Лучшие проекты на Raspberry Pi 4 за 2020 год: обзор и идеи

Что такое Raspberry Pi?

Raspberry Pi — один из самых доступных одноплатных компьютеров (SBC) на рынке и, пожалуй, самый популярный. Хотя Raspberry Pi Foundation выпустила свою первую плату в 2012 году, история проекта началась ещё в 2006 году. На момент написания этой статьи последним моделем был Raspberry Pi 4.

Плата выпускалась в четырех вариантах памяти: 1, 2, 4 и 8 ГБ. Ключевые характеристики Raspberry Pi 4: четырёхъядерный процессор 1,5 ГГц, Wi-Fi, Bluetooth 5.0, два порта USB 3.0, два USB 2.0, два microHDMI и слот для microSD. Купить Raspberry Pi 4 можно на Amazon.

В этом руководстве мы рассмотрим лучшие проекты, которые можно реализовать на Raspberry Pi 4. Важно помнить: для большинства проектов понадобятся дополнительные аксессуары, поэтому к каждой идее мы добавили краткий обзор необходимого оборудования. Приступим.

Топ проектов на Raspberry Pi 4

VPN-сервер на Raspberry Pi

VPN (виртуальная частная сеть) защищает ваши данные в интернете, маскирует IP-адрес и скрывает геолокацию. С помощью PiVPN Raspberry Pi 4 можно превратить в выделенный VPN-сервер. Преимущества: низкая стоимость, компактность и возможность пропускать через себя как проводное, так и беспроводное соединение.

Что понадобится:

1. Блок питания для Raspberry Pi 4
2. Карта microSD не менее 8 ГБ

[Видеоинструкция]

Портативный инструмент для пентестинга (Kali Linux)

Raspberry Pi 4 совместим с большинством Linux-дистрибутивов, включая Kali Linux — стандарт де-факто для тестирования на проникновение и цифровой криминалистики. Установив Kali на Pi, вы получите портативный набор для аудита безопасности: перехват учётных данных, взлом Wi-Fi, анализ мобильных устройств.

Необходимое оборудование:

1. Последний образ Kali Linux для ARM
2. Портативный источник питания (Power Bank)
3. Сенсорный экран и корпус для RPi 4
4. Карта microSD от 8 ГБ
5. Мини-клавиатура USB
6. Компьютер для первоначальной настройки

[Видеоурок]

Примечание: инструкции для Raspberry Pi 3 B+ подходят и для Pi 4.

Сейсмометр (Raspberry Shake)

Мало кто знает, что Raspberry Pi 4 может детектировать и измерять землетрясения. Специальная плата расширения и геофизические датчики превращают одноплатник в цифровой сейсмограф.

Компоненты:

• ОС Raspberry Shake OS
• Плата RS1D и геофонические датчики
• Карта microSD от 8 ГБ
• Корпус/обойма
• Винты, стойки и крепеж

Подробности на сайте Raspberry Shake и в руководстве MagPi Magazine.

Стриминговое устройство для Netflix (OSMC)

Если бюджет ограничен, превратите Pi 4 в медиацентр с поддержкой Netflix. Достаточно установить OSMC (Open Source Media Center).

Минимум оборудования:

• Образ OSMC

Инструкция на Daily Dot.

FM-радиопередатчик

Радио не умерло — с Raspberry Pi можно создать свою FM-станцию. Идеально для начинающих DJ или подкастеров.

Что нужно:

• Стабильное интернет-соединение
• USB-микрофон

[Видеоруководство]

Bluetooth-акустическая система

Встроенный Bluetooth 5.0 позволяет использовать Pi 4 как мост для превращения проводных колонок в беспроводные. Подходит также для Pi 3 и Zero W.

Комплектующие:

• Карта microSD от 8 ГБ
• Блок питания
• Аудиокабель 3,5 мм (Jack)
• Акустические системы
• Утилита balenaEtcher

Пошаговое руководство от Balena.

Офисная рабочая станция

Несмотря на GPIO, Raspberry Pi — полноценный мини-компьютер. Для офисных задач (браузер, документы, почта) он отлично заменяет громоздкий системный блок.

Необходимо:

• Карта microSD от 8 ГБ
• Монитор
• Клавиатура и мышь
• Подключение к интернету

Тренажёр для изучения JavaScript

Raspberry Pi изначально создавался для обучения программированию. На официальном сайте есть проект «Guess the Colour», обучающий основам JavaScript через игру.

Материалы:

См. официальный курс.

Усилитель Wi-Fi (репитер)

Проблемы с покрытием Wi-Fi в большом доме? Raspberry Pi 2/3/4 легко превращается в репитер. Для старых моделей (Pi 1/2) понадобится Wi-Fi-адаптер.

Список:

• Карта microSD от 8 ГБ
• Блок питания
• Корпус для Raspberry Pi

Гайд на PiMyLifeUp.

Ультразвуковой терменвокс

Терменвокс — электронный музыкальный инструмент, которым играют без прикосновения. На Pi 4 это отличный образовательный проект по физике звука и программированию.

Детали:

• Sonic Pi (софт)
• Python-OSC библиотека
• Резисторы 330 и 470 Ом
• Беспаечная макетная плата
• Ультразвуковой датчик расстояния
• Провода перемычки (M-M ×3, M-F ×4)

Один из самых сложных, но полезных проектов. Подробности на официальной странице проекта.

Настенный Google-календарь

Старый монитор + Raspberry Pi = умный настенный календарь, синхронизирующийся с Google Calendar. Удобно для семьи или офиса.

Комплектующие:

• Wi-Fi сеть
• microSD от 2 ГБ
• Блок питания и microUSB-кабель
• USB-клавиатура и мышь (для настройки)
• Монитор с HDMI (или переходник HDMI-VGA)
• HDMI-кабель
• Настенная кронштейн для монитора

Инструкция на Instructables.

ИИ-термометр с распознаванием лица

Проект для изучения компьютерного зрения: термометр на базе ИК-камеры определяет температуру кожи и фиксирует лихорадку. Отличный вход в Edge AI.

Железо:

• ИК-камера (thermal camera)
• RGB-камера

Урок на Hackster.io.

Автоматический монитор растений (Smart Garden)

Для занятых садоводов: система мониторинга влажности почвы, освещённости и температуры с автополивом. Требует взаимодействия Raspberry Pi и Arduino.

Компоненты:

• Arduino Uno
• PARTICLE Argon
• Датчик DHT11 (температура/влажность)
• Влажность почвы SparkFun
• Фоторезистор CDS
• Светодиод
• Raspberry Pi OS (Raspbian)
• Arduino IDE

[Видео] | Гайд на Hackster.

Умная камера с автофокусом

Официальная HQ-камера Raspberry Pi + сервопривод на LEGO = камера с удалённым управлением фокусом. Идеально для наблюдения или макрофото.

Необходимо:

• Raspberry Pi HQ Camera
• Деталь LEGO №18938
• Сервопривод, совместимый с LEGO
• Raspberry Pi OS
• Дрель/шуруповёрт

Туториал на Hackster.io.

Интерком на базе Google AIY

Реставрация винтажного интеркома 1986 года с добавлением голосового помощника Google Assistant.

Что нужно:

• Набор Google AIY Voice Kit
• Старинный интерком (Radio Shack, eBay)

Инструкция на Instructables.

Фото-боть с загрузкой в Google Фото

Создайте интерактивную фотокабинку для вечеринок: фото делается по кнопке и автоматически уходит в облако.

Комплектующие:

• Камера Raspberry Pi Camera Module
• Блок питания microUSB
• Сенсорный дисплей Raspberry Pi Touch Display
• Крепеж: винты M2.5×10 (2 шт.), M2.5×6 (2 шт.), M2×6 (4 шт.)
• Кронштейны/корпус (по желанию)
• Гайка ¼-20 (опционально)

Гайд на Hackster.io.

Умные часы-будильник с циклами сна и световым пробуждением

Мягкое пробуждение светом и звуками природы вместо резкого звонка. Проект объединяет датчики движения, света, температуры и RGB-светодиоды.

Железо:

• Активная акустика
• 3× RGB-светодиода 1 Вт
• Вентилятор и радиатор для Pi 4 (опционально)
• 2× датчика температуры
• Датчик освещённости
• 2× акселерометра
• Тактовая кнопка

Инструкция на Instructables.

Плоттер для рисования (BrachioGraph)

Минималистичный рисующий робот: палочки для мороженого, прищепка, сервоприводы и ручка. Образовательно, дешево и очень весело.

Детали:

• 2 деревянные палочки для рукоделей
• Ручка/карандаш
• Прищепка для белья
• 3 сервопривода
• Клей

Сайт проекта: BrachioGraph.

Физический уведомитель о новом email

Вместо звукового уведомления — светодиодная панель, загорающаяся при получении письма. Ощутимый интерфейс для цифровых событий.

Компоненты:

• Монтажная плата (protoboard)
• Блок питания USB для Pi
• USB-кабель
• Провод 22 AWG
• Резисторы 10 кОм ×5 и 220 Ом ×5
• Белые светодиоды ×5
• Фанера 3 и 5 мм
• Мощные N-канальные MOSFET-транзисторы
• Краска, винты, гайки, клеевой пистолет

Полный гайд на Instructables.

Автоматизация домашнего пивоварения (BrewPi)

Контроль температуры брожения, логирование данных и удалённое управление через веб-интерфейс.

Оборудование:

• Холодильник с модификацией (Hacked Fridge)
• Контроллер BrewPi Spark
• Компьютер/телефон/планшет для мониторинга

Официальная страница BrewPi.

Световой художник (Light Painter)

Создавайте фото с эффектом «северного сияния» используя адресную LED-ленту, камеру и длительную выдержку.

Необходимо:

• Адресная RGB-лента (Digital Addressable)
• DC-джек питания
• Блок питания 2 А и 10 А
• Pi Cobbler breakout kit
• JST 4-pin кабель
• Образ Adafruit Raspberry Pi Educational Linux Distro

Проект на Adafruit.

Кластерный суперкомпьютер

Объединив 4 Raspberry Pi 4, можно собрать полноценный кластер для распределённых вычислений, обучения ML-моделей или рендеринга.

Комплектующие:

• 4× Raspberry Pi 4
• Корпус для кластера
• Ethernet-коммутатор
• Многопортовый USB-блок питания
• USB-C кабели
• Ethernet-патч-корды

Руководство в The MagPi.

Умный открыватель гаражных ворот

Управление воротами со смартфона через IoT. Базовая схема: релейный модуль + Raspberry Pi + приложение.

Минимум:

• Raspbian
• Релейный модуль
• Соединительные провода

Урок на CircuitDigest. См. также Raspberry Pi Lock для RFID-доступа.

Android TV-приставка

Альтернатива стриминговому боксу: полноценный Android на Pi 4 с доступом к Google Play, YouTube, IPTV и играм.

Чек-лист:

• microSD от 8 ГБ
• Блок питания
• USB-клавиатура/мышь или пульт-комбо
• Флешка от 4 ГБ
• HDMI-кабель
• Неофициальный LineageOS 17.1 для Pi 4
• OpenGApps
• Etcher для записи образа

Инструкция на MakeUseOf.

Трекер объектов (Computer Vision)

Введение в глубокое обучение на краю: детекция и слежение за объектами в реальном времени. Можно совместить с BrachioGraph для рисования обнаруженных объектов.

Железо:

• Raspberry Pi Camera V2
• Pimoroni Pan-Tilt HAT Kit
• microSD 16+ ГБ
• Micro-HDMI кабель

Туториал на Towards Data Science.

ADS-B приёмник (Flight Tracking)

Станция PiAware для отслеживания самолётов в реальном времени. Данные уходят в сеть FlightAware.

Рекомендуемая конфигурация (Pi 4/4ГБ):

• microSD от 8 ГБ
• Блок питания
• Кардридер microSD
• USB SDR ADS-B приёмник (RTL-SDR)
• Антенна 1090 МГц

Гайд на FlightAware.

Рождественское световое шоу

Управление гирляндами и реле для синхронизации света с музыкой. Требует работы с высоким напряжением — соблюдайте технику безопасности!

Комплектующие:

• microSD 2+ ГБ
• Модуль реле SainSmart 8-канальный 5V SSR
• Перемычки
• JST 4-pin кабели
• Провод 32 фута (или 4×8 фута)
• 8 удлинителей
• 2 блока распределения питания
• Пилон (power strip)
• БП 5В/3А+ (LED + Pi)
• БП 5В/1А+ (SSR модуль)
• Корпус, колонки

Полный гайд на Instructables.

PirateBox — автономная файлобменная сеть

Офлайн-файловый сервер для анонимного обмена файлами в локальной Wi-Fi-сети. Идеально для конференций, лагеря, офлайн-сообществ.

Необходимо:

1. microSD 8+ ГБ
2. БП 5V microUSB
3. USB-флешка
4. Ethernet-кабель
5. ПК с Ethernet-портом (для настройки)
6. USB Power Bank 5V

Официальный сайт PirateBox.

Заключение

Мы рассмотрели 28 проектов для Raspberry Pi 4 — от новичка до среднего уровня. Хотите игровую консоль? Попробуйте RetroPie на Pi 4. Ищете вдохновение? Загляните в Reddit-сообщество r/raspberry_pi. Можно даже запустить Windows 10 на Pi 4. Надеемся, гайд был полезен. Спасибо за чтение!