление о работе с GPIO, создадим небольшой проект, который заставит Raspberry Pi мигать светодиодом один раз в секунду, а при нажатии на кнопку увеличивать частоту мигания в 5 раз. Схема будущего проекта показана на рисунке №6.

Рисунок №6 – схема управления светодиодом

За управление светодиодом будет отвечать GPIO4, а за чтение состояния кнопки GPIO17.

По классике, программы для Raspberry Pi пишутся на скриптовом языке программирования Python. Особенность его в том, что для запуска программы не требуется компилятор. Скрипт запускается и начинает работу сразу, но его необходимо сохранить в файл с последующей загрузкой в плату. Для этого открываем терминал и прописываем следующую строку:

nano /home/pi/led_key_test.py

Тем самым мы создаём файл «led_key_test.py» в директории «/home/pi». Как следствие откроется редактор, в который необходимо написать нижеследующий код.

#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # Подключение библиотек для работы с GPIO и организации задержек по времени import time import RPi.GPIO as GPIO # Определение выводов GPIO, к которым подключены светодиод и кнопка LED = 4 KEY = 17 # Сброс портов (все выводы настраиваются на вход — INPUT) GPIO.cleanup() # Режим нумерации пинов — по названию (не по порядковому номеру на колодке) GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Настройка пина LED на выход (OUTPUT) GPIO.setup(LED, GPIO.OUT) # Установка логического (0) на выводе LED GPIO.output(LED, GPIO.LOW) # Настройка пина KEY на вход (INPUT) GPIO.setup(KEY, GPIO.IN) # Вывод приветствия на экран print ‘Hello Raspberry Pi’ # Проверка на прерывание программы по нажатию (CTRL+C) на клавиатуре try: # Бесконечный цикл while True: # Если кнопка нажата (на пине KEY логический 0) if GPIO.input(KEY) == False: # Выставляем задержку 0,1 сек. и выводим сообщение timeout = 0.1 print ‘Key is pressed.’ else: # иначе задержка — 0,5 сек. timeout = 0.5 # Включаем светодиод GPIO.output(LED, GPIO.HIGH) # Задержка time.sleep(timeout) # Гасим светодиод GPIO.output(LED, GPIO.LOW) time.sleep(timeout) # Если CTRL+C была нажата – сбрасываем порт и завершаем выполнение программы except KeyboardInterrupt: GPIO.cleanup()

Ещё одной немаловажной особенностью программы Python является строгое соблюдение отступов (табуляций) при написании программ. Учитывайте это правило при создании своего кода.

Итак, переходим к последнему этапу. Чтобы выйти из редактора жмём CTRL+X и сохраняем программу нажатием «у» + ENTER. Осталось только сделать скрипт исполняемым. Для этого вводим в терминале следующие строки:

chmod +x /home/pi/led_key_test.py /home/pi/led_key_test.py

Видим на экране приветствие и мигающий 1 раз в секунду светодиод. Теперь проверяем работоспособность кнопки, и если всё сделано правильно, то при её нажатии частота мигания возрастёт и возвратиться к прежней при её отпускании.

Где применяется Raspberry Pi 3 Model B

Сфера применения умного дома на базе Raspberry Pi ограничивается только познаниями установщика и пожеланиями владельца дома. Здесь возможны следующие варианты:

Применение в качестве полного компьютера. При желании к системе можно подключить дисплей и клавиатуру, подсоединить мышку, а после пользоваться полученным ПК на Windows Последнее возможно только для Raspberry Pi B, а также моделей 2B или 3B.

Сбор множества небольших компьютеров Raspberry Pi для получения ПК с большим числом ядер и высокой производительностью. Для этого требуется соединить в один сервер требуемое число изделий и найти удобное место для размещения. Также придется решить вопрос с охлаждением конструкции. Готовый компьютер по производительности не уступит даже наиболее мощному CPU, приобретенному за несколько сотен долларов.

Инсталляция на Raspberry эмулятора консоли, скачивание игровых образов, подключение монитора и джойстика. Этого достаточно для превращения системы в игровую платформу для развлечений.

Подключение сенсорного дисплея диагональю 8-15 дюймов, создание деревянного или металлического корпуса и установка ОС Android. В результате получается многофункциональный планшет, сделанный своими силами.

Создание собственной осветительной системы для улицы или дома посредством настройки умного дома Raspberry Pi. При желании будут загораться только определенные лампочки, что позволяет удивить любимых и близких людей.

Обустройство настенного органайзера. Все, что требуется — подключить уменьшенную версию ПК к дисплею, настроить ОС и закрепить конструкцию на стене.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Видеонаблюдение в многоквартирном доме, законно или нет, как установить, технические моменты

Возможности умного дома на Raspberry Pi позволяют использовать конструкцию в качестве приставки, домашней метеостанции, охранной системы или планшета. Возможности применения почти не ограничены.

Особенности и характеристики Raspberry Pi 3 Model B

Устройство представляет собой компактный компьютер, имеющий размеры пластиковой карты банка. На чипе установлено необходимое оборудование для работы — CPU, «оперативка», HDMI-разъем, USB и композитный выход. Также имеется Ethernet-разъем, беспроводная связь и блютуз.

В блоке Raspberry Pi 3 Model B предусмотрено четыре десятка вводных и выводных контактов базового назначения. Они предназначены для подключения периферийных устройств, нуждающихся во взаимодействии с остальными элементами внешнего мира. Речь идет о коммутации с сенсорами и исполнительными изделиями, работающими от сети.

Базовая ОС для умного дома на Raspberry Pi 3 — Linux. Операционная система инсталлируется на карту памяти типа microSD, которая устанавливаемся в специальном разъеме платы.

Многие ранее работали только с Windows и бояться Linux. В этой ОС нет ничего необычного. Она проста в пользовании и отличается высоким уровнем безопасности. Если при установке допущены ошибки в настройке, их легко исправить путем восстановления образа.

Версия Raspberry Pi 3 Model — более продвинутый вариант второй модели. Новая плата отличается полной совместимостью с прошлой версией, но отличается большей производительностью и дополнительными средствами для подключения:

Появилась беспроводная связь Wi-Fi серии 802.11n и блютуз 4.1.

Предусмотрен процессор с четырьмя ядрами (тип — ARM Cortex-A53). Частота работы составляет 1,2 гигагерца. В основе лежит однокристальный чип типа Broadcom BCM

В CPU предусмотрена архитектура ARM v53. Это позволяет использовать любую операционную систему, к примеру, Ubuntu или Windows 10.

Применение 4-ядервного чипа гарантирует рост мощности изделия на 50-60 процентов (если сравнивать со второй модель) и на 1000 процентов в сравнении с первым Raspberry Pi.

Благодаря этой особенности, мини ПК открывает еще больше возможностей по созданию сложных проектов умного дома, что на фоне доступа к Сети открывает почти безграничные перспективы.

Новая модель Raspberry Pi 3 наделена «оперативкой» на 1 ГБ. Часть этой памяти применяется графической подсистемой. Что касается графической части, здесь установлен 2-ядерный CPU VideoCore IV.

Система поддерживает разные стандарты типа OpenGL ES 2.0, VC-1, OpenVG, MPEG-2. Дополнительные возможности — способность кодировать, раскодировать и выводить полноэкранное видео формата HD на экран. Параметры видео — 1080p, 60 FPS, H.264.

Продвинутый уровень идей для проектов на Raspberry Pi

Тор маршрутизатор

Если вы человек, который хочет изучить способы повышения вашей личной цифровой конфиденциальности, вы можете начать с создания своего собственного локального маршрутизатора Tor.

Благодаря этому вы можете зашифровать свое интернет-соединение и оставаться анонимным при просмотре веб-страниц. Это просто что-то вроде VPN, но технически отличается.

Сконструировать маршрутизатор Тор

Голосовое управление светодиодами

Это довольно интересно. Я уже упоминал проект, в котором вы можете настроить Google Assistant на своем Raspberry Pi. Однако в этом случае вы сможете управлять светодиодами своим голосом.

На этот раз вам не понадобится помощник, все, что вам нужно, это голосовой набор Google AIY.

Этот проект был включен в список официальных проектов DIY, использующих Raspberry Pi, вы можете получить больше информации там.

Управлять светодиодами голосом

Wi-Fi усилитель

Если вы хотите увеличить радиус действия своей сети Wi-Fi, вам, возможно, придется выбрать премиальный гаджет, который может помочь вам в этом, или вы можете использовать Raspberry Pi, чтобы выполнить эту работу.

Да, это верно, вы можете создать усилитель Wi-Fi, просто используя свой Raspberry Pi.

Превратить ваш Raspberry Pi в усилитель Wi-Fi

VPN Сервер

Вам не нужно доверять провайдерам VPN, если вы можете создать свой собственный локальный сервер VPN. Хотя, это может быть довольно сложно сделать.

Так что, если вы готовы к некоторым трудностям, вы можете использовать свой Raspberry Pi, чтобы сделать частный VPN-сервер для вашего соединения. Узнайте больше об этом здесь:

Узнать про VPN сервер.

Автоматизация дома с использованием Raspberry Pi

Многие мощные проекты могут быть реализованы с использованием Raspberry Pi, один из таких проектов — «Автоматизированный дом».

Реализовать домашнюю автоматизацию достаточно дорого. Но если использовать Raspberry Pi для создания чего-то подобного, в конечном счете это потребует гораздо меньших инвестиций. Конечно, вам придется исследовать и улучшать этот проект, чтобы сделать его более надежным, но вы можете начать с основ.

Основы автоматизации дома

Локальный облачный сервер

Вы можете создать собственное облако с помощью Raspberry Pi. А также установить Nextcloud для защиты и хранения ваших данных.

Есть масса интересных вещей для исследований, когда у вас есть собственное облако, верно?

Настроить локальный облачный сервер

Портативное устройство для взлома

Позвольте мне прояснить одну вещь: я не призываю вас сделать что-то незаконное (как в художественных фильмах), создав портативное хакерское устройство.

Так что, просто для образовательных целей или тестирования, не стесняйтесь попробовать сделать собственное портативное устройство для взлома с помощью Raspberry Pi.

Создать портативный хакерский девайс

Умные Перчатки

Создание умных перчаток — это действительно крутой проект с Raspberry Pi. В студенческие годы я был свидетелем того, как старшие делают эту вещь, это было интересно.

Вы можете обратиться к официальному ресурсу для этого проекта и начать работу.

Сделать умные перчатки

Блокировщик рекламы

С Raspberry Pi вы можете легко внедрить сетевой блокировщик рекламы, чтобы вам не приходилось устанавливать блокировщики рекламы отдельно на устройствах или в браузерах.

Вам нужно установить блокировщик рекламы Pi-Hole и настроить его. Посмотрите видео выше, а затем посетите официальный ресурс по ссылке ниже.

Блокировать рекламу

Периферия

Неизменный плюс системы заключается в возможности подключения ТВ или дисплея с помощью HDMI-выхода. Разрешение можно менять в диапазоне от 640*350 до 1920*1200. Выход композитного типа имеет два режима работы — NTSC и PAL. Для коммутации колонок и наушников предусмотрено 3,5-миллиметровое гнездо.

Дополнительные плюсы умного дома на базе Raspberry Pi 3 — порты USB, соединенные внутренним хабом. При необходимости можно подключить мышь и клавиатуру.

На устройстве предусмотрена возможность экономии ресурсов ЦП. Для этого на Raspberry Pi 3 модели имеются 15-пнинковые разъемы. Среди них — CSI-2, используемый для подключения камеры, и DSI для коммутации экрана.

Имеется ряд интерфейсов низкого уровня, а именно питающие пины (3 и 5 Вольт, а также «земля), 40 портов для общего ввода и вывода, SPI с возможностью выбора, серийный UART и I2C/TWI.

Для подключения к умному дому на базе Raspberry Pi 3 модели B предусмотрен блютуз 4.1, Wi-Fi 802.1 n и Ethernet (10/100 Мбит). В последнем случае выход обустроен на обычном разъеме типа RJ-45.

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:

• стри­минг музы­ки из Spotify, SoundCloud, Google Music, Apple Podcast;
• интернет-радио TuneIn, Dirble, AudioAddict, Soma FM;
• мож­но слу­шать музы­ку любых фор­ма­тов с флеш­ки и по домаш­ней сети и раз­да­вать её по Bluetooth.

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!

Подроб­но­сти: pimusicbox.com.

Питающая часть и размеры

На изделие подается напряжение 5 В, поступающее от специального адаптера через питающие пины или microUSB-разъем. Для надежности лучше применять источник, имеющий I от 2-х ампер и более. В этом случае появляется возможность для подключения к портам USB более мощных изделий.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: CLAP умный дом – взгляд изнутри

Аппаратного выключателя, обеспечивающего подачу напряжения, на плате нет. Активация мини ПК происходит посредством включения шнура в розетку, а для отключения используются базовые функции ОС.

Размеры платы всего 8,5*5,4 см. В ней помещаются необходимые порты, часть из которых слегка выступает за общие габариты (на несколько миллиметров).

ПО

В умном доме на базе Raspberry Pi 3 Model B отсутствует привычный жесткий диск, поэтому «операционка» устанавливается на выносном носителе (карте памяти). Ее необходимо заранее подготовить и поставить.

При наличии нескольких карт памяти можно использовать разные образы для системы умного дома. Стоит учесть, что карта памяти в комплектацию не идет, поэтому ее придется докупать самостоятельно. Желательно брать microSD с емкостью от 4 ГБ и более.

Базовые параметры:

• CPU: 64 бита 4 ядра. Тип — ARM Cortex-A53. Частота — 1,2 ГГц. Чип однокристаллический BCM2837;
• Оперативка — один гигабайт LPDDR2 SDRAM;
• цифровой HDMI-выход на видео;
• аудио-выход на 3,5 мм (4 pin);
• порты USB типа 2.0×4;
• сетевое обеспечение — Wi-Fi11n, 10/100 мегабайт RJ45 Ethernet;
• для подключения дисплея — Display Serial Interface (DSI);
• блютуз — Bluetooth 4.1, Low Energy;
• для подключения видеокамеры — MIPI Camera Serial Interface (CSI-2);
• слот для MicroUSD;
• 40 портов ввода-вывода;
• размеры — 8,6*5,6*1,7 см.

Приставка для ретроигр

www.blog.hackster.io
Современные AAA-проекты Raspberry Pi, конечно, не потянет, а вот старые добрые хиты для NES, SNES, Sega Master System, Genesis и прочие взлетят на нём на ура. Для Linux существует огромное количество эмуляторов классических консолей, которые легко установить в любой дистрибутив.

Либо вы можете не париться и сразу выбрать один из дистрибутивов, которые целиком заточены под эмуляцию классических игр. К примеру, Recalbox или RetroPie. Они оптимизированы для Raspberry Pi и поддерживают как современные контроллеры от PlayStation 3/4 и XBox 360/One, так и реплики классических (например, такую).

Для пущего олдскула рекомендуется запускать всё это добро на старом выпуклом экране аналогового телевизора, и вы сами не заметите, как слёзы ностальгии увлажнят бороду.

Преимущества Raspberry Pi 3 Model B

Умный дом на базе Raspberry Pi 3 Model B имеет ряд неоспоримых плюсов:

Наличие большого выбора интерфейсов, позволяющих максимально расширить возможности системы. Здесь предусмотрен блютуз, имеется Wi-Fi, порты HDMI и USB.

Возможность подключения модема GSM для выхода на связь с оператором, предоставляющим услуги глобальной сети.

Наличие мощного процессора с четырьмя ядрами на 1,2 ГГц, способного решать серьезные задачи.

Полная совместимость новой и предыдущей версии.

Компактность. Устройство имеет небольшие размеры, а весит всего 45 грамм.

Доступность разгона. При желании доступно увеличение производительности системы.

Легкость применения. Программирование Raspberry Pi 3 Model B можно осуществлять на разных языках.

Также стоит выделить ряд преимуществ умного дома, построенного на базе Raspberry Pi 3 Model B:

Возможность обезопасить здание путем защиты от потопа, установки видеонаблюдения, создания противопожарной и охранной систем.

Установка систем, повышающих комфорт. Речь идет об электрических приборах, а также специальных устройствах, управляющих шторками.

Возможность инсталляции системы, обеспечивающей дополнительную экономию. Применяются сенсорные смесители, датчики движения, а также датчики, фиксирующие перемещение человека или животных.

Доступность инсталляции развлекательных специальных систем. К примеру, к умному дому на Raspberry Pi 3 Model B можно подключить мультирум или домашний кинотеатр.

Для полноты картины стоит учитывать и ряд минусов, характерных для умного дома на Raspberry Pi 3 Model B:

Монтаж таких устройств подойдет для крупных особняков, расположенных вне черты города и имеющих большую площадь.

Для установки нужно знать особенности и правила применения каждого из элементов. В крайнем случае, под рукой желательно иметь квалифицированного специалиста, готового в любой момент помочь в интересующем вопросе.

Со временем умный дом, построенный на Raspberry Pi 3 Model B, устареет. По этой причине возможны трудности с поиском необходимых компонентов (в случае поломки).

В целом, устройство имеет больше положительных качеств, поэтому заслуживает внимание людей, желающих обустроить комфортный и удобный в эксплуатации дом.

Модули, которые можно использовать

Для расширения функциональности умного дома на Raspberry Pi 3 Model B можно использовать дополнительные модули. Их применение расширяет число доступных опций и позволяет создать уникальную систему, обеспечивающую максимальное удобство:

ВИДЕОКАМЕРА. Подключение этого модуля позволяет дополнить умный дом системой видеонаблюдения. Камера совмещается с операционной системой небольшого ПК Raspberry Pi 3 Model B. После установки устройства можно фиксировать видео в разрешении Full HD и делать фотографии с разрешением в 5 МП.

ДАТЧИКИ ДЫМА И ВОДЫ. Установка этих модулей позволяет защитить имущество от пожара и протечки соответственно. Для владельцев больших домов это полезная опция, позволяющая избежать неприятностей. В случае задымления или потопа система оперативно информирует владельца о наличии проблем.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА. С помощью таких модулей можно превратить умный дом на базе Raspberry Pi 3 Model B в метеостанцию с подробными сведениями о ситуации за окном и внутри помещения.

ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ. Подключение устройства позволяет автоматически включать и отключать свет в помещениях. Датчик движения полезен на улице, в гараже, в коридоре и других нежилых помещениях.

МОДУЛЬ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ. Для объединения внешних устройств и контроллера можно использовать приемник и передатчик, работающие на частоте 433 Гц. При наличии средств можно купить более прогрессивный вариант устройства — Z-Wave Fibaro Home Center

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Все про розетки с таймером, устройство, настройка, популярные модели, какую выбрать

Применение указанных датчиков расширяет возможности умного дома и повышает уровень его защиты.

Первые настройки и подготовка к работе

Для начала стоит ознакомиться с инструкцией и рекомендацией производителя относительно применения устройства. Стоит убедиться в наличии необходимых датчиков и спланировать их подключение. Плата установлена в специальной коробке, защищающей изделие от механических воздействий. Устройство не люфтит и выглядит весьма солидно.

После снятия верхней крышки можно получить доступ к плате. Единственная трудность заключается в подключении бокового разъема. Для удобства рекомендуется покупать угловой шлейф.

Дополнительно покупается два радиатора, предназначенные для охлаждения контроллера Ethernet и основного чипа.

Есть и другие решения.

Для первого пуска потребуется карта памяти, с установленной на нее операционной системой. Минимальный размер флешки должен быть от 4 Гб и более. Образ ОС доступен в Интернете (ссылка на скачивание ниже). Также потребуется программа Win32 Disc Imager.

После скачивания образа на ноутбук его необходимо распаковать из архива, после чего вставить карту памяти в кардридер. Далее запускается уже установленная программа Win32 Disc Imager.

Как только работа завершена, с помощью программы выбирается образ и записывается на флеш-накопитель.

Далее достается карту памяти с образом и вставляется в устройство Raspberry Pi 3 Model B. После этого подключается клавиатура, дисплей и мышка. При желании можно использовать беспроводную клавиатуру.

Аппарат искусственной вентиляции легких

Сейчас это один из наиболее востребованных предметов медицинского оборудования. Проблема, с которой столкнулись многие больницы и медицинский персонал во всем мире, заключается в нехватке этих устройств. Это привело к созданию собственных проектов. Например, аппарат, который использует Raspberry Pi в качестве ядра.

Фото: twitter.com

Система была спроектирована командой из Колумбии для тестирования самодельной машины с использованием простых деталей. Продукт, представленный на фото, был создан инженером-робототехником Марко Маскорро, который рассказал, что создал аппарат, потому что знал, что в этих машинах сильно нуждаются.

Он использовал обратную связь от медицинского персонала, чтобы усовершенствовать свое оригинальное устройство. Клапаны, используемые в системе, можно найти в магазинах автомобилей или сантехники. Raspberry Pi является ключевым компонентом системы ИВЛ, который устанавливает давление воздуха, открывает и закрывает клапаны и регулирует, нуждается ли пациент в полной или частичной помощи при дыхании. Исходный код, который запускает систему, открытый и доступен для любого использования или изменения.

Возможно уже в мае этот аппарат будут тестировать на людях.

Сборка системы умный дом

Во избежание проблем приведем подробную инструкцию по сборке системы и подготовки ее к работе. Алгоритм действий имеет следующий вид:

Вход на официальный сайт устройства Raspberry Pi 3 Model B и скачивание требуемой версии ОС.

Покупка и форматирование карты памяти Micro SD. Загрузка на ее образа ОС.

Установка карты в разъем материнской платы для установки ОС.

На этом настройка Raspberry Pi 3 Model B завершена.

Инсталляция Node JS. Прохождение этого этапа потребуется для полноценной работы NodeMCU ESP-12E.

Установка Homebridge и настройка автоматического пуска с Root-правами (устройство должно запускаться после включения Raspberry Pi 3 Model B).

Подключение внешних модулей по специальной схеме.

После завершения указанных работ необходимо зайти в мобильный телефон и открыть приложение Home. После этого стоит добавить платформу Raspberry Pi.

По завершении процесса авторизации пользователю доступно управление разными устройствами в квартире или доме.

Владелец управляет освещением, знает точную информацию о влажности и температуре, получает сведения о наличии протечки или задымлении (при появлении таких проблем).

Это лишь часть возможностей умного дома на Raspberry Pi 3 Model B, которые получает владелец.

Перейдя посылке можно ознакомиться с полной инструкцией по установки Raspberry Pi 3 Model B.

Что может получиться смотрите на видео.

Сравнение моделей Raspberry Pi

Оперативная память

Платы Model A и Model A+ обладают наименьшим объемом памяти – всего 256 МБ. Model B до октября 2012 года также обладала объемом в 256 МБ, после объем был увеличен до 512 МБ, как и у Model B+. В плате Raspberry Pi 3 – наибольший размер памяти, 1 ГБ.

USB порты

Платы Model A и Model A+ оснащены одним портом USB 2.0, в версии Model B количество портов увеличено до двух, а в Model B+ и Pi 3 до четырех. Наиболее заметные изменения у Raspberry Pi Zero – в ней появился один разъем 1 Micro USB OTG.

Аудиовыходы

По этому параметру также отличается модель Raspberry Pi Zero – в этой плате 3,5-миллиметровый джэк, HDMI заменен на многоканальный HD звук через HDMI.

Формат карты памяти

Для моделей A и B использовались карты памяти SD / MMC / SDIO. Все последующие модели используют MicroSD карту.

Количество портов

Модели A и B оснащены 26-выводным GPIO разъёмом, в следующих моделях это число увеличено до 40.

Потребление энергии

Самым энергосберегающим устройством является Raspberry Pi Zero – она использует всего 160 мА. Наибольшее потребление энергии – у платы Raspberry Pi 3 (800 мА-2.5 мА,4 Вт). Первая модель А потребляет 300 мА (1,5 Вт), модели B, A+, B+ требуют порядка 600-700 мА.

Размеры

Самое миниатюрное устройство – Raspberry Pi Zero, его габариты 65.0 x 30.0 мм x 5мм. Немного больше модель А+, у которой размеры равны 65.0 x 56.0 мм x 12мм. Остальные платы обладают примерно одинаковым размером 85.0 x 56.0 мм x 17мм.