30 проектов Raspberry Pi, демонстрирующих возможности мини-компьютера

На первый взгляд, Raspberry Pi выглядит непримечательно. Устройство напоминает печатную плату размером с кредитную карту с дополнительными компонентами. Но его компактный размер делает широкие возможности Pi еще более впечатляющими.

Разработанный британской компанией Raspberry Pi Foundation, этот маленький компьютер — отличное соотношение цены и качества. Его низкая стоимость — один из многих факторов, способствовавших тому, что Pi стал одним из самых продаваемых британских компьютеров всех времен. Изначально Raspberry Pi был разработан для молодых людей, интересующихся веб-дизайном. Благодаря своим скромным возможностям и отсутствию корпуса он особенно хорошо подходит для начинающих, которые хотят узнать больше об аппаратной структуре компьютера и основах программирования.

Однако инновационный микрокомпьютер вскоре привлек внимание программистов-новаторов и любителей, которые стремились изучить потенциал Raspberry Pi и проверить новые идеи. Так появились многие из оригинальных приложений и проектов Raspberry Pi. В этом введении мы представляем 20 полезных и успешных проектов Raspberry Pi, которые вы можете реализовать в домашних условиях.

Примерно такого же размера, как кредитная карта, Raspberry Pi является примером одноплатного компьютера, который имеет все основные аппаратные компоненты компьютера (процессор, память и т.д.) и различные расширения (USB, HDMI, видео, звук и т.д.). Карта micro SD служит в качестве жесткого диска и одновременно обеспечивает работу операционной системы. Рекомендуется Raspbian на базе Debian, но можно использовать и другие дистрибутивы Linux и специальные версии Windows. В качестве источника питания можно использовать зарядное устройство micro USB (например, зарядное устройство для смартфона). Подключение к Интернету можно установить с помощью сетевого кабеля через интерфейс Ethernet. Гнезда USB позволяют легко подключать различные внешние устройства, например, мышь, клавиатуру или внешний жесткий диск. Разъем HDMI — это самый простой способ подключения экрана к устройству Raspberry Pi. Устройство также поставляется с несколькими контактами, которые можно запрограммировать на дополнительные функции.

Компоненты варьируются в зависимости от модели. Самая первая модель, Raspberry Pi 1, была выпущена в феврале 2012 года. С тех пор компания разработала целый ряд последующих моделей Pi, каждая из которых имеет номинальную стоимость около 35 долларов, что делает их невероятно экономичными микрокомпьютерами. Raspberry Pi 4 (модель B) доступна с мая 2020 года. Он оснащен процессором с частотой 1,5 ГГц, предлагает подключения для двух экранов 4K HMDI, имеет WLAN и Bluetooth (5.0). Покупатели также могут выбрать между 2, 4 и 8 ГБ рабочей памяти. Raspberry Pi Zero 2 W доступен с октября 2021 года. Младший брат оригинального Raspberry Pi может похвастаться 512 МБ памяти, доступен по цене около $20 и позволяет пользователям создавать множество интересных проектов Raspberry Pi Zero.

Название «Raspberry Pi» — это игра слов с любимым десертом, оно повторяет традицию IT-производителей использовать обозначения фруктов (например, Apple, Blackberry и Acorn). Но оно также намекает на его функции. Здесь «Pi» — это сокращение от «интерпретатор Python», поскольку Python — основной язык программирования Raspberry Pi. Однако те, кто не имеет опыта работы с Python, могут использовать Scratch, который является более простым и наглядным языком программирования.

Сферы применения Raspberry Pi удивительно разнообразны. Помимо выполнения множества стандартных задач, микрокомпьютер эволюционировал для выполнения более необычных заданий. Для реализации проекта Raspberry Pi иногда требуется много предварительных знаний, а иногда — почти никаких. Но если вы заинтересовались проектом, отсутствие предварительных знаний не должно стать препятствием. Наоборот, Pi был специально разработан для экспериментов с печатной платой и для того, чтобы помочь пользователям развить новые вычислительные навыки.

В Интернете можно найти множество информации о различных способах использования Raspberry Pi, а также советы по реализации различных приложений и проектов. Приведенные ниже примеры подчеркивают диапазон возможностей, которые предоставляет микрокомпьютер. Ниже вы также найдете ссылки на некоторые из наиболее популярных и полезных проектов, а также краткие руководства по их реализации.

Для многих пользователей Raspberry Pi выполняет функции веб-сервера. Существует множество различных программ веб-серверов (таких как Apache, lighttpd и nginx. Однако в большинстве случаев производительность Raspberry Pi недостаточна для размещения обширного динамического веб-контента без сбоев. Вместо этого мини-компьютер лучше подходит для работы в качестве локальной среды тестирования. Однако простые статические веб-сайты с небольшим числом посетителей могут быть размещены на сервере Raspberry Pi. О том, как создать веб-сервер Raspberry Pi, читайте здесь.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

2020 год заставил многих людей работать из дома. Один из элементарных рабочих инструментов в домашнем офисе: программное обеспечение для видеоконференций, такое как Zoom, Jitsi Meet, Skype или Microsoft Teams. Поскольку не каждая компания предоставляет необходимое для этого оборудование, многие полагаются на использование своих личных устройств — если только они не собирают станцию видеоконференций на базе Raspberry Pi исключительно для этой цели. Аласдэр Аллан опубликовал свои мысли о станции видеоконференций на базе Raspberry Pi 4 Model B в официальном блоге Raspberry Pi для Zoom, Skype и Google Hangouts.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Качество воздуха в крупных городах особенно нуждается в улучшении. Монитор качества воздуха может быть использован для измерения точного качества воздуха, например, уровня концентрации твердых частиц или влажности. Дэвид Гергита и Йоан Херисану опубликовали на сайте hackster.io инструкцию о том, как самостоятельно собрать такой монитор, используя Raspberry Pi и датчик мелкой пыли SPS30 для измерений в помещении и на улице. Данные считываются и обрабатываются с помощью Rust и загружаются в облако Microsoft Azure Cloud. Здесь благодаря Azure Stream Analytics создается полезный анализ в реальном времени.

Растения оживляют ваш дом и способствуют созданию спокойной рабочей атмосферы. Но в стрессовой ситуации повседневной жизни легко забыть их полить. В то время как некоторые виды растений хорошо справляются с небольшим количеством воды, другие, например, деревья бонсай, более требовательны. Поэтому теперь есть руководство по созданию системы полива бонсай на Raspberry Pi, которая гарантирует, что ваше растение получает необходимое количество воды.

Для этого используется датчик влажности в сочетании с насосом. Исходный код проекта на языке Python 3 доступен на GitHub. Таким способом можно поливать любые комнатные растения.

Нейронные сети относятся к основным концепциям будущего и могут значительно облегчить жизнь. Любитель Raspberry Pi Кутлухан Актар воспользовался этим и разработал измеритель спелости фруктов и овощей на базе Raspberry Pi. Самодельная машина использует датчик света для определения окраски продуктов. Нейронная сеть была обучена с помощью набора данных, который отображает спелость различных фруктов и овощей в течение десяти дней на всех возможных стадиях. Этот довольно сложный проект, возможно, меньше подходит для домашнего использования, но он предоставляет большие возможности для сельскохозяйственного сектора. Фермеры, например, могли бы сократить время, которое они тратят на ручную сортировку испорченного урожая.

Кофеварки стали практически незаменимы как дома, так и в офисе. Современные кофеварки способны сварить любимую всеми чашку кофе одним нажатием кнопки — при условии, что в резервуар недавно была залита вода. Алекс Стаханов и его коллеги решили устранить этот недостаток и разработали автоматизированную систему перекачки воды для своей офисной кофеварки — SAECO Aulika Focus. В основе системы лежит Raspberry Pi. Микрокомпьютер подключен к ультразвуковому датчику HC-SR04, который последовательно измеряет уровень оставшейся воды. Разработчики запрограммировали датчик с помощью языка Python. Подробное описание проекта Raspberry Pi и скриптов Python доступно на сайте medium.com.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Объединение в сеть всей вашей бытовой техники и бытовых приборов становится все более популярным. Подход «умного дома» и позволяет централизованно контролировать и управлять домашним отоплением, лампами, жалюзи, холодильниками, стиральными машинами и т.д. Это не только улучшает качество вашей жизни, но и способствует эффективному потреблению энергии. Благодаря низкой цене, возможности подключения к Интернету и статусу полноценной системы с отличной аппаратной поддержкой, все больше и больше мастеров-любителей полагаются на Raspberry Pi для реализации проектов для собственного дома. Необходимую программную основу составляют инструменты с открытым исходным кодом, такие как openHAB или Home Assistant.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Тем, у кого нет современного смарт-телевизора с возможностью подключения к Интернету, приходится полагаться на отдельное потоковое устройство для воспроизведения Netflix, Spotify, Amazon Prime Video, YouTube и т.д. прямо на телевизоре. Выбор стиков и коробок огромен, причем особым спросом пользуется оборудование лидеров рынка, таких как Google Chromecast, Amazon Fire TV Stick или Apple TV box.

Однако при наличии небольшого количества времени и нужных хитростей это можно заменить, применив самодельную конструкцию. Используя Raspberry Pi, SD-карту, мышь и клавиатуру, можно создать потоковое устройство, как доказывает пользователь Мэгги Шах в своем примере «Raspicast» на instructables.com. Альтернатива Chromecast приносит видеопортал YouTube от Google на ваше старое, автономное устройство и позволяет транслировать все ваши собственные медиафайлы, находящиеся на Raspberry.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Светодиодная подсветка для телевизоров становится все более популярной. Однако соответствующие устройства, которые можно приобрести, стоят довольно дорого. Вы можете создать свою собственную подсветку, имея немного навыков и Raspberry Pi. Устройство меняет цвет в соответствии с изображением на экране телевизора, что делает его даже более мощным, чем традиционная светодиодная подсветка. Кроме Raspberry Pi, вам понадобятся только RGB-лампочка с регулировкой цвета и USB-веб-камера. Последняя сканирует цвета выводимого на экран изображения.

При использовании в качестве почтового сервера электронные письма сохраняются исключительно на Raspberry Pi, поэтому ни один другой провайдер или сервер не имеет доступа к вашим сообщениям. Используя почтовый сервер Raspberry Pi, пользователи получают полный контроль над своей почтовой системой и возможность настроить любое количество адресов электронной почты, используя собственный домен. Будучи центральной платформой для ваших электронных коммуникаций, микрокомпьютер обеспечивает превосходную конфиденциальность и безопасность, а также высокую степень гибкости. Более подробный список преимуществ и возможностей, а также пошаговые инструкции по настройке почтового сервера с помощью Raspberry Pi можно найти здесь.

Raspberry Pi предлагает больше, чем просто удобство — он станет отличным дополнением к домашней системе безопасности. Макс Уильямс показал, как построить аккуратную систему безопасности, в основе которой лежит Raspberry Pi 3 A+. При включении охранное устройство Уильямса сканирует окружающее пространство в режиме реального времени и оповещает пользователя, отправляя фотосообщение. Пользователи также получают предупреждение каждый раз, когда устройство включается или выключается. Если вы хотите реализовать этот проект на Raspberry Pi в домашних условиях, загляните на сайт hackster.io. Инструкции включают код на языке Python для дистанционного управления камерой.

Любитель Винсент Деконинк показал, что Raspberry Pi подходит не только для любительских проектов. За 130 евро (145 долларов) он оснастил стандартный стол из IKEA интерактивным дисплеем, который реагирует на объекты красочной анимацией и даже позволяет пользователям играть в «Тетрис». В основе проекта лежит Raspberry Pi, который обрабатывает все взаимодействия, записанные микроконтроллерами Arduino, и преобразует их в анимацию с помощью программного обеспечения Glediator. На своем сайте Деконинк опубликовал подробное руководство по созданию интерактивного светодиодного стола.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не кликнете на него.

Сочетание светодиодных блоков и Raspberry Pi не ограничивается игровыми проектами. Пользователь dannyk9 опубликовал на instructables.com руководство по созданию удобного светодиодного окна, которое имитирует солнечный свет. Комнаты без окон, например, подвалы, можно осветить и изменить настроение любой комнаты. Управление «фальшивым» окном осуществляется через веб-интерфейс, при этом яркость можно регулировать вручную или автоматически в зависимости от времени суток и погоды (через Yahoo! API).

Если вам интересны отдельные компоненты и шаги, а также любопытен результат, вам обязательно стоит заглянуть в статью на форуме.

Minecraft уже много лет является одной из самых популярных компьютерных игр, особенно среди молодых геймеров. Множество возможностей, предлагаемых игрой, дают волю воображению. Minecraft: Pi Edition даже идет на шаг дальше — программное обеспечение может быть установлено на Raspberry Pi и дает вам возможность настраивать код Minecraft, чтобы манипулировать объектами виртуального мира любым способом. Для этого Pi Edition предлагает поддержку различных языков программирования, таких как Python. Для более глубокого изучения программируемого издания Minecraft для Raspberry Pi ознакомьтесь со статьей, опубликованной Люси Хаттерсли в журнале MagPi Magazine «Лучшие ресурсы Minecraft с Raspberry Pi». Чтобы настроить собственный сервер Minecraft, ознакомьтесь с нашей специальной статьей о настройке сервера Minecraft.

Чтобы создать собственный сервер Minecraft, ознакомьтесь с нашей специальной статьей о создании сервера Minecraft.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

С помощью VPN (виртуальной частной сети) Raspberry Pi можно шифровать весь трафик данных в сети. Это особенно полезно для установления безопасного соединения при использовании общественного WiFi; без шифрования конфиденциальные личные данные рискуют быть перехваченными в любое время. Использование VPN-сервера Raspberry Pi — относительно простой способ предотвратить это. В качестве VPN-сервера Pi подходит как для частной, так и для корпоративной среды. Узнайте, как это работает.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Если вы всегда мечтали иметь двоичные часы, то проект Саймона Монка на Raspberry Pi — это то, что вам нужно. Разработчик и писатель оснастил Pi шляпой единорога — платой расширения с 64 RGB-светодиодами, которая отображает текущее время в двоичном коде. Если смотреть сверху вниз, то эти специальные часы отображают год (последние две цифры), месяц, день, час (24-часовой формат), минуту, секунду и даже сотые доли секунды. Подробное руководство было опубликовано в номере 42 журнала TheMagPi, а в сокращенном виде доступно на сайте Raspberry-Pi-Website.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Голосовое управление — одна из самых важных тем в современной истории технологий. Именно так подумал дуэт разработчиков «8 бит и байт» и разработал тостер, который может говорить и распознавать голоса. Хотя фактор веселья здесь явно играет главную роль, этот занимательный проект Raspberry Pi демонстрирует впечатляющий диапазон возможностей и гибкость микрокомпьютера. Голосовая функция тостера основана на наборе Google AIY Voice Kit. Вычислительную мощность обеспечивает Raspberry Pi 3 B (включая модуль камеры). Подробнее о проекте можно узнать из статьи «Тед и говорящий тостер» на сайте instructables.com.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Разрешение имени домена в IP-адрес происходит через DNS-сервер, также известный как сервер имен. Этот процесс можно ускорить в домашней сети, установив частный DNS-сервер с помощью Raspberry Pi. Наличие собственного DNS-сервера дает несколько преимуществ. Ознакомьтесь с этой статьей о том, как использовать Raspberry Pi в качестве DNS-сервера, чтобы получить дополнительную информацию о преимуществах использования Raspberry Pi в качестве DNS-сервера и о том, как вы можете реализовать это самостоятельно.

Высокий уровень загрязнения воздуха является общепризнанной угрозой для здоровья. Однако трудно поддерживать стабильно хорошее качество воздуха в собственном доме. AirPi — это эффективное решение. Он состоит из Raspberry Pi в сочетании с различными датчиками, которые, в зависимости от конфигурации, измеряют температуру, влажность, атмосферное давление, уровень ультрафиолета, угарного газа или двуокиси азота в вашем доме. Помимо качества воздуха, приложение Raspberry Pi также предоставляет информацию о погоде. Благодаря возможности подключения микрокомпьютера к Интернету, измеренные значения можно сравнивать через веб-интерфейс.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Этот микрокомпьютер позволяет пользователям создать свой собственный частный облачный сервер в сочетании с бесплатным программным обеспечением ownCloud. Здесь Raspberry Pi работает как сервер для загрузки и доступа к файлам. Персональный облачный сервер имеет одно огромное преимущество перед коммерческими сервисами хостинга файлов, такими как Dropbox или iCloud: пользователи имеют полный контроль над сервером и хранимыми файлами. Поэтому пользователи могут уверенно хранить свои конфиденциальные данные. Ознакомьтесь с этим учебником, чтобы узнать больше о работе ownCloud и его преимуществах.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Беспроводные интернет-соединения практичны, но сильно зависят от силы сигнала, который излучается маршрутизатором и принимается. Нередко бывает так, что вы получаете лучший прием в гостиной, но расстраиваетесь из-за постоянных прерываний соединения в соседней комнате. В этом случае может помочь удлинитель WiFi, который принимает сигнал от маршрутизатора и перераспределяет его. На сайте PiMyLifeUp пользователь Raspberry Pi Гус опубликовал инструкции, как легко собрать удлинитель с помощью Raspberry Pi. В зависимости от модели, вам также понадобится от одного до двух адаптеров WiFi (также называемых донглами WiFi) — решающим вопросом является наличие или отсутствие у модели собственного адаптера WiFi.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Скучные фоторамки — это уже вчерашний день. Есть другой способ. Идеальный проект для начинающих пользователей Raspberry Pi — цифровая фоторамка. Вам понадобится только Raspberry Pi 4, 7-дюймовый сенсорный дисплей и карта памяти для хранения фотографий. Выбор изображений для отображения зависит только от вас. Фильтрация по определенным ключевым словам в поисковых системах, таких как Google Images, или отображение фотографий из отпуска — все это не проблема для цифровой фоторамки.

Бумажные карманные календари уходят в прошлое. Смартфоны и ноутбуки стали самыми популярными устройствами для отслеживания назначенных встреч. Но бумажные календари по-прежнему украшают наши стены. Разве не практичнее было бы подключить настенный календарь к смартфону? Именно об этом подумал пользователь Instructables Piney, использовав Raspberry Pi для создания настенного календаря Google. Монитор, прикрепленный к стене, позволяет отслеживать все встречи. Более того, с помощью клавиатуры, подключенной к Raspberry Pi, можно добавлять новые встречи, которые синхронизируются благодаря тому, что Raspberry Pi подключается к собственной сети WLAN.

Advice Machine Ника Джонсона доказывает, что хороший совет не всегда должен стоить дорого. Самодельный речевой робот, управляемый Raspberry Pi, дает бесплатные советы. Качество совета, переданного на небольшом листке бумаги (благодаря термопринтеру), зависит от того, насколько высок был взнос монет. Эти советы обычно даются в виде юмористических советов, жемчужин мудрости и шуток, которые он получает из базы данных Fortune, предоставляющей юмористический контент по системам Unix и Linux.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться до тех пор, пока вы не нажмете на него.

Пользователи, желающие подключить свои данные к нескольким устройствам, могут установить домашний сервер, который представляет собой файловый сервер, способный размещать любые файлы (документы, изображения, видео, музыку и т.д.) и предоставляющий доступ к любому устройству, подключенному к этому серверу (ПК, ноутбуки, смартфоны, планшеты и т.д.). Устройства могут быть подключены через кабель или WiFi. Вы также можете пойти дальше и использовать Raspberry Pi в качестве полноценного медиацентра. Микрокомпьютер служит не только местом хранения медиаконтента, но и центральной платформой для воспроизведения фильмов, музыки и изображений с жесткого диска или для доступа к потоковым сервисам, таким как YouTube или Spotify. 

Одним из наиболее часто используемых приложений для работы медиацентра Raspberry Pi является программное обеспечение с открытым исходным кодом Kodi, которое, помимо прочего, сортирует медиа по типу.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

3D-сканер Pi, разработанный и усовершенствованный голландцем Ричардом Гарстхагеном, — это дорогостоящий, но не менее захватывающий проект Raspberry Pi. Сто Raspberry Pi, каждый со своей SD-картой и модулями камеры, образуют основную структуру этой двухметровой машины для сканирования всего тела. Благодаря самодельной программе управления 3D-сканированием, записанные значения могут быть оптимизированы, а затем использованы для печати 3D-модели.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Возможности Raspberry Pi позволяют пользователям играть в аркадные видеоигры или игры в стиле игровых консолей раннего поколения. Энтузиастам удалось воспроизвести аркадные автоматы как в миниатюре, так и в оригинальном размере. Некоторые автоматы даже оснащены слотом для монет, чтобы создать ощущение подлинной аркады. Сочетание Raspbian и приложения-эмулятора RetroPie составляет популярную программную основу для этих проектов Raspberry Pi.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

Magic Mirror — это проект для Raspberry Pi, созданный голландским разработчиком Майклом Тиувом (Michael Teeuw). Это одностороннее зеркало, которое скрывает монитор и микрокомпьютер. На стекле зеркала может отображаться время, погода, предстоящие встречи и многое другое. Благодаря популярности и известности, которую получил разработчик после публикации своего руководства «Сделай сам», он создал вторую, оптимизированную версию MagicMirror, которую можно бесконечно расширять благодаря ее модульной структуре. Поскольку код полностью открыт, за последние годы MagicMirror превратилось в огромное сообщество, а страница magicmirror.builders служит центральной платформой обмена информацией и контактной точкой для всех заинтересованных сторон.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

YouTuber Аллен Пан, он же Sufficiently Advanced, придумал специальный проект для Raspberry Pi. Он создал «умный дом» для управления техническими устройствами в своих собственных четырех стенах, которые управляются с помощью Raspberry Pi. Однако эта система домашней автоматизации управляется не с помощью голосовых или текстовых команд и не через веб-интерфейс. Вместо этого она управляется с помощью мелодий из игры «The Legend of Zelda: Ocarina of Time» компании Nintendo. Подобно Линку — герою видеоигры — звезда YouTube использует окарину, чтобы сыграть «Zelda’s Lullaby», например, чтобы открыть свою входную дверь.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.

В конце 2012 года пользователь Dark Therapy показал, что Raspberry Pi можно использовать для открытия двери гаража всего за несколько шагов. В своей официальной статье на форуме Raspberry Pi энтузиаст-любитель рассказал, как он переделал свой iPhone для работы в качестве пульта дистанционного управления с помощью Raspberry Pi и прокси-программы Siri. Siri, которая предустановлена на большинстве современных iPhone, выступает в качестве приложения для записи голоса.

В целях защиты конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не нажмете на него.