22 февраля в 11:03

Разминка перед выходными: есть Raspberry Pi, Arduino и свободный вечер

image alt text


Неделя плавно подходит к выходным, поэтому самое время придумать себе занятие на длинные праздники. Например, можно собрать из Raspberry Pi тепловизор для ответа на вечные вопросы "сколько греть двигатель" и “какова температура головы у программиста”. Или собственный вариант Google Glass на базе Arduino, пусть и узкоспециализированный.


Если вы только краем уха слышали об Arduino и Raspberry, то вот небольшой спойлер с отличиями.

Arduino и Raspberry – это мини-компьютеры на одной печатной плате, предназначенные для "домашних" проектов и мелкой автоматизации. Между платами есть несколько принципиальных отличий:


  • По тактовой частоте Raspberry Pi значительно быстрее Arduino, а оперативной памяти у Pi больше в разы;


  • На Raspberry Pi может быть запущена операционная система;


  • В отличие от Arduino, к USB-портам Raspberry Pi можно подключать периферию – например, сетевые адаптеры и модемы;


  • Arduino прекрасно подходит для аппаратных проектов, где требуется просто реагировать на различные сигналы сенсоров и ручной ввод.

Arduino можно поручить управление датчиками, а Raspberry Pi — более сложные вычислительные операции.


Купить Arduino или Raspberry можно на площадках вроде AliExpress, поэтому перейдем сразу к интересному. Ниже вы найдете ТОП 5 проектов, которые не только занимают время, но и несут реальную пользу. Или хотя бы интересны с познавательной точки зрения.


Измерение магнитного поля при помощи манипулятора


Подвижный магнитометр на "руке" с тремя степенями свободы, позволит, наконец, утолить любопытство по поводу величины магнитного излучения системного блока с открытой крышкой. Или поможет получить интересные сведения о магнитном фоне жесткого диска под нагрузкой. Робот аккуратно измерит значения в выбранных точках и составит карту магнитного поля.


image alt text


Для работы манипулятора понадобится Arduino Pro Micro на микроконтроллере ATmega32u4. При съеме информации, датчики генерируют большое количество данных, которые должны быстро обрабатываться, поэтому, дополнительно понадобится лэптоп и USB-библиотека LUFA. Результаты работы датчиков можно построить в MATLAB, или использовать его бесплатную альтернативу — Octave.


Для собственно "руки" понадобится сервопривод и несколько соединительных деталей. “Оживить” манипулятор позволит код, любезно выложенный автором этого интересного проекта. Благодаря такой автоматизации, автор смог создать трехмерную карту магнитного поля исследуемого объекта, учитывающую заранее замеренный общий магнитный фон.



Разрешение карты достигает 51 х 51 = 2601 точек данных, что позволяет отследить даже влияние стальных болтов в "руке" на измеряемое поле.


Термокамера FLIR Lepton и Raspberry Pi


image


Тепловизор может пригодиться для того, чтобы найти утечку тепла в кабинете, или кошку. Или его можно приспособить в качестве элемента охранной системы. В крайнем случае, можно провести увлекательные полчаса за измерениями тепловой сигнатуры дисковых полок.


Основой тепловизора выступает термокамера FLIR Lepton с микроболометрической матрицей с разрешением 80×60 точек.


image


Камера подключается к контроллеру Raspberry Pi. В плате необходимо активировать интерфейсы SPI и I2C и установить ПО для просмотра видеопотока. Остается добавить пару аккумуляторов 18650, стабилизатор напряжения типа UBEC, и поместить все комплектующие в корпус.


image alt text


Сам по себе тепловизор, на сегодняшний день, вещь вполне доступная, но стоимость магазинного варианта в несколько раз выше самодельного, да и приспособить его для своих целей не всегда возможно. А цели могут быть самые широкие, например, как у автора проекта — гибридные системы машинного зрения робота.


Очки дополненной реальности на Arduino для вольтметра


Дополненная реальность это не только ловля покемонов — сегодня ее активно используют военные, а теперь и инженеры. Автор проекта решил однажды замерить напряжение открытых контактов в щитке и, кажется, устал вертеть шеей для просмотра показаний вольтметра. В результате, ему пришла в голову идея как упростить процесс и снизить вероятность короткого замыкания.


А идея проста — информация из вольтметра поступает через bluetooth-модуль в устройство, делающие простые очки "умными".


image alt text


Для реализации этого устройства понадобится микроконтроллер Arduino Pro micro, Bluetooth-модуль V4.0 HM-11 BLE Module, аккумулятор — 280mA Lipo, дисплей — Micro OLED 0.66 64x48 пикселей, линза, и пластиковый бокс, где все это можно будет разместить. Автор проекта утверждает, что общая стоимость таких "умных" очков (не считая мультиметра) не превышает 70 Евро.



Проект уже оценили другие гики, пожелавшие использовать его в самых разных ситуациях, где требуется внимание и высокая концентрация на процессе. Например, можно считывать данные телеметрии во время полета на спортивном самолете.


Робот для мониторинга дата-центра


В одном из дата-центров Индии собрали целого робота для мониторинга температуры серверной. Сотрудники центра сначала планировали разместить множество датчиков, чтобы затем можно было сформировать тепловую карту всего помещения. Но реализация оказалась слишком дорогой для местного бюджета. В качестве компромиссного решения появился робот, который объезжает стойки серверной и отправляет данные о температуре через Wi-Fi.


image alt text


Робот состоит из модного пылесоса iRobot Create, нетбука, микроконтроллера Arduino UNO, мачты из ПВХ с размещенными на ней тремя датчиками температуры, и веб-камеры. Переданные с датчиков данные преобразуются в тепловую карту. Исходный код и подробные инструкции в открытом доступе не лежат, но доступны по запросу у авторов проекта.



В качестве "домашнего задания" можно подключить и другие сенсоры для более полного наблюдения за серверной – например, датчики влажности, которые повысят шансы на спасение железа от внепланового потопа.


Кодовый замок на Arduino


Для того чтобы в серверной можно было спокойно оставлять напитки и другие ценные вещи, пригодится электронный замок – отличное дополнение для неудобного и не современного ключа. Реализацию одного из вариантов такого замка предлагает пользователь nikitosk.


С внешней стороны двери располагается клавиатура для ввода пароля, а с внутренней закреплена основная конструкция. Открывается дверь после ввода четырехзначного пароля и нажатия "решетки".


image alt text


Для замка понадобятся:


  1. Arduino UNO;
  2. Arduino protoshield + breadboard;
  3. Драйвер L293D;
  4. Блок питания и корпус от хаба D-LINK;
  5. Пульт от охранной сигнализации.


Код для Arduino и перечень дополнительных комплектующих можно найти в статье о проекте.


Заключение


По мере развития технологий микроконтроллеров и одноплатных компьютеров, количество идей и интересных проектов будет только увеличиваться. Но не стоит окончательно списывать старое железо — ему тоже можно найти применение, о чем мы уже рассказывали ранее. Еще более правильным было бы использовать компьютерный хлам вместе с Arduino или Raspberry – даешь эффективную экономичность!


Может, вы уже что-то подобное реализовывали сами или даже можете поделиться собственным уникальным проектом?

Автор: @ArthurLeighAllen
Сервер Молл
рейтинг 111,73
Refurbished-серверы HP, Dell и IBM (Lenovo)

Комментарии (9)

  • +1
    Я пока перевел свой домашний роутер / сервер с постоянно включенного ноутбука на RPi B+ 512MB.
    Подключил к нему внешний USB диск и перевел всю файловую систему на него, теперь с SD карты RPi только загружается. Добавил swap на 2ГБ, так что размер оперативной памяти теперь не критичен.
    Во-первых он раздает интернет через WiFi. Если с ноутом и Windows WiFi периодически зависал, то теперь все работает как часы.
    Во-вторых, поставил раздачу торрентов (Deluge).
    В-третьих, поставил Tomcat, Nginx, MySQL, Java 8 и Vaadin. Захостил там сайт. Работает, гад, даже не тормозит.
    В планах подключится к народному мониторингу, повесить вебкамеру за окно, а также приватную вебкамеру в квартиру, чтобы посмотреть, чем кошки занимаются, пока хозяев дома нет :)

    В целом, Raspberry Pi очень интересная штука. Да, медленная, но отлично подходящая для обучения Linux. Очень радует то, что почти любую программу можно поставить через sudo apt-get install, чего, подозреваю, нету в китайских клонах.
    • 0
      Они работают на тех-же дистрах, внимание вопрос: почему нет?
    • 0
      «Работает, гад, даже не тормозит.» «Да, медленная, но отлично подходящая для обучения Linux»
      Вы уж определитесь.
      • +1
        Что не понятно то?
        Сайт не тормозит.
        RPi как компьютер в целом — медленный. Тормозит, если идет, например, раздача нескольких файлов через торрент.
  • 0
    Согласен с комментатором выше по поводу китайских клонов RPi. У самого Orange Pi Plus 2E, сам я новичек в linux и многое, что не работает из коробки, нужно доводить самому. Зато опыт :)
    • 0
      О, привет владельцам апельсина!
      Очень доволен машинкой
    • 0
      Владею Orange Pi PC Plus, поставил Armbian и не парюсь. В целом все инструкции что есть в интернете для raspberry pi работают и для него (максимум пришлось сверять гребенку). Да сообщество апельсиновладельцев не особо развито и из-за этого страдает апельсинка. У неё большое кол-во возможностей которые простым гуглением вы и не найдете. Для примера rtc-часы: в гугле большое кол-во инструкций по использованию модулей на базе ds3231 и тому подобных, но есть куда более правильный вариант решения: у апельсинки уже встроены rtc-часы, вам достаточно подпаять батарейку на 3,3в к пяточкам rtc и gnd.
  • 0
    Arduino и Raspberry – это мини-компьютеры на одной печатной плате

    Возможно, это не принципиально в рамках данной статьи, но Arduino — не компьютер, в отличие от Raspberry. Всё-таки Arduino — микроконтроллер, устройство которого принципиально отличается от устройства компьютера.
  • 0
    Что касается отличий Arduino от Pi: вы забыли упомянуть, что к Pi невозможно подключить аналоговые датчики непосредственно, без применения внешнего АЦП.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Администрирование