Основы робототехники

25 проектов на Raspberry Pi 4

Содержание

В чём заключена причина такого массового интереса к микрокомпьютерам Raspberry Pi в последнее время и их растущая популярность, позволившая (по данным на конец 2019 года) выпустить на рынок уже более 30 миллионов их экземпляров? В поиске ответа на этот вопрос давайте рассмотрим что же это за явление Raspberry Pi и для чего оно может вам пригодиться.

Начнём с того, что изначальной идеей при создании первого концепта компьютера Raspberry Pi была популяризация обучения базовым навыкам программирования с применением для автоматизации различных процессов при помощи исполнительных механизмов на базе микроэлектроники в школах. Для массового использования такие компьютеры должны были быть простыми, с легко расширяемым функционалом под конкретные задачи применения и относительно дешёвыми.

Британец Дэвид Брэбен (David John Braben), основатель компании Raspberry Pi Foundation, в мае 2011 года представил свой первый концепт такого компьютера размером с USB-флеш-накопитель, до конца года продолжались доработки, исключился некоторый функционал, удоражающий производство и с 10 января компания объявила о начале производства первой серии из 10,000 плат, а с 29 февраля 2012 года уже началась официальная продажа готовых микрокомпьютеров первого поколения модели В, предлагавшихся за цену порядка $35 за единицу.

Этот микрокомпьютер был разработан на базе одноядерного процессора низкой мощности Broadcom BCM2835 (ARM1176JZF-S) архитектуры SoC-Core ARM11CPU с рабочей частотой 700МГц, имел ОЗУ 512МБ (модуль оперативной памяти размещался по технологии package-on-package непосредственно на процессоре), 2 порта USB 2.0, сетевой разъем Ethernet: 10/100 BaseT (RJ-45), HDMI выход, композитный RCA (PAL и NTSC), аудиовыход, 26-пин GPIO, порт дисплея Display Serial Interface (DSI), порт камеры MIPI Camera Serial Interface (CSI), слот для карты памяти SD. Питание осуществлялось через разъем Micro-USB 5V, 2A. Помимо основного ядра, BCM2835 включает в себя графическое ядро с поддержкой OpenGL ES 2.0, аппаратного ускорения и FullHD-видео и DSP-ядро.

Габариты микрокомпьютера составляли всего 85.6 x 53.98 x 17мм, что не превышало размер кредитной карты и с тех пор такой форм-фактор стал базовым в серии.

Имея на момент выхода довольно неплохие показатели производительности и широкие возможности для применения, эта модель имела успех в продажах и в течение 2-х лет претерпевала постоянные изменения без смены базовых её элементов и параметров.

Появившаяся в 2013 году модель А, имевшая сокращенное относительно модели В первого поколения количество интерфейсов (отсутствовал порт Ethernet и был всего 1 порт USB 2.0) и меньший объём ОЗУ (256МБ) предлагалась за ещё более интересную цену в $20.

Начиная с 2014 года обе модели получили индекс + к названию модели и полноценный 40-ка контактный GPIO интерфейс, слот карты памяти был изменён на Micro-SD. Монтажные отверстия теперь были расположены унифицированно для удобного монтажа, а также крепления плат расширения. В результате применение Raspberry Pi для прототипирования обучающих и даже промышленных приложений вышло на новый виток своего развития.

В последующие 8 лет активного развития технологий Raspberry Pi моделей А и В наращивали свою мощность за счет современной элементной базы, но с сохранением базовой концепции универсальности и доступности (цена базовых моделей оставалась в пределах $25. $35):

  • Модель 2В получила на борт 4-х ядерный процессор Cortex-A7 с частотой 900 МГц и ОЗУ 1ГБ.
  • Модели 3B, 3B+ и 3A+ оснастили 4-ядерным процессором Cortex-A53 (ARM v8) с частотой 1.2ГГц для 3В и частотой 1.4ГГц для 3B+ и 3A+. Память для серии А теперь составляла 512МБ, а сериии В всё те же 1ГБ. Начиная с модели 3В на платы добавили функционал беспроводной связи Wi-Fi 802.11n/802.11ac и Bluetooth 4.1 и 4.2 соответсвенно.
  • Модель 4В вышла на следующий уровень производительности, получив новую СнК (SoC) BCM2711 с 4-ядерным процессором ARM Cortex-A72 и частотой 1.5 ГГц. Базовая модель имела память 1ГБ, но за доплату предлагаются более производительные модели с памятью 2ГБ, 4ГБ и 8Гб. Эта модель получила полноценный Gigabit-Ethernet, два порта проапгрейдили до USB 3.0, а Bluetooth теперь поддерживает версию 5.0. Со стороны графики у этой модели используется VideoCore VI (OpenGL ES 3.x) и добавлен аппаратный декодер 4Kp60 для HEVC-видео. Для подключения мониторов стало доступно 2 порта microHDMI с разрешением до 4К.

Отдельно стоит остановиться на младшем брате этих моделей Raspberry Pi Zero и Raspberry Pi Zero W. Первый из них был выпущен в 2015 году, имел ещё более компактный размер 66×32×5 мм, несмонтированный разъем GPIO (на плате присутствовали только площадки для пайки) и, что самое главное, цену всего $5. Модель Zero W дополнила функционал Zero беспроводной связью Wi-Fi и Bluetooth 4.0, и получила цену $10.

Теперь для определенных задач микрокомпьютеры Raspberry Pi стали самым рациональным решением и с точки зрения их стоимости.

Всю эволюцию модификаций версий (по состоянию на осень 2020 года) можно проанализировать в сводной таблице:

Дата выхода Версия Микроархитектура Частота Ядер ОЗУ GPIO USB Ethernet Wi-Fi Bluetooth Цена
апрель 2012 B ARM1176JZF-S 700 МГц 1 512 МБ 26 пинов 2 порта есть $35
февраль 2013 A ARM1176JZF-S 700 МГц 1 256 МБ 26 пинов 1 порт $20
июнь 2014 B+ ARM1176JZF-S 700 МГц 1 512 МБ 40 пинов 4 порта есть $25
ноябрь 2014 A+ ARM1176JZF-S 700 МГц 1 256 МБ 40 пинов 1 порт $25
февраль 2015 2B ARM Cortex-A7 900 МГц 4 1 ГБ 40 пинов 4 порта есть $35
ноябрь 2015 Zero ARM1176JZF-S 1 ГГц 1 512 МБ 40 пинов 1 порт [19] $5
февраль 2016 3B Cortex-A53 (ARM v8) 1.2 ГГц 4 1 ГБ 40 пинов 4 порта есть 802.11n 4.1 $35
февраль 2017 Zero W ARM1176JZF-S 1 ГГц 1 512 МБ 40 пинов 1 порт 802.11n 4.0 $10
март 2018 3B+ Cortex-A53 (ARM v8) 1.4 ГГц 4 1 ГБ 40 пинов 4 порта Gigabit через USB2 802.11ac 4.2 $35
октябрь 2018 3A+ Cortex-A53 (ARM v8) 1.4 ГГц 4 512 МБ 40 пинов 1 порт 802.11ac 4.2 $25
июнь 2019 4B Cortex-A72 (ARM v8) 1.5 ГГц 4 1, 2, 4, 8 ГБ 40 пинов 4 порта Gigabit 802.11ac 5.0 $35, 45, 55, 75

Технически крайняя модель ничем не уступает современным планшетам, производительным смартфонам, базовым настольным ПК и ноутбукам. А добавив к этому:

  • гибкость работы с различными операционными системами, базирующимися на Linux-ядре, Android (стабильная работа обеспечивается начиная с версии 7.0), а также современной Windows10 IoT в виде специально выпущенной версии для Rapberry Pi с урезанным базовым функционалом и орининальной Raspberry Pi OS от производителя с возможностью загружать их поочередно на одном и том же оборудовании (подробнее об поддерживаемых операционных системах смотрите здесь);
  • наличие GPIO интерфейса для управления подключаемыми модулями, в том числе с подключением нескольких устройств одновременно;
  • гибкие варианты питания (в том числе в отдельных случаях даже без специального кабеля питания за счет работы по технологии PoE, Power over Ethernet);
  • многообразие применений и бюджетную стоимость,

мы и получаем ответ на вопрос о такой бешеной популярности Raspberry Pi 4.

Давайте рассмотрим основные применения этого микрокомпьютера на примерах.

1. Сборка персонального компьютера из Raspberry Pi

Это самое очевидное и, к удивлению, самое недооценённое применение Raspberry Pi. Если Вы не занимаетесь профессионально графическим или видеомонтажом, а используете компьютер для простых применений, например сёрфинга по сети, скроллинга лент соцсетей, прослушивания музыки, набора и печати документов, написания кода и т.п., то это отличный и очень не дорогой вариант создать компактный и бесшумный компьютер с достаточным для этих задач функционалом. А наличие возможностей для связи и управления сторонним аппаратным обеспечением добавляет потенциал для многих задач по автоматизации, использования технологий интернета вещей и т.д.

1.1. Сборка Laptop-компьютера (планшетного ПК)

Для сборки планшетного ПК к плате Raspberry Pi необходимо докупить дисплей с сенсорной панелью, высокоскоростную карту памяти Micro-SD для установки ОС, модуль автономного питания (либо источник внешнего питания, адаптер сети), устройства для воспроизведения звука (динамики), по желанию видеокамеру, дополнительную клавиатуру (возможно с Bluetooth соединением) и, конечно, корпус для сборки всего этого в одно устройство.

Предлагаются уже готовые варианты для сборки планшетов с различными дизайнами корпусов, для различных возрастов пользователей и назначений:

  • The Kano laptop kit
  • DIY 3D-printed Raspberry Pi Laptop
  • Raspberry Pi pocket laptop
  • Raspberry Pi and Arduino laptop
  • Pi-Top и т.д.

1.2. Сборка настольного (Desktop) компьютера

При сборке настольного ПК рекомендуется выбирать модель с максимальным размером ОЗУ (4ГБ или 8ГБ) для лучшей производительности. Большим бонусом использования RPi в качестве персонального компьютера будет его бесшумная работа. Следует обратить внимание на охлаждение и установить как минимум радиаторы пассивного охлаждения. Для большинства задач их будет достаточно, чтобы микрокомпьютер не перегревался при работе. Если ваши приложения будут выполнять большие вычислительные процессы, то следует задуматься об активной системе охлаждения. Стандартных аксессуаров для этого на рынке достаточно. Ну а отличным бонусом здесь будет возможность подключения 2-х дисплеев по HDMI интерфейсу для расширения рабочего стола, для чего на плате размещены два Micro-HDMI разъёма.

Наилучшие отзывы пользователей для данного применения имеет операционная система Chromium OS.

Сборка настольного ПК включает покупку платы Raspberry Pi 4 и следующих устройств:

  • жеткий диск с интерфейсом USB 3.0;
  • скоростная карта памяти micro SD объёмом от 16ГБ и выше;
  • дисплей с подключением по HDMI; USB (или Bluetooth); ; .

2. Покадровая анимация

Для покадровой анимации необходимо снимать и комбинировать тысячи неподвижных кадров. В эпоху смартфонов и цифровых фотоаппаратов с высоким разрешением это может сделать каждый. Используя модуль PiCam, совместимый с Raspberry Pi, можно просто использовать кнопку, чтобы делать снимки. Требуется только этот модуль, двухпозиционная кнопка, провода и макетная плата.

Эту функцию можно использовать для автоматического позиционирования оборудования, например для аппаратуры сборки элементов печатных плат:

Снимать с ленты и устанавливать на требуемые места различные элементы печатной платы очень утомительная и монотонная работа, требующая к тому же высокой точности. Здесь на помощь может прийти Raspberry Pi с модулем PiCam. Данный модуль добавляет функцию оптического распознавания и ориентирования, что в комплексе со специальным манипулятором и установленным пакетом программ позволяет создать автомат по сборке элементов печатных плат.

3. Создать свой собственный Web-сервер? С RPi нет ничего проще!

Зачастую при создании веб-серверов пользователи преследуют несколько целей: обычно кроме стандартного веб-сервера Apache, часто стоит задача организовать работу базы данных (наиболее часто используется MySQL). С некоторыми инструментами на подобии PHPMyAdmin гораздо удобнее управлять и администрировать этим процессом. Для этого может понадобиться такое ПО, как:

  • Raspberry Pi Caddy
  • Raspberry Pi Lighttpd
  • Raspberry Pi NGINX
  • Raspberry Pi Apache

Для разворачивания веб-сайта может понадобиться:

  • Raspberry Pi Nextcloud
  • Raspberry Pi OwnCloud
  • Raspberry Pi WordPress

Для обеспечения работы электронной почты требуется почтовый сервер Raspberry Pi (Citadel). Некоторые из требований к инструментам веб-безопасности включают:

  • Raspberry Pi Fail2Ban
  • Raspberry Pi SSL Certificates (Let’s Encrypt)

Для инструментов веб-администрирования вам потребуются Raspberry Pi Webmin и Raspberry Pi PHPMyAdmin. Raspberry Pi MYSQL также важен для серверов баз данных.

4. Система безопасности для дома с Raspberry Pi

Имея огромный выбор всевозможных датчиков, достаточно просто собрать свою систему охраны периметра, сигнализации и ведеонаблюдения. Датчики движения, инфракрасные датчики, датчики температуры и давления, света и цвета, видеокамеры для организации видеонаблюдения и другие модули позволяют придумывать и реализовывать самые разнообразные схемы сигнализации, а настраиваемая по сети передача данных на смартфон предупредит вас моментально, если система сработала. Также с добавлением модулей беспроводной связи, работающих с сетями IoT, ваш проект выйдет на новый уровень системы безопасности с Raspberry Pi.

5. Умный дом с Raspberry Pi

Для организации функционала настройки домашней автоматизации Raspberry Pi вам понадобится такое решение, как Home Assistant и Mozilla's WebThings Gateway. Предположим, вас не устраивают лицензионные соглашения большинства компаний, предлагающих подобные услуги на рынке. В этом случае вы можете извлечь выгоду из превосходной конфиденциальности данных, поскольку оба вышеуказанных решения оставляют ваши данные в ваших руках, не отправляя ничего за пределы вашей домашней сети. Загрузите системный файл выбранного вами программного обеспечения. Воспользуйтесь бесплатным инструментом, например Balena Etcher, чтобы поместить файл на карту microSD. Запустите его после подключения карты microSD к Pi. Когда программное обеспечение будет готово к подключению, используйте его для дверных замков и освещения. Вы также можете использовать его для своих устройств с Bluetooth и Wi-Fi. В конечном итоге, сопоставьте протокол связи существующих интеллектуальных устройств с помощью USB-адаптера ZWave или ZigBee.

6. Виртуальный музыкальный автомат

Вы можете использовать свой Raspberry Pi 4 для создания музыкального автомата небольшого микрокомпьютера, к которому вся ваша семья может получить доступ, даже если они ничего не знают о Raspberry Pi и не дружат с компьютерами. Этот крошечный музыкальный автомат с сенсорным экраном может выбирать, управлять и воспроизводить песни из сетевого хранилища или музыкальной библиотеки на другом компьютере. Если в вашем доме нет компьютерных фанатов, то никому даже не придётся запоминать пароль Wi-Fi или ломать голову над тем, как попасть в список воспроизведения, поскольку доступен очень простой для понимания интерфейс. Вам также не нужно беспокоиться о сопряжении устройств, поскольку все они работают в своей сети. Тем не менее, для запуска этого проекта жизненно важно немного узнать о командной строке и обзавестись следующими комплектующими:

  • Корпус.
  • Динамики и стереосистема для подключения музыкального автомата.
  • Компьютер с файлами MP3 и домашний сервер.
  • Сенсорный экран.
  • Клавиатура для настройки, SD-карта, Ethernet-кабель (или WiFi-карта и кабель питания для Pi ).
  • ну и, конечно, сам Raspberry Pi.

7. Создать виртуальный бот для соцмедиа

Если вы занимаетесь диджитал-маркетингом, вы можете создать аудиторию людей, заинтересованных в вашей нише, используя проект Raspberry Pi 4 для бота в социальных сетях. Бот будет добавлять различные сообщения, такие как фотографии, цитаты, статьи и т.п. в ваши социальные сети с выбранным интервалом. Вам нужно только установить интервалы публикации, добавить текст к фотографиям, чтобы заполнить базу данных и начать публикацию.

8. Инструмент мониторинга сети

Для обеспечения безопасности беспроводные сети вашего дома, а также другая техника в вашем доме нуждаются в надлежащем мониторинге. С Raspberry Pi 4 и беспроводным датчиком достаточно просто начать мониторинг производительности вашей беспроводной домашней сети. Система получается достаточно простой: вам нужно только подключить карту microSD, подключить кабель Ethernet, подключить клавиатуру USB и подключить монитор через разъем HDMI. Затем необходимо зайти в систему и настроить её. После установки системы мониторинга будет относительно легко бороться с любыми известными ошибками или проблемами безопасности.

9. Управляйте своим роботом Raspberry Pi Robot

С помошью специального оборудование и нескольких строк кода Вы можете собрать простого колесного робота с Raspberry Pi 4, который будет ездить по вашему дому по проложенным маршрутам. Не очень глубокие знания языка программирования Python и способность собрать аппаратное обеспечение из модулей и блоков на Raspberry Pi и Вы в силах добавить роботу функцию предотвращения столкновений и огибания препятствий, используя ИК-модули для обнаружения объектов.

9.1. Используйте ROS для робота с Raspberry Pi

Операционная система для роботов ROS (Robot Operating System) это фреймворк для программирования роботов, предоставляющий функционал для распределённой работы. Настройка среды ROS на Raspberry позволит вам создать и запустить модель Simulink на плате Raspberry Pi для отправки, получения и работы с данными в сообщениях ROS. Другими словами, компоненты роботизированной системы обмениваются информацией в форме сообщения, используя коммуникационный уровень ROS, через интерфейс, предоставляемый набором инструментов ROS между Simulink, MATLAB и операционной системой ROS.

9.2. Управление роботом с помощью жестов

Как здорово было бы просто махать рукой, чтобы управлять роботом! Что ж, это вполне возможно, когда вы используете 3D Gesture Tracking Shield для Raspberry Pi 4 для управления перемещением вашего робота uArm из одного места в другое и выполнения команд. С другой стороны, вам потребуются такие аппаратные компоненты, как Seeed uArm metal, Seeed Raspberry Pi 3B + и Seeed 3D Gesture Tracking Shield для Raspberry Pi. Основанная на микросхеме Microchip MGC3130, плата расширения позволяет Raspberry Pi выполнять функцию отслеживания движения и распознавания жестов. Она поддерживает касание и двойной щелчок, распознавание касаний и приближение.

9.3 OpenCat

Вы можете использовать Raspberry Pi 4 для создания своего робота-кота с нуля, включая добавление интеграции с Alexa и реалистичных движений. Ваш робот в форме кошки с открытым исходным кодом сможет обнаруживать препятствия, восстанавливаться после падений, балансировать, ползать и позировать. С использованием ИИ и STEM высокоманевренный и программируемый робот-кот может распознавать лица и даже транслировать видео.

9.4. Hexapod Robot

Сколько у робота может быть лап? Hexapod Robot вполне комфортно чувствует себя с 6-ю. Управлять перемещением и синхронизировать движения всех конечностей для обеспечения заданных перемещений микрокомпьютеру Raspberry Pi не составляет труда.

10. Планшет Raspberry Pi с сенсорным экраном

С Raspberry Pi 4 у вас может быть недорогой, но многофункциональный планшет. Под управлением ОС Android 10 он является мощным инструментом, но также позволяет расслабиться: посмотреть видео, поиграть в игры, например в Minecraft или различные ретро-игры наподобие Mario, а также выполнять другие забавные действия.

11. Домашний медиацентр

Вы можете превратить свой Raspberry Pi 4 в практичный и дешевый домашний медиацентр. Если вы слышали о Kodi, то это всё, что вам нужно для вашего медиацентра. Установив его на свой Raspberry Pi 4, вы сможете превратить его в мировой домашний медиацентр.

12. Игровой сервер

Любите Terraria, Doom или Minecraft? Для запуска домашнего игрового сервера вам понадобятся всего несколько вещей:

  • кабель Ethernet Cat6 — 1 метр
  • удаленное SSH-подключение
  • карта micro-SD с кардридером — 32 ГБ 9Class 10,
  • ну и конечно же дистрибутив вашей любимой игры.

12.1. QuakeWorld

Возможно, вы знакомы с Quake, потрясающей многопользовательской игрой от id Software, выпущенной в 1996 году. QuakeWorld — это многопользовательская интернет-версия (в отличие от NetQuake, многопользовательской версии для локальной сети). Несмотря на совместимость с Raspberry Pi 1 модели B, наилучшие результаты можно получить с Raspberry Pi 2 или более новых. QuakeWorld использует менее 32 МБ оперативной памяти, что обеспечивает оптимальную производительность. Он поддерживает до 16 игроков, но оптимальным вариантом будет 6-8 игроков. Для достижения наилучших результатов убедитесь, что Pi подключен к вашему маршрутизатору через Ethernet, а не по беспроводной сети.

12.2. AssaultCube

Эта бесплатная многопользовательская онлайн-игра FPS проходит в реалистичной среде с эффективным использованием полосы пропускания, идеально подходящим для Raspberry Pi. Благодаря малой задержке AssaultCube может работать даже при соединении со скоростью 56 Кбит/с! Если вам не с кем играть, в AssaultCube также есть режим бота для одного игрока. Таже есть несколько многопользовательских режимов. К ним относятся Deathmatch, Survivor, Pistol Frenzy, Last Swiss Standing, Capture the Flag, Hunt the Flag и One-Shot One-Kill. У каждого из них тоже есть командная версия. Многие карты включены в игру — также доступен редактор карт в игре.

12.3. Minecraft Server

Minecraft и Raspberry Pi — идеальные друзья. В конце концов, Minecraft Pi Edition включен в Raspbian. Но как насчет игрового сервера Minecraft? Лучше всего подходит модель Raspberry Pi 3 или новее, но на Raspberry Pi 2 тоже можно играть. Raspberry Pi не подходит для размещения сред Minecraft в общедоступном Интернете, однако в вашей домашней сети у вас будет готовый к построению и перестройке в удобное для вас время мир Minecraft!

12.4. Civilization (FreeCiv)

FreeCiv, основанная на цивилизации Сида Мейера, имеет открытый исходный код и доступна в версиях клиента и сервера. FreeCiv собран на базе CivNet и Civilization II, а также элементов из многих других версий Civilization.

12.5. Многопользовательский Doom

В Quake есть возможность сетевой многопользовательской игры для Raspberry Pi. А что насчет Doom? Благодаря команде Quake On LAN (также стоящей за QuakeWorld для Pi), теперь доступен Doom On LAN. Он использует порт Zandronum в качестве игрового клиента, который поддерживает до 64 игроков. Доступно несколько режимов игры, и есть поддержка многих модов. Также есть добавление прыжков и свободного просмотра (оба недоступны в оригинале), а также пользовательские привязки клавиш. Как всегда, игра будет работать лучше всего с прямым подключением Ethernet к вашему маршрутизатору. Теперь все, что вам нужно сделать, это найти еще 63 человека, с которыми можно поиграть.

12.6. Windward

Увлекательная корабельная игра о торговле и пиратах Windward. Это одна из двух игр с открытым исходным кодом. Вы найдете её доступной в Steam по цене чуть менее 10 долларов, и игра работает как в одиночном, так и в многопользовательском режимах. Настройка занимает немного времени; вам нужно будет установить Mono (реализация Microsoft .NET с открытым исходным кодом) на свой Pi. После установки вы найдете сервер Windward на экране лобби игрового клиента. Обратите внимание, что эта настройка устанавливает копирование некоторых данных из папки с игрой на вашем ПК.

Доступны также следующие игровые сервера:

  • Terraria Server For Raspberry Pi,
  • Crossfire,
  • The Battle For Wesnoth,
  • OpenTTD Game Server,
  • возможно скоро будет доступен и классический многопользовательский World of Warcraft.

13. Создание Network Attached Storage (NAS)

Вы можете создать сетевое дисковое хранилище, если не готовы платить за устройство NAS и не хотите, чтобы на вашем жестком диске, хранящем много файлов, таких как музыка, фильмы, документы, видео и фотографии, в результате сбоя они могли быть потеряны. Создайте идеальное сетевое хранилище с несколькими запасными дисками и Raspberry Pi 4. Сравнивая работу сетевого дискового хранилища на базе Raspberry Pi 4 по сравнению с Raspberry Pi 3, можно отметить существенный прирост производительности благодаря Gigabit Ethernet и USB 3.0.

14. Raspberry Pi в роли роутера или моста с беспроводной связью

Вы остановились в отеле, где есть кабель Ethernet, но без Wi-Fi? Вам нужно соединить устройства по беспроводной связи? Или вам нужна более быстрая интернет-сеть? Raspberry Pi 4 предоставит вам все это и многое другое. Встроенный функции беспроводной связи Wi-Fi, Bluetooth 5.0 и расширяемые возможности многих других беспроводных сетей делают Raspberry Pi 4 универсальным мостом для связи всех устройств.

15. Комплекты Google AIY Projects

В 2017 году Google запустила два комплекта AIY Projects голосовой комплект на базе Raspberry Pi 3 для создания интеллектуального динамика и визуальный комплект для аппаратного ускорения компьютерного зрения с использованием платы Raspberry Pi Zero W. Наборы необходимо собрать следуя простой иснтрукции, затем загрузить требуемое программное обеспечение и можно нажимать на кнопку сверху! Голосовому комплекту можно, к примеру, задать вопрос о погоде и Google Voice будет стараться вам ответить.

16. ИГРЫ

Игры это практически бескрайнее поле для рассказа, поскольку технические возможности Raspberry Pi 4 соответствуют топовым моделям смартфонов, то, соответственно, во всё то, что можно запустить на мобильных устройствах, можно играть и на Raspberry Pi 4.

Retropie позволяет превратить ваш микрокомпьютер в игровую консоль и наслаждаться ретро-играми с помощью кнопочного джойстика.

Обычные десктопные версии игр тоже легко запускаются. Необходимо только смотреть на минимальные системные требования к конкретной игре.

Майнкрафт (Minecraft) приобретает совершенно иное видение. Теперь можно не только строить в виртуальном мире, но с помощью специальной платы расширения с цветными светодиодами создавать мир Майнкрафта в реальном мире:

17. Сервоприводы управления

Благодаря высокой производительности и скорости обработки, Raspberry Pi 4 идеально подходит для управления роботами. CircuitPython позволяет сильно упростить процесс управления роботом. Что ещё может понадобиться:

  • программное обеспечение Blinka,
  • макетная плата,
  • комплект соединительных проводов для макетной платы,
  • USB-источник питания 5VDC 2.1A-CE Intertek GS,
  • Grove — Servo,
  • MT3620 Grove Breakout,
  • 16-канальный сервопривод.

18. Машинное обучение на Raspberry Pi 4

Если вы хотите использовать Raspberry Pi 4 для машинного обучения, вам понадобятся:

  • Coral USB Accelerator, если вы хотите увеличить скорость вывода Pi 4,
  • кабель Micro HDMI,
  • карта Micro SD 10-го класса скорости и объемом не менее 32 ГБ,
  • комплект Pimoroni Pan-tilt HAT,
  • модуль камеры Raspberry Pi V2
  • и, естественно, Raspberry Pi 4 с 4 ГБ (а лучше с 8 ГБ).

Благодаря скорости и мощности вашего Raspberry Pi 4 все эти инструменты позволят вам создать на борту искусственный интеллект и проводить машинное обучение. Используя TensorFlow можно настроить систему распознавания лиц для применения в ваших проектах.

19. Метеостанция

С помощью специального комплекта, а также используя возможности различных датчиков окружения можно создать мощную метеостанцию со сбором данных о погоде и отображении их на дисплее, либо передачей на обработку в сеть.

  • Макетная плата 8,2 x 5,3 см, прозрачная.
  • Комплект соединительных проводов макетной платы 200 мм и 500 мм.
  • Водонепроницаемый корпус.
  • Микросхема аналого-цифрового преобразователя MCP3008.
  • Дождемер.
  • Флюгер.
  • Анемометр.
  • Винтовые клеммы для монтажа на печатной плате с шагом 5 мм.
  • 2 резистора по 4,7 кОм.
  • Цифровой термозонд DS18B20.
  • Датчик влажности, температуры и давления BME280.

20. Интеллектуальное зеркало

Превратить своё зеркало в интерактивный монитор? И такое возможно. Интеллектуальное зеркало с сенсорным экраном и функцией распознавания лиц:

  • телевизор / монитор,
  • ИК-рамка,
  • зеркало с прозрачной обратной частью,
  • блок питания Raspberry Pi 4,
  • SD-карта,
  • клавиатура,
  • мышь,
  • кабель HDMI,
  • системы умного дома, такие как Alexa,
  • модуль камеры Raspberry Pi,
  • плата микрокомпьютера Raspberry Pi 4.

21. Партнер по тренировкам Pi

В этом проекте вы можете получать отзывы о точности своей тренировки и отслеживать движения с помощью партнера по тренировке с машинным обучением. Проект находится на стадии развития и пока может поддерживать только некоторые виды деятельности, включая прыжки и отжимания.

22. Голосовой помощник Raspberry Pi

Хотите иметь недорогой голосовой помощник, наподобие Google Home или Amazon Alexa Вы можете сделать это с помощью Raspberry Pi 4.

Ну а для разрядки, посмотрите следующее видео, в котором система распознавания голоса ещё не была достаточно отработана )))))

23. Питание устройства Raspberry Pi от солнечной энергии

Чтобы иметь достаточную автономность в использовании Raspberry Pi на открытом воздухе, в том числе на природе и в походах, необходимо иметь источник энергии для заряда аккумуляторных батарей. Собрать такую систему совсем не сложно. Вам понадобится солнечная панель и система регулирования и стабилизации напряжения на уровне 5В с выходом USB.

24. Лазерная система безопасности Tripwire

Построить свою систему безопасности tripwire можно легко с Raspberry Pi 4 и лазерными светодиодами. Raspberry Pi будет использовать динамик или зуммер, чтобы подавать сигнал тревоги в любое время, когда незаметный злоумышленник прервёт лазерный луч.

25. Блокировка рекламы / Pi-Hole

Для этой цели не обязательно использовать Raspberry Pi 4, достаточно будет даже даже самой дешевой модели Raspberry Pi. Встраивая его в домашнюю сеть можно настроить блокировку показа рекламных объявлений в браузере на уровне IP адресов. Другими словами, надёжный аппаратный Firewall.

Мы рассмотрели всего 25 основных применений Raspberry Pi 4 и, как оказалось, это капля в море возможностей, которые открываются перед Вами после приобретения этого микрокомпьютера. Открытый исходный код, возможность пользоваться различными операционными системами, наличие широчайшего выбора аппаратных расширений, огромное количество примеров использования, ну и конечно нельзя не упомянуть мощнейшее Raspberry комьюнити сообщество любителей и профессионалов, готовых поделиться своим опытом в применениях устройств на практике.

На сегодня, Raspberry Pi уже не просто микрокомпьютер для знакомства с миром микроэлектроники, автоматики и обучения азам программирования, а мощный инструмент реализации проектов с машинным обучением и искусственным интеллектом, при этом по вполне бюджетной цене.


Источник: evo.net.ua