Десять удивительных проектов Raspberry Pi

Raspberry Pi имел потрясающий успех. Несмотря на минимальную поддержку стороннего программного обеспечения и задержки в производстве, система остается бестселлером: покупатели неделями ждут своих заказов, поскольку производство увеличивается для удовлетворения спроса. Но что именно люди делают со всеми этими Писами?

Если вы хотите (слегка) менее впечатляющий проект Raspberry Pi, который вы можете реализовать дома, почему бы не ознакомиться с нашим руководством о том, как превратить Raspberry Pi в медиацентр XBMC?

Хотите купить Raspberry Pi? Ознакомьтесь с полным ассортиментом комплектов, аксессуаров и чехлов здесь.

1. Суперкомпьютер Raspberry

Сам по себе Raspberry Pi едва ли может сравниться по вычислительной мощности со средним настольным компьютером или ноутбуком, однако некоторые покупатели изучают его пригодность для высокопроизводительных вычислений – хотя бы в качестве образовательного упражнения. Профессор Саймон Кокс из Университета Саутгемптона в сотрудничестве с коллегами-инженерами и своим шестилетним сыном недавно представил первый крупномасштабный суперкомпьютерный кластер, полностью построенный на оборудовании Raspberry Pi.

«Как только мы смогли найти достаточное количество компьютеров Raspberry Pi, мы захотели посмотреть, можно ли объединить их в суперкомпьютер», — объясняет Кокс. «Мы установили и собрали все необходимое программное обеспечение на Pi, начиная со стандартного образа системы Debian «Wheezy», а теперь опубликовали руководство, которое поможет вам собрать свой собственный суперкомпьютер».

Система стоимостью 2500 фунтов стерлингов может похвастаться 64 узлами, 16 ГБ памяти, 1 ТБ памяти SD-карты и шасси Lego. Хотя его производительность отстает от традиционных суперкомпьютеров, творение Кокса обеспечивает недорогую платформу для экспериментов с технологией вычислительных кластеров – то, что обычно требует мощной серверной среды и программного моделирования. Подробности сборки доступны на веб-сайте проекта вместе с руководством по созданию аналогичного кластера Pi.

2. Очки-переводчики

Носимые компьютеры уже несколько десятилетий находятся «не за горами», но, за исключением странных громоздких наручных часов, на открытый рынок выходит мало полезных технологий. Google Project Glass должен появиться в магазинах где-то в следующем году, но на данный момент Pi помогает заполнить этот пробел благодаря своему небольшому размеру, легкому весу и низкому энергопотреблению — настолько низкому, что фактически он будет работать часами. от дешевого литий-ионного аккумулятора.

Самым впечатляющим достижением в области носимых устройств Pi на данный момент является проект Уилла Пауэлла, который превращает две системы Raspberry Pi и пару готовых цифровых очков в вещь, наиболее близкую к универсальному переводчику славы «Звездного пути», которую когда-либо видел мир. Сочетая в себе носимый дисплей Vuzix 1200 Star и Bluetooth-микрофон Jawbone Pi, система выполняет распознавание и перевод голоса на лету через общедоступный интерфейс прикладного программирования (API) Microsoft.

«Я могу поговорить с Элизабет, которая говорит со мной по-испански, и вернуться на английском», — объясняет Пауэлл. «Я никогда не учил испанский, но в очках я могу полноценно разговаривать».

Подробности сборки, включая видео системы в действии, доступны в блоге Пауэлла.

3. Морская робототехника с Fish Pi

Порт ввода-вывода общего назначения (GPIO) на Pi обеспечивает простые средства взаимодействия с внешним оборудованием, а для многих технических типов это означает «робототехника». В нескольких небольших проектах Pi сочетался с готовыми автомобилями с дистанционным управлением и тому подобным, но проект Fish Pi идет на шаг дальше в своих целях.

Детище Грега Холлоуэя, Fish Pi, стремится создать полностью автономное морское надводное транспортное средство, способное пересекать Атлантический океан без вмешательства человека. Помимо интенсивного использования межинтегральной схемы (I²C) Raspberry Pi для электронного регулятора скорости, сервоконтроллера, GPS и электронного компаса, Fish Pi использует преимущества низкого энергопотребления Pi для запуска всей системы. от солнечной панели.

В конечном итоге намерение состоит в том, чтобы создать комплект, который позволит любому превратить Pi в полностью автономное морское транспортное средство для таких целей, как мониторинг окружающей среды, детальное картографирование, разработка автономных навигационных систем и, как говорит сам Холлоуэй, просто «что-то для фанатов». куда-нибудь.

Проект Fish Pi все еще находится на ранней стадии разработки, и Холлоуэй активно ищет вклад в его разработку и производство через официальный сайт.

4. Распределенные вычисления на солнечной энергии

Еще одна область, в которой низкое энергопотребление Pi становится популярным, — это распределенные вычисления. Благодаря таким проектам, как Folding@Home и SETI@Home, пользователи компьютеров по всему миру уже много лет выделяют запасные циклы процессора для создания мощного суперкомпьютера. Однако за эти циклы неизбежно приходится платить повышенным потреблением энергии.

Однако Raspberry Pi может работать от солнечной панели, что дает поклонникам распределенных вычислений возможность использовать экологически чистую вычислительную мощность в своих любимых проектах. Процесс подключения солнечной панели не представляет особой сложности, и Эндрю Бэк решил вторую половину уравнения, портировав клиента распределенных вычислений Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC) на набор инструкций ARMv6 Pi.

«Идея автономного устройства BOINC, работающего на солнечной энергии, привлекательна, — пишет Бэк о своих экспериментах, — поскольку оно не только решит проблему энергопотребления, но и может принять новую и даже декоративную форму, возможно, с помощью небольшого электронного устройства. чернильный экран для отображения статистики вычислений».

Подробности о том, как установить BOINC на Raspberry Pi и как настроить клиент SETI@Home, который анализирует данные радиотелескопа на наличие признаков инопланетного разума, можно найти на сайте проекта.

5. Музыкальные инструменты

Электронные синтезаторы — невероятно универсальные инструменты, но их цена часто превышает банковские балансы большинства любителей. Однако при наличии небольшого дополнительного оборудования и умного программного обеспечения Raspberry Pi можно превратить именно в такое устройство – и это именно то, на что направлен проект Piana.

Проект, названный сочетанием слов «Pi» и «analogue», направлен на создание программного аналогового синтезатора с MIDI-адресацией по образцу популярного Moog Slim Phatty, с поддержкой до восьми голосов и пользовательским интерфейсом с ускорением OpenGL ES. , который включает в себя работающий осциллограф и регулируемые соединения компонентов.

«Все это — осцилляторы с управлением псевдонимами, безумная модуляция, спадающие фильтры Муги, интерфейс с питанием от графического процессора с множеством вершин осциллографа, прыгающих в реальном времени — все это работает на стандартной, не разогнанной, 700 МГц Raspberry Пи», — объясняет свое творение основатель проекта Омени.

Piana уже способна на некоторые впечатляющие эффекты, но это не единственная попытка превратить Pi в синтезатор: другие работают над портированием программного синтезатора Pd с открытым исходным кодом на процессор ARM Pi. Более подробную информацию о проекте Piana можно найти в официальном блоге.

6. Программирование на «голом железе»

Процессор, лежащий в основе Raspberry Pi, система-на-кристалле Broadcom BCM2835, безусловно, медленнее, чем процессор для настольных компьютеров, но, будучи чипом вычислений с сокращенным набором команд (RISC), он также более доступен для новичков в этом предмете. Воспользовавшись этим фактом, Кембриджский университет, расположенный недалеко от штаб-квартиры Raspberry Pi Foundation, запустил бесплатный онлайн-курс под названием Baking Pi, предназначенный для того, чтобы научить любого программировать операционную систему с нуля на языке ассемблера.

Хотя примеры компонентов операционной системы, используемые в курсе, созданном Алексом Чедвиком, не будут конкурировать с Windows 8, это полезная отправная точка для изучения ассемблера.

«Я старался не претендовать на какие-либо предварительные знания в области разработки операционных систем или ассемблерного кода», — объясняет Чедвик во введении к курсу, хотя и предупреждает, что «может быть полезно иметь некоторый опыт программирования, но курс должен быть доступен и без него».

Для тех, кто уже некоторое время подумывал о том, чтобы попробовать себя в ассемблере, возможно, после работы с языками более высокого уровня, такими как C и .NET, бесплатный курс представляет собой отличное введение, а полученные уроки можно быстро применить как при разработке программного обеспечения для Pi, а также другие устройства на базе ARM, такие как смартфоны и планшеты. Полный курс доступен онлайн.

7. Коммерческие продукты и услуги

Одним из первых проектов, окунувшихся в сферу коммерческих продуктов на базе Pi, стал Shoop!, сувенирный фотопринтер, созданный независимым разработчиком программного обеспечения Брайаном де ла Крузом.

«Когда я начал продавать свое программное обеспечение, я увидел огромный рынок фотосувенирных решений и стал все больше интересоваться дальнейшими инновациями в бизнесе и предлагать рынку свежие решения», — объясняет он свое вдохновение. «Когда я взял в руки Raspberry Pi, загорелась лампочка и «Шуп!» родился».

Объединив Raspberry Pi и готовый струйный принтер, де ла Круз создал систему, которая может принимать загрузку изображений через Wi-Fi с любого смартфона или планшета. К изображениям применяются шаблоны, которые затем распечатываются — и загрузчик, естественно, взимает плату.

Фонд отметил, что рад видеть, что Pi используется в коммерческих предприятиях, приносящих прибыль, при условии, что различные товарные знаки соблюдаются, а сообщение о том, что продукт основан на Raspberry Pi, включено где-то на упаковке или на веб-сайте.

Видео, демонстрирующее Shoop! Принтер в действии, в котором отсутствуют лишь некоторые детали, связанные с безопасностью, можно найти в блоге де ла Круза.

8. Исследование космоса

Отправка Raspberry Pi в космос может показаться экстремальной, но устройство хорошо подходит для таких целей: оно пассивно охлаждается, не имеет движущихся частей и может работать от батарей или солнечной энергии. Появилось несколько проектов по созданию микроспутников на базе Pi, но первый из них принес плоды немного более спокойно: фотография из ближнего космоса с использованием Raspberry Pi, веб-камеры и метеозонда.

Дэйв Акерман был первым, кто задумал использовать Pi в качестве легкого исследовательского аппарата в ближнем космосе, и на сегодняшний день это самый успешный вариант: его первый рейс Raspberry Pi in the Sky достиг высоты 39 994 метра, что всего на 300 метров меньше мирового рекорда.

Для достижения полета в ближнем космосе потребовалось несколько модификаций Pi, включая радиаторы для улучшения охлаждения в разреженной атмосфере, закороченные предохранители USB для увеличения выходного тока веб-камеры и прямую пайку к источнику питания с высоким напряжением 5 В. Но модификации Акермана, подробно описанные в его блоге, вполне доступны любителю, имеющему паяльник и немного свободного времени.

Опыт Акермана как высотного воздухоплавателя-любителя, безусловно, помог успеху Raspberry Pi in the Sky, но это проект, который захватил воображение многих других владельцев Pi по всему миру – и, вероятно, будет улучшен только тогда, когда первый Пи достигает орбиты. Полную информацию о миссии Raspberry Pi in the Sky можно найти в блоге Акермана.

9. Эмуляция ZX Spectrum

Компактный форм-фактор Raspberry Pi привлекает энтузиастов ретро-компьютеров: впервые можно эмулировать практически любой домашний компьютер 80-х и 90-х годов, а также большую часть аркадных автоматов и игровых консолей на одном компьютере. Устройство размером с колоду карт.

Стив Уилсон, поклонник недорогих компьютеров сэра Клайва Синклера, которые помогли определить 1980-е годы, демонстрирует гибкость Pi в своем проекте по размещению одного в корпусе оригинального Sinclair ZX Spectrum.

Используя множество дешевых дополнительных компонентов, Wilson существенно обновил старый Spectrum с резиновыми клавишами по сравнению с исходным процессором Z80 с частотой 3,5 МГц и 48 КБ оперативной памяти.

«Первоначальная проблема заключалась в том, чтобы найти место для размещения Pi с минимальным удалением компонентов», — объясняет Уилсон. «Я знал, что хочу, чтобы USB-порты Pi были внутренними, поэтому они отсоединились первыми. Разъем видеовыхода был тогда единственной проблемой, и ее быстро решили, удалив его».

Как только клавиатура будет подключена к USB-контроллеру, у Wilson появится что-то вроде уникального продукта: Spectrum, который может запускать оригинальное программное обеспечение через эмулятор, но который также может воспроизводить видео 1080p Full HD в качестве системы домашнего кинотеатра. За прогрессом Уилсона можно следить в его Твиттере.

10. Домашний кинотеатр

Самый доступный проект в нашем списке — настройка Pi в качестве системы домашнего кинотеатра не требует изменений в оборудовании. Мультимедийно-ориентированный процессор системы на кристалле BCM2835 Pi способен декодировать и воспроизводить видеоконтент формата Full HD 1080p, но лицензионные ограничения на используемые кодеки ранее означали, что поддерживалось только видео в формате H.264.

Недавно Фонд объявил о сделке, которая предоставляет тем, кто желает более широкой поддержки видео, доступ к двум дополнительным форматам кодеков: MPEG-2 и VC-1. Первый, общий для старых видеофайлов и DVD, стоит дополнительно 2,40 фунта стерлингов за лицензию, в то время как значительно менее популярный кодек Microsoft VC-1 стоит всего 1,20 фунта стерлингов.

Фонд также включил аппаратное кодирование H.264, которое доступно для всех систем Raspberry Pi через бесплатное обновление прошивки, а также поддержку стандарта Consumer Electronics Control — это означает, что воспроизведением мультимедиа на Pi можно управлять с помощью пульта дистанционного управления с CEC-совместимый телевизор с подключением через HDMI.

Используя бесплатное программное обеспечение, такое как Raspbmc, XBian или OpenELEC, Raspberry Pi может стать мощным инструментом для потоковой передачи и воспроизведения мультимедиа — и при цене менее 30 фунтов стерлингов это одно из самых дешевых устройств воспроизведения высокой четкости на рынке. Дополнительную информацию о недавно выпущенных кодеках, поддержке CEC и использовании Pi в качестве системы домашнего кинотеатра можно найти в официальном блоге Raspberry Pi.

Альтернативы Raspberry Pi

Raspberry Pi — безусловно, самая популярная сегодня миниатюрная микрокомпьютерная система, но это не единственное такое устройство на рынке — и для некоторых задач это может быть не лучший выбор.

Компания VIA, специализирующаяся на маломощных компьютерах, запустила суббренд APC, который существует специально для того, чтобы составить серьезную конкуренцию Pi. Ее первый продукт — система neo-ITX на базе процессора WonderMedia ARM11 с частотой 800 МГц и оперативной памяти 512 МБ (см. http://apc.io). Он предлагает более быстрый процессор и двойной объем памяти и продается по аналогичной цене — рекомендованная розничная цена составляет 49 долларов США по сравнению с 30 фунтами стерлингов у Pi — хотя он примерно в два раза больше.

Более старой альтернативой является БигльДоскаоткрытый аппаратный проект, включающий мощный процессор ARM Cortex-A8, работающий на частоте 1 ГГц, и 512 МБ оперативной памяти с низким энергопотреблением. Это шаг вперед по сравнению с Pi и APC, но он стоит значительно дороже: последняя версия BeagleBoard-XM стоит 149 долларов.

Если ваш проект больше связан с датчиками и контролем, микрокомпьютер на базе ARM может оказаться излишним. Популярным выбором для проектов в области робототехники являются программы с открытым исходным кодом. Ардуинов котором вместо процессора используется микроконтроллер Atmel. Намного проще, чем Pi — работающий на частоте 16 МГц и обеспечивающий объем памяти для программ всего 32 КБ — он, тем не менее, может похвастаться мощными функциями, включая 14 контактов ввода-вывода общего назначения и 12 контактов аналогового ввода, и стоит всего 19 фунтов стерлингов.