Jak rozbudować swój Mini PC Raspberry Pi

Raspberry Pi jest już wszechstronny po wyjęciu z pudełka. Ale dzięki rozszerzeniom sprzętowym podłączanym bezpośrednio do płytki można znacznie zwiększyć możliwości. Przedstawiamy kilka niezwykłych komponentów.

Dzięki koncepcji „Hardware Connected on Top” (HAT) Raspberry ma łatwy sposób na rozszerzenie swoich możliwości. Dodatki podłącza się po prostu do pinów GPIO na płycie. Zestawy rozszerzeń zwykle zawierają również plastikowe elementy dystansowe chroniące przed zwarciami, jeśli płyta główna i karta rozszerzeń znajdą się zbyt blisko siebie. W ostatnich latach zakres tego typu rozszerzeń znacznie się powiększył. Oprócz oficjalnych czapek producenta Pimoroni wyróżnia się szczególnie.

W tym artykule prezentujemy serię szczególnie interesujących tablic HAT. Fokus jest włączony Model 4, ale do prezentowanych tutaj desek pasują także starsze modele lub nowiutkie Pi 5choć nie muszą. Dlatego przed zakupem powinieneś dowiedzieć się o kompatybilności (patrz ostatni punkt „Sprawdź przed zakupem!”).

Bogaty dźwięk dzięki przetwornikowi DAC

Rozszerzenie, które działa natychmiastowo, czyli „od razu po wyjęciu z pudełka”, poprawia charakterystykę dźwiękową deski. Fundacja Raspberry ma w ofercie różne modele takich „cyfrowych kontrolerów audio” (DAC).

To, która płyta będzie dla Ciebie odpowiednia, zależy od Twojego środowiska. The Cyfrowy AMP+ to właściwy wybór, jeśli chcesz podłączyć głośniki pasywne do komputera. Płyta oferuje typowe złącza zaciskowe dla kabli i zapewnia moc wyjściową do 35 watów na kanał. To zdecydowanie wystarczy do domowego salonu.

Połączenia Raspberry Pi DAC lub jego wersja Plusprzeznaczone są natomiast dla głośników aktywnych. Oferują klasyczne połączenie za pomocą wtyczek bananowych. W takim systemie głośnik ze zintegrowanym wzmacniaczem podłączany jest do źródła sygnału. HAT konwertują sygnały cyfrowe na sygnały analogowe, dzięki czemu Raspberry można podłączyć bezpośrednio do głośników lub systemu stereo (wejście AUX). W połączeniu z odpowiednim oprogramowaniem możesz zamienić Raspberry Pi w urządzenie do strumieniowego przesyłania danych w sieci WLAN lub wykorzystać je do odtwarzania muzyki zapisanej na nośnikach danych.

Dla wszystkich fanów Lego

Połączenia Kapelusz Raspberry Pi do budowy Płytka rozszerzeń, która może sterować nawet czterema silnikami i czujnikami — w tym komponentami z kosmosu Mindstorm — jest dostępna dla wszystkich ambitnych hobbystów Lego intensywnie zajmujących się Lego Technics. W wyspecjalizowanych sklepach można nawet znaleźć tablicę Lego, za pomocą której możesz zintegrować tablicę bezpośrednio ze swoimi dziełami Lego. Większość komponentów korzystających z połączenia LPF2 można podłączyć. Szczegóły dotyczące kompatybilności można znaleźć na oficjalnej stronie produktu płyty.

Ale strzeż się: Zintegrowany zasilacz nie jest wystarczający do obsługi silnika na płycie.

Jako uzupełnienie płytki HAT oferowany jest zewnętrzny zasilacz, który jest odpowiedni tylko dla tego komponentu. Tego zasilacza nie można używać do obsługi urządzenia Pi 400, Na przykład. Istnieje obszerna biblioteka dla projektów Python do sterowania czujnikami odległości, ruchu lub koloru, co jest szczegółowo wyjaśnione.

Rozszerzenie kosztuje niecałe 30 dolarów. Odpowiedni zasilacz kosztuje wówczas nieco mniej niż 20 dolarów.

Raspbee II: Do automatyki domowej

Szukasz sposobu na centralne sterowanie swoim inteligentnym domem poprzez Raspberry Pi? W takim razie zdecydowanie powinieneś rzucić okiem na Raspbee II tablica. Jak sama nazwa wskazuje, jest to rozszerzenie komunikujące się z urządzeniami korzystającymi ze standardu Zigbee. Na małej płytce znajduje się nawet miejsce na baterię, dzięki czemu urządzeniami można sterować za pomocą zegara czasu rzeczywistego (RTC).

Podstawową ideą jest pozbycie się różnych bramek innych producentów. Działa to również pod warunkiem, że komponenty zostaną rozpoznane przez oprogramowanie producenta. Dlatego przed podjęciem decyzji o zakupie warto zapoznać się z dokumentacją. W końcu Zigbee to tylko protokół komunikacyjny. „Magia” systemu sterowania musi być wówczas wykonywana przez oprogramowanie.

Ten przydatny dodatek do inteligentnego domu kosztuje niecałe 30 dolarów.

Game Hat: Raspberry staje się konsolą

Zaprezentowaliśmy Ciasto retro projekt wiele lat temu: Celem jest przekształcenie małej płytki drukowanej w konsolę do gier. Idealnym towarzyszem tego projektu jest Gra KAPELUSZ z Waveshare’a. Czasami jednak jest dostępny tylko w Niemczech z okresem oczekiwania.

Określenie „KAPELUSZ” tutaj nie do końca pasuje, ponieważ Raspberry Pi jest podłączone do sprzętu gamepada. Game HAT jest wyposażony w 3.5-calowy ekran o rozdzielczości 480×320 pikseli i 60 klatkach na sekundę. To powinno wystarczyć do klasycznych gier.

Zintegrowano dwa małe głośniki i możliwość podłączenia słuchawek. Wokół niego zgrupowane są zwykłe przyciski znane z innych gamepadów. Na górze obudowy znajdują się także dwa spusty. Są one jednak dość delikatne — nie należy więc grać aż tak szaleńczo, aby zabawa trwała jak najdłużej.

Jest bardzo łatwy w konfiguracji. Do zasilania całego systemu wymagana jest bateria, dzięki czemu możesz grać w dowolnym miejscu i czasie. Specyfikację zakupu zewnętrznego źródła zasilania można znaleźć w opisie produktu oraz na wiki projektu.

Producent podaje, że możliwy jest czas pracy na baterii do dwóch godzin. Jest to jednak bardzo optymistyczne. W praktyce i podczas aktywnego grania w grę czas gry będzie raczej dobrą godziną. Nie przeszkadza to jednak w zabawie z rozszerzeniem, które kosztuje około 45 dolarów.

Uczenie maszynowe za pomocą Pi

Fascynujące projekty są możliwe dzięki Czapka Braincraft. Trzeba jednak także chcieć zapoznać się ze złożoną tematyką. Przedłużenie nie jest przeznaczone na „szybki projekt” w weekend.

Ideą tego dodatku jest zaoferowanie (nawet użytkownikom profesjonalnym) sposobu na tworzenie „mózgów” do uczenia maszynowego w wielu różnych lokalizacjach. Profesjonaliści również lubią rozmawiać w tym kontekście o przetwarzaniu brzegowym.

Do kombinacji HAT i płytki drukowanej nadal należy dodać „oczy” i inne zmysły. Ale dzięki wszechstronnym opcjom połączeń jest to dość łatwe. Braincraft HAT ma ekran TFT IPS 240×240 do przesyłania informacji zwrotnych z systemu, gniazda na kable połączeniowe kamery do projektów przetwarzania obrazu, pięciokierunkowy joystick, lewy i prawy mikrofon, stereofoniczne wyjście słuchawkowe, stereofoniczne wyjście głośnikowe o mocy 1 W i trzy Diody LED RGB w kształcie kropek. Złącze Stemma QT umożliwia podłączenie czujników termicznych. Opcjonalnie można również zainstalować wentylator na spodzie, który następnie utrzymuje płytę w komfortowej temperaturze podczas projektów wymagających dużej mocy obliczeniowej.

Za dobre 40 dolarów otrzymujesz bardzo solidną podstawę dla swoich projektów. Producent pokazuje wszechstronne możliwości w serii filmów na stronie produktu.

Pokaz: „Niech stanie się dotyk”

Wejście bezpośrednio na ekranie? To też nie jest problem. Rezystancyjny wyświetlacz o przekątnej 3.5 cala firmy Waveshare to prawdziwy HAT, który po prostu jak zwykle przypinasz do listwy GPIO. W zakresie dostawy znajduje się również pasujący rysik. Sterowniki umożliwiają bezproblemową pracę pod Ubuntu Mate lub Retropie. Za około 40 dolarów możesz dodać tę prostą opcję wprowadzania danych do Raspberry.

A dotykowy wyświetlacz o rozdzielczości 800×480 pikseli jest dostępny u tego samego producenta, który jest znacznie większy bo ma przekątną 5 cali i jest pojemnościowy (tzn. reaguje na prosty dotyk bez nacisku). Dzięki temu Pi staje się małym tabletem. Sterowniki działają znakomicie. Podobnie jak w przypadku innych tabletów, możesz sterować jasnością ekranu bezpośrednio na pulpicie.

Jednakże ten wyświetlacz nie jest bezpośrednim HATem: zamiast tego podłączasz płytkę za pomocą paska kamery i kabla. Odwrotnie nie miałoby to większego sensu, bo ekran jest większy od samej płytki. Zaletą tej konstrukcji jest to, że piny GPIO pozostają dostępne.

A jeśli nie chcesz projektować własnej obudowy za pomocą drukarki 3D, w sklepach z elektroniką znajdziesz całą gamę obudów, a niektóre z nich posiadają również stanowisko do zbudowania czegoś w rodzaju systemu kioskowego.

Cena detaliczna większego wyświetlacza wynosi około 50 dolarów.

Niezbędne kapelusze dla hobbystów

Jednym z wyzwań dla wszystkich projektów outdoorowych jest zasilanie komputera. Dzieje się tak dlatego, że w pobliżu miejsca użytkowania nie zawsze znajduje się gniazdko elektryczne. Całą gamę płytek drukowanych, które mogą niezależnie zasilać Raspi, można znaleźć w znanych sklepach elektrycznych pod hasłem „UPS”. Są to często zestawy akumulatorów, do których wystarczy włożyć jedynie konwencjonalne akumulatory. Na przykład Waveshare ma CZAPKA UPS w ofercie.

Połączenia Sok Pi jest droższe. Za dobre 50 dolarów w górę otrzymujemy akumulator o pojemności 1820 mAh. Wydajność ma swoją cenę. Należy się również spodziewać dłuższych czasów dostawy. Płytka drukowana zawiera zegar czasu rzeczywistego, dzięki czemu kontrola czasu i znaczniki czasu pozostają dokładne.

Czy masz przełącznik sieciowy, który może zasilać urządzenia podłączone kablem Ethernet? Potem urzędnik CZAPKA PoE+ to dobry wybór do zasilania minikomputera poprzez kabel Ethernet. Płytka radzi sobie z napięciami wejściowymi od 37 do 57 V, a następnie dostarcza do płytki stałe napięcie 5 V. Zintegrowany wentylator umożliwia rozproszenie wyższej temperatury na interfejsie. Przed zakupem należy jednak sprawdzić napięcie i co za tym idzie moc dostarczaną przez przełącznik sieciowy. Jeśli jest to odpowiednie, 20 dolarów jest rozsądną inwestycją w wielu sytuacjach zawodowych.

Pierwsze kroki z robotyką

Trzeba przyznać, że za około 60 dolarów za czysty zestaw startowy Trilobot z Pimoroni to żadna okazja. Stanowi jednak podstawę do wejścia w fascynujący świat robotyki. Zapewnia to obszerna biblioteka oprogramowania, która jak zwykle u producenta jest dobrze udokumentowana.

Co jeszcze trzeba kupić, żeby cieszyć się pełnią zabawy? Oczywiście jako podstawę potrzebujesz Raspberry Pi z kartą SD. Ponieważ jest to baza dla robota mobilnego, potrzebne będzie również zasilanie niezależne od lokalizacji. Doskonała instrukcja pokazuje, jak podłączyć akumulator. Zdecydowanie powinieneś zapoznać się z nimi przed zakupem dodatkowych części. A Kamera Raspberry Pi v2 jest również szybko dodawany do listy zakupów, dzięki czemu można „zobaczyć” także z perspektywy robota.

A co dostajesz za swoje pieniądze? Cóż, w tym przypadku również „KApelusz” jest raczej mylący, ponieważ tak naprawdę instalujesz Raspberry Pi 4 w budowie. Składa się z płytki drukowanej, na której znajdują się dwa silniki elektryczne napędzające koła, które przypominają pojazd księżycowy. Aby uniknąć kolizji, w zestawie znajdują się ultradźwiękowe czujniki odległości. Aby prowadzenie robota wyglądało naprawdę fajnie, umieszczone na spodzie diody LED RGB zapewniają nastrojowe oświetlenie. Zestaw jest oczywiście również doskonały dla wszystkich pracowników instytucji edukacyjnych do nauczania podstaw robotyki.